青岛农业大学海都学院《高等工程热力学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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25个小题，每小题1分，共25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、在能源动力工程中，热辐射的传热方式在高温环境下具有重要作用。热辐射的强度与以下哪个因素关系最大？（）A.物体的温度B.物体的表面积C.物体的发射率D.环境温度2、在能源存储系统中，超级电容器具有充放电速度快的优点，但也存在一些局限性。以下哪项是超级电容器的主要局限性？（）A.能量密度低B.功率密度低C.循环寿命短D.自放电率高3、在能源工程中的多相流研究，对于气液两相流、气固两相流和液固两相流的流动特性、相分布和传热传质规律，以下说法不正确的是（）A.多相流的流动特性复杂多变B.相分布对传热传质有重要影响C.目前对多相流的研究已经非常完善D.多相流在能源领域有广泛应用4、在燃气轮机的运行中，压气机是提高空气压力的关键部件。关于压气机的工作过程，以下哪种描述是不准确的？（）A.压气机通过旋转的叶片对空气做功，使其压力升高B.压气机的效率受到叶片形状、转速和空气流量等因素的影响C.为了提高压气机的性能，可以采用多级压缩，并在级间进行冷却D.压气机压缩空气的过程是一个等熵过程，没有任何能量损失5、在研究内燃机的燃烧过程中，以下哪种燃烧方式可以在提高燃烧效率的同时，显著降低氮氧化物和颗粒物的排放，满足日益严格的环保要求？（）A.均质压燃B.分层燃烧C.稀薄燃烧D.以上燃烧方式均可6、在燃气轮机发电系统中，为了提高燃气轮机的性能，通常会采用回热技术。回热技术的主要作用是以下哪一项？（）A.提高燃气初温B.降低排气温度C.提高热效率D.减少燃料消耗7、在能源与动力工程的制冷循环中，压缩式制冷和吸收式制冷各有特点。对于需要大量制冷且有废热可利用的场合，哪种制冷方式更为合适？（）A.压缩式制冷B.吸收式制冷C.两者均可D.无法确定8、对于内燃机的涡轮增压技术，以下哪种涡轮增压系统能够在不同工况下提供更精确的增压控制，提高发动机的动力性和燃油经济性？（）A.可变截面涡轮增压B.废气旁通涡轮增压C.机械增压与涡轮增压复合系统D.以上涡轮增压系统均可9、在燃料电池的研究中，质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有启动速度快、工作温度低等优点。但是，PEMFC在实际应用中也面临一些挑战，以下哪项是其主要挑战之一？（）A.催化剂成本高B.燃料存储困难C.膜的寿命短D.输出电压不稳定10、在风力发电场的选址中，需要综合考虑多种因素。以下哪个因素对风力发电场的年发电量影响最大？（）A.平均风速B.风功率密度C.风向分布D.地形地貌11、对于能源与社会可持续发展，以下关于能源公平、能源贫困和能源政策对社会影响的分析，不准确的是（）A.能源公平意味着所有人都能获得可负担的能源服务B.能源贫困主要存在于发展中国家C.能源政策对社会经济和环境具有深远影响D.社会可持续发展与能源发展没有直接关系12、在燃气轮机联合循环系统中，余热锅炉起着重要的作用。关于余热锅炉的工作原理，以下哪种描述是不正确的？（）A.利用燃气轮机排气的余热产生蒸汽，驱动蒸汽轮机做功B.余热锅炉的蒸汽参数取决于燃气轮机排气的温度和流量C.为了提高余热利用效率，可以采用多级余热回收D.余热锅炉产生的蒸汽只能用于发电，不能用于其他工业用途13、在能源与动力工程的热工控制系统中，PID控制器是常用的控制策略。当系统存在较大的滞后时，单纯采用PID控制可能会出现什么问题？（）A.超调量大B.响应速度慢C.稳态误差大D.以上都有可能14、在能源与动力工程的热力学分析中，熵的概念具有重要意义。对于一个绝热不可逆过程，系统的熵会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少15、关于能源储存技术，对于电池储能、超级电容器储能和飞轮储能等方式的工作原理、优缺点以及适用场景，理解错误的是（）A.电池储能能量密度高，但充放电速度较慢B.超级电容器储能功率密度高，适合短时间大功率放电C.飞轮储能效率高，但储能时间长D.不同储能技术应根据实际需求选择合适的应用场景16、在能源系统的可靠性评估中，需要考虑设备故障、能源供应中断等多种不确定性因素。以下关于可靠性评估指标和方法的描述，不正确的是？（）A.