2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——海洋溫度梯度發(fā)電技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.海洋溫度梯度的主要來(lái)源是（）。A.海水的鹽度差異B.地球內(nèi)部熱能C.太陽(yáng)輻射的差異D.海洋環(huán)流運(yùn)動(dòng)2.以下哪種循環(huán)通常不用于海洋溫差發(fā)電？（）A.卡諾循環(huán)B.燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)C.斯特林循環(huán)D.維特循環(huán)3.海洋表面-深層水溫差發(fā)電（OSWDG）利用的主要能量形式是（）。A.海流能B.波浪能C.溫度差能D.鹽度差能4.與陸地?zé)犭姀S相比，海洋溫度梯度發(fā)電面臨的主要挑戰(zhàn)之一是（）。A.熱源溫度過(guò)高B.可用溫差通常較小C.冷卻水來(lái)源極其豐富D.發(fā)電效率普遍很高5.在OTG系統(tǒng)中，熱交換器的主要功能是（）。A.將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B.將低溫?zé)崮軅鬟f給熱機(jī)C.增加熱傳遞速率D.存儲(chǔ)熱能6.目前來(lái)看，海洋溫差發(fā)電中最有前景的技術(shù)路徑之一是（）。A.直接利用海流沖擊發(fā)電B.深海熱液vents發(fā)電C.表層與深層海水溫差發(fā)電D.利用鹽度梯度發(fā)電7.海洋溫度梯度發(fā)電對(duì)海洋環(huán)境可能產(chǎn)生的負(fù)面影響主要涉及（）。A.溫室氣體排放B.生物多樣性破壞C.海洋酸化加劇D.海洋資源過(guò)度開(kāi)發(fā)8.評(píng)價(jià)一個(gè)OTG系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素除了發(fā)電量外，還包括（）。A.系統(tǒng)壽命B.投資成本C.運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用D.以上所有9.卡諾效率公式η=1-T_c/T_h中的T_c和T_h分別代表（）。A.高溫?zé)嵩唇^對(duì)溫度，低溫?zé)嵩唇^對(duì)溫度B.低溫?zé)嵩唇^對(duì)溫度，高溫?zé)嵩唇^對(duì)溫度C.高溫?zé)嵩磾z氏溫度，低溫?zé)嵩磾z氏溫度D.高溫?zé)嵩慈A氏溫度，低溫?zé)嵩慈A氏溫度10.下列哪項(xiàng)技術(shù)不屬于海洋溫度梯度發(fā)電技術(shù)的范疇？（）A.深海熱液發(fā)電B.海流溫差發(fā)電中的溫差利用環(huán)節(jié)C.海水溫差發(fā)電D.海水淡化過(guò)程二、填空題1.海洋溫度梯發(fā)電（OTG）利用的是海洋中存在的______和______之間的溫差來(lái)發(fā)電。2.OTG系統(tǒng)中，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵部件是______。3.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，OTG的理論最高效率受限于______和______之間的溫差。4.目前商業(yè)化應(yīng)用相對(duì)成熟且技術(shù)難度較低的OTG形式是______。5.為了提高OTG系統(tǒng)的效率，需要盡量______熱機(jī)的工作溫度和______熱機(jī)的工作熵增。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述海洋溫度梯度發(fā)電的基本工作原理。2.列舉海洋溫度梯度發(fā)電技術(shù)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。3.與其他可再生能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能）相比，海洋溫度梯度發(fā)電的主要優(yōu)勢(shì)是什么？4.簡(jiǎn)述OTG系統(tǒng)熱交換器設(shè)計(jì)需要考慮的關(guān)鍵因素。四、計(jì)算題假設(shè)一個(gè)海洋溫差發(fā)電系統(tǒng)，海洋表層水溫為25°C(298K)，深層水溫為5°C(278K)。該系統(tǒng)采用卡諾熱機(jī)工作。請(qǐng)計(jì)算：(1)該系統(tǒng)的理論最高熱效率(η_carnot)。(2)如果該系統(tǒng)吸收了1x10^7kJ的低品位熱能，理論上最多能產(chǎn)生多少kWh的電能？