陕西理工大学《传热学与换热器》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(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、新能源技术的发展也促进了相关产业的升级和转型，如新能源装备制造业、能源服务行业等。在一个传统的制造业企业，如果要向新能源装备制造领域转型，以下哪个方面的能力建设是最为迫切的？（）A.技术研发能力B.生产制造能力C.市场营销能力D.供应链管理能力2、新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源的汽车，包括电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等。以下关于新能源汽车的描述，错误的是（）A.电动汽车以电池作为动力源，具有零排放、低噪音、能效高等优点，但续航里程和充电时间是其面临的主要问题B.混合动力汽车结合了内燃机和电动机，能够根据行驶工况自动切换动力源，提高了燃油经济性和降低了排放C.燃料电池汽车以氢气为燃料，通过燃料电池将化学能直接转化为电能驱动车辆，具有加注时间短、续航里程长等优点，但加氢基础设施建设滞后D.新能源汽车的发展已经非常完善，在性能、成本、配套设施等方面都已经超越了传统燃油汽车，市场份额迅速扩大3、风能作为一种重要的新能源，在全球范围内得到了广泛的应用。关于风能发电，以下说法不正确的是（）A.风能发电是将风的动能转化为电能，其原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电B.风电场的选址通常需要考虑风速、风向、地形、土地利用等多种因素，一般选择在风能资源丰富、地形开阔、远离居民区的地方C.风能发电具有间歇性和不稳定性，需要与其他能源或储能技术相结合，以保证电力供应的连续性和稳定性D.风能发电对环境没有任何负面影响，不会对鸟类迁徙、生态平衡造成干扰，也不需要占用大量土地资源4、在氢能源领域，氢燃料电池技术备受关注。以下关于氢燃料电池的工作原理和特点，表述错误的是（）A.氢燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应产生电能，其产物只有水，是一种清洁、高效的能源转换装置B.氢燃料电池的能量转换效率不受卡诺循环的限制，理论上可以达到很高的水平，但实际应用中受到多种因素的影响，目前效率仍有待提高C.氢燃料电池需要使用贵金属催化剂（如铂），这增加了燃料电池的成本，同时也限制了其大规模商业化应用D.氢燃料电池可以快速启动和停机，适用于各种功率需求的应用场景，而且具有良好的过载能力和动态响应性能5、在新能源技术的创新体系中，产学研合作、知识产权保护和技术转移等环节都至关重要。为了加速新能源技术的创新和应用，以下哪个方面的工作是最为迫切的？（）A.加强高校和科研机构与企业的合作B.完善知识产权保护法律法规C.建立高效的技术转移和产业化机制D.以上工作都需要同步推进6、新能源技术的发展对能源存储的需求日益增长。以下关于能源存储发展趋势的描述，错误的是：（）A.能源存储技术将朝着更高能量密度、更长寿命和更低成本的方向发展B.多种能源存储技术将协同发展，以满足不同应用场景的需求C.能源存储与新能源发电的结合将更加紧密，实现一体化解决方案D.能源存储技术的发展已经达到顶峰，未来不会有太大的突破7、生物质能作为一种可再生能源，具有多种利用方式。以下关于生物质能利用的说法，不正确的是（）A.生物质发电可以通过直接燃烧生物质、气化或沼气发酵等方式将生物质中的化学能转化为电能，为电网提供清洁电力B.生物质燃料（如生物柴油、乙醇）可以替代传统的石油燃料，用于交通运输领域，减少对化石能源的依赖和温室气体排放C.生物质能的利用过程中通常会产生一些污染物，如二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等，但其排放量远远低于传统的化石能源燃烧D.生物质能的来源非常广泛，包括农作物秸秆、林业废弃物、城市生活垃圾等，但由于收集和运输成本较高，目前其大规模利用仍面临一定困难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、水能是一种传统的可再生能源，也是目前全球电力供应的重要组成部分。关于水能发电，以下描述不正确的是（）A.水能发电的原理是利用水流的势能和动能推动水轮机旋转，进而带动发电机发电，其能量转化过程简单高效B.水电站按照开发方式可以分为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站等，不同类型的水电站适用于不同的地理条件和水能资源状况C.水能发电具有启动速度快、调节性能好、运行成本低等优点，但也存在建设周期长、投资大、对生态环境影响较大等问题D.全球的水能资源已经得到了充分的开发和利用，未来不会再有新的大型水电站建设项目10、新能源储能技术对于解决能源供应的间歇性和稳定性问题至关重要。在各种储能技术中，如电池储能、超级电容器储能和飞轮储能等，以下哪种技术在长期大规模储能应用中具有最大的潜力？（）A.锂离子电池储能，具有较高的能量密度B.超级电容器储能，充放电速度极快C.飞轮储能，寿命长且效率高D.液流电池储能，可灵活调整储能容量11、新能源的并网技术对于电力系统的稳定运行和高效利用至关重要。以下关于新能源并网的描述，不正确的是：（）A.新能源发电的间歇性和波动性会对电网的频率和电压稳定造成影响，需要采用相应的控制策略和储能装置来平衡B.智能电网技术可以实现新能源与传统能源的协同优化调度，提高电力系统的灵活性和适应性C.