昆明理工大學《熱工儀表及控制》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁昆明理工大學《熱工儀表及控制》

2021-2022學年第一學期期末試卷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1分，共15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、地熱能是一種來自地球內部的熱能資源，具有穩(wěn)定、可靠的特點。關于地熱能的開發(fā)和利用，以下說法不準確的是：（）A.地熱能可以通過地熱蒸汽發(fā)電、地熱熱水發(fā)電和地源熱泵等方式進行利用，適用于不同的溫度范圍B.開發(fā)地熱資源需要進行詳細的地質勘探，以確定地熱儲層的位置、溫度和流體特性，評估開發(fā)的可行性和風險C.地熱能的開發(fā)和利用不會對環(huán)境產生任何影響，是一種完全綠色、可持續(xù)的能源D.增強型地熱系統(tǒng)（EGS）通過人工創(chuàng)造裂隙來增加地熱儲層的滲透性，提高地熱資源的開采效率，但該技術仍處于研發(fā)和試驗階段2、對于新能源在建筑領域的應用，如零能耗建筑的設計和建設，以下哪種技術或策略在降低建筑能耗方面發(fā)揮的作用最為顯著？（）A.高效的建筑保溫和隔熱材料，減少熱量的散失和吸收B.太陽能光伏一體化設計，將光伏板與建筑外觀融合，提供電力C.智能照明和空調系統(tǒng)，根據(jù)室內外環(huán)境自動調節(jié)D.地源熱泵系統(tǒng)，利用地下熱能進行供暖和制冷3、新能源技術在工業(yè)生產中的應用可以降低能源成本和減少環(huán)境污染。對于一個高能耗的化工企業(yè)，如果要采用新能源技術進行節(jié)能減排改造，以下哪個方案的綜合效益可能最高？（）A.安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)B.建設余熱回收利用裝置C.采用生物質替代部分化石燃料D.以上方案結合實施4、在新能源的發(fā)展過程中，材料科學的進步起到了重要的支撐作用，以下關于新能源材料的說法，不準確的是：（）A.高效的太陽能電池材料，如鈣鈦礦材料，具有較高的光電轉換效率和較低的成本，有望替代傳統(tǒng)的硅基材料B.用于儲能電池的正負極材料的性能直接影響電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性C.新型的超導材料可以在低溫下實現(xiàn)零電阻，有助于提高能源傳輸?shù)男剩壳皯梅秶邢轉.新能源材料的研發(fā)已經非常成熟，不需要進一步的創(chuàng)新和突破5、新能源技術的可靠性和穩(wěn)定性對于用戶的使用體驗和電網(wǎng)的安全運行至關重要。在一個家用新能源發(fā)電和儲能系統(tǒng)中，如果要保證在電網(wǎng)停電時仍能正常供電，以下哪個設備或功能是必須具備的？（）A.高性能的逆變器B.大容量的蓄電池C.智能切換開關D.遠程監(jiān)控系統(tǒng)6、在新能源的國際合作中，不同國家和地區(qū)在技術研發(fā)、市場推廣和政策制定等方面存在差異。假設一個國際新能源合作項目旨在促進全球新能源技術的發(fā)展和應用，以下哪個方面可能是合作中面臨的最大障礙？（）A.技術標準的統(tǒng)一和互認，不同國家的技術標準和規(guī)范存在差異B.知識產權的保護和共享，各方在技術研發(fā)中的知識產權歸屬和使用存在爭議C.資金的籌集和分配，不同國家的投入能力和利益訴求不同D.文化和政策差異，導致在項目實施和管理上存在溝通和協(xié)調困難7、新能源技術在交通領域的應用除了汽車，還包括軌道交通。關于有軌電車采用超級電容儲能供電的方式，以下哪種說法是恰當?shù)?？（）A.超級電容儲能供電的有軌電車充電時間長，續(xù)航里程短，無法滿足實際運營需求B.超級電容儲能供電的有軌電車具有快速充電、綠色環(huán)保、運營靈活等優(yōu)點，但對充電站的布局要求較高C.超級電容儲能供電技術不成熟，可靠性差，不適合在有軌電車中應用D.超級電容儲能供電的有軌電車成本過高，經濟效益差，不如傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)供電方式8、對于新能源在建筑領域的應用，以下關于其形式和效益的描述，哪一個是恰當?shù)?？（）A.新能源在建筑領域的應用包括太陽能光伏發(fā)電用于建筑供電、太陽能熱水器提供熱水、地源熱泵用于供暖和制冷等。這些應用可以降低建筑的能源消耗，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低運營成本，同時減少溫室氣體排放，提高建筑的環(huán)保性能和可持續(xù)性。