2024年注冊(cè)公用設(shè)備工程師從業(yè)資格證專業(yè)知識(shí)(動(dòng)力專業(yè))考試題庫與答案一、單項(xiàng)選擇題1.某燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，壓氣機(jī)進(jìn)口空氣溫度為27℃，壓力為100kPa，壓氣機(jī)的增壓比為10，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口燃?xì)鉁囟葹?200K。若空氣的比熱容取定值，$c_p=1.005kJ/(kg·K)$，$k=1.4$，則壓氣機(jī)出口空氣溫度約為（）。A.574KB.600KC.620KD.650K答案：A解析：對(duì)于理想絕熱壓縮過程，有$\frac{T_2}{T_1}=(\frac{p_2}{p_1})^{\frac{k-1}{k}}$。已知$T_1=27+273=300K$，$\frac{p_2}{p_1}=10$，$k=1.4$，則$T_2=T_1(\frac{p_2}{p_1})^{\frac{k-1}{k}}=300\times10^{\frac{1.4-1}{1.4}}\approx574K$。2.蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，提高蒸汽初溫，其他條件不變，則循環(huán)熱效率（）。A.提高B.降低C.不變D.無法確定答案：A解析：在蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，提高蒸汽初溫，可使循環(huán)平均吸熱溫度提高，根據(jù)卡諾定理的啟示，循環(huán)熱效率$\eta_t=1-\frac{T_{2m}}{T_{1m}}$（$T_{1m}$為平均吸熱溫度，$T_{2m}$為平均放熱溫度），平均吸熱溫度升高，平均放熱溫度不變，所以循環(huán)熱效率提高。3.某制冷循環(huán)，工質(zhì)從溫度為-20℃的低溫?zé)嵩次鼰?00kJ，向溫度為30℃的高溫?zé)嵩捶艧?50kJ，則該制冷循環(huán)的制冷系數(shù)為（）。A.2B.2.5C.3D.3.5答案：A解析：制冷系數(shù)$\varepsilon=\frac{q_2}{q_1-q_2}$，其中$q_2$為從低溫?zé)嵩次盏臒崃浚?q_1$為向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?。已?q_2=100kJ$，$q_1=150kJ$，則$\varepsilon=\frac{100}{150-100}=2$。4.空氣在噴管中流動(dòng)，當(dāng)噴管為漸縮噴管時(shí)，若進(jìn)口壓力為$p_1$，背壓為$p_b$，當(dāng)$p_b<p_{cr}$（臨界壓力）時(shí)，噴管出口氣流速度為（）。A.亞聲速B.聲速C.超聲速D.無法確定答案：B解析：對(duì)于漸縮噴管，當(dāng)背壓$p_b<p_{cr}$時(shí)，噴管出口壓力只能達(dá)到臨界壓力$p_{cr}$，出口氣流速度為聲速。5.某熱交換器，冷流體進(jìn)口溫度為$t_{c1}=20℃$，出口溫度為$t_{c2}=50℃$，熱流體進(jìn)口溫度為$t_{h1}=100℃$，出口溫度為$t_{h2}=60℃$，則該熱交換器的效能$\varepsilon$為（）。A.0.3B.0.4C.0.5D.0.6答案：B解析：首先計(jì)算最小熱容量流體的熱容量$C_{min}$，假設(shè)冷流體熱容量為$C_c$，熱流體熱容量為$C_h$，$C_c(t_{c2}-t_{c1})=C_h(t_{h1}-t_{h2})$，$C_c\times(50-20)=C_h\times(100-60)$，可得$C_c=\frac{4}{3}C_h$，所以$C_{min}=C_h$。效能$\varepsilon=\frac{q}{q_{max}}=\frac{C_{min}(t_{h1}-t_{h2})}{C_{min}(t_{h1}-t_{c1})}=\frac{100-60}{100-20}=0.4$。6.以下哪種氣體不屬于溫室氣體（）。A.二氧化碳B.甲烷C.氮?dú)釪.氟利昂答案：C解析：溫室氣體是指大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，并重新發(fā)射輻射的一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等。氮?dú)馐强諝獾闹饕煞种?，不屬于溫室氣體。7.對(duì)于朗肯循環(huán)，若提高蒸汽初壓，其他條件不變，則汽輪機(jī)排汽濕度（）。A.增大B.減小C.不變D.無法確定答案：A解析：提高蒸汽初壓，在其他條件不變時(shí)，汽輪機(jī)膨脹終了的狀態(tài)點(diǎn)會(huì)向濕蒸汽區(qū)移動(dòng)，排汽濕度增大。8.某燃?xì)獾牡臀话l(fā)熱量為$Q_{net}=35000kJ/m^3$，密度為$\rho=0.8kg/m^3$，則該燃?xì)獾馁|(zhì)量低位發(fā)熱量為（）$kJ/kg$。