南京工程学院《工程热力学D》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页南京工程学院《工程热力学D》

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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在新能源技术的发展过程中，能源存储技术至关重要。以下关于各种能源存储技术的描述，不正确的是：（）A.超级电容器具有充电速度快、功率密度高的特点，适用于短时间、大功率的放电需求B.液流电池的储能容量可以通过调节电解液的浓度和体积来灵活调整，但系统复杂度较高C.飞轮储能利用高速旋转的飞轮储存能量，适合用于平滑电网功率波动，但能量密度相对较低D.所有的能源存储技术都能够实现长期、大规模的能量储存，且成本低廉，易于推广2、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3、在新能源技术的生物能转化技术方面，以下关于其类型和效率的描述，不正确的是哪一项？（）A.生物能转化技术包括直接燃烧、气化、液化、发酵和厌氧消化等多种方式，不同的转化技术适用于不同类型的生物质原料和应用场景B.直接燃烧是最常见的生物能利用方式，但效率较低，且会产生一定的污染物排放；气化和液化技术可以提高能源转化效率，但技术难度和成本较高C.发酵和厌氧消化技术可以将生物质转化为生物燃料（如生物乙醇和生物甲烷），具有较高的能源转化效率和环境友好性D.所有的生物能转化技术都具有很高的效率和成熟的工艺，能够将生物质原料充分转化为有用的能源产品，不存在技术改进和优化的空间4、新能源技术在航空领域也有一定的应用前景。以下关于新能源飞机的发展，说法不正确的是（）A.电动飞机具有零排放、低噪音等优点，但目前电池技术的限制使得电动飞机的航程和载重能力有限，主要应用于短途和轻型飞机B.氢燃料电池飞机在未来有望成为中长途航空运输的重要选择，但其面临着氢气储存和加注等技术难题，以及相关基础设施的缺乏C.生物燃料可以与传统航空燃油混合使用，降低碳排放，但生物燃料的生产和供应受到原料来源和成本的限制D.新能源飞机的发展已经非常成熟，很快将完全取代传统燃油飞机，成为航空运输的主流5、随着全球对可再生能源的重视不断提高，新能源技术得到了迅速发展。以下关于太阳能光伏发电的说法，不正确的是：（）A.光伏发电系统可以独立运行，也可以与电网连接，实现电能的储存和调配B.太阳能电池板的转换效率是衡量光伏发电性能的关键指标，目前单晶硅太阳能电池板的转换效率最高C.光伏发电在阴雨天和夜晚无法正常工作，因此其稳定性和连续性较差D.大规模的光伏发电站建设需要考虑土地资源、环境影响和电网接入等多方面因素6、在风力发电技术中，风机的选址和设计对于发电效率和成本有着重要影响。假设要建设一个大型风力发电场，以下哪个因素在选址时需要优先考虑？（）A.当地的平均风速和风向稳定性B.土地的价格和可获取性C.与电网的连接距离和成本D.当地的政策支持和补贴力度7、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8、对于新能源技术中的风能发电，以下关于其发展现状和面临的挑战的描述，不正确的是哪一项？（）A.风能发电是一种清洁、可再生的能源利用方式，近年来全球风能装机容量持续增长，技术不断进步B.风能发电的成本逐渐降低，但仍然高于传统的化石能源发电，其成本主要包括风机设备采购、安装、维护以及土地使用等方面C.风能发电具有间歇性和不稳定性，需要与其他能源形式或储能技术相结合，以保证电力供应的连续性和稳定性D.风能资源分布广泛，不受地域限制，任何地区都可以大规模开发风能发电项目，不存在资源评估和选址的问题9、对于新能源在建筑领域的应用，以下关于其形式和效益的描述，哪一个是恰当的？（）A.新能源在建筑领域的应用包括太阳能光伏发电用于建筑供电、太阳能热水器提供热水、地源热泵用于供暖和制冷等。这些应用可以降低建筑的能源消耗，减少对传统能源的依赖，降低运营成本，同时减少温室气体排放，提高建筑的环保性能和可持续性。但初期投资可能较高，需要综合考虑长期效益B.新能源在建筑领域的应用只有太阳能光伏发电，效益不明显，投资回报率低C.新能源在建筑领域应用复杂，成本高，没有任何效益D.新能源在建筑领域的应用会破坏建筑结构，不建议推广10、在新能源储能技术中，锂离子电池、液流电池和超级电容器等都具有各自的特点和应用场景。对于一个需要进行大规模储能以平衡电网供需的项目，如果要在较短时间内完成充放电并且具有较长的循环寿命，以下哪种储能技术可能是最优选择？（）A.锂离子电池B.液流电池C.超级电容器D.以上均不是11、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12、新能源汽车的电池回收和再利用是一个重要的环节，涉及环保和资源节约等问题。对于一种常见的锂离子电池，如果要实现高效的回收和再利用，以下哪个步骤是最为复杂和关键的？（）A.电池的拆解和分类B.有价金属的提取C.回收材料的再制造D.建立回收渠道和网络13、在当今能源领域，新能源技术的发展对于解决全球能源危机和环境问题具有至关重要的意义。