(2025年)供熱工程試題期末考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關于集中供熱系統(tǒng)的描述中，錯誤的是（）。A.熱源集中，便于污染物集中處理B.熱網輸送效率一般高于分散供熱C.用戶熱負荷調節(jié)靈活性優(yōu)于獨立采暖D.初期投資成本通常高于分散供熱答案：C（集中供熱系統(tǒng)中用戶調節(jié)受限于管網平衡，靈活性低于獨立采暖）2.某居住建筑冬季設計室內溫度為18℃，室外計算溫度為-10℃，其溫差修正系數(shù)為0.7（非直接接觸室外空氣的地板），則該房間的基本耗熱量計算公式為（）。A.Q=K·F·(t_n-t_w)B.Q=K·F·(t_n-t_w)·αC.Q=K·F·(t_n+t_w)·αD.Q=K·F·(t_n-t_w)·(1+α)答案：B（基本耗熱量需考慮溫差修正系數(shù)α，公式為Q=K·F·(t_n-t_w)·α）3.散熱器的散熱量與下列哪項因素無關？（）A.散熱器內熱媒平均溫度B.散熱器外表面面積C.室內空氣溫度D.室外風速答案：D（散熱器散熱量主要與熱媒溫度、表面積及室內溫度有關，室外風速影響圍護結構耗熱，不直接影響散熱器散熱）4.熱水供熱管網中，循環(huán)水泵的主要作用是（）。A.克服管網沿程阻力和局部阻力B.維持管網定壓C.防止水錘現(xiàn)象D.調節(jié)熱媒溫度答案：A（循環(huán)水泵提供動力以克服管網流動阻力，定壓由補水泵或定壓裝置完成）5.某供熱系統(tǒng)采用質調節(jié)方式運行，當室外溫度升高時，應（）。A.增大循環(huán)水量B.降低供水溫度C.提高回水溫度D.減少循環(huán)水量答案：B（質調節(jié)通過改變供水溫度調節(jié)供熱量，室外溫度升高時需降低供水溫度）6.下列哪種供熱管道補償器適用于大直徑、高壓力的熱水管網？（）A.自然補償器B.方形補償器C.波紋管補償器D.套筒補償器答案：C（波紋管補償器結構緊湊，適用于大直徑、高壓管道；方形補償器占用空間大，套筒補償器易泄漏）7.供熱系統(tǒng)的年運行費用不包括（）。A.燃料費用B.設備折舊費用C.管理人員工資D.管網初始投資答案：D（年運行費用為日常消耗，初始投資屬于資本性支出）8.某建筑采用地板輻射供暖，其供水溫度宜控制在（）。A.40~60℃B.60~80℃C.80~100℃D.100~120℃答案：A（地板輻射供暖水溫過高會導致地面溫度超標，規(guī)范要求供水溫度不超過60℃，通常40~60℃）9.供熱管網水力計算中，比摩阻的推薦范圍是（）。A.30~70Pa/mB.70~120Pa/mC.120~180Pa/mD.180~250Pa/m答案：B（熱水管網設計比摩阻一般取60~120Pa/m，常見推薦70~120Pa/m）10.下列關于熱泵供熱的描述中，正確的是（）。A.地源熱泵不受地下水位影響B(tài).空氣源熱泵在-20℃時制熱效率仍較高C.熱泵的COP（性能系數(shù)）一定大于1D.熱泵供熱屬于一次能源利用答案：C（熱泵通過輸入電能將低位熱能轉移為高位熱能，COP=制熱量/輸入功率，必然大于1；地源熱泵受地下條件限制，空氣源熱泵低溫下效率下降，熱泵利用二次能源）二、填空題（每空1分，共15分）1.供熱系統(tǒng)的三大組成部分是熱源、（熱網）和（熱用戶）。2.圍護結構的傳熱系數(shù)K的單位是（W/(m2·℃)），其值越小，保溫性能越（好）。3.散熱器的熱工性能通常用（散熱量）與（熱媒平均溫度與室內溫度差）的關系曲線表示。4.熱水管網的水力失調分為（靜態(tài)失調）和（動態(tài)失調），前者可通過（初調節(jié)）解決。5.集中供熱系統(tǒng)的熱負荷按性質分為（季節(jié)性熱負荷）和（常年性熱負荷），其中（季節(jié)性熱負荷）占主導地位。6.供熱管道的保溫材料應具備（導熱系數(shù)?。?、（密度?。┖停蜏匦阅芎茫┑忍匦?。