暖通工程师专业基础考题试卷及答案

暖通工程师专业基础考题试卷及答案

一、单项选择题（共60题，每题2分，每题的备选项中，只有1个最符合题意）

1. 表压力、大气压力、真空度和绝对压力中只有（）。

A. 大气压力是状态参数

B. 表压力是状态参数

C. 绝对压力是状态参数

D. 真空度是状态参数

【答案】 C

【解析】

用来描述系统平衡状态的物理量称为系统的状态参数。系统处于某一平衡状态，各状态参数都具有完全确定的数值。大气压与地理位置有关；表压和真空度是指工质的真实压力（绝对压力）与大气压的差，与当地位置有关；绝对压力是真实的压力。因此，只有绝对压力才是系统的状态参数。

2. 理论上认为，水在工业锅炉内的吸热过程是（）。

A. 定容过程

B. 定压过程

C. 多变过程

D. 定温过程

【答案】 B

【解析】

水在工业蒸汽锅炉中被定压加热变为过热水蒸气。未饱和水的定压预热过程、饱和水的定温定压汽化过程、干饱和蒸汽定压过热过程，都在锅炉中完成。

3. 评价热机的经济性能指标是循环热效率，它可写作（）。

A. （循环中工质吸热量－循环中工质放热量）/循环中工质吸热量

B. （循环中工质吸热量－循环中工质放热量）/循环中转换为功的热量

C. 循环中转换为功的热量/循环中工质吸热量

D. 循环中转换为功的热量/循环中工质放热量

【答案】 C

【解析】

实际循环热效率的表达式为：ηt＝w/q1。式中，w为循环中转换为功的热量；q1为循环中工质吸热量。若忽略循环过程中的热量散失，q2为循环中工质放热量，则q1－q2＝w；若不忽略循环过程中热量散失，则q1－q2＞w。综上所述，循环热效率为循环中转换为功的热量/循环中工质吸热量。

4. 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒钟产生烟气73m3（已折算到标准状态下的容积）。烟囱出口处的烟气温度为100℃，压力近似等于 1.0133×105Pa，烟气流速为30m/s，则烟囱的出口直径是（）。

A. 3.56m

B. 1.76m

C. 1.66m

D. 2.55m

【答案】 A

【解析】

3台锅炉产生的标准状态下（p为大气压，T1＝273K）的烟气总体积流量为：V1＝73×3＝219m3/s。根据质量守恒定律，烟囱内的烟气量与锅炉产生的烟气量相等。烟气可作为理想气体处理。根据理想气体状态方程pV＝mRgT，由题意可知，烟囱内的压力近似为大气压，则V1/T1＝V2/T2，V2＝T2V1/T1＝（100＋273）×219/273＝299.22m3/s。烟气的流速v＝

30m/s，则烟囱直径。

5. 气体在某一过程中放出热量100kJ，对外界做功50kJ，其内能变化量是（）。

A. －150kJ

B. 150kJ

C. 50kJ

D. －50kJ

【答案】 A

【解析】

热力学第一定律的公式为：Q＝ΔU＋W，式中：Q、W和ΔU符号的规定分别为工质吸热为正，放热为负；工质对外做功为正，外界对工质做功为负；系统的热力学能增加为正，反之为负。由题意可得，热量Q＝－100kJ，对外界做功W＝50kJ，系统内能的变化量ΔU＝Q－W＝－100－50＝－150kJ。

6. 湿空气的焓可用h＝1.01t＋0.001d（2501＋1.85t）来计算，其中温度t是指（）。

A. 湿球温度

B. 干球温度

C. 露点温度

D. 任意给定的温度

【答案】 B

【解析】

湿空气的焓包括干空气的焓值（等式右端第一项）以及水蒸气的焓值（等式右端第二项）两部分。式中，系数1.01为空气定压比热容；t为湿空气的干球温度；d为含湿量；2501为0℃时水的汽化潜热；系数1.85为常温下水蒸气的平均定压比热容。

7. 压力为9.807×105Pa、温度为30℃的空气，流经阀门时产生绝热节流作用，使压力降为6.865×105Pa，此时的温度为（）。

A. 10℃

B. 30℃

C. 27℃

D. 78℃

【答案】 B

【解析】

绝热节流前后温度的变化规律是：①对于理想气体，温度不变，表现为零热流效应；②对于实际气体，其温度可能升高、可能降低也可能保持不变。实际气体在温度不太低，压力不太高的情况下可以近似看作是理想气体。此题认为空气为理想气体，因此绝热节流后温度保持不变，温度为30℃。

8. 0.3标准立方米的氧气，在温度t1＝45℃和压力p1＝103.2kPa下盛于一个具有可移动活塞的圆筒中，先在定压下对氧气加热，热力过程为1-2，然后在定容下冷却到初温45℃，过程为2-3。已知终态压力P3＝58.8kPa。若氧气的气体常数Rg＝259.8J/（kg·K），在这两个过程中氧气与外界交换热量为（）。