A.43750B.40000C.38000D.35000答案：A解析：質(zhì)量低位發(fā)熱量$q_{net}=\frac{Q_{net}}{\rho}=\frac{35000}{0.8}=43750kJ/kg$。9.壓氣機(jī)按其工作原理可分為（）。A.容積型和速度型B.往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式C.離心式和軸流式D.單級(jí)和多級(jí)答案：A解析：壓氣機(jī)按工作原理可分為容積型和速度型。往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式屬于容積型壓氣機(jī)的不同結(jié)構(gòu)形式；離心式和軸流式屬于速度型壓氣機(jī)的不同結(jié)構(gòu)形式；單級(jí)和多級(jí)是按級(jí)數(shù)分類。10.蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器中（）。A.等壓吸熱B.等壓放熱C.絕熱膨脹D.絕熱壓縮答案：A解析：在蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩次諢崃浚堑葔何鼰徇^程。二、多項(xiàng)選擇題1.以下屬于可再生能源的有（）。A.太陽能B.風(fēng)能C.天然氣D.生物質(zhì)能答案：ABD解析：可再生能源是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用的能源，具有取之不盡，用之不竭的特點(diǎn)，主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。天然氣是化石能源，屬于不可再生能源?.提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率的方法有（）。A.提高蒸汽初溫B.提高蒸汽初壓C.降低排汽壓力D.采用回?zé)嵫h(huán)答案：ABCD解析：提高蒸汽初溫可提高循環(huán)平均吸熱溫度；提高蒸汽初壓在一定范圍內(nèi)也能提高循環(huán)效率；降低排汽壓力可降低平均放熱溫度；采用回?zé)嵫h(huán)可以減少冷源損失，提高循環(huán)熱效率。3.燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)主要由以下哪些過程組成（）。A.絕熱壓縮B.定壓吸熱C.絕熱膨脹D.定壓放熱答案：ABCD解析：燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)包括壓氣機(jī)中的絕熱壓縮過程、燃燒室中的定壓吸熱過程、燃?xì)廨啓C(jī)中的絕熱膨脹過程以及回?zé)崞骰虼髿庵械亩▔悍艧徇^程。4.制冷系統(tǒng)中常用的節(jié)流裝置有（）。A.毛細(xì)管B.熱力膨脹閥C.電子膨脹閥D.浮球調(diào)節(jié)閥答案：ABCD解析：制冷系統(tǒng)中常用的節(jié)流裝置有毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥和浮球調(diào)節(jié)閥等。毛細(xì)管結(jié)構(gòu)簡單，成本低；熱力膨脹閥能根據(jù)蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度自動(dòng)調(diào)節(jié)流量；電子膨脹閥調(diào)節(jié)精度高；浮球調(diào)節(jié)閥常用于滿液式蒸發(fā)器。5.熱交換器按傳熱方式可分為（）。A.間壁式B.混合式C.蓄熱式D.板式答案：ABC解析：熱交換器按傳熱方式可分為間壁式、混合式和蓄熱式。板式熱交換器是間壁式熱交換器的一種具體結(jié)構(gòu)形式。6.影響燃料燃燒速度的因素有（）。A.燃料的性質(zhì)B.空氣與燃料的混合程度C.燃燒溫度D.燃燒壓力答案：ABCD解析：燃料的性質(zhì)（如揮發(fā)分、水分等）會(huì)影響燃燒速度；空氣與燃料的混合程度越好，燃燒越充分，速度越快；燃燒溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度越快；燃燒壓力也會(huì)對(duì)燃燒速度產(chǎn)生影響。7.空氣壓縮過程中，多變指數(shù)$n$的取值范圍及對(duì)應(yīng)的過程為（）。A.$n=1$，等溫壓縮B.$n=k$，絕熱壓縮C.$1<n<k$，多變壓縮D.$n>k$，放熱壓縮答案：ABC解析：當(dāng)$n=1$時(shí)，空氣壓縮過程為等溫壓縮；當(dāng)$n=k$（$k$為絕熱指數(shù)）時(shí)，為絕熱壓縮；當(dāng)$1<n<k$時(shí)，為多變壓縮過程。而一般不存在$n>k$的情況。8.蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，再熱循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)有（）。A.提高循環(huán)熱效率B.降低汽輪機(jī)排汽濕度C.增加汽輪機(jī)輸出功率D.