學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北華大學《工程熱力學與傳熱學》

2021-2022學年第一學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、水能是一種傳統(tǒng)的可再生能源，也是目前全球電力供應的重要組成部分。關于水能發(fā)電，以下描述不正確的是（）A.水能發(fā)電的原理是利用水流的勢能和動能推動水輪機旋轉，進而帶動發(fā)電機發(fā)電，其能量轉化過程簡單高效B.水電站按照開發(fā)方式可以分為壩式水電站、引水式水電站和混合式水電站等，不同類型的水電站適用于不同的地理條件和水能資源狀況C.水能發(fā)電具有啟動速度快、調節(jié)性能好、運行成本低等優(yōu)點，但也存在建設周期長、投資大、對生態(tài)環(huán)境影響較大等問題D.全球的水能資源已經得到了充分的開發(fā)和利用，未來不會再有新的大型水電站建設項目2、新能源技術的發(fā)展離不開材料科學的支持。在研發(fā)新型高效的太陽能電池材料時，以下哪種材料特性對于提高電池性能最為關鍵？（）A.高的載流子遷移率，促進電荷傳輸B.寬的能帶隙，吸收更多的太陽光C.良好的穩(wěn)定性和耐候性，延長使用壽命D.低的制備成本，便于大規(guī)模生產3、在新能源技術的可靠性評估中，需要考慮設備故障概率、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和應對極端環(huán)境的能力等因素。對于一個海上風電場，以下哪個因素對于其可靠性評估是最為重要的？（）A.風機基礎在海洋環(huán)境中的耐久性B.海底電纜的故障風險C.海上氣象條件對風機運行的影響D.以上因素都同等重要4、在新能源的國際貿易中，貿易壁壘和政策不確定性是常見的問題。假設一家新能源企業(yè)計劃拓展國際市場，以下哪種風險最有可能對其業(yè)務發(fā)展造成重大影響？（）A.目標市場國家突然提高進口關稅，增加產品成本B.當地政府對新能源補貼政策的調整，影響市場需求C.技術標準的差異導致產品無法滿足當地要求D.以上三種風險都可能對企業(yè)的國際業(yè)務產生嚴重影響5、新能源技術的應用對氣候變化的應對具有重要意義，以下關于新能源與氣候變化的關系，說法錯誤的是：（）A.大規(guī)模應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，新能源技術可以在任何氣候條件下穩(wěn)定運行D.新能源技術的創(chuàng)新和發(fā)展有助于提高能源效率，進一步減少能源消耗對環(huán)境的壓力6、地熱能是來自地球內部的熱能，具有巨大的開發(fā)潛力。以下關于地熱能的利用，說法錯誤的是（）A.地熱能可以用于發(fā)電、供暖、溫泉療養(yǎng)等領域，其利用方式取決于地熱資源的溫度和類型B.地熱發(fā)電分為干蒸汽發(fā)電、閃蒸發(fā)電和雙循環(huán)發(fā)電等方式，其中干蒸汽發(fā)電技術最為成熟，效率也最高C.地熱能的分布相對集中，主要位于板塊交界處和火山活動頻繁的地區(qū)，開發(fā)利用受到地理條件的限制D.地熱能是一種可再生、清潔、穩(wěn)定的能源，其開發(fā)和利用不會對環(huán)境造成任何破壞和影響7、對于新能源技術中的儲能系統(tǒng)管理和控制，以下關于其功能和策略的描述，不正確的是哪一項？（）A.儲能系統(tǒng)管理和控制的主要功能包括電池狀態(tài)監(jiān)測、充放電控制、功率分配、能量管理和故障診斷等，以確保儲能系統(tǒng)的安全、高效運行B.充放電控制策略需要根據電力系統(tǒng)的需求、儲能系統(tǒng)的狀態(tài)和市場價格等因素進行優(yōu)化，實現削峰填谷、調頻、備用等功能C.能量管理策略需要考慮可再生能源的出力預測、負荷需求預測和電價等因素，以最大化儲能系統(tǒng)的經濟效益和社會效益D.儲能系統(tǒng)管理和控制技術已經非常成熟，不需要進一步的研究和創(chuàng)新，能夠滿足各種復雜應用場景的需求8、隨著新能源技術的發(fā)展，能源管理系統(tǒng)變得越來越重要。假設一個大型工業(yè)園區(qū)要建立能源管理系統(tǒng)，以實現能源的高效利用和節(jié)能減排。