華北理工大學《工程熱力學2》2022-2023學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁華北理工大學

《工程熱力學2》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、海洋能是一種潛力巨大的新能源，包括潮汐能、波浪能、海流能等多種形式。以下關于海洋能利用的敘述，不正確的是（）A.潮汐能發(fā)電是利用潮汐的漲落形成的水位差推動水輪機發(fā)電，具有可預測性和穩(wěn)定性，但潮汐能電站的建設成本較高，對海洋生態(tài)環(huán)境可能產生一定影響B(tài).波浪能發(fā)電技術尚處于研發(fā)和試驗階段，目前面臨著能量轉換效率低、設備可靠性差等問題，但隨著技術的進步，波浪能有望成為重要的海洋能源來源C.海流能發(fā)電是利用海洋中的穩(wěn)定海流推動葉輪旋轉發(fā)電，其優(yōu)點是能量密度較高，但海流能的分布范圍有限，且受季節(jié)和氣候影響較大D.海洋能的開發(fā)利用不會受到任何地理和氣候條件的限制，在全球任何海域都可以大規(guī)模建設海洋能發(fā)電設施，是解決全球能源危機的終極方案2、新能源技術的發(fā)展也面臨著一些倫理和社會公平的問題。例如，在分布式能源系統(tǒng)的推廣中，以下哪個問題最需要關注以確保社會公平和可持續(xù)發(fā)展？（）A.能源供應的穩(wěn)定性和可靠性，保障用戶需求B.能源價格的合理性和透明度，避免壟斷和不公平定價C.技術普及的區(qū)域差異，避免造成城鄉(xiāng)和貧富差距的擴大D.對傳統(tǒng)能源從業(yè)者的就業(yè)影響和再就業(yè)支持3、新能源技術的發(fā)展也帶來了一些環(huán)境和社會問題，需要引起關注和解決。以下關于新能源相關問題的描述，不正確的是：（）A.大規(guī)模建設太陽能和風能發(fā)電場可能會對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成一定影響，如改變土地利用方式、影響鳥類遷徙等B.新能源設備的制造過程中可能會消耗大量的資源和產生一定的污染物排放，需要加強產業(yè)的綠色制造和循環(huán)經濟C.新能源的發(fā)展可能會導致部分傳統(tǒng)能源行業(yè)的就業(yè)崗位減少，但同時也會創(chuàng)造新的就業(yè)機會，如新能源設備的安裝、維護和研發(fā)等D.新能源的普及和應用不會對社會的能源消費觀念和生活方式產生任何影響，人們可以保持原有的習慣4、在新能源材料的研究中，提高光電轉換效率是一個重要的目標。假設一種新型的太陽能電池材料正在研發(fā)中，以下哪種特性對于提高其光電轉換效率最為關鍵？（）A.更高的載流子遷移率，減少電荷傳輸過程中的損失B.更寬的光吸收范圍，能夠吸收更多波長的太陽光C.更低的制造成本，便于大規(guī)模生產和應用D.更好的穩(wěn)定性和耐久性，延長電池的使用壽命5、在新能源的開發(fā)利用中，政策和法規(guī)的引導作用至關重要。政府通過補貼政策、上網電價政策和排放標準等手段來推動新能源產業(yè)的發(fā)展。對于一個新能源企業(yè)，如果要在政策的支持下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，以下哪種策略是最為重要的？（）A.加大研發(fā)投入，提高技術水平B.擴大生產規(guī)模，降低成本C.優(yōu)化市場布局，拓展銷售渠道D.加強與政府的溝通，爭取更多政策支持6、在新能源技術中，儲能技術對于解決能源供需不平衡和提高能源利用效率具有重要意義。關于電化學儲能中的鈉硫電池，以下敘述哪一項是正確的？（）A.鈉硫電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、成本低等優(yōu)點，是目前最理想的大規(guī)模儲能技術，沒有任何缺點和限制B.鈉硫電池的工作溫度較高，需要在300攝氏度左右運行，這對其安全性和系統(tǒng)復雜性提出了挑戰(zhàn)，但同時也使其具有較高的能量效率C.鈉硫電池由于其復雜的化學性質和較高的成本，在儲能領域的應用前景非常有限，很快會被其他新型儲能技術取代D.鈉硫電池的充放電速度極快，可以在短時間內完成大量能量的存儲和釋放，適用于對響應速度要求極高的應用場景7、在探討新能源技術中的太陽能熱發(fā)電時，以下關于其技術特點和應用優(yōu)勢的描述，不正確的是哪一項？（）A.