2026年工程热力学与节能减排试题

2026年工程热力学与节能减排试题一、单选题（每题2分，共20题）1.在某地区，冬季室外空气温度为-10℃，相对湿度为60%，若采用空气源热泵系统供暖，其理论能效比（COP）受以下哪项因素影响最大？A.空气温度B.空气湿度C.蒸发器传热系数D.压缩机效率2.某火力发电厂锅炉效率为90%，若燃煤低位发热值为29.3MJ/kg，煤耗量为500kg/h，则该锅炉的净输出功率约为多少？A.10.35MWB.12.55MWC.14.75MWD.16.95MW3.在绝热压缩过程中，若工质为理想气体，且初态参数为P₁、T₁，终态压力为P₂，则其内能变化量ΔU主要取决于：A.压力变化B.温度变化C.体积变化D.焓变化4.某地夏季空调设计日温度为35℃，相对湿度为70%，若采用冷水机组（COP=3.0）提供7℃冷冻水，则每吸收1kW冷量需要消耗多少kW电能？A.0.33B.0.67C.1.0D.1.335.在太阳能光热系统中，聚光式集热器的热效率主要受以下哪项因素制约？A.太阳辐照强度B.集热器倾角C.反射涂层质量D.环境风速6.某工业余热回收系统采用有机朗肯循环（ORC），若回收的废热温度为150℃，循环工质为R123，则其理论热效率最高约为多少？A.15%B.25%C.35%D.45%7.在燃气内燃机中，提高压缩比的主要目的是：A.增大功率B.提高热效率C.降低排放D.延长寿命8.某建筑墙体传热系数为0.5W/(m²·K)，室内外温差为20℃，若墙体面积为50m²，则其年热量损失约为多少kWh？A.18.25万B.22.50万C.26.75万D.31.00万9.在蒸汽动力循环中，若采用再热循环，其主要目的是：A.提高循环效率B.增大蒸汽流量C.降低设备投资D.减少排放10.某地冬季采暖需求为20℃，若采用地源热泵系统，其COP值可达4.0，若供暖负荷为1000kW，则所需电功率约为多少？A.250kWB.300kWC.350kWD.400kW二、多选题（每题3分，共10题）11.影响燃煤电厂烟气余热回收效率的因素包括：A.烟气温度B.烟气成分C.回收设备形式D.环境湿度12.在制冷循环中，提高蒸发温度的主要好处有：A.增大制冷量B.提高系统效率C.降低压缩机负荷D.减少节流损失13.太阳能光伏发电系统的效率提升主要依靠：A.提高电池板转换率B.优化支架结构C.增强并网能力D.降低逆变器损耗14.工业锅炉燃烧效率提升的措施包括：A.优化燃烧器B.采用低氮燃烧技术C.加强排烟余热回收D.提高给水温度15.地源热泵系统的适用性受以下哪些因素影响？A.地层热容量B.土层导热系数C.水源水质D.初投资成本16.在风力发电中，影响发电效率的关键参数有：A.风速B.风轮直径C.发电机功率因数D.塔筒高度17.某地区冬季室外空气密度为1.2kg/m³，若采用自然通风进行建筑节能，则建筑围护结构气密性对能耗的影响主要体现在：A.热量损失B.湿度变化C.通风效率D.空气置换18.汽车混合动力系统节能的主要原理包括：A.电机辅助驱动B.能量回收制动C.电池优化管理D.轻量化设计19.在生物质能利用中，影响发电效率的技术因素有：A.原料热值B.燃烧效率C.余热回收水平D.发电设备匹配性20.某工业园区采用余热发电系统，其经济效益评估需考虑：A.余热品质B.发电成本C.销售电价D.环保补贴三、判断题（每题1分，共10题）21.燃气轮机联合循环（CCGT）的热效率理论上可达50%以上。（正确/错误）22.在空调系统中，提高制冷剂蒸发温度会导致压缩机功率增加。（正确/错误）23.太阳能集热器的最佳倾角等于当地纬度。（正确/错误）24.地源热泵系统在夏季可向地下排放多余热量。（正确/错误）25.汽车涡轮增压技术可显著提高燃油经济性。（正确/错误）26.在朗肯循环中，提高蒸汽初温可提升循环效率。（正确/错误）27.墙体保温材料的导热系数越小，保温效果越好。