2025年建筑環(huán)境與能源工程專升本暖通試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT的表述中，正確的是（）。A.溫度T升高，氣體的內(nèi)能一定增加B.該方程僅適用于定溫過程C.摩爾氣體常數(shù)R與氣體的種類無關(guān)D.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，任何理想氣體的體積都相等2.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述是（）。A.熱量可以自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體B.不可能從單一熱源吸熱并全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響C.熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%D.孤立系統(tǒng)的熵總是增加的3.某濕空氣狀態(tài)參數(shù)為：干球溫度20℃，相對(duì)濕度60%，壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。若將該空氣經(jīng)過等濕冷卻過程，使其溫度降至15℃。則過程后，該空氣的（）。A.焓值一定減小，含濕量不變B.焓值一定增加，含濕量不變C.焓值可能增加也可能減小，含濕量不變D.焓值不變，含濕量一定增加4.在圓形管道內(nèi)做層流流動(dòng)時(shí)，管中心流速最大，距離管壁r處流速為零。若保持管道流量和管徑不變，將管內(nèi)流體換成粘度更大的另一種流體，則此時(shí)管中心流速與原流速之比（）。A.大于1B.等于1C.小于1D.無法確定5.下列關(guān)于平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱說法中，正確的是（）。A.導(dǎo)熱熱阻與材料厚度成正比，與材料導(dǎo)熱系數(shù)成反比B.導(dǎo)熱熱流密度與材料溫度差成正比，與材料導(dǎo)熱系數(shù)成正比C.單位時(shí)間內(nèi)通過平壁某面積的熱量與該面積及溫差有關(guān)，與壁厚無關(guān)D.導(dǎo)熱系數(shù)越大的材料，其導(dǎo)熱熱阻越大6.下列哪種換熱器屬于間壁式換熱器？（）A.螺旋板式換熱器B.壁管式空氣冷卻器C.蒸汽-水直接接觸式換熱器D.空氣-空氣熱交換器7.在空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算中，人體散熱包括顯熱和潛熱，其中潛熱主要是指（）。A.人體核心部分向周圍環(huán)境散發(fā)的熱量B.人體代謝產(chǎn)生的熱量C.人體呼出氣體中的水蒸氣帶入室內(nèi)的熱量D.皮膚表面與空氣對(duì)流換熱散失的熱量8.下列關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程的表述中，錯(cuò)誤的是（）。A.表面冷卻器可以對(duì)空氣進(jìn)行等焓減濕B.加熱器可以對(duì)空氣進(jìn)行等濕增溫C.絕熱加濕器可以對(duì)空氣進(jìn)行等溫加濕D.噴水室可以對(duì)空氣進(jìn)行等焓處理9.某空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，其中風(fēng)機(jī)盤管負(fù)擔(dān)房間冷負(fù)荷，新風(fēng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)房間的新鮮空氣需求。該系統(tǒng)屬于（）。A.全空氣系統(tǒng)B.恒溫恒濕系統(tǒng)C.半集中式系統(tǒng)D.全分散式系統(tǒng)10.根據(jù)防煙分區(qū)的要求，建筑內(nèi)的防火分區(qū)應(yīng)采用什么方式進(jìn)行防煙？（）A.設(shè)置避難層B.設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)或自然排煙系統(tǒng)C.提高墻體耐火極限D(zhuǎn).設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題中的橫線上）1.熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為______。2.理想氣體定壓比熱容c_p與定容比熱容c_v的關(guān)系為______。3.在國際單位制中，壓力的單位是______，符號(hào)是______。4.濕空氣的相對(duì)濕度是指空氣中的水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力的______。5.流體在管道中流動(dòng)時(shí)，克服流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的能量損失稱為______。6.傳熱的基本方式有______、______和______三種。7.空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)按照空氣處理方式可分為______、______和______三種基本類型。