但初期投資可能較高，需要綜合考慮長期效益B.新能源在建筑領域的應用只有太陽能光伏發(fā)電，效益不明顯，投資回報率低C.新能源在建筑領域應用復雜，成本高，沒有任何效益D.新能源在建筑領域的應用會破壞建筑結構，不建議推廣9、新能源技術在分布式能源系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。以下關于分布式能源系統(tǒng)的描述，不準確的是（）A.分布式能源系統(tǒng)通常由多種新能源發(fā)電設備（如太陽能光伏、小型風力發(fā)電機）、儲能裝置和能源管理系統(tǒng)組成，可以實現(xiàn)能源的自給自足和高效利用B.分布式能源系統(tǒng)可以與電網(wǎng)連接，在電力供應不足時從電網(wǎng)購電，在電力過剩時向電網(wǎng)售電，提高了能源供應的可靠性和靈活性C.分布式能源系統(tǒng)的安裝和運行成本較高，但其可以減少輸電損耗和對大型集中式電站的依賴，有利于降低能源系統(tǒng)的總體成本D.分布式能源系統(tǒng)的規(guī)模通常較小，只能滿足單個家庭或小型社區(qū)的能源需求，無法應用于大型工業(yè)企業(yè)或商業(yè)建筑10、對于風能發(fā)電技術，在探討不同類型的風力發(fā)電機（如水平軸和垂直軸）的特點和適用場景時，以下哪一項闡述是最恰當?shù)?？（）A.水平軸風力發(fā)電機通常具有較高的發(fā)電效率，適用于大規(guī)模的風電場，因為它們能更好地利用高風速。然而，它們對風向的要求較高，安裝和維護成本也相對較高。垂直軸風力發(fā)電機則對風向不敏感，結構較為簡單，適合在城市和分散的地區(qū)使用，但發(fā)電效率相對較低B.水平軸風力發(fā)電機是主流，垂直軸風力發(fā)電機幾乎沒有應用價值，因為其效率低且不穩(wěn)定C.風力發(fā)電機的類型對其性能和適用場景影響不大，選擇哪種主要取決于成本和個人喜好D.垂直軸風力發(fā)電機在所有方面都優(yōu)于水平軸風力發(fā)電機，未來將完全取代水平軸風力發(fā)電機11、在新能源技術的生物能發(fā)酵過程優(yōu)化方面，以下關于其關鍵因素和技術手段的描述，不正確的是哪一項？（）A.生物能發(fā)酵過程的優(yōu)化需要考慮微生物菌種的選育、發(fā)酵條件的控制（如溫度、pH值、溶氧等）、底物的預處理和營養(yǎng)物質的添加等因素B.采用基因工程、代謝工程等技術手段對微生物菌種進行改造，可以提高其發(fā)酵性能和產物產量C.利用過程監(jiān)測和控制系統(tǒng)實時監(jiān)測發(fā)酵過程中的參數(shù)變化，并及時調整控制策略，能夠實現(xiàn)發(fā)酵過程的自動化和優(yōu)化D.生物能發(fā)酵過程的優(yōu)化已經非常完善，不需要進一步的研究和探索，所有的發(fā)酵過程都能夠達到理想的效果12、新能源技術的應用對交通運輸行業(yè)的變革產生了重要推動作用。以下關于新能源在交通運輸領域影響的描述，不正確的是：（）A.新能源汽車的普及有助于減少交通運輸行業(yè)的尾氣排放，改善空氣質量B.電動船舶和電動飛機的發(fā)展尚處于起步階段，短期內難以大規(guī)模應用C.新能源技術使得交通運輸工具的能源成本大幅降低，運營效益顯著提高D.新能源在交通運輸領域的應用已經完全取代了傳統(tǒng)的燃油動力，實現(xiàn)了全面轉型13、新能源技術的發(fā)展離不開材料科學的支持。在研發(fā)新型高效的太陽能電池材料時，以下哪種材料特性對于提高電池性能最為關鍵？（）A.高的載流子遷移率，促進電荷傳輸B.寬的能帶隙，吸收更多的太陽光C.良好的穩(wěn)定性和耐候性，延長使用壽命D.低的制備成本，便于大規(guī)模生產14、對于新能源技術中的儲能技術，以下關于其重要性和應用場景的描述，不正確的是哪一項？（）A.儲能技術可以解決新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，促進新能源的大規(guī)模接入B.儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用場景包括調峰、調頻、備用電源、分布式能源存儲等，能夠優(yōu)化電力資源配置，提高能源利用效率C.常見的儲能技術包括電池儲能（如鋰離子電池、鉛酸電池等）、超級電容器儲能、飛輪儲能、抽水蓄能等，它們各有優(yōu)缺點，適用于不同的應用場景D.儲能技術的發(fā)展已經非常完善，不存在任何技術難題和成本問題，能夠完全滿足新能源發(fā)展和電力系統(tǒng)運行的需求15、氫能作為一種清潔能源，在未來能源體系中具有潛在的重要地位。對于氫燃料電池汽車，以下哪種描述是恰當?shù)?？（）A.