2026年工程热力学理论与实际问题解决技巧

2026年工程热力学理论与实际问题解决技巧一、单选题（共10题，每题2分，合计20分）（针对新能源行业，结合我国能源结构特点）1.在太阳能光热发电系统中，聚光器的主要作用是：A.吸收太阳能辐射B.转化太阳能为电能C.提高太阳辐射的利用率D.减少热损失2.燃气轮机在变工况运行时，为保证效率，应优先调整：A.燃气温度B.压缩比C.质量流量D.燃料消耗率3.在制冷循环中，节流阀的主要功能是：A.增加冷媒流量B.降低冷媒过冷度C.节省压缩机功率D.提高蒸发温度4.某电厂锅炉采用循环流化床燃烧技术，其主要优势是：A.燃料适应性广B.烟气温度高C.污染物排放低D.运行成本低5.在跨区域热电联产项目中，热力管道保温层厚度计算时，主要考虑的因素是：A.管道直径B.环境温度C.热媒种类D.保温材料导热系数6.某地热电站采用闪蒸循环，其关键参数是：A.地热资源温度B.冷凝水压力C.蒸汽回收率D.抽汽压力7.在海洋温差能发电中，布雷顿循环与卡琳娜循环的主要区别是：A.工质性质B.发电效率C.系统复杂度D.热力过程8.城市集中供热系统中，为减少热损失，常采用：A.高温热水循环B.蒸汽直供C.空气源热泵D.地源热泵9.在燃气轮机热力计算中，回热器的作用是：A.提高排气温度B.降低压缩比C.回收部分热量D.增加燃气流量10.某工业锅炉采用低氮燃烧技术，其主要原理是：A.降低燃烧温度B.增加空气过量系数C.采用分段燃烧D.减少燃料供给二、多选题（共5题，每题3分，合计15分）（针对东北地区供暖系统优化设计）1.在燃煤锅炉供暖系统中，为提高燃烧效率，可采取的措施包括：A.采用循环流化床燃烧B.优化空气配比C.增加烟道挡板D.改善燃烧室结构2.地源热泵系统在冬季运行时，其热力循环特点包括：A.蒸发器吸收土壤热量B.冷凝器释放热量到土壤C.系统需要额外加热D.能耗较高3.在集中供热系统中，为降低热网热损失，可采取的保温措施有：A.增加保温层厚度B.采用真空绝热板C.降低供水温度D.优化循环水泵效率4.某火电厂采用联合循环发电，其热力系统优化的方向包括：A.提高蒸汽初温B.降低排汽背压C.增加再热温度D.优化燃气轮机压比5.在生物质气化发电系统中，影响发电效率的关键因素有：A.气化温度B.空气配比C.气化剂种类D.冷凝水回收率三、判断题（共10题，每题1分，合计10分）（针对工业余热回收利用技术）1.燃气轮机回热循环可以提高热效率，但会增加系统复杂度。（√）2.热管回收技术适用于低温余热利用。（×）3.锅炉水垢会导致传热恶化，降低燃烧效率。（√）4.压缩空气储能系统属于热力学可逆过程。（×）5.制冷系统中，过冷度越高，制冷效果越好。（√）6.地热能发电属于可再生能源利用方式。（√）7.燃气轮机燃烧室出口温度越高，做功能力越大。（×）8.热泵系统在冬季运行时，需要外部加热。（×）9.蒸汽轮机抽汽供热可以提高机组经济性。（√）10.燃料电池发电属于热力学第二类不可逆过程。（√）四、简答题（共5题，每题5分，合计25分）（针对西北地区风力发电与热电联产）1.简述太阳能光热发电的原理及其在我国能源结构中的意义。2.解释燃气轮机联合循环与纯凝循环的效率差异。3.阐述地源热泵系统在冬季供暖时的热力循环过程。4.分析生物质气化发电系统中，影响气化效率的关键因素。5.比较集中供热系统中蒸汽管网与热水管网的优缺点。五、计算题（共3题，每题10分，合计30分）（针对沿海地区核能热电联产项目）1.某核电站采用压水堆，蒸汽初温为500℃、排汽背压为0.05MPa，求其朗肯循环的热效率。2.某地热电站采用闪蒸循环，地热资源温度为150℃，冷凝水压力为0.1MPa，求其发电功率（假设蒸汽流量为100t/h）。3.某生物质气化发电系统，输入气化炉的生物质热值为15MJ/kg，气化效率为80%，求其净发电量（假设发电效率为35%）。六、论述题（共1题，15分）（针对国内工业余热回收技术发展）结合我国工业余热利用现状，分析提高余热回收效率的技术路径及经济可行性。答案与解析一、单选题答案1.C,2.B,3.D,4.A,5.B,6.A,7.B,8.A,9.C,10.C解析：-1.聚光器通过光学聚焦提高太阳能利用率，而非直接转化电能。-4.循环流化床燃烧适应劣质燃料，且污染物排放控制较好。-5.热力管道保温主要受环境温度影响，需降低热损失。二、多选题答案1.A,B,D,2.A,B,3.A,B,D,4.A,B,C,5.A,B,C,D解析：-1.循环流化床、优化空气配比、改善燃烧室均能提高效率。-4.联合循环可通过提高蒸汽初温、降低背压、优化压比提升效率。三、判断题答案1.√,2.×,3.√,4.×,5.√,6.√,7.×,8.×,9.√,10.√解析：-4.压缩空气储能涉及压缩与膨胀过程，存在不可逆性。-7.过高温度会导致燃气轮机材料损坏，实际运行需优化。四、简答题答案1.太阳能光热发电原理：通过聚光器将太阳能转化为高温热能，加热工质（如水）产生蒸汽，驱动汽轮机发电。意义：清洁可再生能源，支持“双碳”目标。2.联合循环效率高于纯凝循环：联合循环利用燃气轮机排气余热加热给水，提高热能利用率。3.地源热泵冬季供暖循环：土壤作为冷源，水泵强制土壤中的热量通过热泵系统传递至建筑供暖。4.影响生物质气化效率因素：气化温度、空气配比、气化剂种类、反应时间等。5.蒸汽管网与热水管网对比：蒸汽管网传热效率高，但投资大、热损失大；热水管网经济性好，但需高压泵。五、计算题答案1.朗肯循环热效率：η=1-(冷凝水焓/蒸汽初焓)≈0.38（假设蒸汽初焓为3380kJ/kg，冷凝水焓为2100kJ/kg）。2.闪蒸循环发电功率：P=(蒸汽流量×焓差×发电效率)≈6.5MW。3.生物质净发电量：η_net=0.35×0.8×15MJ/kg=3.36MJ/