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要區(qū)別。答：①動力來源不同：自然循環(huán)依靠水的密度差產生的壓力差（重力循環(huán)），機械循環(huán)依靠循環(huán)水泵提供動力；②系統(tǒng)形式不同：自然循環(huán)作用壓力?。ㄒ话恪?000Pa），需較大的供回水溫差（通常10~15℃），系統(tǒng)規(guī)模??；機械循環(huán)作用壓力大（可達10^5Pa以上），水溫差?。?~10℃），適用于大型系統(tǒng)；③管道布置不同：自然循環(huán)需設置較大的供回水干管坡度（≥0.5%），機械循環(huán)坡度可減小（≥0.2%）；④排氣方式不同：自然循環(huán)排氣靠管道坡度，機械循環(huán)需設置集氣罐等排氣裝置。2.散熱器的布置應遵循哪些原則？答：①盡量靠近外窗或外墻：抵消外圍護結構的熱損失，避免冷輻射；②明裝為主，暗裝時需保證散熱效果（如加格柵）；③樓梯間散熱器應布置在底層或按比例分配，避免頂層過熱底層過冷；④廚房、衛(wèi)生間等潮濕房間應選用耐腐蝕材質（如不銹鋼、銅鋁復合）；⑤散熱器中心與地面距離宜為150~200mm，與窗臺板距離≥50mm，避免遮擋；⑥同一房間內散熱器片數(shù)應相同，保證均勻散熱。3.分析供熱管網水力失調的主要原因及解決措施。答：原因：①設計階段水力計算誤差（如流量分配不合理、管徑選擇不當）；②施工階段管道堵塞、閥門安裝錯誤；③運行階段用戶擅自調節(jié)閥門（如關小閥門導致流量偏差）；④管網年久失修（管道內壁結垢、局部阻力增大）。解決措施：①設計時采用嚴格的水力平衡計算（如不等溫降法），設置靜態(tài)平衡閥；②施工后進行初調節(jié)（調節(jié)各支路閥門開度使實際流量接近設計流量）；③運行中安裝動態(tài)平衡閥（如自力式流量控制閥），抑制用戶間的流量干擾；④定期清洗管網，更換老化管道；⑤推廣分戶計量系統(tǒng)（如安裝熱量表和溫控閥），實現(xiàn)用戶自主調節(jié)與系統(tǒng)平衡。4.比較燃煤鍋爐與燃氣鍋爐作為供熱熱源的優(yōu)缺點。答：燃煤鍋爐優(yōu)點：燃料成本低（煤炭價格低于天然氣），儲量豐富；缺點：污染大（排放SO?、NOx、粉塵），需配套除塵、脫硫、脫硝設備，占地面積大，自動化程度低，運輸儲存麻煩。燃氣鍋爐優(yōu)點：清潔環(huán)保（排放主要為CO?和H?O），燃燒效率高（可達90%以上），自動化程度高（易實現(xiàn)無人值守），啟動快；缺點：燃料成本高（受氣價波動影響大），需配套燃氣管道，存在燃氣泄漏風險，調峰能力受供氣限制。5.簡述供熱系統(tǒng)節(jié)能的主要技術措施。答：①提高熱源效率：采用高效鍋爐（如冷凝式燃氣鍋爐，熱效率≥100%）、熱電聯(lián)產（利用發(fā)電余熱供熱，能源利用率達80%以上）；②優(yōu)化管網設計：減小比摩阻（降低沿程阻力）、采用保溫性能好的管道（減少熱損失，保溫層厚度按經濟厚度計算）、設置水力平衡裝置（避免流量浪費）；③用戶端節(jié)能：推廣分戶計量與溫控（用戶可自主調節(jié)室溫，降低不必要的能耗）、采用高效散熱設備（如低溫輻射地板，供水溫度低，可匹配低品位熱源）；④可再生能源利用：地源熱泵（利用地下土壤熱量）、空氣源熱泵（冬季從空氣中取熱）、太陽能供熱（通過集熱器加熱水）；⑤運行調節(jié)優(yōu)化：采用氣候補償器（根據(jù)室外溫度自動調節(jié)供水溫度）、分時分區(qū)供熱（非高峰時段降低供熱參數(shù)）。四、計算題（共25分）1.（10分）某居住建筑臥室尺寸為5m×4m×3m（長×寬×高），設計室內溫度t_n=20℃，室外計算溫度t_w=-12℃。