華南理工大學(xué)《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)基礎(chǔ)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華南理工大學(xué)《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)基礎(chǔ)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、新能源在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，以下關(guān)于新能源在工業(yè)中的應(yīng)用場景，描述錯誤的是：（）A.工廠可以利用屋頂?shù)奶柲芄夥l(fā)電滿足部分電力需求，降低用電成本B.工業(yè)余熱回收技術(shù)可以將生產(chǎn)過程中的廢熱轉(zhuǎn)化為電能或熱能，提高能源利用效率C.新能源汽車的零部件制造工廠可以完全依靠新能源供電，不需要傳統(tǒng)能源D.一些高能耗的工業(yè)企業(yè)可以采用氫能作為燃料，替代傳統(tǒng)的化石能源，減少碳排放2、隨著新能源技術(shù)的進(jìn)步，分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展越來越受到重視。假設(shè)一個社區(qū)計劃建設(shè)分布式能源系統(tǒng)，以下哪種能源組合最有可能滿足社區(qū)的多樣化需求，并提高能源自給率？（）A.屋頂太陽能、小型風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能B.地?zé)崮堋⑷剂想姵睾蛢δ茈姵谻.垃圾焚燒發(fā)電、微型水力發(fā)電和太陽能熱水器D.以上幾種組合都有可能，取決于社區(qū)的具體條件和需求3、新能源技術(shù)的發(fā)展也帶來了一些環(huán)境和社會問題，需要引起關(guān)注和解決。以下關(guān)于新能源相關(guān)問題的描述，不正確的是：（）A.大規(guī)模建設(shè)太陽能和風(fēng)能發(fā)電場可能會對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成一定影響，如改變土地利用方式、影響鳥類遷徙等B.新能源設(shè)備的制造過程中可能會消耗大量的資源和產(chǎn)生一定的污染物排放，需要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的綠色制造和循環(huán)經(jīng)濟(jì)C.新能源的發(fā)展可能會導(dǎo)致部分傳統(tǒng)能源行業(yè)的就業(yè)崗位減少，但同時也會創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會，如新能源設(shè)備的安裝、維護(hù)和研發(fā)等D.新能源的普及和應(yīng)用不會對社會的能源消費觀念和生活方式產(chǎn)生任何影響，人們可以保持原有的習(xí)慣4、新能源技術(shù)的應(yīng)用對氣候變化的應(yīng)對具有重要意義，以下關(guān)于新能源與氣候變化的關(guān)系，說法錯誤的是：（）A.大規(guī)模應(yīng)用新能源可以減少溫室氣體排放，減緩全球氣候變化的速度B.新能源的發(fā)展可以降低對化石燃料的依賴，從而減少因燃燒化石燃料而產(chǎn)生的污染物排放C.氣候變化對新能源的開發(fā)和利用沒有任何影響，新能源技術(shù)可以在任何氣候條件下穩(wěn)定運行D.新能源技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展有助于提高能源效率，進(jìn)一步減少能源消耗對環(huán)境的壓力5、風(fēng)能作為一種可再生能源，在全球能源結(jié)構(gòu)中的地位日益重要。關(guān)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前最常見的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其葉片通常設(shè)計為細(xì)長形狀以提高風(fēng)能捕獲效率B.風(fēng)力發(fā)電場的選址需要綜合考慮風(fēng)速、風(fēng)向、地形和電網(wǎng)接入等因素，以確保發(fā)電效益和穩(wěn)定性C.隨著技術(shù)的進(jìn)步，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸取代了帶有齒輪箱的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因為前者具有更高的可靠性和更低的維護(hù)成本D.風(fēng)力發(fā)電的輸出功率完全取決于風(fēng)速，風(fēng)速越大，輸出功率越高，且不受其他因素的影響6、在新能源領(lǐng)域，生物質(zhì)能的利用方式多種多樣。關(guān)于生物質(zhì)發(fā)電，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.生物質(zhì)發(fā)電完全依賴于農(nóng)作物秸稈等廢棄物，原料供應(yīng)不穩(wěn)定，且發(fā)電效率低下，不具備大規(guī)模發(fā)展的潛力B.生物質(zhì)發(fā)電可以利用多種有機(jī)廢棄物和能源作物作為原料，通過燃燒或氣化等方式將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然存在一定的環(huán)境影響，但通過技術(shù)改進(jìn)和合理規(guī)劃，可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展C.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)簡單，投資成本低，且對環(huán)境沒有任何污染，是一種理想的清潔能源發(fā)電方式D.生物質(zhì)發(fā)電在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)和市場都非常成熟，不需要進(jìn)一步的研發(fā)和創(chuàng)新7、在新能源技術(shù)的生物能利用方面，以下關(guān)于生物燃料的說法，不正確的是哪一項？