減少設(shè)備投資答案：ABC解析：再熱循環(huán)可以提高循環(huán)熱效率，因?yàn)樗岣吡似骄鼰釡囟龋荒芙档推啓C(jī)排汽濕度，保護(hù)汽輪機(jī)葉片；同時(shí)也能增加汽輪機(jī)輸出功率。但再熱循環(huán)需要增加再熱器等設(shè)備，會(huì)增加設(shè)備投資。9.以下關(guān)于制冷系數(shù)和供熱系數(shù)的說法正確的有（）。A.制冷系數(shù)$\varepsilon$一定大于0B.供熱系數(shù)$\varepsilon'$一定大于1C.制冷系數(shù)$\varepsilon$和供熱系數(shù)$\varepsilon'$都與工作溫度有關(guān)D.制冷系數(shù)$\varepsilon$和供熱系數(shù)$\varepsilon'$的關(guān)系為$\varepsilon'=\varepsilon+1$答案：ABCD解析：制冷系數(shù)$\varepsilon=\frac{q_2}{w}$（$q_2$為從低溫?zé)嵩次盏臒崃浚?w$為消耗的功），因?yàn)?q_2>0$，$w>0$，所以$\varepsilon>0$；供熱系數(shù)$\varepsilon'=\frac{q_1}{w}$（$q_1$為向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃浚?q_1=q_2+w$，所以$\varepsilon'=\frac{q_2+w}{w}=\varepsilon+1>1$；它們都與工作溫度有關(guān)，根據(jù)卡諾制冷循環(huán)和卡諾熱泵循環(huán)的公式可以看出溫度對(duì)其的影響。10.以下哪些是鍋爐的主要性能指標(biāo)（）。A.蒸發(fā)量B.熱效率C.蒸汽參數(shù)D.燃料消耗量答案：ABCD解析：鍋爐的主要性能指標(biāo)包括蒸發(fā)量（單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽量）、熱效率（鍋爐有效利用熱量與輸入熱量的比值）、蒸汽參數(shù)（如蒸汽壓力、溫度等）和燃料消耗量等。三、簡答題1.簡述蒸汽動(dòng)力循環(huán)中采用回?zé)嵫h(huán)的原理和好處。答案：原理：回?zé)嵫h(huán)是利用汽輪機(jī)中做過部分功的蒸汽，通過回?zé)崞骷訜徇M(jìn)入鍋爐的給水，減少了在鍋爐中被加熱的給水與高溫?zé)煔庵g的溫差，從而減少了不可逆?zhèn)鳠釗p失。好處：-提高循環(huán)熱效率：減少了冷源損失，使循環(huán)中工質(zhì)從高溫?zé)嵩次盏臒崃扛嗟赜糜趯?duì)外做功，提高了熱量的利用效率。-降低燃料消耗：由于熱效率提高，在相同的輸出功率下，所需的燃料量減少，降低了運(yùn)行成本。-改善汽輪機(jī)的工作條件：回?zé)岢槠蛊啓C(jī)低壓缸的蒸汽流量減少，可減小低壓缸的尺寸和葉片長度，降低制造成本。2.分析燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)中提高增壓比和透平進(jìn)口溫度對(duì)循環(huán)熱效率的影響。答案：-提高增壓比：在一定范圍內(nèi)提高增壓比，循環(huán)的平均吸熱溫度提高，平均放熱溫度基本不變，根據(jù)循環(huán)熱效率公式$\eta_t=1-\frac{T_{2m}}{T_{1m}}$，循環(huán)熱效率會(huì)提高。但當(dāng)增壓比超過一定值后，壓氣機(jī)耗功增加過快，導(dǎo)致循環(huán)凈功減少，循環(huán)熱效率反而會(huì)下降。-提高透平進(jìn)口溫度：提高透平進(jìn)口溫度可顯著提高循環(huán)的平均吸熱溫度，而平均放熱溫度不變，所以循環(huán)熱效率會(huì)提高。同時(shí)，透平進(jìn)口溫度提高還能增加燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率。3.簡述制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器和冷凝器的作用及工作過程。答案：-蒸發(fā)器的作用：蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中吸收熱量的設(shè)備，其作用是使制冷劑在低溫下蒸發(fā)，從被冷卻對(duì)象中吸收熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷的目的。工作過程：液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介質(zhì)（如空氣、水等）的熱量而蒸發(fā)成氣態(tài)，被冷卻介質(zhì)的溫度降低，達(dá)到制冷效果。-冷凝器的作用：冷凝器是制冷系統(tǒng)中放出熱量的設(shè)備，其作用是將制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量以及壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量釋放給冷卻介質(zhì)（如空氣、水等）。