南开大学《水轮机结构与运行》2025-2026学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页南开大学《水轮机结构与运行》2025-2026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、在能源动力工程中，热力学第二定律对于系统的分析和优化具有重要意义。根据热力学第二定律，以下哪种过程是不可能自发进行的？（）A.热从低温物体传向高温物体B.功完全转化为热C.气体从高压区自发流向低压区D.热量从高温物体传向低温物体2、在能源存储系统中，超导磁储能具有响应速度快、储能密度高的特点。对于超导磁储能系统，以下哪个因素是限制其广泛应用的主要原因？（）A.超导材料的成本高昂B.系统的控制复杂C.储能容量相对较小D.对环境温度要求苛刻3、在能源系统的优化配置中，考虑到不同能源的特点和供需关系，以下哪种能源组合方式能够在满足能源需求的同时，实现能源供应的可靠性和经济性？（）A.以煤炭为主，搭配可再生能源B.以天然气为主，搭配核能C.多种可再生能源协同发展D.以上能源组合方式均可4、在能源存储系统的性能测试中，循环寿命是评价电池质量的重要指标。对于一个新开发的电池技术，以下哪种测试方法更能准确评估其在实际应用中的循环寿命？（）A.恒流充放电测试B.恒压充放电测试C.动态工况模拟测试D.高温加速老化测试5、对于能源转换设备的热力学性能评估，以下哪种指标能够综合反映设备的能量转换效率和不可逆损失，对于设备的优化设计具有重要指导意义？（）A.热效率B.熵产C.㶲效率D.以上指标均可6、在太阳能热水器的设计中，集热器的效率是一个关键指标。以下哪种措施可以提高太阳能集热器的效率？（）A.增加集热器面积B.采用选择性吸收涂层C.提高集热器的安装高度D.减小集热器的管道直径7、在能源与动力工程的教学中，热力学第一定律和第二定律是基础内容。对于一个绝热封闭系统，以下哪种情况不可能发生？（）A.内能增加，同时对外做功B.内能不变，对外做功C.内能减少，外界对系统做功D.内能增加，外界对系统做功8、在水力发电系统中，水轮机的效率受到水头和流量的影响。当水头不变，流量增加时，水轮机的效率会怎样变化？（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低9、在能源与动力工程的流体机械中，离心泵的性能曲线反映了其工作特性。当离心泵的转速增加时，其扬程和流量会如何变化？（）A.扬程增大，流量增大B.扬程增大，流量减小C.扬程减小，流量增大D.扬程减小，流量减小10、在能源与动力工程的能源效率评估中，能源强度是一个常用的指标。能源强度的降低意味着什么？（）A.能源利用效率提高B.能源消耗减少C.经济增长对能源的依赖降低D.以上都是11、在能源与动力工程的蒸汽轮机叶片设计中，需要考虑多种因素以提高效率和可靠性。以下哪个因素对叶片的强度影响最大？（）A.叶片材料B.叶片形状C.蒸汽参数D.以上都不是12、对于燃气轮机的工作原理和应用范围，以下关于其性能特点和发展趋势，哪一个是正确的？（）A.燃气轮机具有功率大、效率高、启动快等优点，广泛应用于发电、航空、船舶等领域，未来将朝着更大功率、更高效率的方向发展B.燃气轮机技术发展缓慢，性能提升空间有限，应用范围逐渐缩小C.燃气轮机的运行成本低，维护简单，对燃料的要求不高D.燃气轮机在能源领域的地位不重要，将被其他动力装置所取代13、在能源管理和优化中，系统的热力学分析是重要的手段。对于一个复杂的能源供应系统，以下哪种热力学分析方法更能准确地评估系统的性能和潜在的节能空间？（）A.能量平衡分析B.㶲分析C.熵分析D.