（）A.生物燃料包括生物乙醇、生物柴油和生物甲烷等，它們可以由農(nóng)作物、廢棄物或藻類等生物質(zhì)原料通過發(fā)酵、酯化等工藝制成B.生物燃料的使用可以減少對傳統(tǒng)石油燃料的依賴，降低溫室氣體排放，但在生產(chǎn)過程中可能會與糧食生產(chǎn)競爭土地和水資源C.生物燃料的能量密度和燃燒性能與傳統(tǒng)化石燃料相當(dāng)，且易于儲存和運輸，可以直接替代傳統(tǒng)燃料在交通運輸和工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用D.生物燃料的發(fā)展受到原料供應(yīng)、生產(chǎn)成本、技術(shù)成熟度等因素的制約，目前在全球能源消費中的占比仍然較低，但具有較大的發(fā)展?jié)摿?、在新能源汽車領(lǐng)域，電池技術(shù)是關(guān)鍵。對于鋰離子電池在新能源汽車中的應(yīng)用，以下描述哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.鋰離子電池具有極高的能量密度，充電速度極快，且循環(huán)壽命幾乎無限，使其成為新能源汽車的理想動力源，不存在任何缺點B.鋰離子電池雖然能量密度較高，但存在安全性問題，如過熱可能導(dǎo)致起火爆炸，且在低溫環(huán)境下性能大幅下降。不過，通過不斷的技術(shù)改進(jìn)，這些問題正在逐步得到解決C.鋰離子電池的成本過高，且資源稀缺，限制了其在大規(guī)模新能源汽車中的應(yīng)用，未來將被其他新型電池完全取代D.鋰離子電池的性能已經(jīng)完全滿足新能源汽車的需求，無需進(jìn)一步研發(fā)和改進(jìn)9、在新能源技術(shù)的生物能轉(zhuǎn)化技術(shù)方面，以下關(guān)于其類型和效率的描述，不正確的是哪一項？（）A.生物能轉(zhuǎn)化技術(shù)包括直接燃燒、氣化、液化、發(fā)酵和厭氧消化等多種方式，不同的轉(zhuǎn)化技術(shù)適用于不同類型的生物質(zhì)原料和應(yīng)用場景B.直接燃燒是最常見的生物能利用方式，但效率較低，且會產(chǎn)生一定的污染物排放；氣化和液化技術(shù)可以提高能源轉(zhuǎn)化效率，但技術(shù)難度和成本較高C.發(fā)酵和厭氧消化技術(shù)可以將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料（如生物乙醇和生物甲烷），具有較高的能源轉(zhuǎn)化效率和環(huán)境友好性D.所有的生物能轉(zhuǎn)化技術(shù)都具有很高的效率和成熟的工藝，能夠?qū)⑸镔|(zhì)原料充分轉(zhuǎn)化為有用的能源產(chǎn)品，不存在技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化的空間10、對于新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，如零能耗建筑的設(shè)計和建設(shè)，以下哪種技術(shù)或策略在降低建筑能耗方面發(fā)揮的作用最為顯著？（）A.高效的建筑保溫和隔熱材料，減少熱量的散失和吸收B.太陽能光伏一體化設(shè)計，將光伏板與建筑外觀融合，提供電力C.智能照明和空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境自動調(diào)節(jié)D.地源熱泵系統(tǒng)，利用地下熱能進(jìn)行供暖和制冷11、生物質(zhì)能作為一種可再生能源，其利用方式多種多樣。當(dāng)考慮將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源時，以下哪種轉(zhuǎn)化方法在大規(guī)模應(yīng)用中具有較高的能源效率和環(huán)境友好性？（）A.直接燃燒生物質(zhì)獲取熱能B.發(fā)酵生物質(zhì)生產(chǎn)生物乙醇C.熱解生物質(zhì)產(chǎn)生生物油和生物炭D.氣化生物質(zhì)生成合成氣12、對于新能源技術(shù)的國際合作和技術(shù)轉(zhuǎn)移，以下關(guān)于其意義和模式的描述，不正確的是哪一項？（）A.新能源技術(shù)的國際合作和技術(shù)轉(zhuǎn)移有助于全球范圍內(nèi)的能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化，促進(jìn)各國在新能源領(lǐng)域的共同發(fā)展B.國際合作可以通過聯(lián)合研發(fā)項目、技術(shù)交流會議、人才培養(yǎng)計劃等方式進(jìn)行，實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)和技術(shù)創(chuàng)新C.技術(shù)轉(zhuǎn)移可以通過技術(shù)許可、合作生產(chǎn)、直接投資等模式實現(xiàn)，但在技術(shù)轉(zhuǎn)移過程中需要注意知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和技術(shù)適應(yīng)性等問題D.新能源技術(shù)的國際合作和技術(shù)轉(zhuǎn)移是單向的，發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家輸出技術(shù)，發(fā)展中國家只能被動接受，無法參與技術(shù)創(chuàng)新和合作13、在新能源技術(shù)的可靠性評估中，需要考慮設(shè)備故障概率、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和應(yīng)對極端環(huán)境的能力等因素。對于一個海上風(fēng)電場，以下哪個因素對于其可靠性評估是最為重要的？（）A.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在海洋環(huán)境中的耐久性B.海底電纜的故障風(fēng)險C.海上氣象條件對風(fēng)機(jī)運行的影響D.