华北理工大学《工程热力学2》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《工程热力学2》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、海洋能是一种潜力巨大的新能源，包括潮汐能、波浪能、海流能等多种形式。以下关于海洋能利用的叙述，不正确的是（）A.潮汐能发电是利用潮汐的涨落形成的水位差推动水轮机发电，具有可预测性和稳定性，但潮汐能电站的建设成本较高，对海洋生态环境可能产生一定影响B.波浪能发电技术尚处于研发和试验阶段，目前面临着能量转换效率低、设备可靠性差等问题，但随着技术的进步，波浪能有望成为重要的海洋能源来源C.海流能发电是利用海洋中的稳定海流推动叶轮旋转发电，其优点是能量密度较高，但海流能的分布范围有限，且受季节和气候影响较大D.海洋能的开发利用不会受到任何地理和气候条件的限制，在全球任何海域都可以大规模建设海洋能发电设施，是解决全球能源危机的终极方案2、新能源技术的发展也面临着一些伦理和社会公平的问题。例如，在分布式能源系统的推广中，以下哪个问题最需要关注以确保社会公平和可持续发展？（）A.能源供应的稳定性和可靠性，保障用户需求B.能源价格的合理性和透明度，避免垄断和不公平定价C.技术普及的区域差异，避免造成城乡和贫富差距的扩大D.对传统能源从业者的就业影响和再就业支持3、新能源技术的发展也带来了一些环境和社会问题，需要引起关注和解决。以下关于新能源相关问题的描述，不正确的是：（）A.大规模建设太阳能和风能发电场可能会对当地的生态环境造成一定影响，如改变土地利用方式、影响鸟类迁徙等B.新能源设备的制造过程中可能会消耗大量的资源和产生一定的污染物排放，需要加强产业的绿色制造和循环经济C.新能源的发展可能会导致部分传统能源行业的就业岗位减少，但同时也会创造新的就业机会，如新能源设备的安装、维护和研发等D.新能源的普及和应用不会对社会的能源消费观念和生活方式产生任何影响，人们可以保持原有的习惯4、在新能源材料的研究中，提高光电转换效率是一个重要的目标。假设一种新型的太阳能电池材料正在研发中，以下哪种特性对于提高其光电转换效率最为关键？（）A.更高的载流子迁移率，减少电荷传输过程中的损失B.更宽的光吸收范围，能够吸收更多波长的太阳光C.更低的制造成本，便于大规模生产和应用D.更好的稳定性和耐久性，延长电池的使用寿命5、在新能源的开发利用中，政策和法规的引导作用至关重要。政府通过补贴政策、上网电价政策和排放标准等手段来推动新能源产业的发展。对于一个新能源企业，如果要在政策的支持下实现可持续发展，以下哪种策略是最为重要的？（）A.加大研发投入，提高技术水平B.扩大生产规模，降低成本C.优化市场布局，拓展销售渠道D.加强与政府的沟通，争取更多政策支持6、在新能源技术中，储能技术对于解决能源供需不平衡和提高能源利用效率具有重要意义。关于电化学储能中的钠硫电池，以下叙述哪一项是正确的？（）A.钠硫电池具有能量密度高、循环寿命长、成本低等优点，是目前最理想的大规模储能技术，没有任何缺点和限制B.钠硫电池的工作温度较高，需要在300摄氏度左右运行，这对其安全性和系统复杂性提出了挑战，但同时也使其具有较高的能量效率C.钠硫电池由于其复杂的化学性质和较高的成本，在储能领域的应用前景非常有限，很快会被其他新型储能技术取代D.钠硫电池的充放电速度极快，可以在短时间内完成大量能量的存储和释放，适用于对响应速度要求极高的应用场景7、在探讨新能源技术中的太阳能热发电时，以下关于其技术特点和应用优势的描述，不正确的是哪一项？（）A.