動力工程師筆試試題及答案

動力工程師筆試試題一、填空題（每題2分，共20分）理想氣體狀態(tài)方程表達(dá)式為___。某蒸汽動力循環(huán)，其熱效率為0.4，若已知循環(huán)吸熱量為1000kJ，則循環(huán)凈功為___kJ。按《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，鍋爐的設(shè)計文件，應(yīng)當(dāng)經(jīng)國務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門核準(zhǔn)的檢驗檢測機構(gòu)鑒定，方可用于制造，其中熱水鍋爐額定熱功率大于___MW。在傳熱過程中，熱阻主要集中在___側(cè)。對于離心式壓縮機，當(dāng)流量減小到一定程度時，會出現(xiàn)___現(xiàn)象，使壓縮機不能正常工作。某燃?xì)廨啓C裝置，壓氣機的壓縮比為8，若大氣溫度為300K，空氣定壓比熱容為1.004kJ/(kg?K)，則空氣經(jīng)壓氣機壓縮后的溫度為___K（設(shè)壓縮過程為絕熱過程，κ=1.4）。制冷循環(huán)中，節(jié)流閥的作用是使制冷劑___。按現(xiàn)行《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》，鍋爐房內(nèi)油箱的總?cè)萘浚赜筒粦?yīng)超過___m3。某流體在管內(nèi)作層流流動，若管內(nèi)徑為0.1m，流速為0.5m/s，流體運動黏度為1×10??m2/s，則其雷諾數(shù)為___。蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹做功，其焓值___（填“增大”“減小”或“不變”）。二、選擇題（每題3分，共30分）以下關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說法，正確的是（）。A.熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體B.不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響C.所有熱機的熱效率都能達(dá)到100%D.自然界的一切過程都是可逆的下列哪種設(shè)備不屬于熱交換器（）。A.冷凝器B.蒸發(fā)器C.冷卻塔D.汽輪機某燃?xì)獾母邿嶂禐?0MJ/m3，低熱值為36MJ/m3，該燃?xì)獾娜紵郎囟葹?800K，則其理論燃燒溫度為（）。（設(shè)空氣過量系數(shù)為1，空氣初始溫度為300K，燃?xì)馀c空氣的比熱容均為1.0kJ/(m3?K)）A.1500KB.1800KC.2100KD.2400K對于往復(fù)活塞式壓縮機，其排氣量與（）無關(guān)。A.活塞行程B.氣缸直徑C.壓縮機轉(zhuǎn)速D.氣體的壓縮比按《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》，管道安裝完畢后，應(yīng)按設(shè)計文件規(guī)定對管道系統(tǒng)進(jìn)行壓力試驗，對于承受內(nèi)壓的地上鋼管道及有色金屬管道，試驗壓力應(yīng)為設(shè)計壓力的（）倍。A.1.0B.1.15C.1.5D.2.0以下關(guān)于制冷循環(huán)的說法，錯誤的是（）。A.壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)四個過程B.吸收式制冷循環(huán)中，吸收劑吸收制冷劑蒸氣是一個放熱過程C.蒸汽噴射式制冷循環(huán)中，工作蒸汽的壓力越高，制冷系數(shù)越大D.復(fù)疊式制冷循環(huán)可獲得更低的制冷溫度某鍋爐房有一臺蒸發(fā)量為10t/h的蒸汽鍋爐，其蒸汽壓力為1.25MPa，過熱蒸汽溫度為300℃，則該鍋爐的額定蒸汽參數(shù)為（）。A.1.25MPa，300℃B.1.25MPa，飽和溫度C.10t/h，1.25MPaD.10t/h，300℃在流體力學(xué)中，雷諾數(shù)Re的表達(dá)式為（）。（ρ為流體密度，v為流速，d為特征長度，μ為動力黏度）A.Re=ρvd/μB.Re=μvd/ρC.Re=ρv/μdD.Re=μv/ρd以下關(guān)于燃?xì)馊紵恼f法，正確的是（）。A.燃?xì)獾闹饻囟戎慌c燃?xì)獾姆N類有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)B.燃?xì)獾娜紵磻?yīng)速度與溫度、濃度等因素有關(guān)C.擴散燃燒時，燃燒速度主要取決于化學(xué)反應(yīng)速度D.預(yù)混燃燒時，不會發(fā)生回火現(xiàn)象某動力工程中，需要將高溫?zé)煔獾臒崃總鬟f給低溫水，以產(chǎn)生熱水，應(yīng)選用的換熱器類型為（）。A.間壁式換熱器B.混合式換熱器C.蓄熱式換熱器D.熱管換熱器三、簡答題（每題10分，共30分）簡述提高蒸汽動力循環(huán)熱效率的主要途徑，并說明其原理。分析離心式壓縮機發(fā)生喘振的原因，并說明防止喘振的措施。