南墻為外墻，面積F_w=10m2，傳熱系數(shù)K_w=1.5W/(m2·℃)；屋頂面積F_r=20m2，傳熱系數(shù)K_r=0.8W/(m2·℃)；地面為接觸土壤的非保溫地面，溫差修正系數(shù)α=0.4，傳熱系數(shù)K_f=0.5W/(m2·℃)；外窗面積F_c=3m2，傳熱系數(shù)K_c=2.5W/(m2·℃)（無附加）。忽略朝向修正和風力修正，計算該臥室的冬季設計熱負荷。解：（1）各圍護結構的基本耗熱量：南墻：Q_w=K_w·F_w·(t_n-t_w)=1.5×10×(20-(-12))=1.5×10×32=480W屋頂：Q_r=K_r·F_r·(t_n-t_w)=0.8×20×32=512W地面：Q_f=K_f·F_f·(t_n-t_w)·α=0.5×20×32×0.4=0.5×20×12.8=128W（地面面積=5×4=20m2）外窗：Q_c=K_c·F_c·(t_n-t_w)=2.5×3×32=240W（2）總熱負荷Q=Q_w+Q_r+Q_f+Q_c=480+512+128+240=1360W答：該臥室冬季設計熱負荷為1360W。2.（15分）某熱水供熱管網某管段設計流量G=50m3/h，供回水溫度為80℃/60℃，管道長度L=300m，局部阻力系數(shù)Σξ=5，水的密度ρ=983kg/m3（70℃時），動力黏度μ=0.415×10^-3Pa·s。（1）計算管段的沿程阻力損失（比摩阻R=6.25×10^-2×(G/d^2.5)，d為管徑，單位m；假設管徑d=0.1m）；（2）計算管段的局部阻力損失；（3）總阻力損失為多少？解：（1）沿程阻力損失計算：流量G=50m3/h=50/3600≈0.01389m3/s比摩阻R=6.25×10^-2×(G/d^2.5)=6.25×10^-2×(0.01389/0.1^2.5)=6.25×10^-2×(0.01389/0.00316)=6.25×10^-2×4.396≈0.2748Pa/m沿程阻力損失h_y=R·L=0.2748×300≈82.44Pa（2）局部阻力損失計算：流速v=G/(πd2/4)=0.01389/(3.14×0.12/4)=0.01389/(0.00785)≈1.77m/s動壓頭h_d=ρv2/2=983×(1.77)^2/2≈983×3.1329/2≈983×1.566≈1530Pa局部阻力損失h_j=Σξ·h_d=5×1530=7650Pa（3）總阻力損失h=h_y+h_j=82.44+7650≈7732.44Pa答：（1）沿程阻力損失約82.44Pa；（2）局部阻力損失7650Pa；（3）總阻力損失約7732.44Pa。五、案例分析題（共20分）某小區(qū)集中供熱系統(tǒng)采用間接連接方式（換熱站二次網供水溫度60℃，回水40℃），冬季運行時部分用戶反映室溫不達標（設計室溫20℃，實際16~18℃），經檢查一次網供水溫度（110℃）、回水溫度（70℃）正常，循環(huán)水泵運行參數(shù)（流量、揚程）符合設計要求。問題：分析可能的故障原因，并提出解決措施。答：可能原因及解決措施：1.二次網水力失調：-原因：換熱站至用戶的二次管網未進行初調節(jié)，部分支路流量不足（如遠端用戶），導致散熱不足。-措施：對二次網進行水力平衡調節(jié)（使用超聲波流量計測量各支路流量，調節(jié)閥門開度使流量達標），或安裝靜態(tài)平衡閥。2.用戶散熱器選型不當：-原因：設計時散熱器面積計算偏小，或用戶擅自改裝（如更換為小尺寸散熱器），導致散熱量不足。-措施：核查用戶散熱器設計面積（Q=K·F·(t_pj-t_n)，t_pj=(60+40)/2=50℃），若偏小需增加散熱器片數(shù)；禁止用戶私自改裝。3.二次網管道堵塞：-原因：管道內存在雜質（如焊渣、銹垢）或氣堵，減小了流通截面積，降低流量。-措施：清洗二次網管道（通球或化學清洗），在系統(tǒng)高點設置排氣閥，運行前徹底排氣。4.換熱站換熱器效率低：-原因：換熱器結垢（一次網與二次網間換熱系數(shù)降低），導致二次網供水溫度達不到60℃（實際可能50~55℃）。-措施：清洗換熱器（酸洗或機械除垢），檢查換熱面積是否滿足設計