太陽能熱發(fā)電是利用聚光裝置將太陽能聚集起來，加熱工質產生蒸汽驅動汽輪機發(fā)電，具有儲能能力，可實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電B.太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)通常包括聚光集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)等部分，其效率相對較高，且對環(huán)境友好C.與太陽能光伏發(fā)電相比，太陽能熱發(fā)電的初始投資較低，成本效益更好，更適合大規(guī)模集中式開發(fā)D.太陽能熱發(fā)電技術不受地域和氣候條件限制，可以在任何地區(qū)廣泛應用，且具有與傳統(tǒng)火力發(fā)電相當?shù)目煽啃院头€(wěn)定性8、對于新能源技術中的海洋能利用，以下關于潮汐能發(fā)電和波浪能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和前景的描述，哪一個觀點是最合理的？（）A.潮汐能發(fā)電技術相對較為成熟，已經有一些大規(guī)模的潮汐電站投入運行，但受地理條件限制較大。波浪能發(fā)電仍處于研發(fā)和試驗階段，面臨著能量轉換效率低、設備可靠性差等問題，但具有巨大的發(fā)展?jié)摿.潮汐能和波浪能發(fā)電都不具備實際應用價值，只是理論上的研究方向C.潮汐能發(fā)電已經過時，未來的重點應該是波浪能發(fā)電D.潮汐能和波浪能發(fā)電的技術難度太大，短期內無法取得實質性進展9、隨著新能源技術的不斷發(fā)展，能源存儲技術的重要性日益凸顯。假設要為一個偏遠的島嶼建立獨立的能源系統(tǒng)，以下哪種能源存儲技術最適合應對該島嶼可能面臨的能源供應波動和季節(jié)性需求變化？（）A.液流電池，具有大容量和長壽命的特點B.飛輪儲能，能夠快速響應功率變化C.壓縮空氣儲能，適合大規(guī)模長時間存儲D.超級電容器，適用于短時間高功率輸出10、對于新能源技術在農業(yè)領域的應用，以下關于其方式和效果的描述，哪一個是恰當?shù)?？（）A.新能源技術在農業(yè)領域的應用方式多樣，如太陽能光伏發(fā)電用于溫室大棚供電、沼氣作為農村能源供應、風力提水灌溉等。這些應用可以降低農業(yè)生產成本，提高農業(yè)生產效率，促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時，新能源技術的應用還有助于改善農村能源結構，減少對傳統(tǒng)生物質能源的依賴，保護生態(tài)環(huán)境B.新能源技術在農業(yè)領域應用有限，效果不明顯，沒有推廣價值C.新能源技術在農業(yè)領域的應用會破壞農業(yè)生態(tài)，不適合推廣D.新能源技術在農業(yè)領域只有太陽能發(fā)電一種應用方式，且成本高昂11、在新能源技術的金融支持方面，涵蓋了投資、融資和保險等多種形式。為了吸引更多的金融資源投入新能源領域，以下哪個金融創(chuàng)新措施是最為重要的？（）A.設立新能源產業(yè)投資基金B(yǎng).開發(fā)新能源項目的綠色債券C.創(chuàng)新新能源保險產品和服務D.以上措施都具有重要意義12、對于新能源技術中的地熱能利用，以下關于干熱巖地熱能和淺層地熱能的特點及開發(fā)利用方式的描述，哪一個觀點是最關鍵的？（）A.干熱巖地熱能具有能量儲量大、分布廣泛的特點，但開發(fā)難度高，需要深井鉆探和人工壓裂等技術。淺層地熱能則易于獲取，可通過地源熱泵系統(tǒng)為建筑物供暖和制冷，但能量密度相對較低。合理的開發(fā)利用需要綜合考慮技術可行性、環(huán)境影響和經濟成本B.地熱能開發(fā)利用風險大，成本高，不值得投入C.干熱巖地熱能和淺層地熱能沒有區(qū)別，可以用相同的方法開發(fā)利用D.地熱能的開發(fā)利用受到地質條件的嚴格限制，難以大規(guī)模推廣13、在新能源的開發(fā)過程中，技術創(chuàng)新起著至關重要的作用。以下關于新能源技術創(chuàng)新的描述，不正確的是（）A.技術創(chuàng)新可以提高新能源的轉化效率，降低生產成本，促進新能源的大規(guī)模應用B.新能源領域的技術創(chuàng)新包括材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、系統(tǒng)集成創(chuàng)新等多個方面C.政府和企業(yè)對新能源技術研發(fā)的投入不斷增加，推動了新能源技術的快速發(fā)展，但私人投資在技術創(chuàng)新中的作用不大D.