建筑环境与设备课后题答案

第1页共11页《建筑环境与设备》习题第一章1、流体力学的研究对象是什么？其基本特征是什么？流体力学的研究对象是流体，流体包括液体和气体。流体的基本特征是流动性，即流体在静止时不能承受剪切力。流体也不能承受拉力，只能承受压力。2、流体的主要物理性质有哪些？①密度和容重：对于均质流体，单位体积的质量称为流体的密度，单位体积的重量称为流体的容重。②粘滞性：由于流体各层流的流速不同，相邻流层间有相对运动，便在接触面上产生一种相互作用的剪切力，这个力叫做流体的内摩擦力（或称粘滞力）。流体在粘滞力的作用下，具有抵抗流体相对运动（或变形）的能力，称为流体的粘滞性。③压缩性和热膨胀性：流体在外力的作用下，其体积或密度都可以改变的性质，称为流体的压缩性。而流体温度改变时，其体积或密度发生变化的性质，称为热膨胀性。④表面张力：由于分子间的吸引力，在液体的自由表面上能够承受极其微小的张力，这种张力称为表面张力。气体不存在表面张力。3、流体运动规律研究的两个分支是什么以流体为主要研究对象的水力学和汽体力学；以气体为主要研究对象的气体动力学和空气动力学。4、影响流体粘度的因素有哪些？温度、压强5、流体运动的基本概念有哪些？①压力流与无压流。②恒定流和非恒定流。③流线与迹线。④均匀流与非均匀流。⑤无流、总流、过流断面、流量与断面平均流速。6、流体静压强有哪些特性？①流体静压强的方向与受压面垂直并指向受压面。②任意点的流体静压强的大小与受压面的方向无关，只与该点的位置有关。7、流体静压强规律适用于什么样的流体？流体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。8、什么是正压、负压、真空度？相对压强为正值称为正压；负值称为负压。返时流体处于真空状态，通常用真空度来度量流体的真空程度。真空度，是指某点的绝对压强低于大气压强的部分。9、什么是位置水头、压强水头、流速水头、水头损失、总水头线、总水头坡度/水力坡度、位置水头：表示单位重量液体的位能。压强水头：表示压力做功所提供的单位重量液体的压能。流体水头：过流断面1-1,2-2上单位重量液体的动能。水头损失：单位重量流体通过流段1-2的平局能量损失。总水头线：把各断面上的总水头的顶点连成一条线。总水头坡度/水力坡度：总水头线沿流程的降低值与沿程长度L的比值。第2页共11页10、什么是层流和紊流？层流：水流是成层成束的流动，各流层间无质点的掺混现象，这种水流形态称为层流。紊流：继续加大流速，红色水向四周扩散，质点或液团相互混掺，流速愈大，混掺程度愈大，这种水流形态称为紊流。11、什么是流动阻力/水头损失，它由哪几部分构成？沿程阻力和沿程水头损失：在长直管道（或明渠）中流动的流体所手动的摩擦阻力称为沿程阻力。为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量，称为沿程水头损失fh。局部阻力和局部水头损失：流体的边界在局部地区发生急剧变化时迫使主流脱离边壁而形成涡旋，流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力称为局部阻力。为了克服局部阻力消耗的单位重量流体的机械能量称为局部水头损失jh。整个管道的总水头损失21h等于各沿程水头损失fh与各局部水头损失jh分别叠加之和，即jfhhh21。12、如何判断流体的流动形态vRRe，对于圆管的有压管流：若Re＜2300时，流动为层流形态；若Re＞2300时，流动为紊流形态。对于非圆管流，vRRe，AR若Re＜500,时，非圆流管为层流形态，若Re＞500，为紊流形态。第二章1、什么是一次能源、二次能源？一次能源：在自然界中以自然形态存在且可以利用的能源，主要有风能、水力能、化学能、核能、地热能和太阳能等。二次能源：由一次能源加工转换后的能源，其中主要是热能、机械能和电能。2、什么是热能动力装置、什么是压缩制冷装置？热能动力装置：是指从燃料燃烧中得到热能，并利用热能得到动力的整套设备（包括辅助设备）。可分为蒸汽动力装置、燃气动力装置两大类。压缩制冷装置：是消耗机械功来实现热能由低温物体向高温物体的转移。