（注意：1kWh=3.6x10^6J）五、論述題結(jié)合當(dāng)前技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)，論述海洋溫度梯度發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景及其面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在提升OTG技術(shù)可行性的方面，你認(rèn)為有哪些關(guān)鍵的研究方向或技術(shù)突破是至關(guān)重要的？試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.B6.C7.B8.D9.A10.D二、填空題1.表層海水，深層海水2.熱機(jī)3.高溫?zé)嵩?，低溫?zé)嵩?.海洋表面-深層水溫差發(fā)電(OSWDG)5.提高，降低三、簡(jiǎn)答題1.解析思路:考察基本原理掌握。答案應(yīng)包含：利用表層與深層海水溫差作為熱源；通過(guò)熱交換器將深層冷水和表層熱水進(jìn)行熱量交換；利用產(chǎn)生的溫差驅(qū)動(dòng)熱機(jī)做功；熱機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。需簡(jiǎn)述能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：熱能->機(jī)械能->電能。2.解析思路:考察對(duì)技術(shù)難點(diǎn)的理解。答案應(yīng)包含：低品位熱能利用效率低（卡諾效率限制）；熱機(jī)材料需耐海水腐蝕、耐溫變；深海資源利用難度大、成本高；熱交換器設(shè)計(jì)（高效、防腐蝕、防生物附著）；系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性與維護(hù)；經(jīng)濟(jì)性差（初始投資高、發(fā)電量低）。3.解析思路:考察對(duì)OTG優(yōu)勢(shì)的理解。答案應(yīng)包含：資源量大、穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)；不消耗海水資源；運(yùn)行時(shí)無(wú)噪聲、無(wú)排放（除基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外）；可與海水淡化、海洋養(yǎng)殖等結(jié)合（協(xié)同效應(yīng)）；可在近海或海島提供穩(wěn)定電力。4.解析思路:考察熱交換器設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)。答案應(yīng)包含：材料選擇（耐腐蝕性、耐溫性、導(dǎo)熱性）；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（換熱面積、流道尺寸、傳熱效率）；防海水垢和生物污損措施；熱阻最小化；與熱機(jī)匹配的接口設(shè)計(jì)。四、計(jì)算題(1)η_carnot=1-T_c/T_h=1-278K/298K=1-0.931=0.069或6.9%(2)理論電能=吸收熱能×熱效率=1x10^7kJ×0.069=690kJ電能(kWh)=690kJ/(3.6x10^6J/kWh)=690/3600kWh=0.1917kWh或約0.192kWh五、論述題解析思路:考察綜合分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新能力。答案應(yīng)包含：*前景:闡述OTG作為海洋清潔能源的巨大潛力（資源豐富、穩(wěn)定）；結(jié)合全球能源轉(zhuǎn)型需求；特別適用于海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電；可能與其他海洋產(chǎn)業(yè)（如海水淡化、海水養(yǎng)殖）結(jié)合，提高綜合效益；技術(shù)進(jìn)步（新材料、新熱機(jī)、深海技術(shù)發(fā)展）可能降低成本，提升可行性。*機(jī)遇:深海熱源（若考慮）的利用；新型高效熱機(jī)技術(shù)的研發(fā)；熱-電-冷聯(lián)產(chǎn)（CCHP）等混合系統(tǒng)的探索；智能運(yùn)維和預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。*挑戰(zhàn):技術(shù)瓶頸（效率低、成本高）；深海環(huán)境下的工程挑戰(zhàn)（材料、防腐、安裝、維護(hù)）；經(jīng)濟(jì)性障礙（投資回報(bào)周期長(zhǎng)）；環(huán)境生態(tài)影響評(píng)估與減緩措施；缺乏成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和示范項(xiàng)目；社會(huì)接受度和政策支持