A. 56.56kJ

C. 26.68kJ

D. 46.52kJ

【答案】 C

【解析】

整个过程包括定压加热和定容冷却两个过程，氧气与外界交换的总热量为两个过程中氧气与外界交换热量之和，即Q＝Q1＋Q2。计算步骤如下：

①计算氧气质量。氧气为理想气体，根据理想气体方程式pV＝mRgT，则0.3标准立方米的氧气的质量m＝p1V1/（RgT1）＝103200×0.3/（259.8×273）＝0.429kg。

②计算各个参数。1-2过程为定压过程，因此p1＝p2＝103.2kPa；2-3过程为定容过程，V2＝V3，则状态点2的温度T2＝p2T3/p3＝103.2×（45＋273）/58.8＝558.1K＝285℃。氧气的定压比热容cp＝7Rg/2＝7×259.8/2＝909.3J/（kg·K）＝0.9093kJ/（kg·K），定容比热容cv＝5Rg/2＝5×259.8/2＝649.5J/（kg·K）＝0.6495kJ/（kg·K）。

③1-2定压过程中的吸热量为：Q1＝mcp（T2－T1）＝0.429×0.9093×（285－45）＝93.62kJ。

④2-3定容过程中的吸热量为：Q2＝mcv（T3－T2）＝0.429×0.6495×（45－285）＝－

66.87kJ。

⑤计算总热量。总热量Q＝Q1＋Q2＝93.62－66.87＝26.75kJ。计算结果与C项最接近，因此答案选择C。

9. 题9图为卡诺制冷循环的T-s图，从图中可知，表示制冷量的是（）。

题9图

A. 面积efghe

B. 面积hgdch

C. 面积cfghe＋面积hgdch

D. 面积aehba＋面积efghe

【答案】 B

【解析】

在T-s图上，面积代表热量，矩形efghe的面积表示循环过程的净热量，矩形dfecd的面积表示循环过程的放热量，矩形hgdch的面积表示循环过程的吸热量即制冷量。

10. 冬天用一热泵向室内供热，使室内温度保持在20℃，已知房屋的散热损失是120000kJ/h，室外环境温度为－10℃，则带动该热泵所需的最小功率是（）。

A. 8.24kW

B. 3.41kW

C. 3.14kW

D. 10.67kW

【答案】 B

该热泵工作于冷源－10℃及热源20℃之间，在理想情况下按逆卡诺循环计算。带动该热泵所需要的最小功率应使房间满足热平衡的条件，即对应的最小制热量应等于房屋的散热损失；同时系统还需按照逆卡诺循环运行以期有最小的功耗。逆卡诺循环系统的供热系数：ε＝Q1/W＝Q1/（Q1－Q2）＝T1/（T1－T2）＝（273＋20）/[（273＋20）－（273－10）]＝9.77。故所需最小功率w＝Q1/ε＝120000/（9.77×3600）＝3.41kW。

11. 在外径为133mm的蒸汽管道外覆盖保温层，管道内是温度为300℃的饱和水蒸气。按规定，保温材料的外层的温度不得超过50℃。若保温材料的导热系数为0.05W/（m·℃），保温层厚度为46mm，则每米管道的热损失应为（）。

A. 250W

B. 150W

C. 50W

D. 350W

【答案】 B

【解析】

忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻和管道材料本身的导热热阻，设保温材料厚度为δ，则每米管道的热损失为：

12. 将初始温度为t0的小铜球放入温度t∞的水槽中，如果用集中参数法来解析，则在经过的时间等于时间常数时，τr＝ρcV/（hA）铜球的温度应为（）。

A. 0.368t∞＋0.632t0

B. 0.618t∞＋0.382t0

C. 0.5t∞＋0.5t0

D. 0.632t∞＋0.368t0

【答案】 D

【解析】

非稳态导热温度场与时间关系为：

可知，当时间τ＝τr＝ρVc/（hA）时，，t＝0.632t∞＋0.368t0。

13. 一固体壁面与流体相接触，内部的温度变化遵循热传导方程，其边界条件为（）。

A. －λ（∂t/∂n）w＝h（tw－tf）

B. λ（∂t/∂n）w＝h（tw－tf）

C. －λ（∂t/∂n）w＝h（tf－tw）

D. λ（∂t/∂n）w＝h（tf－tw）

【答案】 A

【解析】

由题目可知，本题边界属于第三类边界条件。第三类边界条件为：给定边界周围流体温度tf和边界面与流体之间的表面传热系数h。利用第三类边界条件，可得对流边界条件式为：－λ（∂t/∂n）w＝h（tw－tf）。

