北华大学《工程热力学与传热学》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北华大学《工程热力学与传热学》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、水能是一种传统的可再生能源，也是目前全球电力供应的重要组成部分。关于水能发电，以下描述不正确的是（）A.水能发电的原理是利用水流的势能和动能推动水轮机旋转，进而带动发电机发电，其能量转化过程简单高效B.水电站按照开发方式可以分为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站等，不同类型的水电站适用于不同的地理条件和水能资源状况C.水能发电具有启动速度快、调节性能好、运行成本低等优点，但也存在建设周期长、投资大、对生态环境影响较大等问题D.全球的水能资源已经得到了充分的开发和利用，未来不会再有新的大型水电站建设项目2、新能源技术的发展离不开材料科学的支持。在研发新型高效的太阳能电池材料时，以下哪种材料特性对于提高电池性能最为关键？（）A.高的载流子迁移率，促进电荷传输B.宽的能带隙，吸收更多的太阳光C.良好的稳定性和耐候性，延长使用寿命D.低的制备成本，便于大规模生产3、在新能源技术的可靠性评估中，需要考虑设备故障概率、系统运行稳定性和应对极端环境的能力等因素。对于一个海上风电场，以下哪个因素对于其可靠性评估是最为重要的？（）A.风机基础在海洋环境中的耐久性B.海底电缆的故障风险C.海上气象条件对风机运行的影响D.以上因素都同等重要4、在新能源的国际贸易中，贸易壁垒和政策不确定性是常见的问题。假设一家新能源企业计划拓展国际市场，以下哪种风险最有可能对其业务发展造成重大影响？（）A.目标市场国家突然提高进口关税，增加产品成本B.当地政府对新能源补贴政策的调整，影响市场需求C.技术标准的差异导致产品无法满足当地要求D.以上三种风险都可能对企业的国际业务产生严重影响5、新能源技术的应用对气候变化的应对具有重要意义，以下关于新能源与气候变化的关系，说法错误的是：（）A.大规模应用新能源可以减少温室气体排放，减缓全球气候变化的速度B.新能源的发展可以降低对化石燃料的依赖，从而减少因燃烧化石燃料而产生的污染物排放C.气候变化对新能源的开发和利用没有任何影响，新能源技术可以在任何气候条件下稳定运行D.新能源技术的创新和发展有助于提高能源效率，进一步减少能源消耗对环境的压力6、地热能是来自地球内部的热能，具有巨大的开发潜力。以下关于地热能的利用，说法错误的是（）A.地热能可以用于发电、供暖、温泉疗养等领域，其利用方式取决于地热资源的温度和类型B.地热发电分为干蒸汽发电、闪蒸发电和双循环发电等方式，其中干蒸汽发电技术最为成熟，效率也最高C.地热能的分布相对集中，主要位于板块交界处和火山活动频繁的地区，开发利用受到地理条件的限制D.地热能是一种可再生、清洁、稳定的能源，其开发和利用不会对环境造成任何破坏和影响7、对于新能源技术中的储能系统管理和控制，以下关于其功能和策略的描述，不正确的是哪一项？（）A.储能系统管理和控制的主要功能包括电池状态监测、充放电控制、功率分配、能量管理和故障诊断等，以确保储能系统的安全、高效运行B.充放电控制策略需要根据电力系统的需求、储能系统的状态和市场价格等因素进行优化，实现削峰填谷、调频、备用等功能C.能量管理策略需要考虑可再生能源的出力预测、负荷需求预测和电价等因素，以最大化储能系统的经济效益和社会效益D.储能系统管理和控制技术已经非常成熟，不需要进一步的研究和创新，能够满足各种复杂应用场景的需求8、随着新能源技术的发展，能源管理系统变得越来越重要。假设一个大型工业园区要建立能源管理系统，以实现能源的高效利用和节能减排。以下哪种功能对于该系统来说是最为核心和关键的？（）A.实时能源监测和数据分析，及时发现能源消耗的异常情况B.能源设备的远程控制和调度，优化设备运行状态C.能源预测和规划，为未来的能源需求提供准确的预测和规划D.能源成本核算和节能措施评估，以确定最经济有效的节能方案9、关于新能源技术中的智能控制策略，以下对于其目的和实现途径的描述，哪一种是准确的？（）A.新能源技术中的智能控制策略旨在提高能源系统的稳定性、可靠性和效率。通过运用传感器技术、数据分析、人工智能算法等手段，实现对新能源设备的精准控制和优化运行。例如，在光伏发电系统中，根据光照强度和温度实时调整电池板的角度和输出功率；在储能系统中，根据电网需求和电价变化智能充放电。智能控制策略还可以实现多能源系统的协同运行，提高整体性能B.新能源技术中的智能控制策略目的不明确，实现途径复杂，难以应用C.新能源技术中的智能控制策略就是自动化控制，没有智能的成分D.新能源技术中的智能控制策略对能源系统没有实质性的改进，作用不大10、在新能源技术的国际合作方面，有关各国在新能源研发和项目实施中的合作模式和成果，以下哪一种描述是最全面的？（）A.各国在新能源技术领域开展了多种形式的合作，包括联合研发项目、技术转让、共建示范工程等。通过国际合作，共享资源和知识，降低研发成本，加速技术创新。例如，多个国家共同参与大型太阳能电站的建设，分享经验和技术，提高项目的效率和可靠性。同时，国际合作也促进了新能源标准的统一和市场的开放B.国际合作在新能源技术领域作用不大，各国更倾向于独立发展C.新能源技术的国际合作主要是形式上的，没有实际成果D.