8.換熱器按照結(jié)構(gòu)形式可分為______式、______式和______式三種。9.建筑給水系統(tǒng)通常包括引入管、水表節(jié)點(diǎn)、______、配水管網(wǎng)和用水設(shè)備等組成。10.火災(zāi)發(fā)生時(shí)，為了防止煙氣蔓延，應(yīng)在建筑內(nèi)劃分______。三、判斷題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1.熱機(jī)在完成一個(gè)循環(huán)后，從高溫?zé)嵩次鼰?，向低溫?zé)嵩捶艧?，其凈功一定等于吸收的熱量減去放出的熱量。（）2.絕熱過程就是系統(tǒng)與外界沒有熱量交換的過程。（）3.空氣濕度越大，其相對(duì)濕度也一定越大。（）4.液體在管道中做層流流動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部不存在流速梯度。（）5.任何物體的導(dǎo)熱系數(shù)都隨溫度升高而增大。（）6.對(duì)流換熱的強(qiáng)度與流體的流動(dòng)狀態(tài)（層流或湍流）無關(guān)。（）7.空調(diào)房間的新風(fēng)量主要根據(jù)室內(nèi)的污染物濃度要求確定。（）8.空調(diào)冷負(fù)荷是指為維持室內(nèi)空氣參數(shù)穩(wěn)定而需從室內(nèi)去除或補(bǔ)充的總熱量。（）9.風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)適用于建筑物的各個(gè)空調(diào)房間都獨(dú)立控制的情況。（）10.自然排煙是利用空氣熱浮力作用，使煙氣沿樓梯間等豎向通道自然排出的防煙措施。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述卡諾循環(huán)的四個(gè)過程及其特點(diǎn)。2.簡述影響空氣濕度的因素有哪些。3.簡述蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的主要工作過程及其原理。4.簡述建筑自然通風(fēng)的原理及其適用條件。五、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.有一絕熱封閉容器，內(nèi)盛質(zhì)量為2kg、初溫為25℃的水?，F(xiàn)將溫度為150℃、質(zhì)量為3kg的鋼塊（比熱容c=0.5kJ/(kg·℃)）投入水中，不計(jì)熱量損失。求混合后的最終平衡溫度。2.有一圓形管道，外徑d外=0.1m，內(nèi)徑d內(nèi)=0.08m，管壁材料導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/(m·℃)。管內(nèi)水流速v=1m/s，水溫t水=80℃，管外包有厚度δ=0.04m、導(dǎo)熱系數(shù)λ保溫=0.04W/(m·℃)的保溫層。假設(shè)管道外表面溫度與保溫層外表面溫度相同，且管內(nèi)水流呈充分發(fā)展層流，水的換熱系數(shù)α水=1000W/(m2·℃)，保溫層外空氣的換熱系數(shù)α空氣=10W/(m2·℃)。試求單位管長通過保溫層的散熱量。3.某空調(diào)房間需供給新風(fēng)量L=180m3/h，新風(fēng)入口狀態(tài)為：干球溫度t?=5℃，相對(duì)濕度φ?=70%，大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。經(jīng)處理后的空氣狀態(tài)為：干球溫度t?=12℃，相對(duì)濕度φ?=50%。試求處理過程中空氣的焓變值（請(qǐng)先判斷是等焓過程或否，并說明理由）。---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.C5.A6.B7.C8.D9.C10.B二、填空題1.ΔU=Q-W(或Q=ΔU+W)2.c_p>c_v3.帕斯卡；Pa4.比值(或比率)5.水頭損失(或能量損失，或阻力損失)6.導(dǎo)熱；對(duì)流；輻射7.全空氣式；風(fēng)機(jī)盤管式；局部式(或分散式)8.間壁式；肋片管式；混合式9.管道系統(tǒng)(或水泵、水箱等，若題目指向更廣義的組成)10.防煙分區(qū)三、判斷題1.√2.√3.×(濕度大不一定飽和，相對(duì)濕度不一定大)4.√(層流各處速度相同，故梯度為零)5.×(導(dǎo)熱系數(shù)通常隨溫度升高而增大，但并非絕對(duì))6.×(對(duì)流換熱與流體的流動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān))7.√8.√9.√10.√四、簡答題1.卡諾循環(huán)由四個(gè)可逆過程組成：*等溫膨脹：工質(zhì)在高溫?zé)嵩碩_H下吸熱，體積增大。*絕熱膨脹：工質(zhì)絕熱膨脹，對(duì)外做功，溫度下降至T_C。*等溫壓縮：工質(zhì)在低溫?zé)嵩碩_C下放熱，體積減小。*絕熱壓縮：工質(zhì)絕熱壓縮，被外界壓縮，溫度回升至T_H?？ㄖZ循環(huán)的特點(diǎn)是：理論上效率最高，只存在兩個(gè)熱源，循環(huán)中無相變，所有過程都是可逆的。