14. 温度为t∞的空气以流速u∞掠过温度恒为tw的平壁时的层流受迫对流传热问题，在一定条件下可以用边界层换热积分方程求解。用这种方法得到的对流传热准则关系式表明，局部对流传热系数hx沿流动方向x的变化规律为（）。

A. hx∝x1/2

B. hx∝x1/5

C. hx∝x1/3

D. hx∝x－1/2

【答案】 D

【解析】

温度为t∞的空气以速度u∞掠过温度恒为tw的平壁时，层流受迫对流传热的经验准则关联式为：。由Nux＝hxx/λ，得到

则hx∝x－1/2。

15. 为了强化蒸汽在竖直壁面上的凝结传热，应采取以下哪个措施？（）

A. 在蒸汽中掺入少量的油

B. 在蒸汽中注入少量的氮气

C. 设法增加液膜的厚度

D. 设法形成珠状凝结

【答案】 D

【解析】

增强凝结换热的措施基本途径是减薄凝液膜厚度和加速排液，具体措施有：①改变表面几何特征，如壁面上开槽、挂丝等；②及时排除不凝性气体，如合理地设计管束的排列和加设抽气装置；③加速排除凝液，如使用离心力等措施；④改进表面性质，如加涂层，使之形成珠状凝结。AB两项，油和氮气（不凝性气体）的导热系数均小于水的导热系数，因此在蒸汽中掺入少量的油或氮气减弱凝结传热；C项，增加液膜的厚度，热阻增大，减弱凝结传热；D项，珠状凝结与壁面的接触面积小于膜状凝结，比膜状凝结的传热性能好，因此设法形成珠状凝结能强化蒸汽在竖直壁面上的凝结传热。

16. 关于实际物体的吸热率与发射率之间关系的论述中，错误的是（）。

A. 热平衡条件下实际物体的吸收率等于其所处温度下的发射率

B. 物体的单色吸收率等于其所处温度下的单色发射率

C. 实际物体的吸收率等于它的发射率

D. 实际物体在各个方向上的发射率有所不同

【答案】 C

【解析】

基尔霍夫定律的表述为：在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射率与单色吸收率比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射率，即ελ，θ，T＝αλ，θ，T。因此，实际物体的发射率等于其吸收率只有在“物体与黑体投入辐射处于热平衡”这个前提条件下才成立。一般情况下，实际物体在各个方向上的发射率有所不同，对于漫辐射表面，发射率与方向无关。

17. 因二氧化碳等气体造成的温室效应会使地球表面温度升高而引起自然灾害。二氧化碳等气体产生温室效应的原因是（）。

A. 吸收光谱是不连续的

B. 发射光谱是不连续的

C. 对红外辐射的透射率低

D. 对红外辐射的透射率高

【答案】 C

【解析】

地球周围的大气层对地面有保温作用，大气层能让大部分太阳辐射透过到地面，而地面辐射中95%以上的能量分布在红外波段，它们被大气层中二氧化碳等气体吸收。对于气体，可认为气体对热射线几乎没有反射能力，即反射率ρ＝0，则有α＋τ＝1，吸收率α大，则透射率τ低。气体减少了地面对太空的辐射，即不同波段辐射能量的透射率低，吸收率高的特性导致大气层的温室效应。所以，二氧化碳等气体产生温室效应的原因是对红外辐射的透射率低。

18. 两个平行的无限大灰体表面1和2，温度分别为T1和T2，发射率均为0.8。若在中间平行插入一块极薄的、发射率为0.4的金属板，则表面1和2之间的换热量变为原来的（）。

A. 50%

B. 27%

C. 18%

D. 9%

【答案】 B

【解析】

由题意可知，发射率ε1＝ε2＝0.8，则两平行无限大平壁表面1和2之间的单位面积换热量Φ1为：

加入遮热板后表面1和2之间的单位面积换热量Φ2为：

则Φ2/Φ1＝3/11＝0.27，即表面1和2之间的换热量变为原来的27%。

19. 某建筑外墙的面积为12m2，室内气体与内墙表面的对流传热系数为8W/（m2·K），外表面与室外环境的复合传热系数为23W/（m2·K），墙壁的厚度为0.48m，导热系数为0.75W/（m·K），则总传热系数为（）。

A. 1.24W/（m2·K）

B. 0.81W/（m2·K）

C. 2.48W/（m2·K）

D. 0.162W/（m2·K）

【答案】 A

【解析】

利用热阻串联的概念可知，由总传热系数K的倒数为与各部分传热系数的倒数之和，则总传热系数K为：

20. 为了强化电加热器表面与水的传热，以下不正确的措施是（）。

A. 提高水的流速

B. 提高加热器表面的发射率

C. 提高表面的粗糙度

D. 使加热器表面产生震动

【答案】 B

【解析】

电加热器表面与水的传热方式主要是对流换热，采用提高表面传热系数和增加换热面积的方法来强化传热。ACD三项，提高水的流速、提高表面的粗糙度、使加热器表面产生震动都是提高表面传热系数的措施。B项，发射率与辐射相关，与对流换热无关。

