公用设备工程师考试(暖通空调、动力专业基础)全真模拟试题及答案(2025年阜阳)

公用设备工程师考试(暖通空调、动力专业基础)全真模拟试题及答案(2025年阜阳)一、单项选择题（共30题，每题1分，每题的备选项中只有1个最符合题意）1.某理想气体在可逆绝热膨胀过程中，温度由300K降至250K，若该气体的定容比热容\(c_v=0.718\,\text{kJ/(kg·K)}\)，则单位质量气体对外做功约为（）A.35.9kJ/kgB.43.1kJ/kgC.50.3kJ/kgD.57.4kJ/kg答案：A解析：绝热过程中\(Q=0\)，由热力学第一定律\(W=u_1-u_2=c_v(T_1-T_2)=0.718\times(300-250)=35.9\,\text{kJ/kg}\)。2.下列关于导热系数的描述中，错误的是（）A.纯金属的导热系数随温度升高而略有降低B.普通混凝土的导热系数约为1.28\(\text{W/(m·K)}\)C.静止空气的导热系数随温度升高而增大D.保温材料的导热系数随密度增大而减小答案：D解析：保温材料（如岩棉、玻璃棉）的导热系数随密度增大先减小后增大，存在最优密度值；密度过小，孔隙中空气对流增强；密度过大，固体导热份额增加。3.某管内水流速度为2m/s，管径为50mm，水的运动黏度\(\nu=1.0\times10^{-6}\,\text{m}^2/\text{s}\)，则管内流动状态为（）A.层流B.过渡流C.湍流D.无法判断答案：C解析：雷诺数\(Re=\frac{vd}{\nu}=\frac{2\times0.05}{1.0\times10^{-6}}=10^5>4000\)，为湍流。4.采用铂电阻温度计测量某管道内空气温度，若铂电阻在0℃时电阻为100Ω，温度系数\(\alpha=0.00385\,\text{Ω/(Ω·℃)}\)，实测电阻为123.1Ω，则空气温度约为（）A.55℃B.60℃C.65℃D.70℃答案：B解析：由\(R_t=R_0(1+\alphat)\)，得\(t=\frac{R_t-R_0}{R_0\alpha}=\frac{123.1-100}{100\times0.00385}\approx60℃\)。5.某办公建筑夏季设计日逐时冷负荷如下表所示，若采用全空气定风量系统，系统设计冷量应取（）|时间（时）|8|9|10|11|12|13|14|15|16|17||------------|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---||冷负荷（kW）|120|150|180|200|190|185|210|205|195|170|A.190kWB.200kWC.210kWD.205kW答案：C解析：全空气定风量系统设计冷量应取逐时冷负荷最大值，本题中14时冷负荷210kW为最大值。6.某燃气轮机循环（布雷顿循环）的压气机进口温度为300K，压比为8，燃气轮机进口温度为1400K，空气比热容比\(\gamma=1.4\)，则循环热效率约为（）A.42%B.48%C.54%D.60%答案：B解析：布雷顿循环效率\(\eta=1-\frac{1}{\pi^{(\gamma-1)/\gamma}}=1-\frac{1}{8^{0.4/1.4}}\approx1-0.52=48\%\)。7.关于蒸汽压缩式制冷循环的描述，正确的是（）A.膨胀阀的作用是将高压液体等焓膨胀为低压气液混合物B.蒸发器中制冷剂的压力高于冷凝器中压力C.制冷系数\(\varepsilon\)一定小于1D.过冷度增加会导致制冷量减小答案：A解析：膨胀阀为节流元件，实现等焓膨胀；蒸发器压力低于冷凝器；制冷系数\(\varepsilon=\frac{q_0}{w}\)，通常大于1；过冷度增加可提高单位制冷量\(q_0\)。8.某矩形风道截面为400mm×200mm，风速为6m/s，空气密度\(\rho=1.2\,\text{kg/m}^3\)，则风道内空气的质量流量为（）A.0.3456kg/sB.0.432kg/sC.0.576kg/sD.0.864kg/s答案：A解析：体积流量\(q_v=0.4\times0.2\times6=0.48\,\text{m}^3/\text{s}\)，质量流量\(q_m=\rhoq_v=1.2\times0.48=0.3456\,\text{kg/s}\)。9.