2.影響空氣濕度的因素主要有：*空氣中水蒸氣分壓力：水蒸氣含量越高，濕度越大。*空氣溫度：同溫下飽和水蒸氣含量隨溫度升高而增加。*環(huán)境中水的相態(tài)：有液態(tài)水存在（如水面、濕表面）會(huì)增大空氣濕度。*與其他物體的熱量交換：高溫物體可容納更多水蒸氣，冷卻可使空氣達(dá)到飽和甚至凝結(jié)。*水蒸氣的來源：如人體呼吸、工業(yè)生產(chǎn)、烹飪等都會(huì)增加空氣濕度。3.蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的主要工作過程及原理：*制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對(duì)象（空氣或水）的熱量而蒸發(fā)，成為低溫低壓的蒸汽（過程1-2）。*低溫低壓的制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)吸入，絕熱壓縮成高溫高壓的蒸汽（過程2-3）。*高溫高壓的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，向冷卻介質(zhì)（空氣或水）放熱而冷凝成高壓液體（過程3-4）。*高壓液體制冷劑經(jīng)膨脹閥（或節(jié)流閥）迅速膨脹，壓力和溫度急劇下降，成為低溫低壓的液體（過程4-1），然后返回蒸發(fā)器，完成循環(huán)。原理：通過制冷劑的相變（蒸發(fā)吸熱、冷凝放熱）和壓縮機(jī)做功，將熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。4.建筑自然通風(fēng)的原理及適用條件：*原理：利用空氣密度差（熱浮力）或風(fēng)壓（風(fēng)壓差）作為動(dòng)力，使室內(nèi)外空氣發(fā)生交換。熱空氣密度小，向上流動(dòng)；冷空氣密度大，向下流動(dòng)。或在風(fēng)壓作用下，室外風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)空氣通過另一出口排出。*適用條件：適用于室外空氣品質(zhì)較好、建筑形式利于空氣流動(dòng)、室內(nèi)污染物不易積聚、不需要精確控制空氣參數(shù)的情況。常用于工業(yè)廠房、倉庫、或建筑通風(fēng)要求不高的空間。對(duì)于高層建筑或室外空氣污染嚴(yán)重的情況，自然通風(fēng)效果有限或不可行。五、計(jì)算題1.解：設(shè)最終平衡溫度為t_f。根據(jù)能量守恒，鋼塊放出的熱量等于水吸收的熱量（忽略容器吸熱）。m_鋼*c_鋼*(t_鋼初-t_f)=m_水*c_水*(t_f-t_水初)3kg*0.5kJ/(kg·℃)*(150℃-t_f)=2kg*4.187kJ/(kg·℃)*(t_f-25℃)1.5*(150-t_f)=8.374*(t_f-25)225-1.5*t_f=8.374*t_f-209.35225+209.35=8.374*t_f+1.5*t_f434.35=9.874*t_ft_f≈44.0℃答：混合后的最終平衡溫度約為44.0℃。2.解：單位管長通過保溫層的散熱量Q/L等于通過保溫層外表面的熱流密度q_s。q_s=α空氣*(t保溫外-t空氣)其中t保溫外是保溫層外表面溫度，t空氣為周圍空氣溫度（題目未給，可設(shè)為環(huán)境溫度，但需注意通常此類題目會(huì)隱含或假設(shè)，或需結(jié)合內(nèi)壁溫度求解。此處假設(shè)題目意在考察保溫層內(nèi)部的熱阻及內(nèi)外溫差影響，可考慮總熱阻或假設(shè)內(nèi)外溫差）。更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕夥ㄊ强紤]總熱流：q_s=(t水-t空氣)/[(d外/(2*λ保溫))+(δ/λ保溫)+(ln(d外/d內(nèi))/(2*π*λ管壁))+(1/α水)]但題目條件未給t空氣，且未給管壁導(dǎo)熱系數(shù)，且未給內(nèi)外壁溫差，直接計(jì)算困難。另一種思路是計(jì)算保溫層內(nèi)部的熱流密度：q保溫內(nèi)=(t水-t保溫外)/[(δ/λ保溫)+(ln(d外/d內(nèi))/(2*π*λ管壁))]q保溫外=q保溫內(nèi)-(t保溫外-t空氣)/(1/α空氣)由于缺少t空氣和λ管壁，無法直接精確計(jì)算。若按簡化模型，假設(shè)管道內(nèi)壁溫度近似等于水溫（因α水很大），且忽略管壁熱阻和內(nèi)壁對(duì)流，則主要計(jì)算保溫層熱阻：q_s≈(t水-t空氣)/[(δ/λ保溫)+(ln(d外/d內(nèi))/(2*π*λ管壁))]但實(shí)際需要具體數(shù)值。（注：此題條件不全，標(biāo)準(zhǔn)解法需補(bǔ)充條件）假設(shè)題目意在考察保溫層本身的熱阻影響，可定性分析或設(shè)特定數(shù)值。若設(shè)t空氣=20℃，λ管壁=45W/(m·℃)，則：q_s=(80-20)/[(0.04/0.04)+(ln(0.1/0.08)/(2*π*45))+(1/1000)]q_s=60/[1+(ln(1.25)/(282.74))+0.001]q_s=60/[1+0.0128+0.001]=60/1.0138≈59.1W/m答：單位管長通過保溫層的散熱量約為59.1W/m。（此結(jié)果基于部分假設(shè)