21. 根据流体运动参数是否随时间变化可以分为稳定流动和非稳定流动，请问下面哪种说法是正确的？（）

A. 流体非稳定流动时，只有流体的速度随时间而变化

B. 流体稳定流动时，任何情况下沿程压力均不变

C. 流体稳定流动时，流速一定很小

D. 流体稳定流动时，各流通断面的平均流速不一定相同

【答案】 D

【解析】

根据流场中流速等物理量的空间分布是否与时间有关，流体流动可以分为非稳定流动和稳定流动。非稳定流动中，流场中的各点流速随着时间变化，各点的压强、黏性力和惯性力也随着速度的变化而变化。稳定流动中，流场中各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、黏性力和惯性力也不随时间变化。A项，流体非稳定流动时，不仅流体的速度随时间而变化，流体其他参数也可能随时间而变化。BC两项，稳定流动是指流场中每一空间点上的流动参数都不随时间变化的流动，又称恒定流动。因此是否稳定流动与流速大小无关，对于流场中的同一点，流动参数不变，但流动的沿程参数可能发生变化。D项，流体稳定流动时，根据质量守恒定律，其各流通断面的质量流量相同，由于截面大小不定，所以平均流速不一定相同。

22. 试建立题22图中1-1断面和2-2断面之间的能量方程。（）

题22图

A.

B.

C.

D.

【答案】 D

【解析】

由题22图可知，以总管段中心线为基准，则1—1断面和2—2断面的高度不同，即Z1≠Z2；流体从1—1断面流经2—2断面过程中，由于阻力损失hl1-2，压强降低，即P1＞P1；根据质量守恒定律，流体的流量不变，1—1断面管径大于2—2断面管径，因此v1＜v2。综上所述，根据伯努利方程可得，1-1断面和2-2断面之间的能量方程为：

。

23. 温度为50℃、直径为0.2m的水平圆柱与20℃的空气之间进行自然对流传热，若空气的运动黏度取16.96×10－6m2/s，则格拉晓夫数为（）。

A. 26.5×106

B. 26.5×107

C. 23.6×107

D. 23.6×106

【答案】 A

【解析】

格拉晓夫准则为：。式中，α为流体容积膨胀系数（对于不可压缩流体，α＝1）；g为重力加速度；L为壁面定型尺寸；ΔT为流体与壁面温度差；ν为运动黏度。由题意可

得，空气为不可压缩流体，则，g＝9.8m/s2，L＝0.2m，ΔT＝50－20＝30℃，ν＝16.96×10－6m2/s，代入数据可得：

24. 以下哪项措施不能有效减小管道中流体的流动阻力？（）

A. 改进流体的外部边界

B. 提高流速

C. 减小对流体的扰动

D. 在流体内投加极少量的添加剂改善流体运动的内部结构

【答案】 B

【解析】

对于紊流粗糙区，层流底层的厚度δ更薄，相对粗糙度K/d≥δ，粗糙的扰动作用成为紊流核心中惯性阻力的主要原因，相比较，雷诺数Re的影响就可忽略不计，则沿程阻力系数λ＝f（K/d）。B项，流动阻力h＝[λ（l/d）＋ξ]v2/（2g），提高流速对于紊流粗糙区的流体阻力系数无影响，沿程阻力会增加。ACD三项，改进流体的外部边界，减小不平整度，减小对流体的扰动以及投放添加剂改善流体运动的内部结构都可以有效地减小阻力系数，从而减小管道中流体的阻力。

25. 在并联管路中，总的阻抗与各支管阻抗之间的关系为（）。

A. 总阻抗的平方根倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和

B. 总阻抗的倒数等于各支管阻抗立方根倒数之和

C. 总阻抗的倒数等于各支管阻抗倒数之和

D. 总阻抗等于各支管阻抗之和

【答案】 A

【解析】

在并联环路中，总阻抗的公式为：。因此，在并联管路中，总的阻抗与各支管阻抗之间的关系为：总阻抗的平方根倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。

26. 如题26图所示，两水池的水位相差8m，用一组管道连接，管道BC段长为2000m，直径为500mm。CD段和CE段长均为2000m，直径均为250m。B点与E点在同一水平线上，D 点与B点相差7m。设管道沿程阻力系数为0.035，不计局部阻力损失。问：两水池间的总流量为多少？（）

