单项选择题(每题的备选项中,只有一个最符合题意。)3. 开口系统能量方程式δq=dh+δω
t,下列δω
t的等式中不正确的是:______
- A.δωt=-vdp
- B.δωt=δωs-vdp
- C.δωt=δq-dh
- D.δωt=δωs+dep+dek
A B C D
B
[解析] 本题考查技术功微元表达式、热力学第一定律及稳定流动能量方程的微元表达式。
根据技术功微元表达式有δω
t=-vdp,故选项A表达式正确;根据热力学第一定律微元表达式有δq=dh+δω
t,即δω
t=δq-dh,故选项C表达式正确;根据稳定流动能量方程有q=Δh+
△c
2+gΔz+ω
s,其微元形式为δq=dh+de
k+de
p+δω
s,与δq=dh+δω
t,联立可得δω
t=δω
s+de
p+de
k,故选项D表达式正确。
4. 混合气体的分容积定律(阿密盖特定律)是指气体混合过程中:______
- A.混合气体体积等于每一成分单独处于同样温度压力时的体积总和
- B.混合气体体积等于每一成分单独处于原先温度压力时的体积总和
- C.混合气体的分容积等于每一成分单独处于同样温度时的体积
- D.混合气体的分容积等于每一成分单独处于同样压力时的体积
A B C D
B
[解析] 本题考查阿密盖特分容积定律。
根据阿密盖特分容积定律有V=V
1+V
2+V
3+…+V
n=
,混合气体的总容积V等于各组成气体容积之和,分容积指每一成分单独处于原先温度压力时的体积。
6. 某理想气体进行了一个复杂的不可逆热力过程,其初、终状态参数分别为p
1,v
1,T
1,p
2,v
2,T
2,则该过程的熵变是:______
A.
B.
C.
D.需要已知具体热力过程求解
A B C D
C
[解析] 本题考查理想气体熵变计算公式。熵是状态参数,熵变只与初终状态参数有关而与具体路径无关,故选项D表述不正确。题干中熵变为大写字母表示,所求为所有工质的熵变而不是比熵变,故选项A表达式不正确。
根据热力学第一定律,
通过积分可得,比熵变为
,再乘以工质质量m,即可得到正确答案。
12. 某平壁厚为0.2m进行一维稳态导热过程中,热导率为12W/(m·K),温度分布为:t=150-3500x
3,可以求得在平壁中心处中心位置x=0.1m的内热源强度为:______
- A.-25.2kW/m3
- B.-21kW/m3
- C.2.1kW/m3
- D.25.2kW/m3
A B C D
D
[解析] 根据傅里叶定律
,温度分布为t=150-3500x
3,不同x处的热流密度不相同,所以平壁中存在内热源。
一维稳态有内热源导热过程的微分方程为
,则可得
又已知其温度分布t=150-3500x
3,则可得
=-3500×3×x
2,
=-3500×3×2x,所以
=12×3500×3×2x=252000x
解得x=0.1m的内热源强度为25200W/m
3,即25.2kW/m
3。
13. 如图所示的二维复合固体中的R
a1、R
a2、R
b1、R
b2、R
c1和R
c2分别为其中导热热阻,下列关于块体的总导热热阻的表达式正确的是:______
A.R
总=R
a1+R
a2+R
b1+R
b2+R
c1+R
c2 B.
C.
D.
A B C D
B
[解析] 复合平壁的总导热热阻可以应用串、并联电路电阻的计算方法,由图可知,分a、b、c三次并联,所以选B。
14. 由有限差分法可以推导得出,常物性无内热源一维非稳态导热表达式为:______
A.
B.
C.
D.
A B C D
A
[解析] 常物性无内热源一维非稳态导热的显式差分公式为:
整理后与选项A相同。
16. 在内外直径分别为D和d的管道夹层通道内流动时,流动的当量水力直径为:______
A.d
B.D—d
C.
D.
A B C D
B
[解析] 当量水力直径公式为
,U=(D+d)π,d
e=D-d
21. 设流场的表达式为u
x=-x+t,u
y=x+t,u
z=0。当t=2时,通过空间点(1,1,1)的迹线为:______
A.
B.
C.
D.
