华南理工大学《工程热力及流体力学》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《工程热力及流体力学》2021-2022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30个小题，每小题1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、新能源的开发和利用离不开储能技术的支持。以下关于储能技术的描述，不正确的是（）A.储能技术可以解决新能源发电的间歇性和不稳定性问题，提高电力系统的可靠性和稳定性B.常见的储能技术包括电池储能、超级电容器储能、飞轮储能、抽水蓄能等，它们各有优缺点和适用场景C.电池储能是目前应用最广泛的储能技术之一，锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池等是常见的电池类型，但电池的寿命和安全性仍然是制约其发展的重要因素D.储能技术的成本已经很低，不需要进一步降低成本就能够大规模推广和应用2、在新能源的综合利用系统中，多能互补是一种有效的策略。关于风光互补发电系统，以下哪种说法是合理的？（）A.风光互补发电系统可以完全解决风能和太阳能的间歇性和不稳定性问题，实现持续稳定的供电B.风光互补发电系统的设计和运行简单，不需要复杂的控制和优化策略C.风光互补发电系统需要根据当地的风能和太阳能资源特点进行合理配置，但在实际应用中受到地理条件和气候因素的限制较大D.风光互补发电系统在成本和效率方面不如单独的风力发电或光伏发电系统，没有实际应用价值3、当研究氢能技术时，需要关注氢气的制取、储存、运输和应用等环节。对于大规模推广氢能在交通领域的应用，目前面临的主要瓶颈是哪方面？（）A.低成本高效率的制氢方法B.安全可靠的氢气储存技术C.便捷的氢气运输基础设施D.高性能的氢燃料电池4、随着全球对清洁能源的需求不断增长，新能源技术的发展日益受到关注。在众多的新能源类型中，太阳能光伏发电技术因其清洁、可再生等优点而备受青睐。太阳能光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、控制器和蓄电池等组成。那么，在一个大型太阳能光伏发电站中，如果要提高系统的发电效率，以下哪种措施最为关键？（）A.增加光伏组件的数量B.优化逆变器的性能C.选用大容量的蓄电池D.频繁更换控制器5、在探讨新能源技术的环境影响评估时，以下关于其内容和意义的描述，哪一项是正确的？（）A.新能源技术的环境影响评估包括对资源开采、设备制造、运行过程和废弃物处理等全生命周期的环境影响分析。评估内容涵盖土地利用、水资源消耗、生态破坏、污染物排放等方面。其意义在于为新能源项目的规划、建设和运营提供科学依据，采取预防和减轻环境负面影响的措施，实现新能源的可持续发展，同时也有助于提高公众对新能源环境友好性的认识B.新能源技术没有环境影响，不需要进行评估C.新能源技术的环境影响评估只关注建设阶段，运行阶段不重要D.新能源技术的环境影响评估过于复杂，没有实际操作价值6、对于风能发电技术，以下关于其优势和面临的挑战的描述，哪一个是恰当的？（）A.风能发电具有可再生、无污染、成本逐渐降低等优势。但也面临着风资源分布不均、风力不稳定、对环境可能产生一定影响（如噪音、对鸟类的影响）以及储能技术有待提高等挑战。同时，风电场的建设需要较大的占地面积，且与当地电网的接入和协调也存在一定难度B.风能发电的优势是建设成本低、发电效率高，几乎没有任何挑战和限制C.风能发电的主要优势是不受地理和气候条件限制，随时可以稳定发电。面临的挑战主要是设备维护简单，技术更新缓慢D.风能发电的优势在于技术成熟，没有噪音和对环境的影响。挑战在于风能资源丰富，开发过度7、在新能源技术的效益评估中，除了经济效益，还需要考虑社会效益和环境效益。对于一个新能源项目，以下哪种效益的评估对于项目的可持续性影响最大？（）A.