题26图

A. 0.0692m3/s

B. 0.0504m3/s

C. 0.0648m3/s

D. 以上三项答案均错

【答案】 A

【解析】

水池间管路连接为CD段与CE段并联，再与BC段串联。由于不计局部损失，所以BC段的阻抗为：SBC＝（8λ1l1/d1）/（π2d14g）＝（8×0.035×2000/0.5）/（3.142×0.54×9.8）＝185.46；CD段的阻抗为：SCD＝（8λ2l2/d2）/（π2d24g）＝（8×0.035×2000/0.25）/（3.142×0.254×9.8）＝5934.75；因为CD段与CE段并联，因此SCE＝SCD。CD段与CE 段并联的总阻抗为SC，则：

所以，SC＝SCD/4＝5934.75/4＝1483.69。两水池的高差H＝8m，用来克服阻力损失，则H ＝（SBC＋SC）Q2，因此流量Q为：

27. 存在一无旋流动ux＝－y/（x2＋y2），uy＝x/（x2＋y2），uz＝0，其势函数为（）。

A. φ（x，y）＝arccot（y/x）

B. φ（x，y）＝arctan（y/x）

C. φ（x，y）＝arctan（x/y）

D. φ（x，y）＝arccot（x/y）

【答案】 B

【解析】

由势函数与流速的关系可知：dφ＝uxdx＋uydy＋uzdz。将ux、uy、uz代入得：

积分整理得，φ（x，y）＝arctan（y/x）＋C。C为常数，不影响流场性质，故φ（x，y）＝arctan（y/x）。

28. 前向叶型风机的特点为（）。

A. 总的扬程比较大，损失较大，效率较低

B. 总的扬程比较小，损失较大，效率较低

C. 总的扬程比较大，损失较小，效率较高

D. 总的扬程比较大，损失较大，效率较高

【答案】 A

【解析】

前向叶型风机叶片出口方向与叶轮旋转方向相同，叶片出口安装角β2A＞90°时，ctgβ2A ＜0。前向叶型风机叶轮结构小，从能量转化和效率角度看，前向式叶轮流道扩散度大，且压出势能头转化损失也大，效率低，但其扬程较大。

29. 下面哪一项不属于产生“气蚀”的原因？（）

A. 泵的安装位置高出吸液面的高程太大

B. 泵所输送的液体具有腐蚀性

C. 泵的安装地点大气压较低

D. 泵所输送的液体温度过高

【答案】 B

【解析】

水泵内之所以发生气蚀，是因为泵内某处的压强太低。产生“气蚀”的具体原因可归为：①泵的安装位置高出吸液面的高差太大，即泵的几何安装高度Hg过高；②泵安装地点的大气压较低，例如安装在高海拔地区；③泵所输送的液体温度过高等。气蚀与液体是否具有腐蚀性无关。

30. 关于气流与断面的关系，下列哪种说法是错的？（）

A. 在超音流速中，流速随断面面积的增加而增加

B. 一股纯收缩的亚音速气流不可能达到超音速流动

C. 只有先收缩到临界流之后再逐渐扩大的气流才能达到超音流速

D. 所有亚音速气流通过拉伐尔（Laval）喷管都能达到超音速

【答案】 D

【解析】

在拉伐尔喷管中，可使亚音速气流流经收缩管，并在最小断面处达到音速，然后再进入扩张管，满足气流的进一步膨胀增速，便可获得超音速气流；在最小断面处，马赫数Ma＝1，即气流速度与当地音速相等，这时气体处于临界状态，相应的过渡断面称为临界断面。亚音速气流通过拉伐尔（Laval）喷管，在其最小断面处达到音速后进入扩展段，才能达到超音速。亚音速气流通过拉伐尔管达到超音速是必要条件，不是充分条件，因此并不是所有亚音速气流通过拉伐尔（Laval）喷管都能达到超音速。

31. 从自动控制原理的观点看，下列哪种系统为闭环控制系统？（）

A. 普通热水加热式暖气设备的温度调节

B. 遥控电视机的定时开机（或关机）控制系统

C. 抽水马桶的水箱水位控制系统

D. 商店、宾馆自动门的开、闭门启闭系统

【答案】 C

【解析】

闭环系统与开环系统最大区别在于是否存在反馈调节。存在反馈调节的为闭环系统。C项，抽水马桶的水箱水位控制系统中存在反馈环节，通过水位的高低来控制是否进水，因此抽水马桶的水箱水位控制系统为闭环系统。

32. 请判断下列元件的动态方程中哪个是线性方程？（）

A.

B.

C.

D.

