西安科技大學(xué)高新學(xué)院《能源與動(dòng)力工程概論》2024-----2025學(xué)年期末試卷（A卷）專業(yè)

班級(jí)

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題號(hào)一二三四五六七八九十成績(jī)復(fù)核簽字得分登分簽字說明：本試卷共100分；答題要求：按要求答題考生須知:1.姓名、學(xué)號(hào)、系、專業(yè)、年級(jí)、班級(jí)必須寫在密封線內(nèi)指定位置。2.答案必須用藍(lán)、黑色鋼筆或圓珠筆寫在試卷上，字跡要清晰，卷面要整潔，寫在草稿紙上的一律無效。一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。2025年全球能源發(fā)展的核心趨勢(shì)是（）A.僅依賴化石能源，忽視新能源開發(fā)B.以可再生能源為主導(dǎo)，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型C.放棄傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)，全面替換為新能源動(dòng)力D.僅關(guān)注能源開采，不重視能源高效利用下列能源中，不屬于可再生能源的是（）A.太陽能B.風(fēng)能C.天然氣D.生物質(zhì)能火力發(fā)電廠中，將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的核心能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是（）A.燃料燃燒→熱能→機(jī)械能→電能B.燃料燃燒→機(jī)械能→熱能→電能C.燃料燃燒→電能→熱能→機(jī)械能D.燃料燃燒→熱能→電能→機(jī)械能2025年主流的光伏電池技術(shù)中，轉(zhuǎn)換效率最高且商業(yè)化應(yīng)用最廣的是（）A.單晶硅光伏電池B.多晶硅光伏電池C.非晶硅光伏電池D.薄膜光伏電池內(nèi)燃機(jī)的壓縮比是指（）A.氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比B.燃燒室容積與氣缸總?cè)莘e之比C.氣缸工作容積與燃燒室容積之比D.燃燒室容積與氣缸工作容積之比風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，用于調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以適應(yīng)風(fēng)速變化的核心部件是（）A.葉片B.發(fā)電機(jī)C.變槳距控制系統(tǒng)D.塔架能源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)中，“能源利用系數(shù)”的定義是（）A.有效利用的能量與消耗的總能量之比B.消耗的總能量與有效利用的能量之比C.浪費(fèi)的能量與消耗的總能量之比D.有效利用的能量與浪費(fèi)的能量之比2025年氫燃料電池汽車的核心技術(shù)瓶頸不包括（）A.氫氣制備成本高B.氫氣儲(chǔ)存與運(yùn)輸安全性C.燃料電池壽命短D.車身輕量化設(shè)計(jì)蒸汽輪機(jī)的工作原理基于（）A.電磁感應(yīng)定律B.熱力學(xué)第一定律C.熱力學(xué)第二定律D.動(dòng)量矩定理生物質(zhì)能利用的主要方式不包括（）A.生物質(zhì)燃燒發(fā)電B.生物質(zhì)氣化制氫C.生物質(zhì)液化生產(chǎn)生物柴油D.生物質(zhì)直接填埋處理2025年工業(yè)余熱回收的主流技術(shù)是（）A.熱管技術(shù)B.普通換熱器技術(shù)C.冷卻塔散熱技術(shù)D.自然通風(fēng)散熱技術(shù)核電廠中，核反應(yīng)堆的核心作用是（）A.將核能直接轉(zhuǎn)化為電能B.產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)C.儲(chǔ)存核燃料，無能量轉(zhuǎn)換功能D.僅用于核廢料處理動(dòng)力系統(tǒng)中，“渦輪增壓技術(shù)”的核心目的是（）A.降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，減少污染物排放B.提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，增強(qiáng)動(dòng)力輸出C.降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，提升駕駛舒適性D.簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，降低制造成本2025年全球應(yīng)對(duì)氣候變化的核心能源戰(zhàn)略是（）A.擴(kuò)大化石能源開采規(guī)模B.實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，控制溫室氣體排放C.放棄新能源研發(fā)，專注傳統(tǒng)能源優(yōu)化D.僅依賴核能，停止其他能源開發(fā)地?zé)崮芾弥?，適合大規(guī)模發(fā)電的是（）A.淺層地?zé)崮埽囟?lt;20℃）B.中深層地?zé)崮埽囟?0-150℃）C.高溫地?zé)崮埽囟?gt;150℃）D.任意溫度的地?zé)崮芏⑻羁疹}（本大題共10空，每空1分，共10分）能源按來源可分為一次能源和二次能源，其中電能屬于__________能源。2025年新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的主流類型包括純電動(dòng)、混合動(dòng)力和__________動(dòng)力系統(tǒng)。熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)是__________守恒定律，它指出能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。太陽能光熱利用的核心設(shè)備是__________，可將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能用于供暖或熱水供應(yīng)。內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)工作沖程包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、__________沖程和排氣沖程。