某逆流式换热器中，热流体入口温度100℃，出口温度60℃；冷流体入口温度20℃，出口温度70℃，则对数平均温差为（）A.32.7℃B.38.5℃C.42.1℃D.45.6℃答案：A解析：温差\(\Deltat_1=100-70=30℃\)，\(\Deltat_2=60-20=40℃\)，对数平均温差\(\Deltat_m=\frac{\Deltat_1-\Deltat_2}{\ln(\Deltat_1/\Deltat_2)}=\frac{30-40}{\ln(30/40)}\approx32.7℃\)。10.下列关于锅炉热效率的说法中，错误的是（）A.排烟热损失是锅炉最大的热损失B.化学不完全燃烧热损失主要与过量空气系数有关C.机械不完全燃烧热损失随煤种挥发分增加而减小D.散热损失随锅炉容量增大而增大答案：D解析：散热损失与锅炉表面积成正比，容量增大时，表面积增长慢于容量增长，故单位容量散热损失减小。---二、多项选择题（共10题，每题2分，每题的备选项中有2个或2个以上符合题意，错选、少选均不得分）1.下列热力学过程中，熵变可能为负的是（）A.理想气体可逆绝热膨胀B.实际气体不可逆压缩C.水蒸气在冷凝器中定压放热D.空气在喷管中可逆加速答案：BC解析：可逆绝热过程熵不变（A错）；不可逆压缩过程熵增（B中实际气体不可逆压缩，环境熵变可能抵消系统熵增，总熵增，但系统熵变可能为负）；冷凝器中放热过程熵变\(\Deltas=\int\frac{\deltaq}{T}\)，热量为负，故熵变负（C对）；喷管可逆加速为绝热过程，熵不变（D错）。2.影响对流换热系数的主要因素包括（）A.流体的物性参数（如导热系数、黏度）B.换热面的形状和尺寸C.流体的流动状态（层流或湍流）D.换热面与流体的温差答案：ABC解析：对流换热系数\(h\)由努塞尔数\(Nu=f(Re,Pr,Gr)\)决定，与流体物性、流动状态、换热面几何特征有关；温差影响换热量\(Q=hA\Deltat\)，但不直接影响\(h\)（D错）。3.关于建筑室内空气品质（IAQ）的控制措施，正确的有（）A.增大新风量可降低二氧化碳浓度B.采用活性炭过滤器可有效去除微生物C.控制室内湿度在30%-60%可抑制霉菌生长D.减少装修材料甲醛释放量是根本措施答案：ACD解析：活性炭主要吸附挥发性有机物（VOCs），对微生物无明显去除效果（B错）；其他选项均正确。4.蒸汽动力循环（朗肯循环）中，提高循环热效率的途径包括（）A.提高汽轮机进口蒸汽初压B.降低汽轮机排汽压力（背压）C.采用再热循环D.增加回热级数答案：ABCD解析：提高初压、降低背压、再热、回热均能提高朗肯循环效率。5.下列关于水泵性能曲线的描述，正确的有（）A.扬程-流量曲线（H-Q）一般为下降型B.轴功率-流量曲线（N-Q）随流量增大先减小后增大C.效率-流量曲线（η-Q）存在最高效率点（设计点）D.当流量超过设计流量时，水泵可能发生气蚀答案：AC解析：轴功率曲线通常随流量增大而增大（B错）；气蚀主要与吸入压力有关，流量过大可能导致扬程不足，但未必直接气蚀（D错）。---三、计算题（共5题，每题8分，要求写出主要计算步骤和结果）1.某房间冬季供暖，室内设计温度20℃，室外计算温度-5℃，维护结构总传热系数\(K=1.2\,\text{W/(m}^2·\text{K)}\)，传热面积\(A=80\,\text{m}^2\)，冷风渗透带入的热量损失为1500W，求该房间的冬季供暖设计热负荷。解：维护结构传热损失\(Q_1=KA(t_n-t_w)=1.2\times80\times(20-(-5))=1.2\times80\times25=2400\,\text{W}\)总热负荷\(Q=Q_1+Q_2=2400+1500=3900\,\text{W}\)2.某离心式通风机铭牌参数：风量\(q_v=10000\,\text{m}^3/\text{h}\)，全压\(p=1500\,\text{Pa}\)，效率\(\eta=85\%\)，求该风机的轴功率（空气密度\(\rho=1.2\,\text{kg/m}^3\)）。解：有效功率\(P_e=\frac{pq_v}{3600}=\frac{1500\times10000}{3600}\approx4166.67\,\text{W}\)轴功率\(P=\frac{P_e}{\eta}=\frac{4166.67}{0.85}\approx4902\,\text{W}\approx4.9\,\text{kW}\)3.1kg空气在定压下由20℃加热至200℃，已知空气的定压比热容\(c_p=1.005\,\text{kJ/(kg·K)}\)，求：（1）空气吸收的热量；（2）空气内能的变化；（3）对外做的功。