【答案】 C

【解析】

线性控制系统的特点是可以应用叠加原理。当系统存在几个输入信号时，系统的输出信号等于各个输入信号分别作用于系统时系统输入信号之和。线性控制系统可用如下线性方程描述：

式中，r（t）为系统的输入量；c（t）为系统的输出量；ai（t）为系数，i＝0，1，…，n；bj（t）为系数，j＝0，1，…，m。非线性控制系统不能应用叠加原理，如方程中含有变量及其导数的高次幂或乘积项。A项中存在变量的2阶导数，BD两项中存在正弦函数，ABD项均为非线性定常系统。

33. 如题33图所示控制系统，请判断此系统为以下哪种类型？（）

题33图

A. 欠阻尼二阶系统

B. 过阻尼二阶系统

C. 临界阻尼二阶系统

D. 等幅振荡二阶系统

【答案】 B

【解析】

当二阶系统的阻尼比ξ＝0时，二阶系统处于无阻尼状态；当二阶系统的阻尼系数0＜ξ＜

1时，二阶系统处于欠阻尼状态；当阻尼比ξ＝1时，二阶系统处于临界阻尼状态；当阻尼比ξ＞1时，二阶系统处于过阻尼状态。由题33图可知，该系统的闭环传递函数为：G（s）＝C（s）/R（s）＝16/（s2＋9s＋16）。与标准形式二阶系统的闭环传递函数G（s）＝ωn2/（s2＋2ξωns＋ωn2）相比可得，ωn＝4，ξ＝1.125＞1。因此，该系统为过阻尼二阶系统。

34. 根据题34图中环路传递函数的对数频率特性曲线，判断其闭环系统的稳定性。（）

题34图

A. 系统稳定，增益裕量为a

B. 系统稳定，增益裕量为b

C. 系统不稳定，负增益裕量为a

D. 系统不稳定，负增益裕量为b

【答案】 C

【解析】

如题34解图（a）所示的不稳定系统，其相角裕度为负值，即γ＜0；其幅值裕度0＜Kg＜1（h＜0dB）。因此题34解图（b）中，幅值裕度（增益裕度）为a＜0，相角裕度为b＜0，则该系统不稳定。

（a）

（b）

题34解图

35. 如题35图所示系统，虚线所示的反馈通道为速度反馈。那么与原闭环系统，即无速度反馈的系统相比（）。

题35图

A. 阻尼系数增加

B. 无阻尼频率增加

C. 阻尼及无阻尼自然频率增加

D. 阻尼及无阻尼自然频率基本不变

【答案】 A

【解析】

原系统的闭环传递函数为：G（s）＝K/（As2＋Bs＋K）＝（K/A）/[s2＋（B/A）s＋K/A]；速度反馈加入后的传递函数为：G（s）＝K/[As2＋（B＋KH）s＋K]＝（K/A）/[s2＋（B＋KH）s/A＋K/A]。与标准二阶系统的闭环传递函数G（s）＝ωn2/（s2＋2ξωns＋ωn2）相比较，可得，速度反馈加入后，无阻尼频率ωn不变，阻尼系数ξ增大。

36. 比例环节的奈奎斯特曲线占据复平面中（）。

A. 整个负虚轴

B. 整个正虚轴

C. 实轴上的某一段

D. 实轴上的某一点

【答案】 D

【解析】

奈奎斯特图是用图解法表现系统频率特性的方法，是将频率响应通过其幅频特性及相频特性表示在极坐标中的图形。比例环节的频率特性为：G（jω）＝k。当频率ω由零到无穷大变化时，频率特性不变，因此奈奎斯特曲线为实轴上的某一点。

37. 题37图示为某闭环系统的信号流图，其中K＞0，它的根轨迹为（）。

题37图

A. 整个负实轴

B. 整个虚轴

C. 虚轴左面平行于虚轴的直线

D. 虚轴左面的一个圆

【答案】 A

【解析】

根据该闭环传递函数G（s）＝K/（s＋K）可得，特征方程为：s＋K＝0。则闭环极点为：s ＝－K。因此，当K从零变到无穷大时，根轨迹为整个负实轴。

38. 如需减小控制系统的稳态误差，应采用（）。

A. 相位超前的串联校正

B. 相位滞后的串联校正

C. 滞后—超前控制

D. 局部反馈校正

【答案】 B

【解析】

校正分为串联校正和局部反馈校正（并联校正）。串联校正装置主要有三种形式，即超前校正、滞后校正和滞后-超前校正。滞后校正主要用来改善系统的稳态性能；超前校正主要用来提高系统的稳定裕量，改善动态性能；滞后-超前校正同时改善系统的稳态性能和动态性能。局部反馈校正通过改变系统局部动态特性从而使系统的整体性能获得改善。稳态特性的性能指标就是稳态误差；动态特性性能指标主要有：上升时间、峰值时间、最大超调量、衰减率和衰减比和调节时间。综上所述，如需减小控制系统的稳态误差，应采用滞后校正。

39. 由元件的死区引起的控制系统的非线性静态特性为（）。

A.

B.

C.

D.