3、简述蒸汽动力装置的工作原理燃料在锅炉内燃烧，其化学能转变为热能，产生高温的烟气；汽锅内的水吸收烟气的热量，变为水蒸气；当它流经过热器时，继续吸热，温度进一步提高，变为过热蒸汽。此时蒸汽的温度、压力比外界介质的高，具有做功能力，当它被导入汽轮机后，先通过喷管并在其中膨胀，压力、温度降低，而速度增大，热能转换成了气流的动能。这种高速气流产生的冲击力推动叶片并带动叶轮旋转，从而使动能转化为叶轮的机械能，再通第3页共11页过轴转动向外做功发电。4、简述压缩制冷装置的工作原理当低温低压的氟利昂蒸气从蒸发器被吸入压缩机后，经压缩变为高温高压的过热蒸气，送至冷凝器冷凝为高压液态氟利昂，再经膨胀阀绝热膨胀，降温降压后送回蒸发器，在蒸发器内吸收热量而汽化，实现循环。这时在冷藏室内形成低温制冷的条件。5、热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律的内容是什么，其重要性是什么？热力学第零定律：如果两个热力系的每一个都与第三个热力系处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。热力学第一定律：内容：当热量与其他形式的能量相互转换时，能的总量保持不变。还可以表述为：第一类永动机是不可能制成的。热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源取得热，并使之完全变为有用功而不引起其他变化。也可以表述为：第二类永动机是不可能制成的。6、什么是热力系统？在分析热力现象时，通常根据所研究问题的需要，划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象。这种空间内的物质的总和成为热力系统。7、什么是强度参数、广延参数？强度参数：是指在给定的状态下，凡与系统内所含物质的数量无关的状态参数。广延参数：是指在给定状态下，凡与系统内所含物质的数量有关的状态参数。8、摄氏温度、热力学温度关系如何？摄氏温度的零点（t=0℃）相当于热力学温度的273.15K，而且这两种温标的温度间隔完全相同。9、什么是平衡状态？如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为平衡状态。10、什么是准静态过程？如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小，以致该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态，这样的过程称为准静态过程。如果系统从不平衡态到平衡态所经历的时间很短，即恢复平衡的速度相当快，这样的过程就可以近似看成准静态过程。11、什么是可逆过程？系统经过正、反两个过程后，系统与外界均能完全恢复到初始状态而不留下任何痕迹，则称此过程为可逆过程。（反之为不可逆过程。）12、什么是卡诺循环、卡诺定理？卡诺循环：是由两个可逆定温过程与两个可逆绝热过程组成的一个循环。卡诺循环的每一个过程都是可逆的，因此卡诺循环是个可逆循环。卡诺定理：在两个不同温度的恒温热源之间工作的所有热机中，以可逆热机的效率为最高。13、什么是稳态传热/定常传热、非稳态传热/非定常传热？凡是物体中各点温度不随时间改变的热传递过程均称为稳态热传递过程，反之则称为非稳态热传递过程。14、热量传递的基本方式有哪几种？第4页共11页导热、对流、热辐射。15、对流换热方式的分为哪几类？一、无相变1、强制对流①内部流动：圆管内的强制对流换热、其他截面形状管道内的对流换热。②外部流动：外掠平板的对流换热、外掠单根圆管的对流换热、外掠圆管管束的对流换热、外掠其他截面形状柱体的对流换热、射流冲击换热。2、自然对流①大空间自然对流。②有限空间自然对流。3、混合对流二、有相变1、沸腾换热①大容器沸腾。②管内沸腾。2、凝结换热①管外凝结。②管内凝结。16、影响对流换热的因素有哪些？①流体流动的起因。②流体有无相变。③流体的流动状态。④换热表面的几何因素。⑤流体的物理性质。17、热辐射的特点是什么？①辐射换热与导热、对流换热不同，它不依赖于物体的接触而进行热量传递。②辐射换热过程伴随能量形式的两次转化，即物体的部分内能转换为电磁波能发射出去，当此波能射及另一物体表面而被吸收时，电磁波能又转化为内能。