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其波动频率与温度波的衰减又有何关系?
2.热交换的推动力是什么?
质交换的推动力是什么?
3.在换热过程中发生冷凝或蒸发的情况下对换热系数的大小有何影响?
4.冷凝过程中光滑管束第一排管子的传热系数与后面几排管子的传热系数的计算有何区别?
5.紊流边界层增长较层流边界层增长快还是慢?
在层流情况下,传热系数的大小沿和如何变化?
6.在换热器中,增加水流量并不能有效增加其传热系数,是因为主要热阻在空气侧,那么加大水流量对提高换热量的大小没有作用,这种说法对吗?
为什么?
7.有两台换热器,在设计开始,一台考虑了污垢热阻,一台没有考虑污垢热阻,那么实际运行起来,在传温差相等的情况下,何都的换热量大?
(5分)
四建筑环境学部分(25分)
1.一空调房间有三面内内墙和一面外墙,内有一灯光热源,问将灯光投射到内墙跟将灯光投射到外墙相比,对室内冷负荷有没有影响?
2.当人体皮肤没有完全被润湿时,在相同的较高温度下,当空气中的相对湿度较大时,人会感觉到更加热,是否因为湿度的增加使人体的散热量减少?
3.有人认为由于白色外墙与黑色外墙相比能有效地养减少其吸收的太阳辐射量,那么白色内墙与黑色内墙相比其吸收的辐射量是否也会小?
4.活塞的通风情况是否比混合流的要好?
试从排污效率的概念来解释这个问题。
5.有一餐厅的噪音特别大,其屋内均采用硬质面装修,试解释为什么为有这种现象?
并给出合理的建议以减少噪音(5分)
2006年人环奖考试流体力学部分(25分)
一.基本概念题(每题3分,总分15分)
1.从力学的角度看,
(1)流体与固体的主要区别是什么?
易流动性
(2)液体与气体的主要区别是什么?
压缩性(3)当气体速度小于音速的情况下,其什么物理性质可以忽略?
压缩性.
2.均质静止流体的等压面是水平面,非均质静止流体的等压面是水平面,等密度面是水平面。
3.切应力τ=μdu/dy仅适用于什么流体?
请给出两个例子。
牛顿流体,如水、空气
4.压强的国际单位为Pa;
当用水柱高度表示时,一个工程大气压等于10米水柱。
5.两条长度相同,断面积相等的风道,一为圆形,一为方形,若二者沿程阻力损失相等,且均处于阻力平方区,则哪个风道的过流能力大?
圆形风道过流能力大。
因为在阻力平方区,阻力取决于流速。
而方管的湿周比圆管大,所以沿程摩阻系数比圆管大,因此必定流速比圆管的低方能维持二者沿程阻力损失相同。
二.
分析题(10分)
图中给出的冷却水系统中,水泵的扬程应能够保证冷却水的循环。
系统各段的高差在右图上已经给出。
请问:
(1)水泵的扬程应如何确定?
水泵的扬程等于h+局部阻力+沿程阻力;
(2)水泵启动后压力表P所测出的压力是升高、降低还是不变?
降低
(3)水泵运行中,阀门V开大后,压力表P所测压力是升高、降低还是不变?
工程热力学部分(25分)
一.填空题(每空1.5分,总分15分)
1.有两种状态的空气a和b,二者在湿空气焓湿图上的混合点落在a点和b点的连线上,混合质量比ma/mb与混合点距a点以及距b点的距离成反比关系。
2.气体的摩尔容积与气体的性质无关,与气体状态有关。
3.对于实际气体来说,
只适用于计算定压过程焓的变化。
4.二元溶液中,组分A和组分B的沸点不同,沸点较低的液体,具有高的挥发性,而沸点较高的液体,其挥发性必然较低。
5.经过一个不可逆循环过程,工质熵的变化=0。
6.卡诺循环的热效率仅取决于同温热源和同温冷源的温度,而与工质无关。
二.分析题(10分)
对一密闭容器中的饱和湿空气进行等温加压,空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改变?
请解释其原因。
【答】由于空气的饱和水蒸气分压力Pab只跟温度有关,所以等温加压后的空气饱和水蒸气分压力应该仍然不变。
但由于容器内空气(混合气体)的总压力增加,导致容器内的水蒸气组分承受的分压力增加,从而超过其饱和压力,必然导致空气中水分析出,以维持容器内饱和空气的水蒸气分压力水平不变,从而导致空气的含湿量降低,
传热学部分(25分)
一.填空题(每空2分,总分6分)
1.流体掠过平板时,层流边界层厚度沿流动方向比紊流边界层增加得慢。
层流边界层内的局部,平均对流换热系数沿流动方向是逐渐减少的。
2.导温系数说明物体被加热或冷却时,物体内各部位温度趋向均与一致的能力。
二.简答题(总分9分)
1.(3分)在给定加热和被加热流体的进、出口温度参数条件下,设计出两台单流程换热器,设计换热量相等,但是,设计人一台考虑了污垢热阻,一台没有考虑污垢热阻,请问实际运行中哪台换热量大,为什么?