【答案】 A

【解析】

A项是死区特性；B项是摩擦特性；C项是带死区的继电特性；D项是理想继电特性。

40. 精密度表示在同一条件下对同一被测量进行多次测量时（）。

A. 测量值重复一致的程度，反映随机误差的大小

B. 测量值重复一致的程度，反映系统误差的大小

C. 测量值偏离真值的程度，反映随机误差的大小

D. 测量值偏离真值的程度，反映系统误差的大小

【答案】 A

【解析】

精密度表示同一被测量在相同条件下，使用同一仪表、由同一操作者进行多次重复测量所得测量值彼此之间接近的程度，也表示测量重复性的好坏。精密度反映的是随机误差对测量的影响，随机误差越小，测量值分布越密集，则测量精密度愈高。

41. 有一测温系统，传感器基本误差为σ1＝±0.4℃，变送器基本误差为σ2＝±0.4℃，显示记录基本误差为σ3＝±0.6℃，系统工作环境与磁干扰等引起的附加误差为σ4＝±0.6℃，这一测温系统的误差是（）。

A. σ＝±1.02℃

B. σ＝±0.5℃

C. σ＝±0.6℃

D. σ＝±1.41℃

【答案】 A

【解析】

随机误差在相同条件下多次测量同一被测量时，误差的绝对值和符号不可预知地变化着，这种误差称为随机误差。随机误差时正时负，没有确定的规律，也不可能预知，但它是具有抵偿性的误差。因此该误差为随机误差。随机误差合成计算公式为：

42. 某节流装置在设计时，介质的密度为500kg/m3，而在实际使用时，介质的密度为460kg/m3。如果设计时，差压变送器输出100kPa时对应的流量为50t/h，则在实际使用时，对应的流量为（）。

A. 47.96t/h

B. 52.04t/h

C. 46.15t/h

D. 54.16t/h

【答案】 A

【解析】

节流装置的质量流量公式为：。式中，qm为流体的质量流量；α为流

量系数；ε为流体膨胀校正系数；d为节流元件的开孔直径；Δp为流体流经节流元件前后的差压；ρ为流体在工作状态下的密度。因此，由公式可知，流量与密度的1/2次方成正比，则

43. 摄氏温标和热力学温标之间的关系为（）。

A. t＝T－273.16

B. t＝T＋273.16

C. t＝T－273.15

D. t＝T＋273.15

【答案】 C

【解析】

“90国际温标”规定，热力学温度（符号为T）是基本的物理量，其单位是开尔文（符号为K）。它规定了水的三相点热力学温度为273.16K，定义开尔文1度等于水的三相点热力学温度的1/273.16。开尔文把－273.15℃作为零度的温标，因此，绝对温标T与摄氏温标t的关系为t＝T－273.15。

44. 若用题44图示压力测量系统测量水管中的压力，则系统中表A的指示值应为（）。

题44图

A. 50kPa

B. 0kPa

C. 1.0kPa

D. 51.0kPa

【答案】 C

【解析】

由题44图可知，B表的压力即为主干管中的水压，pB＝50kPa，B表的压力为A点的压力与

A、B间水柱形成的水压之和，即pB＝pA＋ρgHAB，pA＝pB－ρgHAB＝50－1000×9.8×（2＋3）/103＝1.0kPa，故A表的指示值为1.0kPa。

45. 在变送器使用安装前，想用电流表对变送器进行校验，图示接线方法正确的是（）。

A.

B.

C.

D.

【答案】 D

【解析】

采用电流表对变送器进行检验时，直流电源、变送器和电流表三个元器件需要依次首尾串联，因此D项正确。

46. 某涡轮流量计和涡街流量计均用常温下的水进行过标定，当用它们来测量液氨的体积流量时（）。

A. 均需进行黏度和密度的修正

B. 涡轮流量计需进行黏度和密度修正，涡街流量计不需要

C. 涡街流量计需进行黏度和密度修正，涡轮流量计不需要

D. 均不需进行黏度和密度的修正

【答案】 B

【解析】

涡轮流量计原理是：流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定。因此，涡轮流量计测量与黏度和密度有关，需进行黏度和密度修正。涡街流量计是用流体震荡的原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关。因此涡街流量计测量与黏度和密度无关，流体黏度和密度改变时不需要修正。

47. 影响干湿球温度计测量精度的主要因素不包括（）。

A. 环境气体成分的影响

B. 大气压力和风速的影响

C. 温度计本身精度的影响

D. 湿球温度计湿球润湿用水及湿球元件处的热交换方式

【答案】 A

干湿球温度计是由湿球温度计和干球温度计组成的。湿球温度计的球部包有潮湿的纱布，由于湿球温度计球部潮湿纱布的水分蒸发，带走热量，使其温度降低，而温度降低的数量取决于湿球温度计球部所包潮湿纱布的水分蒸发强度，而蒸发强度取决于周围空气的气候条件，周围空气的饱和差愈大，湿球温度计上的水分蒸发就愈强，则湿球温度计指示的数值比干球温度计指示的空气温度就越低。因此，影响干湿球温度计测量精度的主要因素为：风速、温度计本身的精度、大气压力、干湿球湿度计的球泡表面积大小、纱布材质等。但干湿球温度计测量精度与环境气体成分并没有关系。

