电子科技大学《热交换原理与设备》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《热交换原理与设备》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在可再生能源的分布式发电系统中，微电网的运行管理面临诸多挑战。对于一个包含多种分布式电源的微电网，以下哪种控制策略更能确保其在孤岛运行模式下的稳定供电？（）A.主从控制B.对等控制C.下垂控制D.集中控制2、对于能源动力设备的可靠性与维护，以下哪种监测技术能够实时获取设备的运行状态信息，提前发现潜在故障，降低设备停机时间和维修成本？（）A.振动监测B.温度监测C.油液分析监测D.以上监测技术均可3、在能源系统的优化设计中，经济成本是一个重要的考虑因素。对于一个新建的分布式能源系统，以下哪种成本在长期运行中所占比例通常较大？（）A.设备购置成本B.燃料成本C.维护成本D.人工成本4、在能源动力工程中的节能技术，对于工业节能、建筑节能和交通节能的主要措施和潜力，以下解释不正确的是（）A.工业节能可通过优化工艺流程实现B.建筑节能主要依赖新型保温材料C.交通节能需要提高交通工具的能效D.节能技术的应用前景广阔5、在热力循环分析中，卡诺循环是一种理想的循环。假设在一个卡诺循环中，高温热源温度为800K，低温热源温度为300K，那么该循环的热效率最接近以下哪个值？（）A.40%B.50%C.60%D.70%6、在能源系统的优化设计中，需要综合考虑能源供应的可靠性和经济性。对于一个偏远地区的独立能源系统，同时具备风力发电、太阳能发电和柴油发电机，在不同季节和天气条件下，以下哪种能源组合方式能够最大程度地保证供电可靠性并降低成本？（）A.主要依靠风力发电，太阳能发电作为补充，柴油发电机备用B.主要依靠太阳能发电，风力发电作为补充，柴油发电机备用C.根据季节和天气灵活调整风力、太阳能和柴油发电机的使用比例D.始终以柴油发电机为主，风力和太阳能发电作为辅助7、关于新能源的开发与利用，对于太阳能光伏发电、风能发电、生物能发电等新能源技术的发展现状、面临的挑战以及未来发展趋势，描述错误的是（）A.太阳能光伏发电成本逐渐降低，但效率仍有待提高B.风能发电受地域和气候条件限制较小C.生物能发电存在原料供应和转化效率等问题D.新能源在未来能源结构中的占比将持续快速增长8、关于能源系统的优化调度，对于考虑不同能源供应和需求的变化、约束条件和优化算法，以下表述不准确的是（）A.优化调度要满足能源供需平衡和系统运行约束B.天气变化会影响可再生能源的供应C.线性规划是唯一适用的优化算法D.优化调度可以提高能源系统的经济性和可靠性9、关于能源动力设备的噪声控制，以下哪种措施能够有效地降低设备运行时产生的噪声，同时不影响设备的性能和效率？（）A.优化设备结构B.安装消声器C.采用隔振技术D.以上措施均可10、在蒸汽动力装置中，蒸汽轮机是将蒸汽的热能转化为机械能的关键设备。当蒸汽进入轮机时的压力和温度一定，若蒸汽流量增加，轮机的输出功率会怎样变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小11、对于内燃机的可变气门正时技术，以下哪种控制策略能够根据不同工况优化气门开闭时刻，实现更好的进气和排气效果，提高发动机性能？（）A.基于转速的控制B.基于负荷的控制C.基于工况的综合控制D.以上控制策略均可12、在能源系统的经济性评价中，净现值（NPV）是常用的指标之一。对于一个长期的能源投资项目，以下哪种因素的变化对NPV的影响更大？（）A.初始投资B.年运行成本C.能源价格D.折现率13、在能源动力系统的优化设计中，需要考虑多个目标函数，如效率、成本和环境影响等。