以下哪種功能對于該系統(tǒng)來說是最為核心和關鍵的？（）A.實時能源監(jiān)測和數據分析，及時發(fā)現能源消耗的異常情況B.能源設備的遠程控制和調度，優(yōu)化設備運行狀態(tài)C.能源預測和規(guī)劃，為未來的能源需求提供準確的預測和規(guī)劃D.能源成本核算和節(jié)能措施評估，以確定最經濟有效的節(jié)能方案9、關于新能源技術中的智能控制策略，以下對于其目的和實現途徑的描述，哪一種是準確的？（）A.新能源技術中的智能控制策略旨在提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和效率。通過運用傳感器技術、數據分析、人工智能算法等手段，實現對新能源設備的精準控制和優(yōu)化運行。例如，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，根據光照強度和溫度實時調整電池板的角度和輸出功率；在儲能系統(tǒng)中，根據電網需求和電價變化智能充放電。智能控制策略還可以實現多能源系統(tǒng)的協(xié)同運行，提高整體性能B.新能源技術中的智能控制策略目的不明確，實現途徑復雜，難以應用C.新能源技術中的智能控制策略就是自動化控制，沒有智能的成分D.新能源技術中的智能控制策略對能源系統(tǒng)沒有實質性的改進，作用不大10、在新能源技術的國際合作方面，有關各國在新能源研發(fā)和項目實施中的合作模式和成果，以下哪一種描述是最全面的？（）A.各國在新能源技術領域開展了多種形式的合作，包括聯(lián)合研發(fā)項目、技術轉讓、共建示范工程等。通過國際合作，共享資源和知識，降低研發(fā)成本，加速技術創(chuàng)新。例如，多個國家共同參與大型太陽能電站的建設，分享經驗和技術，提高項目的效率和可靠性。同時，國際合作也促進了新能源標準的統(tǒng)一和市場的開放B.國際合作在新能源技術領域作用不大，各國更傾向于獨立發(fā)展C.新能源技術的國際合作主要是形式上的，沒有實際成果D.國際合作在新能源技術領域存在很多障礙，難以取得實質性進展11、在新能源技術的標準制定中，需要涵蓋技術性能、安全規(guī)范和環(huán)保要求等多個方面。為了促進新能源技術的健康發(fā)展和國際間的互聯(lián)互通，以下哪個標準制定的原則是最為重要的？（）A.科學性和先進性B.兼容性和開放性C.可操作性和可檢驗性D.以上原則都需要兼顧12、在新能源儲能技術方面，除了常見的電池儲能，還有超級電容器、飛輪儲能和壓縮空氣儲能等多種形式。對于一個需要應對短時間高功率需求的應用場景，以下哪種儲能技術是最為合適的選擇？（）A.超級電容器儲能B.飛輪儲能C.電池儲能D.壓縮空氣儲能13、新能源汽車的充電基礎設施建設是推廣新能源汽車的重要環(huán)節(jié)。以下關于充電基礎設施的描述，錯誤的是：（）A.快速充電樁能夠在短時間內為電動汽車充滿電，但對電網的負荷要求較高B.充電樁的分布密度和覆蓋范圍直接影響著新能源汽車用戶的充電便利性C.私人充電樁的安裝需要考慮小區(qū)電力容量、停車位等因素，存在一定的困難D.充電基礎設施的建設完全由政府主導，企業(yè)和社會資本參與度很低14、新能源技術的研發(fā)需要大量的資金投入和人才支持，以下關于新能源研發(fā)的說法，不準確的是：（）A.企業(yè)、科研機構和高校在新能源技術研發(fā)中發(fā)揮著重要作用，形成產學研合作的創(chuàng)新體系B.政府通過設立科研項目、提供資金支持和政策引導，推動新能源技術的研發(fā)和應用C.國際合作在新能源研發(fā)中日益重要，可以共享研究成果、降低研發(fā)成本和風險D.新能源技術的研發(fā)風險低、周期短，短期內就能取得重大突破和廣泛應用15、在新能源的國際合作中，不同國家和地區(qū)在技術研發(fā)、市場推廣和政策制定等方面存在差異。假設一個國際新能源合作項目旨在促進全球新能源技術的發(fā)展和應用，以下哪個方面可能是合作中面臨的最大障礙？（）A.技術標準的統(tǒng)一和互認，不同國家的技術標準和規(guī)范存在差異B.知識產權的保護和共享，各方在技術研發(fā)中的知識產權歸屬和使用存在爭議C.資金的籌集和分配，不同國家的投入能力和利益訴求不同D.