创造就业机会和促进经济增长B.减少温室气体排放和改善环境质量C.提升能源供应的安全性和稳定性D.以上效益都具有重要影响8、新能源技术的应用往往受到政策和法规的影响。假设一个地区计划大力推广新能源技术，以下哪种政策措施最有可能促进新能源技术的快速普及和应用？（）A.提供高额的财政补贴，降低新能源产品和服务的成本B.制定严格的排放标准，限制传统能源的使用C.建立健全的技术标准和质量认证体系D.加强对新能源技术研发的税收优惠和资金支持9、在新能源的产业链中，材料的供应和回收是重要环节。假设一种新型的新能源材料在大规模应用后需要进行回收处理，以下哪种回收方法可能是最环保且经济可行的？（）A.物理拆解和分类回收，对材料进行简单的拆解和分类，再进行处理B.化学溶解和提取，通过化学方法将材料中的有用成分溶解和提取出来C.高温熔炼和再生，将材料进行高温熔炼，重新制成原材料D.生物降解和循环利用，利用生物技术将材料降解为无害物质并重新利用10、关于新能源在智能电网中的应用，以下对于其作用和影响的描述，哪一种是准确的？（）A.新能源接入智能电网有助于实现能源的多样化供应，提高电网的可靠性和灵活性。通过智能监测和控制技术，可以更好地整合分布式新能源发电，实现电力的优化调配。但新能源的间歇性和不确定性也给电网的稳定性、电能质量和调度带来了挑战，需要发展先进的储能技术、预测算法和电网调控策略来应对B.新能源在智能电网中的作用微不足道，对电网没有明显影响C.新能源接入智能电网会导致电网崩溃，无法实现有效整合D.新能源在智能电网中的应用非常简单，没有任何技术难题11、在研究新能源存储技术时，需要考虑多种因素，如存储容量、充放电效率、成本和使用寿命等。假设要为一个大规模的可再生能源发电场配备储能系统，以平衡电力输出的波动，以下哪种储能技术可能是最适合的选择？（）A.锂离子电池储能，具有较高的能量密度和充放电效率，但成本相对较高B.铅酸电池储能，技术成熟，成本较低，但能量密度和循环寿命有限C.超级电容器储能，充放电速度极快，但存储容量相对较小D.液流电池储能，可扩展性强，适合大规模应用，但系统复杂度较高12、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13、新能源技术的创新不仅仅体现在硬件设备上，还包括软件和算法的创新，以下关于新能源软件和算法的说法，不正确的是：（）A.能源管理系统的软件可以实现对新能源设备的智能监控、调度和优化运行B.预测算法可以根据历史数据和天气信息预测新能源的发电量，为电网调度提供依据C.数据分析算法可以挖掘新能源系统运行中的潜在问题和优化空间，提高系统效率D.新能源软件和算法的创新不重要，主要依靠硬件设备的改进来提高性能14、新能源标准和规范的制定对于产业的健康发展至关重要。以下关于新能源标准和规范的描述，不正确的是（）A.标准和规范可以确保新能源产品和设备的质量、安全和性能，促进市场的有序竞争B.新能源标准和规范涵盖了技术标准、检测标准、安装标准、运营标准等多个方面C.国际上对于新能源标准和规范的制定已经非常完善，不存在任何差异和冲突D.随着新能源技术的不断发展，标准和规范也需要不断更新和完善，以适应新的需求和挑战15、假设我们正在研究新能源技术在农村地区的应用，如户用光伏发电、生物质能供暖和农村能源合作社等。对于提高农村能源的可及性和经济性，以下哪种模式的推广是最为有效的？（）A.政府主导的大规模集中式能源供应B.农户自主的分布式能源开发C.农村能源合作社的组织和运营D.以上模式结合农村实际情况发展16、在探讨新能源技术中的海洋能利用时，以下关于其形式和发展前景的描述，不正确的是哪一项？（）A.海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式，具有巨大的开发潜力B.潮汐能发电是利用潮汐的涨落驱动水轮机发电，技术相对成熟，但受到地理条件和潮汐规律的限制，选址较为困难C.