A B C D
C
[解析] 欧拉法用质点的空间坐标(x,y,z)与时间变量t来表达流场中的流体运动规律,(x,y,z)称为欧拉变数。其位置变量x,y,z是时间t的函数。因此,流场中各空间点的流速组成的速度场可以表示为:
由于v
x=dx/dt,v
y=dy/dt,v
z=dz/dt
所以有
,此即为迹线微分方程。
在本题中,因此有
积分后得
又因为t=2时,x=y=z=1
所以得C
1=0,C
2=4e
-2,C
3=1
代入后得迹线方程为
24. 三段长度相等的并联管道,管径比为1:2:3,三段管道的流动摩擦系数均相等,则三段管路的体积流量比为:______
- A.1:2:3
- B.1:1:1
- B.1:4:6
- D.1:5.66:15.59
A B C D
D
[解析] 因为并联,所以有
又因为
d
1:d
2:d
3=1:2:3,则得
25. 如图所示,并联管道阀门K全开时,各管段流量为Q
1、Q
2、Q
3,现关小阀门K,其他条件不变,流量的变化为:______
- A.Q1、Q2、Q3都减小
- B.Q1减小,Q2减小,Q3不变
- C.Q1减小,Q2减小,Q3增大
- D.Q1不变,Q2减小,Q3增大
A B C D
C
[解析] 此题中有三个管段,其连接形式为管段2与管段3并联后,再与管段1串联。阀门K关小后,管段2的阻抗S
2变大,则管段2与管段3并联后总阻抗S
23也变大,再串联管段1后,总管路阻抗S=S
1+S
23也将变大,而系统总压水头h不变,所以总流量也等于Q
1,将减小。同时,
将减小,而h
2=h-h
1将增大,所以Q
3将增大。总流量Q
1减小,而Q
3增大,则Q
2只能减小。所以,选项C正确。
26. 有一不可压缩流体平面流动的速度分布为u
x=4x,u
y=-4y,则该平面流动:______
- A.存在流函数,不存在势函数
- B.不存在流函数,存在势函数
- C.流函数和势函数都存在
- D.流函数和势函数都不存在
A B C D
C
[解析] 由不可压缩流体平面流动的连续性方程:
可知,该流动满足连续性方程,流动是存在的,存在流函数。如果求出该流函数,则根据流函数的全微分方程:
积分可得:φ=4xy+C
再来看势函数,由于是平面流动,ω
x=ω
y=0
所以,该流动为无旋流动,存在速度势函数。由速度势函数的全微分方程得:
积分可得:φ=2(x
2-y
2)+C
所以,该不可压缩流体平面流动流函数和势函数都存在,选C。
28. 空气从压气罐口通过一拉伐尔喷管输出,已知喷管出口压强p=14kN/m
2,马赫数Ma=2.8,压气罐中温度t
0=20℃,则喷管出口的温度和速度为:______
- A.114K,500m/s
- B.114K,600m/s
- C.134K,700m/s
- D.124K,800m/s
A B C D
B
[解析] 滞止参数与断面参数的关系为:
本题中,对于空气,k=1.4,R=287J/(kg·K);马赫数Ma=2.8;t
0=20℃,则T
0=293K
解得:T=114K
又有
由
,则u=Ma×c=2.8×214.6=600.9m/s
30. 在同一开式管路中,单独使用第一台水泵,其流量Q=40m
3/h,扬程H=31m;单独使用第二台水泵,其流量Q=50m
3/h,扬程H=40m;单独使用第三台水泵,其流量Q=60m
3/h.则其扬程为:______
A B C D
C
[解析] 对于该开式管路,其阻抗S为定值,单独使用第一台水泵时,有
;
单独使用第二台水泵时,有
其中,Δh为该管路两端的垂直高差,则有
求解方程组得,S=360
2s
2/m
5,Δh=15m
单独使用第三台水泵时,
33. 二阶环节的微分方程为T
2c"(t)+2ξTc'(t)+c(t)=r(t),则其传递函数G(s)为:______
A.
B.T
2s
2+2ξTs+1
C.
D.T
2+2ξTs+s
2 A B C D
A
[解析]
,其中a
2=T
2,a
1=2ξT,a
0=1,b
1=0,b
0=1,代入上述公式可得
。
36. 若系统的传递函数
,则系统的幅频特性A(ω)为:______
A.
B.
C.
D.
A B C D
B
[解析] 令s=jω,