常用的指标有可靠度、可用度和平均故障间隔时间B.故障树分析和蒙特卡罗模拟是常用的可靠性评估方法C.可靠性评估只关注系统的硬件设备，不考虑人为操作和管理因素D.提高系统的冗余度和备用容量可以增强可靠性17、在能源存储技术中，超级电容器具有快速充放电的特点。与传统电容器相比，超级电容器的能量密度通常如何？（）A.更高B.更低C.相同D.难以比较18、在可再生能源利用中，太阳能光伏发电系统的效率受到多种因素的影响。当光照强度不变，而光伏电池板的温度升高时，其发电效率通常会怎样？（）A.提高B.降低C.不变D.先降低后提高19、在热交换器的设计中，需要考虑多种因素以提高传热效率。以下关于热交换器强化传热技术的描述，不准确的是？（）A.采用翅片管可以增加传热面积，提高传热系数B.选择合适的流速可以增强对流换热C.采用扰流装置总是能够显著提高传热效率，而不会增加阻力损失D.优化换热器的结构和布局可以改善传热性能20、在能源系统的优化调度中，需要满足负荷需求、能源供应约束等条件。以下关于优化调度模型的目标函数和约束条件的设定，不准确的是？（）A.目标函数可以是最小化运行成本、最小化污染物排放或最大化社会效益B.约束条件包括能源供应的上限和下限、机组的运行限制和电网安全约束C.优化调度模型只考虑短期的运行情况，不需要考虑长期规划D.不同的目标函数和约束条件组合会得到不同的调度方案21、在能源系统的建模与仿真中，数学模型的建立是关键步骤。以下关于能源系统建模方法的选择，不准确的是？（）A.可以基于物理定律建立机理模型B.可以利用数据驱动方法建立经验模型C.机理模型总是比经验模型更准确，应优先选择D.通常需要结合多种建模方法来提高模型的精度和适用性22、在能源市场中，需求侧管理（DSM）是一种有效的能源管理策略。DSM的主要手段包括以下哪些？（）A.峰谷电价B.可中断负荷C.能效管理D.以上都是23、在能源效率评估的指标和方法中，关于综合能源效率和单因素能源效率的关系，以下哪种表述是正确的？（）A.综合能源效率和单因素能源效率没有关系，分别独立评估即可B.综合能源效率考虑了多个因素的相互作用，能够更全面地反映能源利用的实际情况，单因素能源效率则侧重于某个特定方面C.单因素能源效率比综合能源效率更重要，在能源评估中应优先考虑D.综合能源效率和单因素能源效率可以相互替代，使用其中一种即可24、在研究能源的分类时，以下哪种能源既属于一次能源又属于可再生能源？（）A.煤炭B.石油C.太阳能D.天然气25、在能源动力系统的控制中，PID控制器是常用的控制策略之一。对于一个具有大惯性和滞后特性的被控对象，以下哪种参数的调整对于提高控制系统的稳定性最为关键？（）A.比例系数B.积分时间C.微分时间D.以上参数同等重要二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析蒸汽轮机的叶片损坏原因及预防措施。2、（本题5分）分析能源与动力工程中的新能源技术创新驱动因素及发展策略。3、（本题5分）在热力循环中，卡诺循环具有重要的理论意义。探讨卡诺循环的原理、效率以及对实际热力循环改进的启示，并举例说明其应用。4、（本题5分）氢能的储存和运输是氢能广泛应用的关键环节。请详细说明氢能储存和运输的主要方式（如高压气态储存、液氢储存、金属氢化物储存、管道运输、车载运输）、技术特点以及面临的挑战和解决方案。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的能源供应在高峰时段出现紧张局面，需要加强需求侧管理。分析城市的能源需求特点、负荷预测方法、需求响应机制、节能措施等，探讨如何通过需求侧管理保障能源供应的稳定性。2、（本题5分）某地区的风力发电场，在特定季节和天气条件下，发电效率明显降低。探讨可能影响风力发电效率的因素，如风速、风向变化、叶片污染、设备老化等，并研究提高发电效率的策略。3、（本题5分）某燃气轮机发电厂在运行过程中频繁出现叶片磨损和热部件老化的问题，导致机组效率下降和维护成本增加。分析造成这些问题的原因，提出相应的解决方案，包括改进材料、优化运行参数和加强维护管理等。4、（本题5分）某能源企业为提高能源生产的安全性，计划引入先进的安全监控系统。分析安全监控系统的功能需求、技术选型、安装调试等方面的问题，研究系统的实施效果和对企业安全管理的提升作用。5、（本题5分）某地区的风能和太阳能资源具有季节性和间歇性特点，为了实现稳定的能源供应，计划建设大规模的储能设施。分析各种储能技术（如电池储能、抽水蓄能、压缩空气储能等）的适用性、成本效益和对电网的影响，选择合适