波浪能和海流能的开发利用尚处于试验阶段，面临着能量转换效率低、设备可靠性差、成本高等诸多挑战D.海洋能的开发不会对海洋生态环境造成任何影响，是一种完全清洁、可持续的能源利用方式，应该大规模、无限制地进行开发17、假设我们正在研究新能源在建筑领域的应用，如太阳能热水器、地源热泵和光伏建筑一体化等技术。对于一个新建的绿色建筑，要实现能源的自给自足和节能减排，以下哪种技术组合是最为理想的？（）A.高效的太阳能光伏板与储能系统结合B.地源热泵与智能能源管理系统C.太阳能热水器与建筑保温材料优化D.以上技术的综合应用和协同优化18、地热能作为一种新能源，具有一定的开发潜力。以下关于地热能利用的说法，不正确的是（）A.地热能可以通过地热发电、地热供暖和地热温泉等方式进行利用，其中地热发电是主要的应用形式B.地热资源的分布受到地质条件的限制，通常集中在板块边界和火山活动频繁的地区，开发难度较大C.地热能是一种可再生的清洁能源，但在开发过程中可能会引发地震、地面沉降等地质灾害，需要进行严格的监测和评估D.地热能的开发利用成本很低，且不受季节和气候的影响，因此可以大规模替代传统能源19、在新能源技术的发展过程中，公众的参与和支持具有重要意义。假设要组织一场关于新能源技术的公众宣传活动，以下哪种形式最能吸引公众的关注和参与？（）A.举办专业的学术研讨会，邀请专家学者演讲B.开展科普展览和互动体验活动，让公众亲身感受新能源技术C.组织志愿者活动，参与新能源项目的建设和推广D.在线上平台发布宣传资料和视频，进行远程宣传20、在新能源技术的成本分析中，规模效应起着重要的作用。假设一种新能源技术的生产成本随着生产规模的扩大而显著降低，以下哪种市场策略最有助于发挥规模效应并降低成本？（）A.迅速扩大生产规模，占领市场份额B.逐步提高产品价格，以弥补初期的高成本C.与其他企业合作，共同分担成本和风险D.专注于高端市场，追求高利润21、太阳能热发电技术是利用太阳能产生热能进而发电的一种方式。对于太阳能热发电，下列叙述错误的是：（）A.槽式太阳能热发电是目前应用最广泛的太阳能热发电技术之一，具有技术成熟、成本相对较低的优势B.塔式太阳能热发电系统的聚光比高，发电效率潜力大，但建设和运维成本较高C.太阳能热发电可以配备储能装置，实现连续稳定的电力输出，克服太阳能的间歇性问题D.太阳能热发电技术对环境没有任何影响，不需要考虑土地占用和热污染等问题22、对于风能发电技术，在探讨不同类型的风力发电机（如水平轴和垂直轴）的特点和适用场景时，以下哪一项阐述是最恰当的？（）A.水平轴风力发电机通常具有较高的发电效率，适用于大规模的风电场，因为它们能更好地利用高风速。然而，它们对风向的要求较高，安装和维护成本也相对较高。垂直轴风力发电机则对风向不敏感，结构较为简单，适合在城市和分散的地区使用，但发电效率相对较低B.水平轴风力发电机是主流，垂直轴风力发电机几乎没有应用价值，因为其效率低且不稳定C.风力发电机的类型对其性能和适用场景影响不大，选择哪种主要取决于成本和个人喜好D.垂直轴风力发电机在所有方面都优于水平轴风力发电机，未来将完全取代水平轴风力发电机23、在新能源技术的环境影响评估中，需要全面考虑能源生产、使用和废弃阶段的环境效应。对于一个大规模的风电场，其主要的环境影响可能来自于哪些方面？（）A.对鸟类迁徙和生态系统的干扰B.风机制造和运输过程中的碳排放C.风电场建设对土地利用的改变D.以上方面都需要综合考虑24、在新能源的市场推广中，消费者的认知和接受程度是影响其发展的重要因素。假设一种新型的新能源产品推向市场，以下哪种营销策略最有可能提高消费者的接受度和购买意愿？（）A.强调产品的环保特性和对可持续发展的贡献B.突出产品的性能优势和成本效益C.提供优惠的价格和补贴政策D.开展广泛的宣传和教育活动，提高消费者对新能源的认知25、新能源的发展离不开智能电网的支持，智能电网能够实现新能源的高效接入、优化配置和灵活调度。在智能电网的建设中，涉及到高级量测体系、通信技术和能量管理系统等多个方面。