【答】考虑了污垢热阻的换热器换热量大,因为它的传热面积比较大,所以其换热量比较大。
2.(6分)白瓷砖表面对一切热辐射都具有高反射率、低吸收率吗?
太阳辐射下的白瓷砖是否可以看作是灰体?
在什么条件下可以看作是灰体?
【答】.
(1)不是。
白瓷砖表面对可见光与近红外线具有高反射率、低吸收率,但对长波红外线则具有低反射率、高吸收率。
(2分)
(2)在太阳辐射的主要波长范围内,白瓷砖的单色吸收率均随波长显著变化,因此不能看成是灰体。
(3)只有在长波辐射条件下,白瓷砖的单色吸收率近似常数,可以看作是灰体。
三.分析题(10分)
湿衬衣晾在某个干球温度为t、湿球温度为ts的环境内一段时间,衣服的表面将接近何种状态?
如果有两个房间,室内空气相对湿度均恒为60%,但一间房间内空气温度恒为30℃,另一间房间内空气温度恒为20℃,在哪间房间内晾衣服干得快?
请利用以下湿空气焓湿图解释原因。
【答】衣服表面接近湿球温度ts、相对湿度100%。
30℃的房间晾衣服干得快。
因为质交换的动力取决于浓度差,在30℃的环境中,衣服表面与空气含湿量差约为2.3g/kg;
在20℃的环境中,衣服表面与空气含湿量差约为1.7g/kg。
由于前者湿差大,质交换快,衣服也干得快。
建筑环境学部分(25分)
一.简要回答以下问题(每题3分,总分15分)
1.高层塔式住宅楼的楼上单元通风好还是楼下的单元通风好?
【答】由于室外风速沿垂直方向上有梯度,在边界层内距离地面越远风速越高,所以高层单元室外的风速要高于底层单元的室外风速,高层单元通风好。
2.在房间里有4个风口,每个风口在室内造成的噪声级都是40dB。
这个房间的总噪声级是多少?
【答】两个相同噪声源叠加增加3dB,四个叠加增加6dB,因此是46dB。
3.空气湿度越高,人就一定会觉得越热,对不对?
【答】在偏热环境下湿度越高越觉得热,但在偏冷环境下高湿度会使得服装变得潮湿,服装热阻降低,增加人的冷感。
4.仅采用空气龄是不是就能评价室内各处的室内空气品质的优劣了?
【答】不能。
空气龄只能反映空气的新鲜度,不能反映其中污染物的浓度。
而室内空气品质还与污染源的位置有关。
5.冬季夜间把窗户上的金属外百叶卷帘放下来有助于降低采暖负荷吗?
请说明原理。
【答】能。
因为金属外百叶卷帘本身以及和玻璃间的空气夹层不仅可以增加一定的传热热阻,而且更重要的是能够阻隔玻璃对天空的长波辐射散热。
在某住宅楼同一层上建筑设计与围护结构热工特性完全相同的两套单元房,一套窗户朝东,一套窗户朝西。
夏季室内热环境哪个更好一些?
【答】朝东的单元房夏季热环境要好些,因为下午室外气温比较高,同时朝西的单元获得的太阳辐射比较多,双重叠加的作用导致室内热过热或空调负荷过高。
上午朝东的单元获得太阳辐射比较多,但此时的室温空气温度比较低,气温和太阳辐射的两个峰值错开了,所以室内热状况要比朝西的单元好。
2008年人环奖试题(第16届)
流体力学部分(25分)
1.在断面形状与面积都不变的管段内流动,流体的总压、静压和动压分别如何变化?
原因是什么?
2.拉格朗日法与欧拉法在研究流体运动规律中的着眼点有何不同?
3.同样都是冷射流,贴附射流(射流的上部有固体水平面)和自由射流的轴心轨迹有何区别?
4.开式水系统的闭合循环的水系统,在局部阻力、沿程阻力、流量、流速完全相同的情况下,驱动其流动所需的扬程是否相同?
5.两条长度相同、断面积相等的风道,一为圆形,一为方形。
若两者沿程阻力损失相同,且处于阻力平方区,哪个风道的过流能力大?