新能源并网需要解决电网的接入标准、继电保护和电能质量等问题，以确保电网的安全可靠运行D.新能源的大规模并网不会对现有电网的架构和运行方式产生任何影响，可以直接接入而无需进行改造12、在新能源技术的发展趋势中，有关能源存储技术的创新方向，以下哪一种分析是最深入的？（）A.能源存储技术的创新方向包括提高电池能量密度、缩短充电时间、延长循环寿命、降低成本等。新型电池材料的研发，如锂硫电池、固态电池等，有望突破现有锂离子电池的性能瓶颈。此外，超级电容器、液流电池等技术也在不断发展，以满足不同应用场景的需求。同时，储能系统的集成和智能化管理也是重要的研究方向B.能源存储技术已经发展到极限，没有创新的空间C.能源存储技术的创新主要集中在提高电池容量，其他方面不重要D.能源存储技术的创新难度大，短期内无法取得重大突破13、在新能源的开发利用中，政策和法规的引导作用至关重要。政府通过补贴政策、上网电价政策和排放标准等手段来推动新能源产业的发展。对于一个新能源企业，如果要在政策的支持下实现可持续发展，以下哪种策略是最为重要的？（）A.加大研发投入，提高技术水平B.扩大生产规模，降低成本C.优化市场布局，拓展销售渠道D.加强与政府的沟通，争取更多政策支持14、新能源技术在建筑领域的应用越来越广泛。当设计一个零能耗建筑时，以下哪种新能源技术的组合最有可能满足建筑的能源需求？（）A.太阳能光伏发电与地源热泵系统B.风力发电与生物质能供暖C.氢燃料电池与太阳能热水器D.潮汐能发电与储能电池15、新能源技术的发展也带来了一些环境和社会问题，如可再生能源项目的土地占用、对生态系统的影响以及能源贫困等。在规划一个大型风电场时，为了减少对当地生态环境的负面影响，以下哪种措施是应该优先考虑的？（）A.合理布局风机位置B.进行生态补偿C.开展环境监测D.限制风电场的规模二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明新能源在应急救援和灾害防范中的应用，如移动新能源电源、应急通信的新能源保障等。分析在特殊情况下新能源的可靠性和适应性，以及如何加强新能源在应急领域的应用和储备。2、（本题5分）全面论述新能源技术在食品加工和冷链物流中的应用和效益。探讨新能源在食品生产过程中的能源供应、冷藏保鲜和物流配送中的能源优化，以及对食品安全和品质保障的影响。3、（本题5分）在新能源项目的投资和融资方面，存在多种模式和风险。请详细论述新能源项目投资的主要方式（如直接投资、股权投资、债券融资等）和特点，分析投资过程中可能面临的政策风险、技术风险、市场风险等。探讨如何通过合理的投资策略和风险管理，提高新能源项目投资的回报率和稳定性。4、（本题5分）详细论述新能源技术在公共服务设施中的应用，如公园、广场的能源供应、新能源路灯系统等。探讨如何利用新能源技术提升公共服务设施的品质和节能环保水平。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某生物质能热电厂，消耗的生物质燃料含水量为20%，收到基低位发热量为12兆焦/千克，锅炉效率为85%，汽轮发电机组效率为40%。计算每小时消耗10吨生物质燃料时的发电功率。如果要将发电功率提高30%，需要增加多少生物质燃料的消耗？2、（本题5分）某地区规划建设一个地热供暖项目，地热井口温度为120℃，流量为80t/h，供暖回水温度为50℃。假设地热流体比热容为4.2kJ/(kg·℃)，计算该项目的供热功率。若供暖面积为10万平方米，每平方米供暖季（120天）收费25元，计算年供暖收益。项目初始投资1.2亿元，设备寿命20年，每年运维成本300万元，求投资回收期。3、（本题5分）一辆新能源公交车配备了容量为300kWh的磷酸铁锂电池，电池的能量密度为160Wh/kg，车辆百公里耗电量为80kWh。已知电池组的循环寿命为2000次，车辆每年行驶里程为8万公里。计算电池组的重量和在其使用寿命内车辆总的行驶里程。如果电池组的更换成本为20万元，计算单位里程的电池成本。4、（本题5分）一座地热能发电厂采用干蒸汽发电技术，井口蒸汽参数为压力3MPa，温度250℃，流量为50t/h。蒸汽焓值为2900kJ/kg，做功后的蒸汽焓值为2000kJ/kg。计算该电厂的发电功率（单位：MW）。假设厂用电率为8%，计算上网电量。如果地热资源的可开采年限为30年，初期投资5亿元，计算年均投资成本。5、（本题5分）一座10MW的地热电站，采用双工质循环发电技术，地热流体进出口温度分别为150℃和90℃，工质蒸发温度为100℃，冷凝温度为40℃。计算该系统的理论热效率，并估算实际发电功率。四、综合题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）新能源技术在应对气候变化中的作用日益凸显。请深入探讨新能源技术如何减少温室气体排放，如通过替代传统能源、提高能源利用效率和促进碳捕获与封存等方式。分析在全球气候变化背景下，新能源技术发展所面临的机遇和挑战。研究如何制定和实施以新能源为核心的气候变化应对策略，推动全球能源转型和可持续发展。2、（本题10分）深入探讨风力发电系统的组成和工作原理，包括风轮机的能量捕获机制、发电机的工作模式以及控制系统的功能。比较不同类型的风轮机（如水平轴风轮机、垂直轴风轮机）在结构、性能和适用场景方面的差异。分析风力发电场的选址要点，以及如何评估一个地区的风能资源潜力。探讨在风力发电系统中，如何解决电能质量、功率波动和低风速运行等问题。3、（本题10分）新能源的发展对农村和偏远地区的能源供应具有重要意义。请综合考察农村和偏远地区的能源需求特点和现状，如农业生产用能、居民生活用能等。分析新能源在这些地区的应用模式和可行性，如分布式光伏发电、小型风力发电、生物质能利用等。研究新能源发展对农村经济