48. 下列关于电阻温度计的叙述中，哪条内容是不恰当的？（）

A. 与电阻温度计相比，热电偶温度计能测更高的温度

B. 与热电偶温度计相比，热电阻温度计在温度检测时的时间延迟大些

C. 因为电阻体的电阻丝是用较粗的线做成的，所以有较强的耐震性能

D. 电阻温度计的工作原理是利用金属或半导体的电阻随温度变化的特性

【答案】 C

【解析】

C项，为了提高热电阻的耐震性能需要进行铠装，电阻丝的粗细并不影响热电阻的耐震性能。

49. 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应是材料的（）。

A. 屈服极限

B. 强度极限

C. 疲劳极限

D. 弹性极限

【答案】 C

【解析】

A项，屈服极限又称流动极限，是指材料受外力到一定限度时，即使不增加负荷它仍继续发生明显的塑性变形。B项，强度极限是指物体在外力作用下发生破坏时出现的最大应力，又称为破坏强度或破坏应力。C项，疲劳极限是指在疲劳试验中，应力交变循环大至无限次而试样仍不破损时的最大应力，进行疲劳强度计算时，其极限应力即是材料的疲劳极限。D项，弹性极限即指金属材料抵抗这一限度的外力的能力。

50. 一对平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮，正确啮合时两齿轮的（）。

A. 螺旋角大小相等且方向相反

B. 螺旋角大小相等且方向相同

C. 螺旋角大小不等且方向相同

D. 螺旋角大小不等且方向不同

【答案】 A

【解析】

平行轴外啮合齿轮传动，正确啮合时两齿轮的螺旋角大小相等且方向相反，即β1＝－β2，同时，法面模数和法面压力角分别相等，且等于标准值。

51. 一蜗杆传动装置，已知蜗杆齿数和蜗轮齿数分别为z1＝1，z2＝40，蜗杆直径系数q ＝10，模数m＝4mm，则该蜗杆传动装置的中心距a和传动比i分别是（）。

A. a＝100mm，i＝40

B. a＝100mm，i＝10

C. a＝82mm，i＝40

D. a＝82mm，i＝10

【答案】 A

蜗杆传动的中心距a的计算公式为：a＝m（q＋z2）/2＝4×（10＋40）/2＝100mm。蜗杆传动装置传动比的计算公式为：i＝z2/z1＝40/1＝40。

52. 当温度升高时，润滑油的黏度（）。

A. 升高

B. 降低

C. 不变

D. 不一定

【答案】 B

【解析】

润滑油温度升高，分子间隙变大，结构松散，导致粘连性减小，易流动性增加，阻尼系数非线性变小，所以润滑油的黏度随温度的升高而降低。

53. 下列哪一种滚动轴承只能承受径向荷载？（）

A. 滚针轴承

B. 圆锥滚子轴承

C. 角接触轴承

D. 深沟球轴承

【答案】 A

【解析】

A项，滚针轴承只能承受径向荷载，不能承受轴向荷载；BCD三项轴承既能承受径向载荷又能承受轴向载荷。

54. 直接影响螺纹传动自锁性能的螺纹参数是（）。

A. 螺距

B. 导程

C. 螺纹外径

D. 螺纹升角

【答案】 D

【解析】

矩形螺纹的自锁条件是：φ≤ρ，即螺纹升角≤摩擦角。所以螺纹升角直接影响螺纹自锁。螺纹升角越小，沿螺纹面方向的分力越小，而垂直于螺纹面的分力越大，即摩擦力越大，因此螺纹的自锁性能越好。

55. 皮带传动常用在高速级，主要是为了（）。

A. 减小带传动结构尺寸

B. 更好地发挥缓冲、吸震作用

C. 更好地提供保护作用

D. A＋B＋C

【答案】 D

【解析】

带传动的优点为：①适合中心距较大的传动；②带具有弹性，可更好地发挥缓冲、吸震作用；

③过载时带与带轮间会出现打滑，可防止其他零件损坏，起到安全保护作用；④减小带传动结构尺寸，结构简单，制造容易，维护方便，成本低；⑤由带传动的计算公式P＝FV可知，增加带速V，在圆周力F不变的情况下，可提高带传动传递的功率P，有利于提高带传动的承载能力。因此，带传动通常选在高速级。

56. 题56图示轮系中，z1＝20，z2＝30，z3＝80，设图示箭头方向为正（齿轮1的转向），