文化和政策差異，導致在項目實施和管理上存在溝通和協(xié)調困難二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）全面闡述新能源與氣候變化的關系，包括新能源在減緩氣候變化中的作用、氣候變化對新能源開發(fā)的影響等。分析如何在應對氣候變化的背景下，加快新能源的發(fā)展和應用。2、（本題5分）全面論述新能源技術與傳統(tǒng)能源的協(xié)同發(fā)展模式和策略。分析在當前能源轉型階段，新能源與傳統(tǒng)能源（如煤炭、石油、天然氣）如何互補和協(xié)同，保障能源供應的穩(wěn)定性和安全性，探討協(xié)同發(fā)展過程中的技術創(chuàng)新、政策協(xié)調和市場機制建設。3、（本題5分）深入研究新能源技術在鋼鐵行業(yè)的應用和對鋼鐵生產的能源升級。包括高爐煉鐵的新能源替代、煉鋼過程的節(jié)能措施、鋼鐵廠的余熱余能回收利用等，探討如何通過新能源技術降低鋼鐵行業(yè)的能耗和碳排放。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某地區(qū)計劃建設一個50MW的太陽能光伏發(fā)電站，該地區(qū)年平均日照時數為2000小時，光伏組件的轉換效率為18%。假設系統(tǒng)綜合效率為80%，計算該電站一年的發(fā)電量（單位：MWh）。如果上網電價為0.5元/kWh，計算該電站一年的發(fā)電收益。同時，考慮電站的初始投資為2億元，使用壽命為25年，計算年均投資成本，并分析該項目的經濟性。2、（本題5分）一個地熱能供暖系統(tǒng)為一個10000平方米的小區(qū)供暖，地熱井口出水溫度為80℃，回水溫度為50℃，流量為100t/h，供暖室內設計溫度為20℃。計算該系統(tǒng)的供暖功率。如果供暖期為120天，每天供暖時間為24小時，地熱資源的開采成本為3元/t，供暖收費為25元/平方米，計算系統(tǒng)的運行成本和收益。3、（本題5分）一個地熱能供暖項目，地熱井口溫度120℃，回水溫度70℃，流量100噸/小時，水的比熱容4.2千焦/（千克·℃）。計算該項目的供熱功率。如果供暖面積為10萬平方米，室內外溫差20℃，建筑熱指標50瓦/平方米，該項目能否滿足供暖需求？如不能，需要提高井口溫度多少度？4、（本題5分）某生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)，每小時消耗生物質原料2噸，生物質的氣化效率為70%，燃氣熱值為5MJ/m3，發(fā)電效率為30%。計算該系統(tǒng)的發(fā)電功率。如果生物質原料價格為400元/噸，上網電價為0.5元/度，計算每小時的發(fā)電收益和原料成本，判斷該系統(tǒng)是否盈利。5、（本題5分）某風力發(fā)電場安裝了30臺2MW的風力發(fā)電機組，風電場的容量系數為0.3。計算該風電場的年發(fā)電量（單位：MWh）。如果每臺風機的基礎建設成本為200萬元，線路及變電站投資1000萬元，計算單位千瓦的投資成本（單位：元/kW）。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）新能源技術在工業(yè)生產中的應用具有重要的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展意義。請詳細論述新能源在工業(yè)電力供應（如太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電）、工業(yè)熱力供應（如生物質鍋爐、地源熱泵）、工業(yè)原料替代（如生物基材料、氫能化工）和工業(yè)儲能（如超級電容器、飛輪儲能）等方面的應用方式和效果。分析新能源技術在工業(yè)應用中面臨的技術可行性、經濟成本和工業(yè)流程適配等問題，研究如何通過技術研發(fā)、政策引導和企業(yè)合作來推動新能源技術在工業(yè)生產中的廣泛應用和深度融合，實現工業(yè)的綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展。2、（本題10分）新能源技術的發(fā)展對能源科技創(chuàng)新體系提出了更高的要求。請綜合研究當前能源科技創(chuàng)新體系在新能源領域的組織架構、資源配置、成果轉化等方面的現狀和問題。分析如何加強基礎研究、前