氫燃料電池汽車加注氫氣速度快，續(xù)航里程長，性能優(yōu)于傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車，且加氫站建設成本低，易于普及B.氫燃料電池汽車的核心技術已經完全成熟，不存在任何技術難題，大規(guī)模推廣應用只是時間問題C.氫燃料電池汽車雖然具有零排放、高效率等優(yōu)點，但目前面臨著氫氣制取、儲存和運輸成本高，以及燃料電池耐久性和成本等問題，限制了其大規(guī)模商業(yè)化應用D.氫燃料電池汽車的性能和成本與純電動汽車相當，在市場上可以相互替代，沒有明顯的優(yōu)勢和劣勢二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討新能源技術在家具制造行業(yè)的應用和發(fā)展方向，如使用環(huán)保型膠粘劑、電動工具的能源管理等。分析新能源如何提升家具產品的品質和環(huán)保性能，促進家具制造業(yè)的轉型升級，以及在市場競爭中的機遇和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）深入探討新能源在教育領域的應用，如學校的新能源設施、新能源科普教育等。分析新能源在教育環(huán)境改善和能源教育方面的意義，以及如何在學校中推廣新能源的應用和培養(yǎng)學生的能源意識。3、（本題5分）深入分析新能源技術在能源與水資源耦合管理中的應用，探討如何實現(xiàn)能源生產與水資源保護的協(xié)同優(yōu)化。4、（本題5分）全面論述新能源技術在工業(yè)生產中的應用，如工廠采用太陽能屋頂、余熱回收利用等。分析這些應用如何降低工業(yè)能耗、提高能源效率、減少溫室氣體排放。探討在工業(yè)領域推廣新能源技術所需要的政策支持和技術創(chuàng)新。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某地區(qū)建設了一個5MW的生物質熱電聯(lián)產項目，以木材廢棄物為燃料，熱值為16MJ/kg，燃燒效率為85%，發(fā)電效率為25%，供熱效率為40%。每年消耗燃料3萬噸，計算項目的年發(fā)電量和供熱量。如果上網(wǎng)電價為0.5元/度，供熱價格為100元/GJ，計算項目的年發(fā)電收入和供熱收入。2、（本題5分）一個氫燃料電池物流車，儲氫罐容量為6kg，氫氣的熱值為142MJ/kg，燃料電池系統(tǒng)效率為55%，車輛平均能耗為1.1MJ/km。計算車輛的理論續(xù)航里程。假設加氫站的氫氣價格為60元/kg，計算充滿一次氫的成本。如果車輛每年行駛3萬公里，比較使用該氫燃料電池物流車與傳統(tǒng)燃油物流車（百公里油耗12L，油價7.5元/L）的年燃料費用。3、（本題5分）某風力發(fā)電場采用直驅永磁同步發(fā)電機，風機葉輪直徑為80米，風速為10米/秒時，風能利用系數(shù)為0.45，空氣密度為1.2千克/立方米。計算此時風機的輸出功率。如果要使輸出功率達到2兆瓦，風速至少需要達到多少米/秒？4、（本題5分）某波浪能發(fā)電裝置波能轉換效率35%，所在海域波浪平均功率密度25kW/m，迎波寬度30m。求平均輸出功率。若年運行3600小時，上網(wǎng)電價0.5元/千瓦時，計算年發(fā)電收益。5、（本題5分）某太陽能熱水器集熱器面積為20平方米，太陽能輻射強度平均為800W/平方米，集熱器效率為50%，水箱容積為150升，水的初始溫度為20℃，需要加熱到60℃。計算將水箱中的水加熱所需的時間（假設沒有熱量損失）。如果使用電加熱，電價為0.6元/度，計算使用太陽能熱水器節(jié)省的費用。四、綜合題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）綜合論述新能源技術在文化遺產保護中的應用，如利用太陽能和風能為古建筑提供照明和保護設備供電。分析新能源技術在減少文化遺產保護中的能源消耗、降低對傳統(tǒng)能源的依賴和保護文化遺產原真性方面的作用。研究如何在文化遺產保護中合理應用新能源技術，同時遵循保護原則和法規(guī)。2、（本題10分）綜合研究新能源技術在能源存儲和配送領域的創(chuàng)新體系和發(fā)展策略。分析能源存儲技術（如電池技術、超級電容、液流電池）的最新進展和應用場景，探討能源配送網(wǎng)絡中的智能化管理、優(yōu)化調度和安全保障技術，研究新能源存儲和配送技術對能源系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性的提升作用。3、（本題10分）詳細闡述新能源技術在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應用和關鍵技術，如能量路由器、虛擬電廠、分布式能源交易等。分析能源互聯(lián)網(wǎng)的架構和運行機制，