2026年工程熱力學(xué)與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)試題一、單選題（每題2分，共20題）說明：每題只有一個(gè)最符合題意的選項(xiàng)。1.在某地設(shè)計(jì)太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)?shù)卮髿馔该鞫容^高，年均太陽輻射強(qiáng)度為600W/m2。為提高集熱效率，應(yīng)優(yōu)先選用哪種集熱器？（）A.平板集熱器B.真空管集熱器C.聚光式集熱器D.被動(dòng)式集熱器2.燃?xì)廨啓C(jī)理想循環(huán)（朗肯循環(huán)）中，若壓縮過程為可逆絕熱壓縮，則出口溫度與進(jìn)口溫度之比僅取決于（）。A.壓縮比B.燃?xì)鉄崛荼菴.蒸汽壓力D.循環(huán)效率3.某工業(yè)余熱回收系統(tǒng)采用熱管技術(shù)，熱管工作介質(zhì)為氨，當(dāng)熱源溫度為200°C時(shí)，氨的飽和壓力約為（）。A.0.2MPaB.1.0MPaC.2.0MPaD.5.0MPa4.在制冷系統(tǒng)中，若蒸發(fā)溫度過低，會導(dǎo)致（）。A.制冷量增加B.壓縮機(jī)功耗下降C.冷凝壓力過高D.冷凝器散熱效果變差5.燃料電池中，質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池的電解質(zhì)材料在600°C時(shí)主要適用于（）。A.氫燃料B.甲烷燃料C.氨燃料D.天然氣燃料6.某地冬季室外空氣溫度為-10°C，若采用地源熱泵系統(tǒng)，土壤熱導(dǎo)率對系統(tǒng)效率的影響主要體現(xiàn)在（）。A.提高地溫B.降低換熱器傳熱系數(shù)C.增大地下埋管阻力D.減少土壤熱惰性7.在生物質(zhì)氣化過程中，若氧氣供應(yīng)不足，會導(dǎo)致（）。A.氣化溫度升高B.煙氣中CO含量增加C.氫氣產(chǎn)率提高D.氣化效率降低8.壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，若采用膨脹機(jī)進(jìn)行能量回收，其入口壓力越高，則（）。A.膨脹功越大B.機(jī)械效率越低C.儲能密度下降D.系統(tǒng)復(fù)雜度增加9.在太陽能光伏發(fā)電中，若電池片轉(zhuǎn)換效率為20%，則當(dāng)入射光強(qiáng)為1000W/m2時(shí)，單位面積輸出功率為（）。A.200W/m2B.400W/m2C.600W/m2D.800W/m210.某地夏季空調(diào)負(fù)荷較大，若采用吸收式制冷機(jī)，其驅(qū)動(dòng)能源宜選用（）。A.電能B.燃?xì)釩.汽輪機(jī)抽汽D.生物質(zhì)能二、多選題（每題3分，共10題）說明：每題有多個(gè)正確選項(xiàng)，漏選或錯(cuò)選均不得分。11.影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的主要因素包括（）。A.燃?xì)獬鯗谺.壓縮比C.冷卻方式D.燃料熱值E.循環(huán)壓力比12.在地?zé)崮芾弥?，干熱巖（HDR）資源開發(fā)的難點(diǎn)在于（）。A.地下熱儲層溫度不足B.儲層滲透性差C.熱水循環(huán)效率低D.地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)高E.成本過高13.生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)的主要污染物排放包括（）。A.二氧化硫B.氮氧化物C.粉塵D.氫氰酸E.甲烷14.壓縮空氣儲能系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于（）。A.儲能效率高B.響應(yīng)速度快C.運(yùn)行成本低D.建設(shè)周期短E.資源利用率低15.太陽能光熱發(fā)電（CSP）系統(tǒng)的主要技術(shù)類型包括（）。A.聚光式太陽能熱發(fā)電（CSP）B.平板式太陽能熱發(fā)電（PTC）C.真空管太陽能熱發(fā)電（VTC）D.被動(dòng)式太陽能熱發(fā)電（PVT）E.集中式太陽能熱發(fā)電（CCT）16.燃料電池系統(tǒng)中，質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池的典型應(yīng)用場景包括（）。A.車載電源B.移動(dòng)基站C.工業(yè)供熱D.數(shù)據(jù)中心備用電源E.家庭用電17.制冷系統(tǒng)中，影響制冷劑選擇的主要因素包括（）。A.純度要求B.低溫性能C.安全性D.成本E.環(huán)保性18.在生物質(zhì)氣化過程中，提高氣化效率的措施包括（）。A.優(yōu)化氧氣供應(yīng)B.提高反應(yīng)溫度C.增加催化劑D.改善熱交換效率E.減少水分含量19.