单项选择题每题的备选项中,只有1个最符合题意
6. 一容积为2m
3的储气罐内盛有t
1=20℃、p
1=500kPa的空气[已知:c
p=1.005kJ/(k·K),R=0.287kJ/(kg·K)]。若使压力提高到p
2=1MPa,空气的温度将升高到______。
A B C D
A
[解析] 本题主要考查定容过程中的温度变化及理想气体状态方程的应用。本题中提供了大量的信息,但真正在计算中用到的是初始压力、初始温度和终止压力,利用理想气体状态方程可以计算出定容过程的终止温度是313℃。
9. 空气的初始容积V
1=2m
3,压强p
1=0.2MPa,温度t
1=40℃,经某一过程被压缩为V
2=0.5m
3,p
2=1MPa,该过程的多变指数是______。
A B C D
B
[解析] 本题考查多变过程中一些常用公式的应用。利用多变过程公式
可以推导出
,代入压力和体积的数据后,可以求得多变指数n=1.16。
10. 某物质的内能只是温度的函数,且遵守关系式:U=12.5+0.125tkJ,此物质的温度由100℃升高到200℃。温度每变化1℃所做的功δW/dt=0.46kJ/℃,此过程中该物质与外界传递的热量是______。
- A.57.5kJ
- B.58.5kJ
- C.39.5kJ
- D.59.5kJ
A B C D
B
[解析] 本题主要考查热力学第一定律应用于控制质量时的表达式ΔU=Q-W,以及式中各项正负号的规定。在该过程中内能的变化:
ΔU=U
2-U
1=(12.5+0.125t
2)-(12.5+0.125t
1)=0.125(t
2-t
1)=12.5kJ
过程中功的变化为:
Q=ΔU+W=12.5+46=58.5kJ
11. 如图所示,有一长圆柱,两端温度是t
0,其导热系数为λ,圆柱的外柱周围是完全绝热的,圆柱内部具有热流强度为q
v的均匀内热源。正确描述这圆柱内稳态温度分布的微分方程式是______。
A.
B.
C.
D.
A B C D
B
[解析] 由于长圆柱两端温度相同,圆柱的外柱周围是完全绝热的,内热源是均匀的。所以,沿着长度方向(即x方向)温度不变。这一长圆柱内温度只沿着半径方向变化,可以看成是有内热源一维稳态导热问题。一维稳态有内热源导热方程为:
13. 对于图中的二维稳态导热问题,右边界是恒定热流边界条件,热流密度为q
w,若采用有限差分法求解,当Δx=Δy时,则在下面的边界节点方程式中正确的是______。
A.t
1+t
2+t
3-3t
4+
=0
B.t
1+2t
2+t
3-4t
4+
=0
C.t
1+t
2+t
3-3t
4+
=0
D.t
1+2t
2+t
3-4t
4+
=0
A B C D
B
[解析] 根据第二类边界条件边界节点的节点方程:
可得:
t
1+2t
2+t
3-4t
1+2q
wΔy/λ=0
14. 用来描述流动边界层厚度与热边界层厚度之间关系的相似准则的是______。
- A.雷诺数Re
- B.普朗特数Pr
- C.努塞尔特数Nu
- D.格拉晓夫数Gr
A B C D
B
[解析] 雷诺准则
,反映流体流动时惯性力与黏滞力的相对大小。格拉晓夫准则Gr=
,反映浮升力与黏滞力的相对大小。流体自然对流状态是浮升力与黏滞力相互作用的结果。Gr数增大,表明浮升力作用相对增大。在准则关联式中,Gr数表示自然对流对换热的影响。努塞尔特准则
(注意:λ为流体的导热系数)表征壁面法向流体无量纲过余温度梯度的大小,它反映了给定流场的换热能力与其导热能力的对比关系,它反映对流换热的强弱。这是一个在对流换热计算中必须要加以确定的准则。普朗特数Pr用来描述流动边界层厚度与热边界层厚度之间关系的相似准则:δ
t/δ=Pr
-1/3。
19. 一逆流套管式水一水换热器,冷水的进口温度为25℃,出口温度为55℃。热水进水温度是70℃,热水的流量是冷水流量的2倍,且物性参数不随温度变化,与平均温差最接近的数据为______。
A B C D
B
[解析] 冷水进出口温差为t"
2-t'
2=55-25=30℃;热水的流量是冷水流量的2倍,由于M
1c
1(t'
1-t"
1)=M
2c
2(t"
2-t'
2),所以热水进出口温差为冷水进出口温差的一半,为15℃;则热水出口温度为70-15=55℃。Δt'=t'
1-t"
2=70-55=15℃,Δt"=t"
1-t'
2=55-25=30℃,
。
22. 容重为10000N/m
3的理想流体在直管内从1断面流到2断面,若1断面的压强p
1=300kPa,则2断面压强p
2等于______。
- A.100kPa
- B.150kPa
- C.200kPa
- D.250kPa
A B C D
A
[解析] 列1、2断面的理想流体伯努利方程:
由z
1=0,v
1=v
2,得:
p
1=p
2-ρgH=300-10×20=100kPa
24. 用如图所示的装置测量油的黏性系数。已知管段长度l=3.6m,管径d=0.015m,油的密度为ρ=850kg/m
3,当流量保持为Q=3.5×10
-5m
3/s时,测量管液面高度Δh=27mm,则管的动力黏性系数为______(提示:管内液态为层流)。
- A.2.22×10-7N·s/m2
- B.2.22×10-4N·s/m2
- C.2.61×10-7N·s/m2
- D.2.22×10-3N·s/m2
A B C D
A
[解析] 由沿程水头损失公式和题意可得出:
其中流速
,代入可得λ=0.0562,又因为是层流,有
,得动力黏度系数μ=2.22×10
-7N·s/m
2。
25. 如图常温送风圆形风管长30m,阻力系数λ=0.025,要求送风量为3600m
3/h,已知风机在该流量时可提供的全压为200Pa,风机出口变径管阻力系数ξ
1=0.8,风管出口阻力系数ξ
2=1.2,合适的风管管径为______。
- A.250mm
- B.280mm
- C.320mm
- D.360mm
A B C D
D
[解析]
其中:
本题适合采用试算法。将选项中的各管径代入,可求得:
p
250=1122Pa,p
280=662Pa,p
320=357Pa,p
360=207Pa
32. 图为一物理系统,上部弹簧刚度为k,f为运动的黏性阻力系数,阻力为F=fv,F=
,则此系统的传递函数的拉氏变换表达式应为______。
A.
B.
C.
D.
A B C D
A
[解析] 已知该题中:
弹簧的位移与作用力的关系为:
F=k(x
1-x
0)
得系统的微分方程为:
在零初始条件下,对上式两端同时进行拉氏变换得:
fsx
0(s)=k[x
1(s)-x
0(s)]
(fs+k)x
0(s)=kx
1(s)
传递函数为:
34. 设一传递函数为
,其对数幅值特性的增益穿越频率(即增益交接频率或增益为0分贝的频率)应为______。
A.
B.
C.
D.
A B C D
B
[解析]
则
,可求得ω
2=8,则对数幅值特性的增益穿越频率ω=
。