按現(xiàn)行規(guī)范，簡述鍋爐房選址應(yīng)考慮的主要因素。四、計算題（每題20分，共20分）某制冷裝置采用R22制冷劑，制冷循環(huán)為理論循環(huán)，其蒸發(fā)溫度為-10℃，冷凝溫度為40℃。已知R22在蒸發(fā)溫度下的飽和壓力為0.294MPa，飽和液體焓值為54.5kJ/kg，飽和蒸氣焓值為247.5kJ/kg；在冷凝溫度下的飽和壓力為1.534MPa，飽和液體焓值為108.5kJ/kg，飽和蒸氣焓值為259.5kJ/kg。壓縮機吸氣為干飽和蒸氣，壓縮過程為等熵壓縮，壓縮機的等熵效率為0.85。試求：（1）單位質(zhì)量制冷量；（2）單位理論壓縮功；（3）制冷系數(shù)。動力工程師筆試試題答案一、填空題pV=nRT4001.4對流換熱較弱的喘振543.4降壓降溫550000減小二、選擇題BDCDCCAABA三、簡答題提高蒸汽動力循環(huán)熱效率的主要途徑及原理：提高蒸汽初參數(shù)：提高蒸汽初溫、初壓。提高初溫可增大平均吸熱溫度，減少傳熱溫差引起的不可逆損失；提高初壓可使循環(huán)的平均吸熱溫度提高，從而提高熱效率。但初溫受金屬材料耐熱性能限制，初壓提高會使乏汽干度降低，對汽輪機末級葉片侵蝕加劇。降低蒸汽終參數(shù)：降低乏汽壓力，可增大循環(huán)的焓降，使循環(huán)凈功增加，同時使平均放熱溫度降低，提高熱效率。但受環(huán)境溫度（冷卻介質(zhì)溫度）限制，一般乏汽壓力接近環(huán)境溫度對應(yīng)的飽和壓力。采用回?zé)嵫h(huán)：從汽輪機某些中間級抽出部分蒸汽加熱鍋爐給水，減少了工質(zhì)在冷凝器中的放熱損失，同時提高了進(jìn)入鍋爐的給水溫度，使循環(huán)平均吸熱溫度提高，從而提高熱效率。采用再熱循環(huán)：將汽輪機高壓缸排汽送回鍋爐再熱器加熱后，再進(jìn)入中、低壓缸繼續(xù)膨脹做功?？商岣叻ζ啥?，避免對汽輪機末級葉片的侵蝕，同時提高了循環(huán)的平均吸熱溫度，提高熱效率。離心式壓縮機發(fā)生喘振的原因及防止措施：原因：當(dāng)離心式壓縮機的流量減小到一定程度時，葉道內(nèi)的氣流速度降低，葉片背弧處的氣流會出現(xiàn)邊界層分離，形成脫流區(qū)。隨著流量進(jìn)一步減小，脫流區(qū)不斷擴大，直至充滿整個葉道，使壓縮機的排氣壓力突然下降。而管網(wǎng)中的壓力因氣體流動慣性不能立即下降，導(dǎo)致管網(wǎng)壓力高于壓縮機排氣壓力，氣體倒流回壓縮機。倒流的氣體使壓縮機流量增加，葉道內(nèi)氣流狀況改善，排氣壓力又升高，當(dāng)排氣壓力高于管網(wǎng)壓力時，氣體又被壓向管網(wǎng)，流量再次減小，如此周而復(fù)始，形成喘振現(xiàn)象。防止措施：采用防喘振控制裝置：通過監(jiān)測壓縮機的流量和排氣壓力，當(dāng)接近喘振工況時，自動打開防喘振閥，使部分氣體回流至壓縮機入口，增加流量，避免進(jìn)入喘振區(qū)。合理選擇壓縮機型號：根據(jù)實際工況，選擇合適流量范圍的壓縮機，確保其在正常運行時遠(yuǎn)離喘振工況。優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計：減少管網(wǎng)阻力，避免管網(wǎng)壓力波動過大，為壓縮機穩(wěn)定運行創(chuàng)造良好條件。鍋爐房選址應(yīng)考慮的主要因素：符合城市總體規(guī)劃和相關(guān)規(guī)范要求：應(yīng)符合城市的能源規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃等，滿足《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對鍋爐房位置的規(guī)定?？拷鼰嶝?fù)荷中心：可減少供熱管道的投資和熱損失，提高供熱效率。便于燃料儲存和運輸：要有足夠的場地儲存燃料，且交通便利，便于燃料的運輸和供應(yīng)。有良好的自然條件：地勢較高，排水良好，避免在低洼易積水地區(qū)建設(shè)。同時，要考慮風(fēng)向，盡量位于居民區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)的下風(fēng)向，減少煙塵、廢氣對周圍環(huán)境的影響。與周邊建筑物保持安全距離：要滿足防火、防爆等安全要求，與相鄰建筑物的間距應(yīng)符合相關(guān)防火規(guī)范?？紤]供水、供電條件：要有可靠的供水水源和供電電源，滿足鍋爐房運行的用水、用電需求。四、計算題（1）單位質(zhì)量制冷量q?=h?-h?h?為蒸發(fā)器出口干飽和蒸氣焓值，h?為節(jié)流閥出口焓值，節(jié)流過程為等焓過程，h?=h?=108.5kJ/kgh?=247.5kJ/kg所以q?=247.5-108.5=139kJ/kg（2）壓縮機等熵壓縮后排氣焓值h?s由等熵過程方程，已知p?=0.294MPa，p?=1.534MPa，查R22熱力性質(zhì)表得s?=0.918kJ/(kg?K)等熵壓縮s?s=s?=0.918kJ/(kg?K)，根據(jù)p?=1.534MPa和s?s=0.918kJ/(kg?K)查得h?s=280kJ/kg實際排