热效率分析14、在能源与动力工程中，燃烧过程的优化对于提高能源利用效率和减少污染物排放至关重要。以下哪种燃烧技术可以显著降低氮氧化物的生成？（）A.预混燃烧B.扩散燃烧C.富氧燃烧D.催化燃烧15、在能源管理中，能源审计是一种重要的手段。能源审计的主要目的是什么？（）A.发现能源浪费环节B.评估能源设备性能C.制定节能措施D.以上都是16、在燃气轮机联合循环中，系统的性能和效率受到多个因素的影响。以下关于联合循环中余热锅炉的作用和特点，不正确的是？（）A.回收燃气轮机排气中的余热，产生蒸汽B.余热锅炉的蒸汽参数对联合循环效率有重要影响C.余热锅炉的结构简单，与常规锅炉没有区别D.合理设计余热锅炉可以提高整个联合循环的经济性17、在风力发电系统的功率预测中，以下哪种预测方法能够结合历史数据和气象信息，提供较为准确的短期和中长期功率预测，为电网调度提供支持？（）A.物理方法B.统计方法C.人工智能方法D.以上方法均可18、在热力发电厂的汽水系统中，除氧器的作用是除去水中的溶解氧。关于除氧器的工作原理，以下哪种说法是不正确的？（）A.利用热力除氧的方法，将水加热到沸点，使氧气逸出B.除氧器内通常设置填料，增加水与蒸汽的接触面积，提高除氧效果C.除氧后的水含氧量可以降为零D.除氧器的运行压力和温度对除氧效果有重要影响19、在能源回收与再利用技术中，关于工业余热回收和废弃物能源化的潜力和技术挑战，以下哪种表述是恰当的？（）A.工业余热回收和废弃物能源化的潜力有限，技术难度大，不值得投入大量资源B.工业余热和废弃物蕴含着巨大的能源潜力，通过采用合适的技术可以实现高效回收和利用，但面临着技术成本高、回收效率低等挑战C.工业余热回收和废弃物能源化会对环境造成二次污染，应该谨慎推行D.现有的技术已经能够充分挖掘工业余热和废弃物的能源价值，无需进一步研究和创新20、在燃气轮机发电系统中，为了提高燃气轮机的性能，通常会采用回热技术。回热技术的主要作用是以下哪一项？（）A.提高燃气初温B.降低排气温度C.提高热效率D.减少燃料消耗二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）核能反应堆的冷却系统是保障反应堆安全运行的关键。请详细说明不同类型核能反应堆（如压水堆、沸水堆）冷却系统的工作原理、设计要求以及可能出现的故障和应对措施。2、（本题5分）能源政策的实施效果受到多种因素的影响。分析影响能源政策实施效果的因素（如政策目标明确性、执行力度、利益相关者参与）、评估方法以及如何提高能源政策的实施效果。3、（本题5分）分析热能动力工程在工业生产中的应用及重要性。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某海上石油平台的能源供应主要依靠自发电，成本高昂且可靠性受限。研究利用海洋可再生能源（如海上风能、海洋温差能）的可行性和技术方案，并分析在恶劣海洋环境下的设备防护和维护问题。2、（本题5分）某煤矿企业在开采过程中产生大量的矿井瓦斯，目前瓦斯利用率较低。分析如何通过瓦斯抽采技术的改进和瓦斯发电、瓦斯提纯等利用方式的优化，提高瓦斯的综合利用价值，同时保障煤矿的安全生产。3、（本题5分）一座采用压缩空气储能的电站，在储能效率、设备可靠性、系统成本等方面面临挑战。分析原因，如空气压缩与膨胀过程损失、设备制造工艺、系统集成等，探讨提高储能效率、增强设备可靠性和降低成本的技术方案。4、（本题5分）一家汽车制造企业正在研发新型电动汽车，需要解决电池续航里程短和充电时间长的问题。分析可能的技术途径，如提高电池能量密度、改进电池管理系统、发展快速充电技术或采用换电模式等，并探讨这些技术在实际应用中的挑战和前景。5、（本题5分）某地区的分布式光伏发电项目在接入电网时遇到困难，如电压波动、谐波污染等。分