2025年热工专业考试题库及答案

2025年热工专业考试题库及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.工业用铂热电阻的分度号Pt100中，"100"表示（）A.0℃时的电阻值为100ΩB.100℃时的电阻值为100ΩC.量程上限为100℃D.精度等级为0.1级答案：A2.差压式流量计测量蒸汽流量时，若未对密度进行温度压力补偿，当实际压力高于设计压力时，测量结果会（）A.偏大B.偏小C.不变D.先大后小答案：B（实际密度大于设计值，差压对应质量流量公式中密度项被低估，导致结果偏小）3.下列哪种热电偶的分度号对应的测量范围最高（）A.K型（镍铬-镍硅）B.S型（铂铑10-铂）C.T型（铜-康铜）D.E型（镍铬-康铜）答案：B（S型最高可测1600℃，K型通常≤1200℃）4.气动执行机构的输出力主要取决于（）A.输入气压信号范围B.膜片有效面积C.弹簧刚度D.以上三者共同作用答案：D（输出力=气压×膜片面积-弹簧反力）5.DCS系统中，I/O模块的信号隔离方式不包括（）A.光电隔离B.电磁隔离C.电容隔离D.机械隔离答案：D（工业仪表常用光电、电磁、电容隔离，机械隔离无实际应用）6.标准孔板取压方式中，最常用的是（）A.角接取压B.法兰取压C.径距取压D.理论取压答案：B（法兰取压便于安装，是工业最常用标准）7.热工保护系统的"三取二"逻辑指的是（）A.三个信号中任意两个动作即触发保护B.三个信号中至少两个正常时系统投运C.三个信号的平均值作为判断依据D.两个信号动作后第三个信号需验证答案：A8.测量锅炉炉膛负压时，取压管应（）A.水平安装并向下倾斜B.垂直安装并向上延伸C.水平安装并向上倾斜D.任意角度安装答案：A（防止积灰堵塞，倾斜方向利于冷凝液排出）9.智能压力变送器的零点迁移是指（）A.调整量程上限值B.调整测量范围的起始点C.修正温度引起的误差D.补偿静压影响答案：B10.下列哪种仪表不属于接触式温度测量仪表（）A.双金属温度计B.辐射温度计C.热电阻D.热电偶答案：B11.比例控制（P控制）的特点是（）A.能消除静态偏差B.响应速度慢C.会产生余差D.抗干扰能力弱答案：C（比例控制无法完全消除稳态误差）12.测量4MPa的压力，选用量程为（）的压力表最合理A.0-4MPaB.0-6MPaC.0-10MPaD.0-16MPa答案：B（测量值应在量程的1/3-2/3范围内，4MPa占6MPa的66.7%）13.热电偶补偿导线的作用是（）A.延长热电极长度B.补偿冷端温度变化C.提高测量精度D.增加信号传输距离答案：B（将冷端延伸至温度稳定的控制室，配合补偿器修正温度）14.下列哪种流量计对直管段要求最低（）A.涡街流量计B.电磁流量计C.孔板流量计D.转子流量计答案：D（转子流量计自身带有导流管，对前后直管段要求低）15.热工自动控制系统中，"超调量"是指（）A.过渡过程中最大偏差与设定值的比值B.稳态值与设定值的差值C.过渡过程中超过设定值的最大偏差D.调节时间与上升时间的比值答案：C16.校验0-100kPa的压力变送器时，使用标准压力源输出50kPa，变送器输出应为（）（假设4-20mA输出）A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA答案：B（(50/100)×(20-4)+4=12mA）17.下列哪种情况会导致电磁流量计测量误差（）A.被测介质电导率>5μS/cmB.管道内介质满管C.介质含有少量气泡D.传感器接地良好答案：C（气泡会导致电极间信号波动）18.汽轮机轴向位移保护通常采用（）传感器A.电涡流B.电感式C.电容式D.应变式答案：A（电涡流传感器可非接触测量微小位移）19.锅炉汽包水位测量中，"干度"是指（）A.饱和蒸汽中水分的质量百分比B.饱和水中蒸汽的质量百分比C.汽包内蒸汽的温度与压力比值D.水位计与实际水位的差值答案：B（干度x=蒸汽质量/(蒸汽质量+水质量)）20.下列不属于热工仪表校验基本要求的是（）A.环境温度20±5℃B.电源电压波动≤±10%C.校验人员持证上岗D.使用0.1级以上标准表答案：D（通常标准表精度需高于被校表3-5倍，不一定强制0.1级）二、填空题（每空1分，共20分）1.标准大气压的数值为______Pa（保留两位有效数字）。答案：1.01×10⁵2.工业热电偶的冷端温度补偿方法主要有______、______和______。答案：冰浴法；补偿电桥法；软件补偿法3.PID控制器的三个参数是______、______和______。答案：比例系数（P）；积分时间（Ti）；微分时间（Td）4.测量气体流量时，差压式流量计的取压口应位于管道的______位置；测量液体流量时应位于______位置。答案：上半部分；下半部分（避开底部沉积）5.热电阻的三线制接法可以消除______的影响，四线制接法则可以消除______的影响。答案：连接导线电阻；导线电阻及其接触电阻6.过热蒸汽是指______的蒸汽，其特点是______。答案：温度高于对应压力下饱和温度；温度与压力无一一对应关系7.