解：（1）定压热量\(Q=c_p(t_2-t_1)=1.005\times(200-20)=180.9\,\text{kJ}\)（2）内能变化\(\Deltau=c_v(t_2-t_1)\)，\(c_v=c_p-R=1.005-0.287=0.718\,\text{kJ/(kg·K)}\)，故\(\Deltau=0.718\times180=129.24\,\text{kJ}\)（3）对外做功\(W=Q-\Deltau=180.9-129.24=51.66\,\text{kJ}\)4.某管壳式换热器中，热水流量\(q_{m1}=2\,\text{kg/s}\)，进口温度90℃，出口温度50℃；冷水流量\(q_{m2}=3\,\text{kg/s}\)，进口温度20℃，求冷水出口温度（水的比热容\(c=4.18\,\text{kJ/(kg·K)}\)）。解：热水放热量\(Q=q_{m1}c(t_{1i}-t_{1o})=2\times4.18\times(90-50)=2\times4.18\times40=334.4\,\text{kW}\)冷水吸热量等于放热量，故\(Q=q_{m2}c(t_{2o}-t_{2i})\)解得\(t_{2o}=t_{2i}+\frac{Q}{q_{m2}c}=20+\frac{334.4}{3\times4.18}\approx20+26.7=46.7℃\)5.某活塞式压气机吸入压力\(p_1=0.1\,\text{MPa}\)、温度\(T_1=300\,\text{K}\)的空气，压缩至\(p_2=0.8\,\text{MPa}\)，若压缩过程为多变过程（多变指数\(n=1.25\)），求压缩1kg空气所需的功（空气气体常数\(R=0.287\,\text{kJ/(kg·K)}\)）。解：多变过程功\(W=\frac{nR(T_1-T_2)}{n-1}\)，其中\(T_2=T_1\left(\frac{p_2}{p_1}\right)^{(n-1)/n}=300\times\left(\frac{0.8}{0.1}\right)^{0.25/1.25}=300\times8^{0.2}\approx300\times1.741=522.3\,\text{K}\)代入得\(W=\frac{1.25\times0.287\times(300-522.3)}{1.25-1}=\frac{1.25\times0.287\times(-222.3)}{0.25}\approx-318.5\,\text{kJ/kg}\)（负号表示外界对气体做功）---四、综合分析题（共2题，每题15分）1.某阜阳地区（冬季室外计算温度-8℃，夏季室外计算干球温度35℃，湿球温度28℃）新建办公建筑，建筑面积5000m²，层高3.6m，人员密度0.1人/m²，设计采用风机盘管加新风系统。请分析：（1）冬季新风负荷计算需考虑哪些因素？（2）夏季设计工况下，若新风量按30m³/(h·人)确定，计算该建筑的总新风量；（3）风机盘管系统与全空气系统相比，在该建筑中的适用性优势。答：（1）冬季新风负荷计算需考虑：①室外空气温度（-8℃）与室内设计温度（通常20℃）的温差；②新风量（由人员需求、卫生标准确定）；③空气比热容（约1.005kJ/(kg·K)）；④空气密度（标准状态约1.2kg/m³）。公式为\(Q_{新风}=0.28\timesq_v\times(t_n-t_w)\)（其中0.28为换算系数，\(q_v\)为新风量m³/h）。（2）总人数\(N=5000\times0.1=500\,\text{人}\)，总新风量\(q_v=30\times500=15000\,\text{m}^3/\text{h}\)。（3）适用性优势：①灵活性高，各房间可独立调节温度，适应办公建筑不同区域使用时间差异；②占用空间小，风机盘管安装于吊顶内，不占用室内面积；③节能性好，部分负荷时可关闭部分风机盘管，减少能耗；④过渡季节可利用新风自然通风，降低运行成本（阜阳春秋季气候温和，此优势显著）。2.某燃气锅炉房设计参数：额定蒸发量10t/h，蒸汽压力1.25MPa（饱和温度194℃），给水温度80℃，天然气低位发热量\(Q_{net}=35500\,\text{kJ/Nm}^3\)，锅炉热效率92%