以上因素都同等重要14、當(dāng)研究氫能技術(shù)時，需要關(guān)注氫氣的制取、儲存、運輸和應(yīng)用等環(huán)節(jié)。對于大規(guī)模推廣氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，目前面臨的主要瓶頸是哪方面？（）A.低成本高效率的制氫方法B.安全可靠的氫氣儲存技術(shù)C.便捷的氫氣運輸基礎(chǔ)設(shè)施D.高性能的氫燃料電池15、在新能源汽車的動力系統(tǒng)中，除了電池，電驅(qū)動系統(tǒng)也至關(guān)重要。關(guān)于電驅(qū)動系統(tǒng)，以下說法不正確的是：（）A.永磁同步電機(jī)具有高效率、高功率密度的優(yōu)點，在電動汽車中得到廣泛應(yīng)用B.交流異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，但在低速時效率較低C.電驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略直接影響電動汽車的動力性能和能耗水平D.電驅(qū)動系統(tǒng)的成本很低，不會對新能源汽車的價格產(chǎn)生較大影響二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)論述新能源技術(shù)在能源存儲領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，如新型電池技術(shù)（如鈉離子電池、鉀離子電池）、超級電容器等。分析這些新技術(shù)的工作原理、性能特點和潛在應(yīng)用場景。探討如何突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)能源存儲技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和商業(yè)化。2、（本題5分）闡述新能源技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用（如工廠的屋頂光伏發(fā)電、余熱回收利用）對提高工業(yè)能源效率和降低碳排放的作用，分析在工業(yè)領(lǐng)域推廣新能源技術(shù)的障礙和促進(jìn)措施。3、（本題5分）深入探討新能源技術(shù)在儀器儀表行業(yè)的應(yīng)用和精準(zhǔn)能源管理。分析儀器儀表的運行和制造過程中的能源需求和精度要求，闡述新能源技術(shù)（如微能源采集、低功耗新能源供電）如何實現(xiàn)儀器儀表的精準(zhǔn)能源管理和可持續(xù)運行，研究相關(guān)技術(shù)在該行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)突破和應(yīng)用案例。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個地源熱泵系統(tǒng)為一棟8000平方米的辦公樓供暖和制冷，冬季從地下提取熱量的功率為700kW，夏季向地下排放熱量的功率為800kW。地源熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)（COP）冬季為3.5，夏季為4.5。計算該系統(tǒng)冬季和夏季的耗電量。如果電價為0.7元/度，計算冬季和夏季的運行費用。2、（本題5分）一輛氫燃料電池叉車，儲氫罐容量為3kg，氫氣的熱值為142MJ/kg，燃料電池系統(tǒng)效率為55%，叉車每小時工作能耗為15MJ。計算叉車的續(xù)航工作時間。假設(shè)氫氣價格為40元/kg，每小時工作成本是多少？如果叉車初始購置成本為20萬元，預(yù)計使用6年，每年工作2000小時，計算年均使用成本。3、（本題5分）一個分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)容量為10kW，安裝角度為30度，當(dāng)?shù)氐奶栞椛鋸?qiáng)度為1000W/m2，光伏組件的效率為16%。計算該系統(tǒng)的實時輸出功率（單位：kW）。假設(shè)系統(tǒng)每天工作5小時，一個月按30天計算，計算月發(fā)電量（單位：kWh）。4、（本題5分）某地區(qū)規(guī)劃建設(shè)一個地?zé)崮馨l(fā)電站，預(yù)計地?zé)崃黧w的溫度為180℃，流量為200千克/秒，地?zé)崃黧w的比焓為750千焦/千克。發(fā)電系統(tǒng)的效率為10%，計算該電站的發(fā)電功率。如果該地區(qū)的用電負(fù)荷以每年5%的速度增長，3年后該電站的發(fā)電功率是否能夠滿足需求？若不能滿足，需要提高多少發(fā)電效率才能滿足需求？5、（本題5分）某分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝在一個工廠屋頂，面積為1000平方米，光伏板的轉(zhuǎn)換效率為18%，每平方米可安裝150W的光伏組件。該地區(qū)年平均日照時間為1600小時，系統(tǒng)效率為75%。計算該系統(tǒng)一年的發(fā)電量。如果工廠自用比例為70%，上網(wǎng)電價為0.4元/度，自用電價為0.8元/度，計算該系統(tǒng)一年的電費節(jié)省和上網(wǎng)收益。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）風(fēng)能是另一種具有巨大潛力的新能源。請深入探討風(fēng)力發(fā)電的工作原理、技術(shù)分類（如水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)），以及不同類型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特點和適用場景。分析當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，包括裝機(jī)容量、分布地區(qū)、政策支持等，并研究在大規(guī)模開發(fā)風(fēng)力資源過程中可能遇到的環(huán)境影響和電網(wǎng)接入問題，提出相應(yīng)的解決措施和發(fā)展建議。2、（本題10分）準(zhǔn)確評估新能源的資源量對于合理規(guī)劃和開發(fā)利用至關(guān)重要。請深入探討新能源資源評估