國際合作在新能源技術創(chuàng)新中越來越重要，不同國家和地區(qū)可以共享技術和經驗，加速新能源技術的進步14、在新能源技術的產業(yè)鏈構建中，包括原材料供應、設備制造、工程建設和服務運營等多個環(huán)節(jié)。為了提升新能源產業(yè)鏈的整體競爭力，以下哪個環(huán)節(jié)的優(yōu)化是最為重要的？（）A.原材料的本地化供應和成本控制B.核心設備制造技術的自主創(chuàng)新C.工程建設的標準化和規(guī)范化D.服務運營的專業(yè)化和智能化15、新能源技術的發(fā)展也帶來了一些材料方面的需求和創(chuàng)新。以下關于新能源材料的說法，錯誤的是：（）A.高性能的鋰離子電池正負極材料對于提高電池性能和安全性至關重要B.用于太陽能電池的半導體材料不斷更新?lián)Q代，以提高光電轉換效率C.儲氫材料的研究重點是提高儲氫容量和吸放氫速度D.新能源材料的研發(fā)已經非常成熟，不需要進一步投入資源二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）深入探討新能源汽車充電樁的建設和運營模式。分析不同類型充電樁（如交流慢充、直流快充）的技術特點和適用場景。討論充電樁的布局規(guī)劃原則和影響因素，以及如何提高充電樁的利用率和服務質量。探討充電樁建設和運營中的商業(yè)模式創(chuàng)新和政策支持需求。2、（本題5分）詳細闡述新能源技術在建材行業(yè)的應用和對建筑材料生產的能源改進。包括水泥生產的新能源利用、陶瓷燒制的節(jié)能技術、新型建材的能源消耗特點等，探討如何通過新能源技術推動建材行業(yè)的綠色發(fā)展和轉型升級。3、（本題5分）詳細闡述新能源技術在能源資源評估中的新方法和應用。分析如何利用遙感技術、地理信息系統(tǒng)等手段對太陽能、風能、水能等新能源資源進行精確評估。探討資源評估結果在能源項目規(guī)劃和投資決策中的重要性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個氫燃料電池叉車，燃料電池堆功率為10kW，氫氣儲存系統(tǒng)的壓力為35MPa，體積為200L。氫氣的壓縮因子為0.9，密度為0.0899kg/m3。計算氫氣儲存系統(tǒng)的氫氣質量。假設叉車工作時的平均功率為5kW，氫氣的利用率為60%，計算叉車的連續(xù)工作時間。如果加氫站的氫氣價格為50元/kg，計算叉車運行100小時的燃料成本。2、（本題5分）某生物質能發(fā)電廠以林業(yè)廢棄物為燃料，每天消耗1000噸，熱值14MJ/kg，鍋爐熱效率80%，汽輪發(fā)電機組發(fā)電效率35%。求該電廠每天發(fā)電量。若年運行320天，上網電價0.4元/千瓦時，求年發(fā)電收益?？紤]年燃料收集運輸存儲成本1500萬元，設備折舊維護1200萬元，計算年利潤。3、（本題5分）一個2MW的風力發(fā)電機組，輪轂高度80米，其功率曲線顯示在風速為8米/秒時輸出功率為800kW，在風速為12米/秒時輸出功率為1800kW。該地區(qū)的年平均風速概率分布如下：風速6米/秒的概率為10%，風速8米/秒的概率為20%，風速10米/秒的概率為30%，風速12米/秒的概率為25%，風速14米/秒的概率為15%。計算該風力發(fā)電機組的年發(fā)電量（單位：MWh）。若運維成本為每年0.1元/W，計算年運維費用。4、（本題5分）某新能源汽車充電樁，輸出功率為120kW，對一輛電池容量為70kWh的電動汽車進行充電。假設充電效率為90%，計算充滿電所需的時間。如果在充電過程中，充電樁的功率因數(shù)為0.9，計算充電樁的視在功率和無功功率。5、（本題5分）一個10MW的潮汐能發(fā)電站，潮差為6m，水庫面積為800000m2，發(fā)電效率為25%。計算電站的滿負荷發(fā)電功率和每天的發(fā)電量（假設每天漲落潮各兩次，每次發(fā)電5小時）。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細探討新能源與氣候變化的關系，分析新能源開發(fā)利用對減少溫室氣體排放、減緩氣候變化的貢獻和潛力，研究氣候變化對新能源產業(yè)的影響（如極端天氣對新能源設備的影響），探討如何通過新能源技術應對氣候變化挑戰(zhàn)，實現(xiàn)全球能源和氣候的可持續(xù)發(fā)展。2、（本題10分）新能源技術的推廣應用需要公眾的廣泛參與和支持。請詳細探討如何加強新能源知識的科普宣傳，提高公眾