电动执行器的输出信号通常为______或______，输入控制信号为______。答案：0-10mA；4-20mA；4-20mA（或1-5V）8.锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）的主要功能包括______和______。答案：炉膛吹扫；主燃料跳闸（MFT）9.智能仪表的通信协议常见的有______、______和______。答案：Modbus；HART；Profibus10.压力测量中，绝对压力=______+表压；当表压为负时，绝对压力=______-真空度。答案：大气压力；大气压力三、简答题（每题6分，共30分）1.简述热电偶的中间导体定律及其工程应用意义。答案：中间导体定律指出，在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体两端温度相同，回路总热电势不变。工程应用中，利用该定律可在热电偶回路中接入测量仪表（如毫伏表）或连接导线，无需考虑这些导体对热电势的影响，只需保证连接点温度一致即可，大大简化了温度测量系统的设计。2.分析差压式流量计测量误差的主要来源。答案：主要误差来源包括：①实际流体与设计条件（密度、粘度、雷诺数）不符；②取压装置安装不规范（如孔板方向装反、取压口位置错误）；③导压管堵塞或积液（气体测量时冷凝液积聚，液体测量时气体积聚）；④未进行温度压力补偿（尤其对蒸汽、气体等可压缩流体）；⑤差压变送器零点漂移或量程设置错误。3.说明DCS系统中冗余设计的主要实现方式及作用。答案：冗余设计方式包括：①电源冗余（双路独立供电）；②控制器冗余（主从CPU热备份）；③通信总线冗余（双冗余网络）；④I/O模块冗余（关键信号采用双模块输入）。作用是当某一组件故障时，冗余组件可无扰动切换，确保系统连续运行，提高可靠性，适用于火力发电、化工等关键流程控制场景。4.简述热工保护系统的"拒动"和"误动"的危害及预防措施。答案：拒动指保护该动作时不动作，可能导致设备损坏甚至事故扩大；误动指保护不该动作时动作，会造成非计划停机，影响生产连续性。预防措施：①采用冗余信号（如三取二逻辑）；②设置合理的延时确认（避免干扰信号误触发）；③定期校验传感器和逻辑回路；④关键保护信号使用独立电源和电缆；⑤引入在线诊断功能（如信号合理性判断）。5.对比分析热电阻与热电偶的温度测量特点。答案：热电阻：①测量中低温（-200℃~850℃）；②输出为电阻信号，需恒流源激励；③精度高（Pt100精度可达0.1℃）；④响应速度较慢（因感温元件体积较大）；⑤需考虑导线电阻补偿。热电偶：①测量高温（-40℃~1800℃）；②输出为热电势信号，无需外部电源；③精度较低（通常±1℃~±2.5℃）；④响应速度较快；⑤需冷端温度补偿，且材料较贵（如S型热电偶含铂）。四、计算题（每题10分，共30分）1.某Pt100热电阻在0℃时电阻为100Ω，100℃时为138.5Ω。现测得其电阻为119.25Ω，假设电阻与温度呈线性关系（忽略非线性误差），计算被测温度。解：线性关系公式：Rt=R0(1+αt)已知R0=100Ω，R100=138.5Ω，可得α=(R100-R0)/(R0×100)=(138.5-100)/(100×100)=0.00385/℃设被测温度为t，Rt=119.25Ω，则：119.25=100×(1+0.00385t)解得t=(119.25/100-1)/0.00385=(0.1925)/0.00385≈50℃2.某孔板流量计设计参数为：设计压力P1=1.0MPa（绝压），设计温度T1=200℃，设计差压ΔP1=50kPa，对应的流量Q1=100t/h。实际运行中，介质压力P2=1.2MPa（绝压），温度T2=250℃，实测差压ΔP2=45kPa。假设介质为理想气体，密度与压力成正比、与绝对温度成反比，计算实际流量Q2（保留两位小数）。解：质量流量公式Qm=K×√(ΔP×ρ)，其中ρ=P/(RT)（理想气体状态方程）设计密度ρ1=P1/(R×T1)，实际密度ρ2=P2/(R×T2)则Qm2=K×√(ΔP2×ρ2)=K×√(ΔP2×(P2/(R×T2)))Qm1=K×√(ΔP1×ρ1)=K×√(ΔP1×(P1/(R×T1)))两式相除得：Qm2/Qm1=√[(ΔP2/ΔP1)×(P2/P1)×(T1/T2)]代入数据：T1=200+273=473K，T2=250+273=523KQm2=100×√[(45/50)×(1.2/1.0)×(473/523)]计算括号内部分：(0.9)×(1.2)×(0.904)=0.9×1.0848=0.9763√0.9763≈0.988Qm2≈100×0.988=98.80t/h3.某蒸汽管道采用双室平衡容器测量汽包水位，已知参比水柱温度t0=50℃（密度ρ0=988kg/m³），饱和水密度ρw=860kg/m³，饱和蒸汽密度ρs=3.8kg/m³，平衡容器输出差压ΔP=8kPa。计算汽包实际水位H（平衡容器安装高度差h=3m，ΔP=(ρ0-ρw)gH+(ρw-ρs)gh）。解：公式整理得：H=[ΔP-(ρw-ρs)gh]/