地源熱泵系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用優(yōu)勢包括（）。A.能量利用效率高B.運(yùn)行穩(wěn)定可靠C.減少建筑負(fù)荷D.降低初投資E.適應(yīng)性強(qiáng)20.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)技術(shù)要求包括（）。A.電壓匹配B.功率因數(shù)校正C.防雷接地D.逆變器效率E.儲能系統(tǒng)配置三、簡答題（每題5分，共6題）說明：要求簡潔明了，突出核心要點(diǎn)。21.簡述朗肯循環(huán)中提高熱效率的主要途徑。22.解釋生物質(zhì)氣化過程中“空氣煤氣”和“水煤氣”的區(qū)別。23.描述地源熱泵系統(tǒng)在冬季供暖和夏季制冷時(shí)的工作原理。24.分析太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，影響電池片效率的主要因素。25.解釋燃料電池中“極化損失”的概念及其主要來源。26.簡述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的能量回收機(jī)制。四、計(jì)算題（每題10分，共4題）說明：要求列出計(jì)算步驟，結(jié)果保留兩位小數(shù)。27.某燃?xì)廨啓C(jī)初溫為1200K，壓比為4，若燃?xì)獗葻崛轂?.04kJ/(kg·K)，求理想循環(huán)熱效率。28.某地源熱泵系統(tǒng)采用水-地源熱交換，土壤熱導(dǎo)率為1.5W/(m·K)，換熱器面積為200m2，若地源溫度為15°C，空調(diào)負(fù)荷為100kW，求平均傳熱系數(shù)。29.某生物質(zhì)氣化爐輸入生物質(zhì)熱值為18MJ/kg，氣化效率為75%，若輸出燃?xì)鉄嶂禐?2MJ/kg，求氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率。30.某太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)采用多晶硅電池片，轉(zhuǎn)換效率為18%，當(dāng)太陽輻照度為800W/m2時(shí)，若系統(tǒng)安裝面積為500m2，求理論輸出功率。五、論述題（每題15分，共2題）說明：要求系統(tǒng)分析，結(jié)合實(shí)際案例或行業(yè)趨勢。31.分析中國西部地區(qū)發(fā)展太陽能光熱發(fā)電的優(yōu)劣勢，并提出優(yōu)化建議。32.闡述燃料電池技術(shù)在未來能源結(jié)構(gòu)中的發(fā)展趨勢，并討論其面臨的挑戰(zhàn)及解決方案。答案與解析一、單選題答案1.C2.A3.B4.C5.A6.B7.B8.A9.A10.C二、多選題答案11.A,B,C,E12.B,D,E13.A,B,C14.A,B,C15.A,C16.A,B,D17.B,C,D,E18.A,B,C,D19.A,B,E20.A,C,D三、簡答題解析21.朗肯循環(huán)熱效率提升途徑：-提高蒸汽初溫（如采用過熱蒸汽）；-降低蒸汽終壓（如采用再熱循環(huán)）；-改善汽輪機(jī)效率（如采用多級壓縮和冷卻）。22.空氣煤氣與水煤氣區(qū)別：-空氣煤氣（CO+H?）由空氣氣化產(chǎn)生，主要成分CO含量高；-水煤氣（CO+H?）由水蒸氣氣化產(chǎn)生，H?含量較高。23.地源熱泵工作原理：-冬季：水泵強(qiáng)制土壤中的熱量傳遞至機(jī)組，加熱室內(nèi)空氣；-夏季：機(jī)組吸收室內(nèi)熱量傳遞至土壤，實(shí)現(xiàn)制冷。24.光伏電池效率影響因素：-電池溫度（溫度升高效率下降）；-背反射損失；-材料純度；-串聯(lián)電阻。25.燃料電池極化損失：-電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)阻力；-氣體擴(kuò)散阻力；-電解質(zhì)膜電阻。26.壓縮空氣儲能回收機(jī)制：-高壓空氣膨脹驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電；-發(fā)電過程能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70%。四、計(jì)算題解析27.燃?xì)廨啓C(jī)熱效率計(jì)算：-熵增公式：ΔS=C_pln(T?/T?)-Rln(P?/P?)；-理想循環(huán)效率：η=1-T?/T?≈24.1%。28.地源熱泵傳熱系數(shù)計(jì)算：-傅里葉定律：Q=kA(T?-T?)/L；-傳熱系數(shù)K≈0.62W/(m2·K)。29.碳轉(zhuǎn)化率計(jì)算：-碳轉(zhuǎn)化率=輸出燃?xì)鉄嶂?輸入生物質(zhì)熱值×100%≈83.3%。30.光伏系統(tǒng)理論功率計(jì)算：-輸出功率=效率×輻照度×面積≈72kW。五、論述題解析31.太陽能光熱發(fā)電分析：-優(yōu)勢：