（正确/错误）28.风力发电机在低风速时效率最低。（正确/错误）29.生物质气化发电的排放可完全达标。（正确/错误）30.余热回收系统的投资回收期与余热品质成正比。（正确/错误）四、简答题（每题5分，共5题）31.简述提高蒸汽动力循环效率的主要途径。32.解释太阳能光伏发电的MPPT（最大功率点跟踪）技术原理。33.比较地源热泵与空气源热泵在冬季运行性能上的差异。34.分析工业余热回收系统中换热器效率低的原因及改进措施。35.阐述建筑节能中“被动式设计”的核心思想及具体应用。五、计算题（每题10分，共5题）36.某火力发电厂锅炉燃煤低位发热量为29.3MJ/kg，煤耗量为500kg/h，锅炉效率为90%，若冷却水进水温度为30℃，出水温度为50℃，求冷却水带走的热量。（结果保留两位小数）37.某制冷系统采用R134a，蒸发温度为-10℃，冷凝温度为40℃，压缩机吸气比功为200kJ/kg，求该系统的制冷系数（COP）。（结果保留两位小数）38.某太阳能集热系统面积为100m²，倾角为30°，日太阳辐照量为800W/m²，集热器效率为70%，求每日可收集的热量。（结果保留两位小数）39.某地源热泵系统从地下抽取1000kW的冷量，地下土壤温度为15℃，若系统COP为3.0，求所需电功率及地下热平衡问题。（结果保留整数）40.某建筑墙体厚度0.3m，内外温差20℃，传热系数为0.5W/(m²·K)，若墙体面积为50m²，求每小时的热量损失，并说明减少热量损失的方法。（结果保留两位小数）答案与解析一、单选题答案1.A2.A3.B4.B5.A6.B7.B8.B9.A10.A二、多选题答案11.A,B,C12.A,B,D13.A,B,D14.A,B,C15.A,B,C16.A,B,C,D17.A,C18.A,B,C19.A,B,C,D20.A,B,C,D三、判断题答案21.正确22.正确23.错误（最佳倾角略小于纬度）24.正确25.正确26.正确27.正确28.错误（高效区在额定风速附近）29.错误（仍需尾气处理）30.错误（余热品质差回收难度大，回收率低）四、简答题答案31.提高蒸汽初温、提高蒸汽压力、采用再热循环、减少不可逆损失。（每点1分，答对任意三点即可）32.MPPT技术通过实时监测光伏阵列输出电压和电流，动态调整工作点至最大功率点，从而最大化发电效率。（2分）原理基于光伏曲线具有单一最大功率点，通过调整占空比或电压参考实现跟踪。（3分）33.地源热泵冬季从地下吸收热量，空气源热泵通过空气换热，后者受室外温度影响大，低温性能差；地源热泵全年性能稳定，但初投资高。（2分）空气源热泵结构简单，维护方便。（3分）34.原因：温差大、结垢、堵塞、传热面污染。（2分）改进措施：选择高效换热器、定期清洗、优化流体流动、采用新型耐腐蚀材料。（3分）35.被动式设计通过建筑朝向、布局、围护结构优化，无需主动能耗实现舒适环境，如自然采光、通风、遮阳、保温等。（2分）具体应用包括：高窗采光、中庭通风、双层玻璃、热反射涂层等。（3分）五、计算题答案36.解：净输出功率=煤耗量×低位发热量×效率=500kg/h×29.3MJ/kg×90%=13.085MW冷却水带走热量=净输出功率-有效输出=13.085MW-500kg/h×29.3MJ/kg×90%×(1-30/50)=13.085MW-10.545MW=2.54MW（结果保留两位小数，单位换算正确）37.解：COP=制冷量/压缩机功制冷量=质量流量×吸气比功COP=1/(1-(-10-273)/40)=1/(1-263/40)=1/0.345=2.89（计算过程完整，结果保留两位小数）38.解：每日热量=集热面积×辐照量×效率×时间=100m²×800W/m²×70%×12h=672kW·h（假设每日工作12小时，单位换算正确）39.解：所需电功率=冷量/COP=1000kW/3.0=