6.伯努利方程P1/r+Z1+u1的平方/2g=P2/r+Z2+u2的平方/2g用于一维不可压缩流动,如果两断面之间有能量的输入和输出,应该怎么用这个方程?
(方程即
)
7.切应力公式
仅适用于何种流体?
这种流体有何特性?
请说明以下几种流体中哪几种满足这种要求?
润滑油、水、血液、融化的蜡、空气、盐溶液。
8.从力学的角度看,
(1)流体与固体的主要区别是什么?
(2)液体与气体的主要区别是什么?
(3)在气体速度小于音速的情况下,其什么物理性质可以忽略?
1.请给未饱和湿空气的几个温度按顺序排一下序:
干球温度、湿球温度、露点温度。
2.
是否适于适用于计算处于压缩过程中气体的焓变化?
3.二元溶液中,组分A的沸点高于组分B的沸点,请问哪种组分的挥发性较大?
4.过热蒸汽的比热与哪些参数有关?
5.有两种状态的空气a和b,二者在湿空气焓湿图上的混合点应落在什么位置?
如果混合质量比为ma/mb,混合点距a点的距离与距b点的距离成是什么关系?
6.气体的摩尔容积与气体的性质有关吗?
它取决于什么因素?
7.分析题:
对一密闭刚性容器中的饱和湿空气进行等温加压,空气中的含湿量和水蒸汽分压力将如何变化?
1.导温系数的大小对该物体内的温度波的衰减有何影响?
波动频率的高低对温度波的衰减又有何影响?
2.显热换热的推动力是什么?
3.在换热表面发生了冷凝或蒸发的情况下,对流换热系数会有什么变化?
4.流体外掠光滑管束换热时,第一排管子的平均换热系数与后面的管子相比有什么区别?
5.流体掠过平板时,沿流动方向层流边界层与紊流边界层哪个增加得快?
层流边界层内平均对流换热系数沿流动方向有何变化?
6.在两块无限大平行板之间,加入一快与它们发射率相同的遮热板,两块无限大平行平板之间的辐射换热量将有何变化?
用空气-水换热器来加热空气,由于热阻在空气侧,增加管内水流量并不能有效提高传热系数,所以靠加大流量来增加散热是没有用的,对不对?
8.在给定加热和被加热流体的进出口温度参数条件下,设计出两台单流程换热器,设计换热量相等。
但是,设计者对一台考虑了污垢热阻,对另一台没有考虑污垢热阻。
请问,在实际运行中哪台换热量大,为什么?
建筑环境学部分
1.一个空调房间,只有一面外墙,室内热源为一个大功率灯。
把该灯光投射到外墙内表面上,跟把灯光投射到内墙表面上,对房间的冷负荷有没有影响?
2.在偏暖的环境中人体皮肤还没有被汗液全部润湿的时候,如果增加空气的湿度会使人感到闷热,是不是因为人体的散热量减少而导致的?
3.人们常认为采用白色外墙比采用深色外墙能更好地降低建筑的太阳辐射得热,那么白色的内墙表面是不是也比深色的内墙表面吸收辐射热量少呢?
4.室内有一个集中污染源,为了保证有比较好的室内空气品质,是不是采用活塞流比采用混合流的气流分布形式排污效果好?
请用排污效率公式(见建筑环境学课本)的概念来解释这个问题。
5.某餐厅大厅营业时室内噪声特别大,其内装修均为硬铺装表面。
请分析原因并给出改进建议。
2009年第十七届人环奖试题
10分题:
1、某房间的暖气片,某日散热量不足,房间偏冷。
如果把入口水管的阀门开大,则可以加大流量,但这样做对提高暖气片的散热量也是没有帮助的。
因为暖气片的主要热阻在空气侧,加大水流量并无助于提高传热系数,所以不能提高散热量。
这个判断对不对吗?
2、
外墙表面和内墙表面采用同样的材料,计算其表面辐射换热量时,内外表面采用的辐射吸收率是相同的吗?
采用白色材料和采用深色材料的内外表面辐射吸收率有什么不同?
3、图中给出的冷却水系统中,水泵的扬程应如何确定?
水泵启动后压力表P所测出的压力是升高、降低还是不变?
水泵运行中,阀门V开大后,压力表P所测压力是升高、降低还是不变?
为什么?
4、排污效率
,
是室内平均污染物浓度,
是送风污染物浓度,
是送风污染物浓度,对于活塞流,分别求出以下三种情况下的通风效率:
(1)污染源均匀分布
(2)污染源分布在出口(3)污染源分布在入口。
15分题:
5、两个没有阳光直射的良好的通风房间:
A房间的室内参数维持在35℃,60%;
B房间的室内参数维持在30℃,60%。
如果分别在这2个房间晾相同的衣服,在哪个房间干的快?
