北京信息科技大学《先进热力系统技术及仿真》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《先进热力系统技术及仿真》2023-2024学年第一学期期末试卷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、在核反应堆中，链式裂变反应是核能释放的基础。以下关于链式裂变反应的维持和控制，不正确的是？（）A.依靠中子的产生、慢化和吸收来控制反应速率B.控制棒通过吸收中子来调节反应性C.燃料的浓度和分布对反应的稳定性没有影响D.反应堆的冷却系统对于防止堆芯过热至关重要2、在能源与动力工程的可持续发展中，可再生能源的整合和优化利用是关键。以下关于可再生能源与传统能源协同发展的描述，不准确的是？（）A.可再生能源可以与传统能源互补，提高能源供应的稳定性B.可再生能源的接入会对电网的稳定性和调度带来挑战C.只需要关注可再生能源的开发，传统能源的优化利用不重要D.能源存储技术的发展有助于解决可再生能源的间歇性问题3、在能源存储系统中，超级电容器作为一种新型储能装置，具有独特的优势。对于超级电容器在脉冲功率应用中的性能，以下哪个因素更能决定其快速充放电能力？（）A.电极的比表面积B.电解质的电导率C.电容器的串联数量D.封装材料的绝缘性能4、在新能源汽车的电池管理系统中，以下哪个功能对于保障电池的安全可靠运行、延长电池寿命至关重要，涉及到电池状态监测和均衡控制？（）A.电量估算B.热管理C.故障诊断D.以上功能均重要5、在能源与动力工程的实验研究方法中，以下哪种实验技术能够精确测量微小的热流量和温度变化，为研究能源转换过程中的传热传质现象提供可靠数据？（）A.热流计测量技术B.红外热成像技术C.热电偶测温技术D.以上实验技术均可6、在能源与动力工程领域，对于热力循环的分析，以下关于卡诺循环的效率和其在实际热机中的应用限制，描述不准确的是（）A.卡诺循环效率取决于高温热源和低温热源的温度B.实际热机无法达到卡诺循环的理想效率，主要受不可逆因素影响C.卡诺循环在所有类型的热机中都能直接应用以提高效率D.提高热源温度和降低冷源温度可提高卡诺循环效率7、在能源存储技术的探讨中，关于电池储能的优缺点和应用场景，以下哪种说法是正确的？（）A.电池储能具有能量密度高、响应速度快等优点，但成本高昂、寿命短，只适用于小规模储能B.电池储能技术成熟，成本低，寿命长，可广泛应用于各种大规模储能场景C.电池储能的缺点众多，如环境污染严重、安全性差等，未来将被淘汰D.电池储能对电网的稳定性没有任何帮助，在能源领域的应用价值不大8、在能源与动力工程领域，热辐射是一种常见的传热方式。对于黑体辐射，以下哪个定律描述了其辐射能量与温度的关系？（）A.傅里叶定律B.牛顿冷却定律C.斯蒂芬-玻尔兹曼定律D.普朗克定律9、在能源存储技术中，蓄电池是常见的设备之一。对于一种铅酸蓄电池，其放电深度与循环寿命之间存在一定的关系。如果每次放电深度都达到80%，以下关于电池循环寿命的说法，哪一个是合理的？（）A.循环寿命大幅缩短B.循环寿命略有缩短C.循环寿命基本不受影响D.循环寿命可能延长10、在生物质能源的利用中，生物质气化技术是将生物质转化为可燃气体的重要途径。对于提高生物质气化的产气质量和效率，以下哪种气化剂的选择更具优势？（）A.空气B.氧气C.水蒸气D.二氧化碳11、在能源存储系统中，超级电容器具有独特的性能特点。与传统的蓄电池相比，超级电容器的主要优势在于？（）A.能量密度高B.功率密度高C.循环寿命短D.自放电率高12、在生物质能利用中，生物质气化技术可以将生物质转化为可燃气体。在气化过程中，控制气化剂的种类和用量对产气成分有重要影响。那么，增加水蒸气的用量，会使产气中的哪种成分含量增加？（）A.氢气B.一氧化碳C.甲烷D.二氧化碳13、在能源与动力工程的数值模拟中，计算流体力学（CFD）被广泛应用。对于一个复杂的流动问题，以下哪种情况可能导致CFD模拟结果的准确性降低？（）A.采用高精度的数值算法B.对边界条件的设定不准确C.增加计算网格的数量D.使用性能强大的计算机14、在可再生能源的利用中，太阳能光伏发电的应用越来越广泛。对于大规模的太阳能电站，以下哪种光伏电池技术在成本和效率之间更能达到较好的平衡？（）A.单晶硅光伏电池B.多晶硅光伏电池C.薄膜光伏电池D.化合物光伏电池15、在燃料电池的研究中，质子交换膜燃料电池（PEMFC）受到广泛关注。