能源与动力工程专业实验2025年学年期末试卷及答案

能源与动力工程专业实验2025年学年期末试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在热工实验中，用于测量流体温度的常用仪器是（）A.压力计B.温度计C.流量计D.转速计答案：B解析：温度计的主要功能就是测量温度，而压力计测压力，流量计测流量，转速计测转速，所以选B。2.某内燃机实验中，测得其指示功为500J，机械损失功为100J，则该内燃机的有效功为（）A.400JB.500JC.600JD.无法确定答案：A解析：有效功等于指示功减去机械损失功，即500-100=400J，所以选A。3.对于离心式水泵实验，以下哪个参数不是主要测量参数（）A.流量B.扬程C.轴功率D.含沙量答案：D解析：在离心式水泵实验中，流量、扬程、轴功率是主要测量参数，含沙量一般不是主要测量的，所以选D。4.在风洞实验中，用来模拟不同流速的方法通常是（）A.改变风洞的长度B.改变风机的转速C.改变风洞的截面积D.改变实验模型的大小答案：B解析：改变风机的转速可以改变风机提供的动力，从而模拟不同的流速，改变风洞长度、截面积和实验模型大小主要影响的不是流速模拟，所以选B。5.测量气体压力时，若采用U型管压力计，当U型管中液体为水时，读数为200mmH₂O，则对应的压力为（）（水的密度为1000kg/m³，g取9.8m/s²）A.1960PaB.2000PaC.2940PaD.3920Pa答案：A解析：根据液体压力公式p=ρgh，其中ρ=1000kg/m³，g=9.8m/s²，h=0.2m，可得p=1000×9.8×0.2=1960Pa，所以选A。6.内燃机的压缩比是指（）A.气缸总容积与燃烧室容积之比B.燃烧室容积与气缸总容积之比C.气缸工作容积与燃烧室容积之比D.燃烧室容积与气缸工作容积之比答案：A解析：内燃机压缩比的定义就是气缸总容积与燃烧室容积之比，所以选A。7.在制冷循环实验中，制冷剂在蒸发器中发生的过程是（）A.等压吸热B.等压放热C.绝热压缩D.绝热膨胀答案：A解析：制冷剂在蒸发器中从外界吸收热量，且压力基本不变，是等压吸热过程，所以选A。8.对于蒸汽动力循环实验，朗肯循环中效率最高的是（）A.基本朗肯循环B.再热朗肯循环C.回热朗肯循环D.再热回热朗肯循环答案：D解析：再热回热朗肯循环综合了再热和回热的优点，能提高循环效率，比基本朗肯循环、再热朗肯循环和回热朗肯循环效率都高，所以选D。9.热流计的工作原理是基于（）A.热电效应B.热阻效应C.热辐射效应D.热对流效应答案：A解析：热流计通常是基于热电效应来测量热流的，所以选A。10.在流体力学实验中，雷诺数是用来判断（）A.流体的黏性大小B.流体的流动状态C.流体的压力大小D.流体的流速大小答案：B解析：雷诺数是判断流体流动状态（层流或紊流）的重要参数，所以选B。11.测量流体流量时，若采用孔板流量计，其流量系数与（）有关A.流体的密度B.孔板的孔径比C.流体的流速D.管道的长度答案：B解析：孔板流量计的流量系数主要与孔板的孔径比有关，所以选B。12.某热力系统进行一个可逆过程，其熵变（）A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定答案：C解析：可逆过程中熵变为零，所以选C。13.在太阳能集热器实验中，集热器的效率与（）无关A.集热器的面积B.太阳辐射强度C.集热器的材质D.环境温度答案：A解析：集热器效率与太阳辐射强度、集热器材质、环境温度等有关，与集热器面积大小本身无关，所以选A。14.对于燃气轮机实验，燃气轮机的输出功率与（）成正比A.燃气的流量B.燃气的温度C.燃气的压力D.燃气轮机的转速答案：A解析：燃气轮机的输出功率与燃气的流量成正比，所以选A。15.在传热实验中，强化传热的方法不包括（）A.增加传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.采用高效传热材料答案：C解析：降低流体流速会使传热效果变差，增加传热面积、提高传热温差、采用高效传热材料都能强化传热，所以选C。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.以下属于能源与动力工程专业实验中常用的测量仪器有（）A.万用表B.示波器C.功率分析仪D.热电偶答案：ABCD解析：万用表可用于测量电参数，示波器可观察电信号波形，功率分析仪用于测量功率，热电偶用于测量温度，都是能源与动力工程专业实验中常用的测量仪器，所以选ABCD。2.内燃机实验中需要测量的参数有（）A.转速B.扭矩C.油耗D.排气温度答案：ABCD解析：在内燃机实验中，转速、扭矩、油耗、排气温度都是需要测量的重要参数，所以选ABCD。3.制冷循环实验中，影响制冷系数的因素有（）A.蒸发器温度B.冷凝器温度C.制冷剂的种类D.压缩机的功率答案：ABC解析：制冷系数与蒸发器温度、冷凝器温度、制冷剂的种类有关，压缩机功率主要影响制冷量，而不是制冷系数的直接影响因素，所以选ABC。4.在流体力学实验中，常用的流量测量方法有（）A.容积法B.重量法C.节流装置法D.