6、夏季室外33℃,相对湿度60%和冬季室外-2℃,相对湿度85%相比。
人会觉得哪种情况更干燥?
7、在夏季的火锅店,常常会在空调机的送风口出现一团白色的雾,但随着射流的距离越来越远,白雾逐渐消失,请解释这种物理现象。
8、一间用彩钢板(表面为有机涂层的钢板,芯材是高热阻的轻质保温材料)建造的简易房要配空调,需要计算冷负荷,彩钢板的热阻已知,但是现有的设计手册并无这种建材的冷负荷温度。
你会采用什么方法计算冷负荷?
采用该方法的理由是什么?
2010年第十八届人环杯试题
1.一室内游泳池,室内空气干球温度为ta,湿球温度为ts,游泳池底用加热器加热水温为tw,且ts<
tw<
ta,则水层表面温度tb与以上所提到几个温度的关系,并解释原因?
(ts<
tb<
tw
2.在给定加热和被加热流体的进、出口温度参数条件下,设计出两台单流程换热器,设计换热量相等,但是,设计人一台考虑了污垢热阻,一台没有考虑污垢热阻,请问实际运行中哪台换热量大,为什么?
3.对一密闭容器中的饱和湿空气进行等温加压,空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改变?
4.采用地板与吊顶辐射方式采暖和采用送风方式采暖两者相比较房间的热负荷有没有区别?
(回答是要先定前提1.室内温度一样,2.热舒适度一样)
5.请分析一下在华南地区和在东北地区的办公楼建筑,采用整体热阻与实体墙一样的高保温型内循环双层皮幕墙的围护结构形式(这种玻璃外层是双层玻璃,内层是单层玻璃,中间是循环的空气),与实体墙相比对建筑的全年能耗会有什么样的影响?
(重点考虑各个地区的气候条件导致的负荷特征,以及玻璃与实体墙对负荷的影响)
6.四季气候条件影响中忽略风雨的影响,池塘表层水的稳定程度为(有四个选项,正确答案为下所诉:
白天稳定,夜间不稳定,整体夏季稳定,秋冬不稳定)并说明原因(主要考虑上下层水由于水温变化而引起的水的密度变化)(这个题目考虑错误,一分好像没得到)
7.供水温度不变,散热器是完全一样的,但A散热器的表面温度大于B散热器的表面温度,如果不考虑干管总流量的限制,如先想减小两个换热器的表面温差,是应该提高干管的热水流量还是减小干管的热水流量,为甚么?
(要注意前提是干管的流量不受限制,故减小流量直至接近零,或着增大流量都可以,但实际中增大流量更为合理,此题是增大减小都可以)见图
8.在冷却塔系统的设计中有的设计人员在冷却塔出口安装阀门,有的在冷却塔如口安装阀门,先假设由于所需制冷量减小到正常工作装态下的一半,则将水泵停止一台,请问是阀门安装在出口的能正常工作还是阀门安装在入口的能正常工作,为什么?
如下图
(都有可能正常工作,也可能都不能正常工作,考虑前后两个冷却塔中的水的影响,比如前面冷却塔钟的水压力大于管中的压力可能产生倒空现象等)
2011人环奖试卷-流体力学
1-10:
B
D
CA
B
A
CC
C
B
11-20:
A
A
1、非恒定流是:
A、
B、
C、
D、
2、已知枝状管网的
、
,若支管2末端的调节阀开度减小,则
的变化情况:
减小,
不变
不变,
增大
增大,
3、研究以下哪种现象时,流体力学的三个主要力学模型需要修正?