③一切物体只要其温度T＞0K，都会不断的发射热射线。当物体间有温差时，高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量，因此，总的结果是高温物体把能量传递给低温物体。即使每个物体的温度相同，辐射换热仍在不断进行，只是每一物体辐射出去的能量等于吸收的能量，从而处于热平衡的状态。18、热力学的两种研究方法是什么？一种是宏观研究方法，即经典热力学方法；另一种是微观研究方法，即统计热力学方法。第三章1、建筑环境学有哪几部分组成？建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境与气流幻境、建筑声环境、建筑光环境等。2、到达地面的太阳辐射能量有哪几部分构成？直射辐射能量和散射辐射能量3、室内空气污染的来源有哪些？来源可分为室内来源和室外来源。归纳为五类：①烟草烟雾。②有毒的蒸汽。③有害气体。④微生物污染，即各种菌类。⑤生产性粉尘。第四章第5页共11页1、供暖系统的组成是什么，分为哪几类？组成：热源、输热管网和散热设备。分类：局部供暖系统和集中供暖系统。2、热水采暖系统分为哪几类？按照热媒温度参数分为：低温热水供暖系统（温度低于100℃）和高温热水供暖系统（温度高于100℃）3、蒸汽供暖系统如何分类？按系统起始压力的大小分为：供汽的表压力高于70kPa时，为高压蒸汽供暖系统；低于70kPa时，为低压蒸汽供暖系统；当系统中压力低于大气压力时，称为真空蒸汽供暖系统。按立管的布置特点可分为：双管式和单管式系统。按回水动力不同可分为：重力回水系统和机械回水系统。4、在建筑方面保温的基本措施有哪些？选择合理的建筑体形和朝向：对寒冷地区的建筑，从体形上考虑节能问题主要包括两方面：一是尽量节省外围护结构面积；二是使建筑物能充分争取到冬季的日辐射得热。对同样体积的建筑物，在各面外围护结构的传热情况均相同时，外围护结构的面积愈小则传出的热量愈小。各种体形的建筑获取太阳辐射多少是和其朝向密切相关的。太阳辐射是冬季主要辅助热源，而建筑的体形和朝向不同，获得的太阳辐射量各异。建筑物体形系数宜控制在0.30及0.3以下，如体形系数大于0.30，则屋顶与外墙应加强保温。建筑体形系数：建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。00VFS建筑层数对体型系数及单位面积耗热也有很大影响。在同样建筑面积的情况下，一般是单层建筑的体型系数及耗热量比值大于多层建筑。一般是总建筑面积愈大时，要求建筑层数也相应加多，对节能有利。5、通风系统如何分类？按通风系统的作用范围划分为：全面通风和局部通风。按通风系统的工作动力划分为：自然通风和机械通风。6、空气污染源分为哪几类？自燃源和人为源7、常见的除尘器有分为哪几类？重力沉降装置、旋风式集尘器、洗涤除尘器、过滤集尘器、静电除尘器。8、高层民用建筑防火分区允许最大建筑面积是多少？一类建筑：1000㎡，二类建筑：1500㎡，地下室：500㎡9、空调系统有哪几部分组成，空调系统分为哪几类？组成：空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置、电气控制部分及冷热源等部分。分类：①集中式空调系统。②半集中式空调系统。③分散式空调系统。10、简述集中式空调系统的优缺点优点：管理和维护方便，使用寿命长，初投资和运行费用比较少；缺点：风道的截面积较大，需要专用的空调机房，所占建筑空间比较大。第6页共11页11、简述风机盘管式半集中式空调系统的优缺点优点：兼有集中式空调系统处理能力和分散系统占空间少，布置、使用灵活等优点，适用于高层旅馆、办公楼等建筑或旧建筑改造中空间十分有限的需要空调的场合。12、通风空调的噪声源有哪些，噪声的传播方式有哪些？一般消除噪声的方法有哪些？通风空调的噪声源：通风机、制冷机、机械通风冷却塔等噪声的传播方式：①通过空气传声；②由震动引起的建筑结构的固体传声；③通过风管传声。消除噪声的方法：主要措施有两个方面：一是减少噪声的产生，二是在系统中设置消声器。具体措施为：①选设备时，选用高效率、低噪声的风机，冷冻机和水泵，且机房布置不宜靠近对噪声要求严格控制的空调房间。②空调机房内可贴吸声材料，或采用消声通风采光隔声墙。③