以下哪种优化算法常用于解决这类多目标优化问题？（）A.遗传算法B.线性规划C.动态规划D.贪心算法14、在能源系统的优化配置中，需要综合考虑能源供应的可靠性、经济性和环保性。对于一个区域能源系统，以下哪种能源组合方案更能满足上述要求？（）A.以煤炭为主，辅以少量可再生能源B.多种可再生能源互补，搭配适量天然气C.主要依赖核能，结合储能装置D.完全依靠传统化石能源15、在燃气轮机的运行中，为了提高其可靠性和寿命，需要对关键部件进行定期检测和维护。以下哪个部件的故障对燃气轮机的运行影响最大？（）A.压气机叶片B.燃烧室C.涡轮叶片D.回热器16、在热交换器的设计中，提高传热效率是重要的目标之一。对于一个管壳式热交换器，以下哪种措施不太可能显著提高其传热系数？（）A.增加换热管的长度B.提高流体的流速C.在换热管内设置扰流元件D.选用导热性能更好的材料制造换热管17、在能源系统的能效评估中，能源效率指标的选择和计算方法至关重要。对于一个综合能源系统，以下哪种能源效率指标更能全面反映系统的能源利用效率？（）A.一次能源利用率B.终端能源利用率C.能源加工转换效率D.能源回收利用率18、在蒸汽发生器中，水在加热过程中会产生蒸汽。对于水的沸腾过程，以下哪种说法是不准确的？（）A.水的沸腾温度与压力有关，压力越高，沸腾温度越高B.核态沸腾阶段的传热系数通常高于膜态沸腾阶段C.在沸腾过程中，水的温度始终保持不变D.增加加热表面的粗糙度可以降低水的沸腾起始温度19、在风力发电系统中，叶片的设计对于风能的捕获效率至关重要。如果叶片的长度增加，在相同风速下，风力机的输出功率会如何变化？（）A.大幅增加B.小幅增加C.基本不变D.可能增加也可能减小20、在能源与动力工程的热力学课程中，熵增原理是一个重要的概念。对于一个孤立系统，以下哪种情况不符合熵增原理？（）A.系统内发生不可逆过程，熵值增加B.系统内发生可逆过程，熵值不变C.系统从外界吸收热量，熵值减小D.系统与外界没有热交换和功交换，熵值不变二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）能源动力工程中的流体力学知识对于设备设计和系统运行至关重要。论述流体力学在能源领域的应用（如管道流动、风机和泵的设计）、基本原理以及相关的计算方法。2、（本题5分）能源动力工程中的余热锅炉在能源回收中起着关键作用。论述余热锅炉的工作原理、结构特点，以及余热锅炉在工业余热回收系统中的设计和运行要点。3、（本题5分）在分布式能源系统中，多能源互补的模式逐渐兴起。请阐述多能源互补的概念、优势，以及如何实现不同能源形式的有效整合和协同运行。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某地区计划建设跨区域的能源输送通道，但在路线选择、工程技术和社会影响等方面存在诸多争议。分析各种方案的优缺点，研究如何权衡经济、技术和社会因素，选择最优的输送路线，减少工程建设和运营对周边地区的不利影响。2、（本题5分）一个区域的分布式能源系统，在能源分配和调度方面存在问题，导致部分用户能源供应不足。分析造成能源分配不均的原因，如能源监测手段、调度算法、储能设备等，并提出改进措施。3、（本题5分）一家纺织印染企业的染色工艺需要大量的热水和蒸汽，目前能源消耗较高。分析染色工艺的能源需求和现有能源供应系统的不足，研究如何通过工艺改进、设备更新和能源综合利用等措施降低能源消耗，提高企业的竞争力。4、（本题5分）某能源研究所正在研究一种新型的储能材料，但在材料合成和性能测试过程中遇到了困难。分析可能的原因，如合成工艺不完善、测试方法不准确、实验设备限制等，探讨如何改进合成工艺、优化测试方法和升级实验设备，推动研究进展。5、（本题5分）某太阳能光伏电