假设我们正在研究太阳能光伏发电技术，需要考虑诸多因素，如光伏电池的材料、效率、成本以及系统的稳定性等。对于一个大规模的太阳能电站，要提高其发电效率并降低成本，以下哪种技术改进措施是最为关键的？（）A.研发新型高效的光伏材料B.优化电站的布局和跟踪系统C.提升电力存储和转换设备的性能D.加强电站的运维管理和故障监测14、在新能源技术的发展中，有关材料科学对新能源技术突破的支撑作用，以下哪一种分析是最深入的？（）A.材料科学在新能源技术的突破中发挥着关键作用。例如，在太阳能电池领域，新型半导体材料的研发能够提高光电转换效率；在电池技术方面，高性能的电极材料可以增加电池容量、提高循环寿命和充电速度；在储能系统中，先进的超导材料能够降低能量损耗。材料科学的不断创新为新能源技术的性能提升和成本降低提供了可能B.材料科学对新能源技术的发展影响很小，新能源技术的突破主要依靠工程设计C.新能源技术对材料的要求不高，现有的材料已经能够满足需求D.材料科学的研究进展缓慢，无法为新能源技术的近期突破提供支持15、在新能源技术的研发和创新中，产学研合作发挥着重要作用。假设一所大学与一家企业合作开展新能源技术研究，以下哪种合作模式最能实现优势互补和协同创新？（）A.企业提供资金，大学负责技术研发B.大学和企业共同组建研发团队，共享成果和风险C.企业将现有技术难题委托给大学解决D.大学为企业培训技术人才，企业提供实习机会二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入探讨新能源在偏远地区和岛屿的能源供应解决方案。分析偏远地区和岛屿的能源需求特点和供应困境。讨论新能源（如独立光伏发电、小型风力发电、海洋能）在这些地区的适用性和可行性。探讨如何通过能源存储和微电网技术实现能源的自给自足和稳定供应。2、（本题5分）新能源技术的发展对能源教育和培训提出了新的需求。请深入探讨能源教育和培训的重要性和目标，分析当前能源教育和培训体系的现状和不足，探讨如何针对新能源技术的特点和发展趋势，完善能源教育和培训内容和方法，培养适应新能源产业发展的专业人才。3、（本题5分）详细论述海洋能的主要形式（如潮汐能、波浪能和海流能）及其发电原理。分析海洋能开发所面临的技术难题和经济挑战，以及未来海洋能大规模利用的前景和发展方向。4、（本题5分）全面论述新能源技术在体育场馆和大型活动中的应用，如太阳能照明、电动车辆运输等。分析新能源如何满足临时性高能耗需求，降低活动的碳排放，以及在活动结束后的设备再利用和可持续发展规划。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某新能源汽车充电站，有10个快充桩，每个桩的充电功率为60kW，同时有20个慢充桩，每个桩的充电功率为7kW。假设一天内快充桩的平均使用时间为2小时，慢充桩的平均使用时间为8小时，电费为1.2元/千瓦时，计算该充电站一天的电费收入。2、（本题5分）一辆氢燃料电池物流车，储氢罐容量为4kg，氢气的热值为140MJ/kg，燃料电池系统效率为52%，物流车每公里能耗为0.3MJ。计算物流车的续航里程。假设氢气价格为45元/kg，每公里行驶成本是多少？如果物流车初始购置成本为40万元，预计使用7年，每年行驶6万公里，计算年均使用成本。3、（本题5分）某地区建设了一个5MW的生物质热电联产项目，以木材废弃物为燃料，热值为16MJ/kg，燃烧效率为85%，发电效率为25%，供热效率为40%。每年消耗燃料3万吨，计算项目的年发电量和供热量。如果上网电价为0.5元/度，供热价格为100元/GJ，计算项目的年发电收入和供热收入。4、（本题5分）一家工厂安装了一套8kW的小型风力发电系统，风机的切入风速为3m/s，额定风速为11m/s，切出风速为22m/s。该地区年平均风速为7m/s，风速概率分布符合瑞利分布，形状参数为2.5。计算该风机一年的理论发电量。假设风机发电效率在额定风速以下与风速的三次方成正比，在额定风速以上保持额定功率输出，同时考虑风机可用性为92%，计算实际年发电量。若上网电价为0.4元/度，计算年发电收益。5、（本题5分）某生物质电厂每天耗燃料1200吨，热值15MJ/kg，锅炉效率86%，汽轮发电效率40%。求日发电量。年运行340天，上网价0.48元/千瓦时，求年收益。年燃料收集运输存储1800万，设备折旧维护1500万，求年利润。四、综合题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）详细阐述太阳能光伏发电系统中，晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的工作原理、性能特点以及在不同应用场景中的优劣对比。分析影响两种电池转换效率的关键因素，探讨如何通过材料改进和工艺优化来提高其性能，并对未来太阳能电池技术的发展趋势进行预测。2、（本题10分）从环境保护和可持续发展的角度综合评价新能源技术的优劣。分析新能源开发和利用过程中的环境影响（如土地利用、生态系统干扰、资源消耗等），探讨如何通过技术改进和政策监管减少新能源的环境负面效应，实现新能源的可持续发展，同时比较新能源与传统能源在环境影响方面的差异。3、（本题10分）新能源技术的发展对能源国际贸易和地缘政治产生了重要影响。请