2025年能源存儲(chǔ)技術(shù)的重要發(fā)展方向是__________存儲(chǔ)，如大型鋰電池儲(chǔ)能、抽水蓄能等，可解決可再生能源波動(dòng)性問題?；鹆Πl(fā)電廠中，__________是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的核心設(shè)備，其效率直接影響電廠整體能源利用效率。風(fēng)能資源評(píng)估的核心指標(biāo)是__________，它決定了風(fēng)電場(chǎng)的選址與發(fā)電潛力。能源系統(tǒng)的“梯級(jí)利用”是指將高品質(zhì)能源用于__________需求，低品質(zhì)能源用于低品位需求，提高整體利用效率。2025年動(dòng)力工程領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)是__________技術(shù)，通過智能化控制與優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)高效運(yùn)行與故障預(yù)警。三、簡(jiǎn)答題（本大題共3小題，每小題5分，共15分）（本題5分）簡(jiǎn)述2025年可再生能源（如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能）的主流利用技術(shù)，分析可再生能源發(fā)展面臨的核心挑戰(zhàn)（如波動(dòng)性、存儲(chǔ)問題），說明應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的技術(shù)措施。（本題5分）結(jié)合內(nèi)燃機(jī)工作原理，說明“渦輪增壓+缸內(nèi)直噴”技術(shù)如何提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能與燃油經(jīng)濟(jì)性，對(duì)比傳統(tǒng)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，分析該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景。（本題5分）簡(jiǎn)述能源“碳中和”的定義與核心目標(biāo)，說明能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域在實(shí)現(xiàn)“碳中和”過程中的關(guān)鍵作用（如新能源開發(fā)、能源高效利用、污染物減排），列舉2項(xiàng)具體技術(shù)措施。四、案例分析題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）（本題10分）某工業(yè)園區(qū)計(jì)劃進(jìn)行能源系統(tǒng)升級(jí)，目前主要依賴燃煤鍋爐供熱，存在能源利用效率低（約60%）、污染物排放超標(biāo)等問題。2025年擬引入太陽能光熱供暖與生物質(zhì)能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)，但面臨以下困境：①太陽能受晝夜、天氣影響，供熱穩(wěn)定性不足；②生物質(zhì)燃料供應(yīng)不穩(wěn)定，成本波動(dòng)大；③新舊系統(tǒng)銜接復(fù)雜，初期投資高。（1）從能源利用效率、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性角度，分析該工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)升級(jí)的必要性與困境產(chǎn)生的核心原因（6分）；（2）提出針對(duì)性的解決方案，包含系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、燃料供應(yīng)保障、成本控制三個(gè)維度（4分）。（本題10分）某汽車制造商計(jì)劃在2025年推出新一代新能源汽車，初期考慮純電動(dòng)與氫燃料電池兩種技術(shù)路線，但在研發(fā)過程中遇到問題：①純電動(dòng)車型續(xù)航里程受低溫影響顯著，充電設(shè)施覆蓋不足；②氫燃料電池車型氫氣制備成本高，加氫站建設(shè)難度大；③兩種車型的動(dòng)力系統(tǒng)可靠性與耐久性需進(jìn)一步驗(yàn)證。（1）從技術(shù)成熟度、使用便利性、經(jīng)濟(jì)性角度，分析兩種技術(shù)路線的優(yōu)劣勢(shì)與面臨的核心問題（6分）；（2）為該制造商提出技術(shù)路線選擇建議與優(yōu)化方案，包含市場(chǎng)定位、技術(shù)改進(jìn)、配套設(shè)施建設(shè)方向（4分）。五、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題12.5分，共25分）（本題12.5分）某地區(qū)擬建設(shè)一座100MW級(jí)可再生能源電站，可選能源類型為太陽能光伏與陸上風(fēng)電，需結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源條件（年平均太陽輻射量1500kWh/m2，年平均風(fēng)速6.5m/s）與2025年技術(shù)水平，完成以下任務(wù)：（1）對(duì)比分析光伏電站與風(fēng)電站的建設(shè)條件、投資成本（光伏約3元/W，風(fēng)電約4元/W）、年發(fā)電量（光伏年利用小時(shí)數(shù)約1200h，風(fēng)電約2000h）與環(huán)境影響（7分）；（2）為該地區(qū)設(shè)計(jì)合理的電站建設(shè)方案（如單一類型或混合類型），說明方案選擇依據(jù)，并估算該電站年減排二氧化碳量（按替代燃煤發(fā)電，煤耗300g/kWh，碳排放系數(shù)0.67tCO?/MWh計(jì)算）（5.5分）。（本題12.5分）某工廠的一臺(tái)工業(yè)鍋爐（額定蒸發(fā)量20t/h，額定壓力3.82MPa）目前能源利用效率較低，存在排煙溫度高（約220℃）、過量空氣系數(shù)大（約1.5）等問題。2025年計(jì)劃通過技術(shù)改造提升效率，可選措施包括加裝余熱回收裝置（如熱管換熱器，可將排煙溫度降至120℃）、優(yōu)化燃燒控制系統(tǒng)（將過量空氣系數(shù)降至1.2）、采用變頻調(diào)速技術(shù)（降低風(fēng)機(jī)與水泵能耗）。（1）分析鍋爐效率低的主