2025年本科热能动力工程（热能转换技术）试题及答案

2025年本科热能动力工程（热能转换技术）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)w1.以下哪种现象不属于热能转换为机械能的过程？（）A.蒸汽机工作B.内燃机燃烧C.汽轮机发电D.电热水器烧水w2.关于卡诺循环，下列说法错误的是（）A.由两个等温过程和两个绝热过程组成B.是理想的可逆循环C.热效率只取决于高温热源和低温热源的温度D.实际中能完全实现卡诺循环w3.提高朗肯循环热效率的有效方法是（）A.提高蒸汽初温B.降低蒸汽初压C.增加乏汽压力D.减少蒸汽流量w4.以下哪项不是影响锅炉热效率的主要因素？（）A.排烟热损失B.化学不完全燃烧热损失C.散热损失D.给水温度w5.燃气轮机的工作过程不包括以下哪个阶段？（）A.进气B.压缩C.蒸发D.膨胀做功w6.蒸汽动力循环中，凝结水的回收方式不包括（）A.自流回收B.余压回收C.机械回水D.太阳能回收w7.下列哪种设备不属于热能动力工程中的辅助设备？（）A.给水泵B.凝结水泵C.发电机D.除氧器w8.关于热传递的方式，以下说法正确的是（）A.导热只发生在固体中B.对流只能在流体中进行C.热辐射不需要介质D.以上都不对w9.以下哪种燃料不属于化石燃料？（）A.煤B.天然气C.太阳能D.石油w10.提高蒸汽动力循环热效率的关键在于（）A.提高蒸汽压力B.提高蒸汽温度C.减少各项热损失D.增加蒸汽流量第II卷（非选择题，共70分）w11.（1０分）简述热能动力工程中常见的能量转换形式及其应用实例。w12.（15分）分析卡诺循环的热效率与哪些因素有关，并说明提高卡诺循环热效率的途径。w13.（15分）某蒸汽动力循环，已知蒸汽初参数为压力p1=10MPa，温度t1=500℃，乏汽压力p2=0.004MPa。试计算该循环的热效率，并分析提高该循环热效率的措施。（已知蒸汽在不同状态下的焓值：h1=3375kJ/kg，h2=2015kJ/kg，h3=19lkJ/kg，h4=2150kJ/kg）w14.（15分）材料：随着能源需求的不断增长和对环境保护要求的提高，热能动力工程领域面临着新的挑战和机遇。新型能源的开发利用、高效节能技术的研究成为热点。例如，生物质能作为一种可再生能源，具有很大的发展潜力。生物质能发电技术不断发展，一些生物质能发电厂采用先进的气化技术将生物质转化为可燃气体，再用于发电。同时，提高传统热能动力设备的效率和降低污染物排放也是重要的研究方向。问题：结合材料，谈谈生物质能发电技术对热能动力工程发展的意义以及面临的挑战。w15.（15分）材料：在现代工业生产中，热能动力工程起着至关重要的作用。例如，钢铁厂的炼铁、炼钢过程需要大量的热能来维持高温环境，通过热能动力设备提供稳定的热能供应。然而，钢铁生产过程中也存在能源浪费和环境污染问题。一些老旧的热能动力设备效率较低，排放的废气中含有大量有害物质。问题：针对钢铁厂热能动力工程存在的问题，提出改进措施和建议。答案：w1.Dw2.Dw3.Aw4.Dw5.Cw6.Dw7.Cw8.Cw9.Cw1０.Cw11.常见能量转换形式及应用实例：热能转化为机械能，如蒸汽机、内燃机、汽轮机等，利用燃料燃烧产生的热能推动活塞或叶轮运动，输出机械能；机械能转化为电能，如通过汽轮机带动发电机发电；热能传递，如锅炉中高温烟气将热量传递给给水，使水变成蒸汽。w12.卡诺循环热效率与高温热源温度T1和低温热源温度T2有关，其表达式为ηc=1-T2/T1。提高卡诺循环热效率的途径是提高高温热源温度或降低低温热源温度。但在实际中，低温热源温度往往受到环境温度等限制，所以通常通过提高高温热源温度来提高热效率。w13.循环吸热量q1=h1-h４=3375-2150=1225kJ/kg，循环放热量q2=h2-h３=2015-191=1824kJ/kg，热效率η=(q1-q2)/q1=(1225-1824)/1225≈32.6%。提高该循环热效率的措施有：提高蒸汽初温、初压，降低乏汽压力等。w14.生物质能发电技术对热能动力工程发展意义重大。它提供了可再生能源利用途径，减少对传统化石能源依赖，符合环保要求。但面临挑战，如生物质原料收集、储存困难，气化技术有待完善，设备效率和可靠性需提高，还要解决成本较高问题，以实现大规模商业化应用。w15.改进措