太阳能热发电是利用聚光装置将太阳能聚集起来，加热工质产生蒸汽驱动汽轮机发电，具有储能能力，可实现连续稳定发电B.太阳能热发电系统通常包括聚光集热系统、储热系统、蒸汽发生系统和发电系统等部分，其效率相对较高，且对环境友好C.与太阳能光伏发电相比，太阳能热发电的初始投资较低，成本效益更好，更适合大规模集中式开发D.太阳能热发电技术不受地域和气候条件限制，可以在任何地区广泛应用，且具有与传统火力发电相当的可靠性和稳定性8、对于新能源技术中的海洋能利用，以下关于潮汐能发电和波浪能发电的发展现状和前景的描述，哪一个观点是最合理的？（）A.潮汐能发电技术相对较为成熟，已经有一些大规模的潮汐电站投入运行，但受地理条件限制较大。波浪能发电仍处于研发和试验阶段，面临着能量转换效率低、设备可靠性差等问题，但具有巨大的发展潜力B.潮汐能和波浪能发电都不具备实际应用价值，只是理论上的研究方向C.潮汐能发电已经过时，未来的重点应该是波浪能发电D.潮汐能和波浪能发电的技术难度太大，短期内无法取得实质性进展9、随着新能源技术的不断发展，能源存储技术的重要性日益凸显。假设要为一个偏远的岛屿建立独立的能源系统，以下哪种能源存储技术最适合应对该岛屿可能面临的能源供应波动和季节性需求变化？（）A.液流电池，具有大容量和长寿命的特点B.飞轮储能，能够快速响应功率变化C.压缩空气储能，适合大规模长时间存储D.超级电容器，适用于短时间高功率输出10、对于新能源技术在农业领域的应用，以下关于其方式和效果的描述，哪一个是恰当的？（）A.新能源技术在农业领域的应用方式多样，如太阳能光伏发电用于温室大棚供电、沼气作为农村能源供应、风力提水灌溉等。这些应用可以降低农业生产成本，提高农业生产效率，促进农业可持续发展。同时，新能源技术的应用还有助于改善农村能源结构，减少对传统生物质能源的依赖，保护生态环境B.新能源技术在农业领域应用有限，效果不明显，没有推广价值C.新能源技术在农业领域的应用会破坏农业生态，不适合推广D.新能源技术在农业领域只有太阳能发电一种应用方式，且成本高昂11、在新能源技术的金融支持方面，涵盖了投资、融资和保险等多种形式。为了吸引更多的金融资源投入新能源领域，以下哪个金融创新措施是最为重要的？（）A.设立新能源产业投资基金B.开发新能源项目的绿色债券C.创新新能源保险产品和服务D.以上措施都具有重要意义12、对于新能源技术中的地热能利用，以下关于干热岩地热能和浅层地热能的特点及开发利用方式的描述，哪一个观点是最关键的？（）A.干热岩地热能具有能量储量大、分布广泛的特点，但开发难度高，需要深井钻探和人工压裂等技术。浅层地热能则易于获取，可通过地源热泵系统为建筑物供暖和制冷，但能量密度相对较低。合理的开发利用需要综合考虑技术可行性、环境影响和经济成本B.地热能开发利用风险大，成本高，不值得投入C.干热岩地热能和浅层地热能没有区别，可以用相同的方法开发利用D.地热能的开发利用受到地质条件的严格限制，难以大规模推广13、在新能源的开发过程中，技术创新起着至关重要的作用。以下关于新能源技术创新的描述，不正确的是（）A.技术创新可以提高新能源的转化效率，降低生产成本，促进新能源的大规模应用B.新能源领域的技术创新包括材料创新、工艺创新、系统集成创新等多个方面C.政府和企业对新能源技术研发的投入不断增加，推动了新能源技术的快速发展，但私人投资在技术创新中的作用不大D.国际合作在新能源技术创新中越来越重要，不同国家和地区可以共享技术和经验，加速新能源技术的进步14、在新能源技术的产业链构建中，包括原材料供应、设备制造、工程建设和服务运营等多个环节。为了提升新能源产业链的整体竞争力，以下哪个环节的优化是最为重要的？（）A.原材料的本地化供应和成本控制B.核心设备制造技术的自主创新C.