国际合作在新能源技术领域存在很多障碍，难以取得实质性进展11、在新能源技术的标准制定中，需要涵盖技术性能、安全规范和环保要求等多个方面。为了促进新能源技术的健康发展和国际间的互联互通，以下哪个标准制定的原则是最为重要的？（）A.科学性和先进性B.兼容性和开放性C.可操作性和可检验性D.以上原则都需要兼顾12、在新能源储能技术方面，除了常见的电池储能，还有超级电容器、飞轮储能和压缩空气储能等多种形式。对于一个需要应对短时间高功率需求的应用场景，以下哪种储能技术是最为合适的选择？（）A.超级电容器储能B.飞轮储能C.电池储能D.压缩空气储能13、新能源汽车的充电基础设施建设是推广新能源汽车的重要环节。以下关于充电基础设施的描述，错误的是：（）A.快速充电桩能够在短时间内为电动汽车充满电，但对电网的负荷要求较高B.充电桩的分布密度和覆盖范围直接影响着新能源汽车用户的充电便利性C.私人充电桩的安装需要考虑小区电力容量、停车位等因素，存在一定的困难D.充电基础设施的建设完全由政府主导，企业和社会资本参与度很低14、新能源技术的研发需要大量的资金投入和人才支持，以下关于新能源研发的说法，不准确的是：（）A.企业、科研机构和高校在新能源技术研发中发挥着重要作用，形成产学研合作的创新体系B.政府通过设立科研项目、提供资金支持和政策引导，推动新能源技术的研发和应用C.国际合作在新能源研发中日益重要，可以共享研究成果、降低研发成本和风险D.新能源技术的研发风险低、周期短，短期内就能取得重大突破和广泛应用15、在新能源的国际合作中，不同国家和地区在技术研发、市场推广和政策制定等方面存在差异。假设一个国际新能源合作项目旨在促进全球新能源技术的发展和应用，以下哪个方面可能是合作中面临的最大障碍？（）A.技术标准的统一和互认，不同国家的技术标准和规范存在差异B.知识产权的保护和共享，各方在技术研发中的知识产权归属和使用存在争议C.资金的筹集和分配，不同国家的投入能力和利益诉求不同D.文化和政策差异，导致在项目实施和管理上存在沟通和协调困难二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）全面阐述新能源与气候变化的关系，包括新能源在减缓气候变化中的作用、气候变化对新能源开发的影响等。分析如何在应对气候变化的背景下，加快新能源的发展和应用。2、（本题5分）全面论述新能源技术与传统能源的协同发展模式和策略。分析在当前能源转型阶段，新能源与传统能源（如煤炭、石油、天然气）如何互补和协同，保障能源供应的稳定性和安全性，探讨协同发展过程中的技术创新、政策协调和市场机制建设。3、（本题5分）深入研究新能源技术在钢铁行业的应用和对钢铁生产的能源升级。包括高炉炼铁的新能源替代、炼钢过程的节能措施、钢铁厂的余热余能回收利用等，探讨如何通过新能源技术降低钢铁行业的能耗和碳排放。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某地区计划建设一个50MW的太阳能光伏发电站，该地区年平均日照时数为2000小时，光伏组件的转换效率为18%。假设系统综合效率为80%，计算该电站一年的发电量（单位：MWh）。如果上网电价为0.5元/kWh，计算该电站一年的发电收益。同时，考虑电站的初始投资为2亿元，使用寿命为25年，计算年均投资成本，并分析该项目的经济性。2、（本题5分）一个地热能供暖系统为一个10000平方米的小区供暖，地热井口出水温度为80℃，回水温度为50℃，流量为100t/h，供暖室内设计温度为20℃。计算该系统的供暖功率。如果供暖期为120天，每天供暖时间为24小时，地热资源的开采成本为3元/t，供暖收费为25元/平方米，计算系统的运行成本和收益。3、（本题5分）一个地热能供暖项目，地热井口温度120℃，回水温度70℃，流量100吨/小时，水的比热容4.2千焦/（千克·℃）。计算该项目的供热功率。如果供暖面积为10万平方米，室内外温差20℃，建筑热指标50瓦/平方米，该项目能否满足供暖需求？如不能，需要提高井口温度多少度？4、（本题5分）某生物质气化发电系统，每小时消耗生物质原料2吨，生物质的气化效率为70%，燃气热值为5MJ/m³，发电效率为30%。计算该系统的发电功率。如果生物质原料价格为400元/吨，上网电价为0.5元/度，计算每小时的发电收益和原料成本，判断该系统是否盈利。5、（本题5分）某风力发电场安装了30台2MW的风力发电机组，风电场的容量系数为0.3。计算该风电场的年发电量（单位：MWh）。如果每台风机的基础建设成本为200万元，线路及变电站投资1000万元，计算单位千瓦的投资成本（单位：元/kW）。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）新能源技术在工业生产中的应用具有重要的节能减排和可持续发展意义。请详细论述新能源在工业电力供应（如太阳能光伏发电、风力发电）、工业热力供应（如生物质锅炉、地源热泵）、工业原料替代（如生物基材料、氢能化工）和工业储能（如超级电容器、飞轮储能）等方面的应用方式和效果。分析新能源技术在工业应用中面临的技术可行性、经济成本和工业流程适配等问题，研究如何通过技术研发、政策引导和企业合作来推动新能源技术在工业生产中的广泛应用和深度融合，实现工业的绿色转型和可持续发展。2、（本题10分）新能源技术的发展对能源科技创新体系提出了更高的要求。请综合研究当前能源科技创新体系在新能源领域的组织架构、资源配置、成果转化等方面的现状和问题。分析如何加强基础研究、前