工作過程：從壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中向冷卻介質(zhì)放熱，逐漸冷凝成液態(tài)。4.說明空氣在噴管中流動(dòng)時(shí)，流速、壓力和截面積之間的關(guān)系。答案：根據(jù)噴管的基本方程，對(duì)于一維定熵流動(dòng)有以下關(guān)系：-流速與壓力的關(guān)系：根據(jù)能量方程，氣體在噴管中流動(dòng)時(shí)，壓力降低，流速增加。即隨著氣體在噴管中膨脹，壓力逐漸減小，流速逐漸增大。-流速與截面積的關(guān)系：當(dāng)氣流為亞聲速（$M<1$）時(shí)，要使流速增加，噴管截面積應(yīng)逐漸減小，此時(shí)為漸縮噴管；當(dāng)氣流為超聲速（$M>1$）時(shí)，要使流速增加，噴管截面積應(yīng)逐漸增大，此時(shí)為漸擴(kuò)噴管；當(dāng)氣流速度達(dá)到聲速（$M=1$）時(shí)，噴管截面積達(dá)到最小，此截面為臨界截面。5.分析影響鍋爐熱效率的主要因素。答案：-排煙熱損失：排煙溫度越高、排煙量越大，排煙熱損失就越大，會(huì)降低鍋爐熱效率。排煙溫度過高可能是由于受熱面積灰、結(jié)渣，導(dǎo)致傳熱惡化；排煙量過大可能是由于過量空氣系數(shù)過大等原因。-化學(xué)不完全燃燒熱損失：燃料中的可燃成分（如一氧化碳等）在爐膛內(nèi)沒有完全燃燒就隨煙氣排出，造成化學(xué)不完全燃燒熱損失。這可能是由于空氣與燃料混合不良、燃燒溫度過低等原因引起的。-機(jī)械不完全燃燒熱損失：部分燃料沒有參與燃燒或燃燒不完全就隨灰渣排出爐外，造成機(jī)械不完全燃燒熱損失。如煤粉細(xì)度不合適、爐膛結(jié)構(gòu)不合理等都可能導(dǎo)致機(jī)械不完全燃燒熱損失增加。-散熱損失：鍋爐本體向周圍環(huán)境散熱，這部分熱量損失與鍋爐的保溫情況、表面積大小等因素有關(guān)。保溫效果差、表面積大則散熱損失大。-灰渣物理熱損失：排出的灰渣帶走的熱量，與灰渣的溫度和排放量有關(guān)。四、計(jì)算題1.某蒸汽動(dòng)力循環(huán)，蒸汽初參數(shù)為$p_1=10MPa$，$t_1=500℃$，排汽壓力$p_2=0.005MPa$。試求：（1）汽輪機(jī)的理想焓降；（2）若汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為0.85，求實(shí)際焓降；（3）該循環(huán)的熱效率。答案：（1）首先根據(jù)蒸汽初參數(shù)$p_1=10MPa$，$t_1=500℃$，查水蒸氣焓熵圖（$h-s$圖）可得$h_1=3375kJ/kg$。排汽壓力$p_2=0.005MPa$，對(duì)于理想絕熱膨脹過程（等熵過程），$s_2=s_1$，從$h-s$圖上查得$h_{2s}=2000kJ/kg$。則汽輪機(jī)的理想焓降$\Deltah_{s}=h_1-h_{2s}=3375-2000=1375kJ/kg$。（2）已知汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率$\eta_{ri}=0.85$，實(shí)際焓降$\Deltah=\eta_{ri}\Deltah_{s}=0.85\times1375=1168.75kJ/kg$。（3）在$p_2=0.005MPa$下，查飽和水和飽和蒸汽表可得$h_{2'}=137.8kJ/kg$（飽和水焓）。循環(huán)吸熱量$q_1=h_1-h_{2'}=3375-137.8=3237.2kJ/kg$。循環(huán)凈功$w_{net}=\Deltah=1168.75kJ/kg$。則循環(huán)熱效率$\eta_t=\frac{w_{net}}{q_1}=\frac{1168.75}{3237.2}\approx0.361$。2.一臺(tái)制冷機(jī)，工作在溫度為-10℃的低溫?zé)嵩春?0℃的高溫?zé)嵩粗g，制冷量為$Q_2=50kW$，若該制冷機(jī)為逆卡諾循環(huán)，求：（1）制冷系數(shù)；（2）消耗的功率；（3）向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃俊４鸢福海?）已知低溫?zé)嵩礈囟?T_2=-10+273=263K$，高溫?zé)嵩礈囟?T_1=30+273=303K$。逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)$\varepsilon_{c}=\frac{T_2}{T_1-T_2}=\frac{263}{303-263}=6.575$。（2）制冷量$Q_2=50kW$，根據(jù)制冷系數(shù)的定義$\varepsilon=\frac{Q_2}{W}$，可得消耗的功率$W=\frac{Q_2}{\varepsilon_{c}}=\frac{50}{6.575}\approx7.6kW$。（3）根據(jù)能量守恒，向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?Q_1=Q_2+W=50+7.6=57.6kW$。3.空氣在壓氣機(jī)中從$p_1=100kPa$，$T_1