对于PEMFC，以下关于其工作条件的描述，哪一项不准确？（）A.需要使用纯氢气作为燃料B.工作温度相对较低C.对燃料的纯度要求较高D.可以快速启动和响应负载变化16、在能源系统的多能互补研究中，不同能源之间的协同优化是实现高效能源供应的关键。对于一个包含风光储氢的能源系统，以下哪种协同控制策略更能提高系统的稳定性和经济性？（）A.基于规则的控制B.模型预测控制C.模糊逻辑控制D.自适应控制17、在能源动力系统的噪声控制中，了解噪声的产生机理和传播特性至关重要。对于一个内燃机，以下哪种部件产生的噪声频率通常较低？（）A.进排气系统B.燃烧过程C.机械运动部件D.风扇18、在能源与环境的关系研究中，以下哪种能源开发方式对生态系统的破坏最小？（）A.露天采煤B.海上风力发电C.水力发电D.石油开采19、对于生物质能的利用方式和发展前景，以下关于其特点和制约因素，哪一个是正确的？（）A.生物质能来源广泛、可再生，但能量密度低、收集运输成本高，发展前景不明朗B.生物质能的利用方式单一，主要是直接燃烧，技术难度大，难以大规模应用C.生物质能是一种理想的清洁能源，没有任何缺点和制约因素，应大力发展D.生物质能的发展完全取决于政府的补贴政策，缺乏市场竞争力20、在能源与动力工程的能源管理中，能源审计可以帮助企业发现节能潜力。能源审计的主要内容包括哪些方面？（）A.能源消耗统计B.设备效率评估C.节能措施建议D.以上都是21、在核能源的利用中，对于核电站的工作原理、核反应堆类型以及核安全与核废料处理问题，以下描述错误的是（）A.核电站通过核裂变反应产生能量B.不同类型的核反应堆具有不同的特点和风险C.核安全问题已经完全解决，无需担忧D.核废料的处理是一个长期而复杂的挑战22、在研究内燃机的燃烧过程时，火花塞的点火时刻对燃烧效率和排放有重要影响。点火过早或过晚可能会导致以下哪种问题？（）A.功率下降B.油耗增加C.爆震D.以上都是23、在燃烧学的研究中，对于燃料的燃烧过程、燃烧产物和燃烧效率的影响因素，以下解释不准确的是（）A.燃烧过程包括燃料的预热、着火和燃烧B.燃烧产物与燃料成分和燃烧条件密切相关C.提高燃烧温度一定能提高燃烧效率D.合理的空气燃料比有助于实现完全燃烧24、在能源系统分析中，能源的供需平衡是一个关键问题。对于一个地区的能源系统，假设未来能源需求持续增长，以下哪种能源供应策略可能不是最优选择？（）A.大力发展可再生能源，如太阳能和风能B.过度依赖进口化石能源C.提高能源利用效率，降低能源消耗D.开发本地的核能资源25、对于燃料电池的工作原理，以下哪种类型的燃料电池具有功率密度高、启动速度快、适用范围广等优点，在交通和分布式能源领域有潜在应用价值？（）A.质子交换膜燃料电池B.固体氧化物燃料电池C.熔融碳酸盐燃料电池D.以上燃料电池均可二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释水力发电站的水轮机调速系统的工作原理及作用。2、（本题5分）论述太阳能热水器的工作原理和性能评价指标，分析影响热水器效率的主要因素及提高效率的技术途径。3、（本题5分）在能源消费领域，公共交通的能源转型对城市可持续发展具有重要意义。分析公共交通中电动化、氢能化等能源转型的现状、挑战和发展策略。4、（本题5分）解释能源转换的原理和方法，举例说明不同能源之间的转换过程。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个燃气锅炉的环保排放标准有哪些？分析氮氧化物、硫氧化物、颗粒物等污染物的排放限值，并讨论如何达到环保标准。2、（本题5分）某能源企业在进行能源项目风险管理时，面临着市场价格波动、政策变化、自然灾害等多种风险因素。分析这些风险因素的影响程度和发生概率，研究如何制定有效的风险应对策略，降低风险损失。3、（本题5分）一家纺织企业的空压机系统能耗较高，存在频繁启停和压力波动的问题。分析空压机系统的工作原理、负载特性和控制方式，探讨如何通过优化设备选型、采用变频调速技术和改进气路系统等方法，降低空压机系统的能耗，提高供气稳定性，保障生产工艺的正常运行。4、（本题5分）某热电厂的余热利用系统在冬季供暖期运行良好，但在非供暖期闲置。探讨如何通过拓展余热利用途径，如工业用热、农业烘干、夏季制冷等，提高余热利用系统的全年利用率和经济效益。5、（本题5分）某地区计划建设大型储能电站，以解决可再生能源消纳和电网调峰问题。分析在储能电站的