对于一个大规模新能源接入的智能电网，如果要确保电网的稳定性和电能质量，以下哪个方面的技术提升最为重要？（）A.完善高级量测体系B.升级通信网络C.优化能量管理系统D.增加电网的输电容量26、新能源产业的人才需求日益增长。以下关于新能源人才的描述，不正确的是（）A.新能源领域需要具备跨学科知识和技能的复合型人才，如能源工程、材料科学、电子技术等B.高校和职业院校应加强新能源相关专业的建设，培养适应产业发展需求的人才C.新能源企业应加强对员工的培训和继续教育，提高员工的专业素质和创新能力D.新能源产业对人才的需求不大，现有的人才储备已经能够满足产业发展的需求27、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28、在新能源领域，储能技术的发展面临诸多挑战。以下关于储能技术挑战的描述，不正确的是（）A.目前储能技术的能量密度相对较低，难以满足大规模储能的需求B.储能设备的成本较高，限制了其在一些场景中的广泛应用C.储能技术的循环寿命有限，需要频繁更换设备，增加了使用成本D.储能技术已经非常成熟，不存在任何技术难题和挑战29、在新能源的发展政策中，激励措施对于促进市场的发展起着关键作用。假设一个国家要制定新能源发展的激励政策，以下哪种措施最有可能吸引企业和投资者加大对新能源领域的投入？（）A.直接给予资金补贴，降低项目的初始投资成本B.提供优惠的贷款政策，降低融资成本C.保证固定的上网电价，确保新能源发电的收益D.以上三种措施的综合运用30、新能源汽车的发展对于减少传统燃油汽车的尾气排放和能源消耗具有重要意义。纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车是目前新能源汽车的主要类型。在城市通勤场景中，对于一位消费者来说，如果主要关注车辆的使用成本和续航里程，以下哪种新能源汽车类型可能是最合适的选择？（）A.纯电动汽车B.混合动力汽车C.燃料电池汽车D.以上都不合适二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某潮汐能发电站的水库面积为5平方千米，平均潮差为4米，海水密度为1025kg/m³，发电效率为30%。假设每天有两次涨潮和落潮，计算该电站的理论平均发电功率。如果电站的实际发电功率为理论值的60%，上网电价为0.65元/度，计算电站每天的发电收入。考虑电站的初始投资为8亿元，设备折旧年限20年，运维成本每年3000万元，计算电站的内部收益率。2、（本题5分）一辆氢燃料电池汽车的储氢罐容量为5kg，氢气的热值为142MJ/kg，燃料电池的效率为50%，车辆百公里氢耗为1kg。计算车辆的续航里程。如果加氢站的氢气价格为50元/kg，电费为1元/度，车辆百公里耗电量为12kWh，比较使用氢燃料和电能的成本差异。3、（本题5分）一个海上风力发电场，平均水深30米，拟安装5MW的风力发电机组。每台风机基础及安装成本为800万元，海底电缆铺设成本为200万元/千米，风电场到陆地变电站距离为20千米。计算一台风机的基础及电缆铺设总成本。如果风电场共安装50台风机，计算风电场的建设总投资。4、（本题5分）某家庭安装了一套3kW的小型风力发电系统，投资成本为1.2万元。系统年发电量为3500度，当地上网电价为0.4元/度，自用电价为0.55元/度，自发自用比例为60%。计算该系统每年的发电收益。假设系统使用年限为15年，每年运维成本150元，计算投资回收期。5、（本题5分）某潮汐能发电站，水库面积2平方千米，平均潮差5米，海水密度1025千克/立方米。发电系统效率20%，每天涨落潮各两次。计算该电站的理论最大发电功率。如果实际发电功率为理论值的70%，分析可能的原因并提出改进措施。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）请详细阐述太阳能光伏发电系统中，光伏电池的工作原理，以及影响其光电转换效率的主要因素。