A、研究从长江口到珠峰的大气压强变化规律
B、建立恒定元流能量方程
C、研究城市流体管网的动力需求
D、研究高楼管网底部管件的承压能量
4、水在垂直管内由上向下流动,相距L的两断面间测压管水头差为h,则两断面间沿程水头损失hf为
A、hf=h
B、hf=h+L
C、hf=L-h
D、无法确定
5、若并联管路在设计时未能视线阻力平衡,则在运行中会出现:
A、各并联管路的阻力相同,流量达不到设计要求
B、各并联管路的阻力不相同,流量达不到设计要求
C、各并联管路的阻力不相同,流量达到设计要求
D、各并联管路的阻力和流量会与设计计算情况相同
6、相同结构管网系统用水力半径相同的两种管材组装,比较二者的流动能量损失:
A、二者相同
B、断面形状简单的能量损失小
C、断面形状复杂的能量损失小
D、不一定
7、开敞容器盛有
的两种溶液,一下说法正确的是:
A、测压管1与测压管2液面高度相同,测压管1与容器液面高度相同
B、测压管1与测压管2液面高度相同,测压管2与容器液面高度相同
C、测压管1液面高度高于测压管2液面高度相同,测压管1与容器液面高度相同
D、测压管1液面高度低于测压管2液面高度相同,测压管2与容器液面高度相同
8、图示两根完全相同的长管道.只是安装高度不同,两管的流量关为
A、Q1<
Q2
B、Q1>
C、Q1=Q2
D、不定
9、圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数
:
A、与雷诺数
有关
B、与管壁相对粗糙
C、与
及
D、与
和管长L有关
10、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:
A、切应力和压强
B、切应力和剪切变形速度
C、切应力和剪切变形
D、压强和流速
11、有摩擦的绝热管流中,滞止________处处相等。
A、温度
B、密度
C、压强
D、参数
12、有两台蒸汽冷凝器,冷凝器1内有100根管径为16mm的平行布置的铜管,铜管的冷却水总流量为3.2L/s,水温为10℃。
冷凝器2内有250根管径为7mm的平行布置的铜管,铜管的冷却水总流量为8L/s,水温为10℃。
10℃水的运动粘度
,下列说法正确的是
A、冷凝器1管内的冷却水处于层流状态,冷凝器2管内的冷却水处于紊流状态,冷凝器1的阻力大于冷凝器2
B、冷凝器1管内的冷却水处于紊流状态,冷凝器2管内的冷却水处于层流状态,冷凝器1的阻力大于冷凝器2
C、冷凝器1管内的冷却水处于层流状态,冷凝器2管内的冷却水处于紊流状态,冷凝器2的阻力大于冷凝器1
D、冷凝器1管内的冷却水处于紊流状态,冷凝器2管内的冷却水处于层流状态,冷凝器2的阻力大于冷凝器1
13、若对管内流体流动的扰动只来源于流体与管壁接触的某几处边界,则:
A、流体在与固体接触的边界层内呈紊流状态,在离开边界的主流内呈层流状态
B、在扰动源附近呈紊流状态,其他区域呈层流状态
C、在所有区域都呈紊流状态
D、在扰动源一定范围外的边界层区域呈层流状态,其他区域呈紊流状态
14、如图所示输送流体的
水平弯管,为了消除运行中产生的水平作用力,应在什么位置设置一下抗推支座,若流动方向改变,支座位置是否需要改变?
A、在a处设水平抗推支座,流动方向改变,支座位置不变
B、在b处设水平抗推支座,流动方向改变,支座位置不变
C、在c处设水平抗推支座,流动方向改变,支座位置需要改变
D、在d处设水平抗推支座,流动方向改变,支座位置不变
15、一封闭容器盛以水,当其从空中自由下落时(不计空气阻力),其单位质量力为
A、0
B、-g
C、mg
D、–mg
16、有两个长度尺寸相同的支管1和支管2并联,支管2上有一个调节阀,此时支管1和支管2的流量为
和
,若增加支管1长度后,支管1、2的流量为
’和
’,以下说法正确的是:
A、
’<
’
’>
’=
D、以上三种情况都有可能
17、完全淹没在水中的一矩形平面,当绕其形心轴旋转到什么位置时,其压力中心与形心重合?
A、45o倾斜
B、60o倾斜
C、水平
D、铅直
18、圆管层流流动过流断面上切应力分布为:
A、在过流断面上是常数
B、管轴处是零,且与半径成正比
C、管壁处是零,向管轴线性增大
D、按抛物线分布
19、进行水力模型实验,要实现有压管流的动力相似,应选的相似准则是:
A、雷诺准则
B、弗劳德准则
C、欧拉准则
D、其他准则
20、下图为两间房间的剖面,采用两种不同的通风方式,它们的通风量是相同的,室内风速与能量损失有何区别?
(1)
(2)
A、方式
(1)的室内风速大,能量损失大
B、方式
(2)的室内风速大,能量损失大
C、二者的室内风速不同,能量损失相同
D、二者室内风速相同,能量损失相同
2011人环奖试卷-建筑环境学
1、低压钠灯、荧光高压汞灯等一类气体放电灯一般不用于室内照明,是因为:
()
A、发热量大,能耗高B、显色性差
C、单灯光通量太高,室内使用会造成眩光D、会散发污染性气体
2、人体的产湿量随着_________而上升。
A、温度的上升B、温度的下降
C、湿度的上升D、湿度的下降
3、声功率级和声压级这两个评价指标在应用上有何区别?
()
A、声功率级用于
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