工程建设的标准化和规范化D.服务运营的专业化和智能化15、新能源技术的发展也带来了一些材料方面的需求和创新。以下关于新能源材料的说法，错误的是：（）A.高性能的锂离子电池正负极材料对于提高电池性能和安全性至关重要B.用于太阳能电池的半导体材料不断更新换代，以提高光电转换效率C.储氢材料的研究重点是提高储氢容量和吸放氢速度D.新能源材料的研发已经非常成熟，不需要进一步投入资源二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入探讨新能源汽车充电桩的建设和运营模式。分析不同类型充电桩（如交流慢充、直流快充）的技术特点和适用场景。讨论充电桩的布局规划原则和影响因素，以及如何提高充电桩的利用率和服务质量。探讨充电桩建设和运营中的商业模式创新和政策支持需求。2、（本题5分）详细阐述新能源技术在建材行业的应用和对建筑材料生产的能源改进。包括水泥生产的新能源利用、陶瓷烧制的节能技术、新型建材的能源消耗特点等，探讨如何通过新能源技术推动建材行业的绿色发展和转型升级。3、（本题5分）详细阐述新能源技术在能源资源评估中的新方法和应用。分析如何利用遥感技术、地理信息系统等手段对太阳能、风能、水能等新能源资源进行精确评估。探讨资源评估结果在能源项目规划和投资决策中的重要性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个氢燃料电池叉车，燃料电池堆功率为10kW，氢气储存系统的压力为35MPa，体积为200L。氢气的压缩因子为0.9，密度为0.0899kg/m³。计算氢气储存系统的氢气质量。假设叉车工作时的平均功率为5kW，氢气的利用率为60%，计算叉车的连续工作时间。如果加氢站的氢气价格为50元/kg，计算叉车运行100小时的燃料成本。2、（本题5分）某生物质能发电厂以林业废弃物为燃料，每天消耗1000吨，热值14MJ/kg，锅炉热效率80%，汽轮发电机组发电效率35%。求该电厂每天发电量。若年运行320天，上网电价0.4元/千瓦时，求年发电收益。考虑年燃料收集运输存储成本1500万元，设备折旧维护1200万元，计算年利润。3、（本题5分）一个2MW的风力发电机组，轮毂高度80米，其功率曲线显示在风速为8米/秒时输出功率为800kW，在风速为12米/秒时输出功率为1800kW。该地区的年平均风速概率分布如下：风速6米/秒的概率为10%，风速8米/秒的概率为20%，风速10米/秒的概率为30%，风速12米/秒的概率为25%，风速14米/秒的概率为15%。计算该风力发电机组的年发电量（单位：MWh）。若运维成本为每年0.1元/W，计算年运维费用。4、（本题5分）某新能源汽车充电桩，输出功率为120kW，对一辆电池容量为70kWh的电动汽车进行充电。假设充电效率为90%，计算充满电所需的时间。如果在充电过程中，充电桩的功率因数为0.9，计算充电桩的视在功率和无功功率。5、（本题5分）一个10MW的潮汐能发电站，潮差为6m，水库面积为800000m²，发电效率为25%。计算电站的满负荷发电功率和每天的发电量（假设每天涨落潮各两次，每次发电5小时）。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细探讨新能源与气候变化的关系，分析新能源开发利用对减少温室气体排放、减缓气候变化的贡献和潜力，研究气候变化对新能源产业的影响（如极端天气对新能源设备的影响），探讨如何通过新能源技术应对气候变化挑战，实现全球能源和气候的可持续发展。2、（本题10分）新能源技术的推广应用需要公众的广泛参与和支持。请详细探讨如何加强新能源知识的科普宣传，提高公众