涡轮流量计法答案：ABCD解析：容积法、重量法、节流装置法（如孔板流量计）、涡轮流量计法都是常用的流量测量方法，所以选ABCD。5.热工实验中，常见的热传递方式有（）A.热传导B.热对流C.热辐射D.热电效应答案：ABC解析：热传导、热对流、热辐射是常见的热传递方式，热电效应是一种热电转换现象，不是热传递方式，所以选ABC。三、判断题（每题1分，共10分）1.在热工实验中，只要测量仪器精度足够高，就可以完全消除测量误差。（）答案：错误解析：测量误差是不可避免的，即使测量仪器精度很高，也存在系统误差、随机误差等，只能尽量减小误差，不能完全消除，所以该说法错误。2.内燃机的有效热效率总是小于指示热效率。（）答案：正确解析：有效热效率考虑了机械损失，指示热效率不考虑机械损失，所以有效热效率总是小于指示热效率，该说法正确。3.离心式水泵的扬程越高，其流量一定越大。（）答案：错误解析：离心式水泵的扬程和流量之间存在一定的关系曲线，一般来说，扬程升高，流量会减小，不是扬程越高流量越大，所以该说法错误。4.在风洞实验中，实验模型的尺寸可以随意选择，不会影响实验结果。（）答案：错误解析：实验模型的尺寸需要根据风洞的尺寸、实验要求等合理选择，尺寸不合适会影响实验结果的准确性，所以该说法错误。5.制冷循环中，制冷剂在冷凝器中是从气态变为液态。（）答案：正确解析：制冷剂在冷凝器中向外界放热，从气态变为液态，所以该说法正确。6.热流计测量的热流方向只能是从高温到低温。（）答案：正确解析：热流的方向总是从高温物体流向低温物体，热流计测量的热流方向也是如此，所以该说法正确。7.雷诺数越大，流体的黏性作用越明显。（）答案：错误解析：雷诺数越大，惯性力作用越明显，黏性力作用相对越小，所以该说法错误。8.太阳能集热器的效率随着使用时间的增加而一直提高。（）答案：错误解析：太阳能集热器随着使用时间增加，可能会出现老化、污垢积累等情况，效率可能会降低，不是一直提高，所以该说法错误。9.燃气轮机的热效率与燃气的初温无关。（）答案：错误解析：燃气轮机的热效率与燃气的初温有关，初温越高，热效率一般越高，所以该说法错误。10.在传热实验中，增加流体的流速一定能提高传热系数。（）答案：正确解析：增加流体流速可以增强流体的扰动，提高传热系数，所以该说法正确。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述内燃机实验中测量油耗的常用方法及原理。答：内燃机实验中测量油耗的常用方法有容积法和重量法。容积法原理：在一定时间内，测量消耗燃油的体积。通过测量燃油在量筒等容器中的体积变化，结合时间，就可以计算出燃油的消耗率。例如，在一段时间t内，测量得到消耗燃油的体积为V，已知燃油的密度为ρ，则燃油质量m=ρV，进而可计算出油耗率。重量法原理：测量一定时间内消耗燃油的重量。通过称重装置测量燃油容器在实验前后的重量变化，得到消耗燃油的重量。同样结合时间，计算出燃油的消耗率。比如，在时间t内，燃油容器重量减少了Δm，则可计算出油耗情况。2.说明制冷循环中蒸发器和冷凝器的作用及工作过程。答：蒸发器的作用是从外界吸收热量，使制冷剂由液态变为气态，实现制冷效果。工作过程为：低温低压的液态制冷剂进入蒸发器，在蒸发器内与外界低温热源（如需要制冷的空间）进行热交换，吸收外界的热量，从而使制冷剂蒸发变为气态，同时使外界温度降低，达到制冷的目的。冷凝器的作用是将制冷剂中的热量释放到外界环境中，使制冷剂由气态变为液态。工作过程为：高温高压的气态制冷剂进入冷凝器，在冷凝器内与外界高温热源（如大气）进行热交换，将热量传递给外界环境，制冷剂放出热量后逐渐冷却并液化，变为液态制冷剂，以便再次进入制冷循环。3.阐述在流体力学实验中，如何提高流量测量的准确性。答：要提高流体力学实验中流量测量的准确性，可以从以下几个方面入手：测量仪器方面：选择精度高、性能稳定的流量测量仪器，如高精度的涡轮流量计、电磁流量计等，并定期对仪器进行校准和维护，确保仪器的准确性和可靠性。实验环境方面：保证实验管道的内壁光滑，减少管道的粗糙度对流体流动的影响；避免管道存在弯曲、分支等情况，使流体流动尽可能保持稳定和均匀；控制实验环境的温度、压力等参数的稳定性，因为这些参数的变化可能会影响流体的物性和流动状态。测量方法方面：采用合适的测量方法，如对于不同类型的流体和流量范围，选择合适的测量原理和仪器；多次测量取平均值，减少随机误差的影响；在测量过程中，确保测量时间足够长，以获得稳定的测量数据。安装和操作方面：正确安装流量测量仪器，确保仪器的安装位置符合要求，避免安装不当导致测量误差；严格按照操作规程进行实验操作，避免因操作不当引起的误差。五、计算题（每题15分，共15分）某蒸汽动力循环中，蒸汽进入汽轮机的焓为3200kJ/kg，乏汽的焓为2200kJ/kg，汽轮机的输出功率为50MW。求：（1）每千克蒸汽在汽轮机中对外做的功；（2）该蒸汽动力循环每小时需要的蒸汽量。解：（1）每千克蒸汽在汽轮机中对外做的功w等于蒸汽进入汽轮机的焓h₁减去乏汽的焓h₂。已知h₁=3200kJ/kg，h₂=2200kJ/kg，则w=h₁-h₂=3200-2200=1000kJ/kg。（2）汽轮机的输出功