西安交通大學(xué)《熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)西安交通大學(xué)《熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)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．）1、新能源技術(shù)的成本降低是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模效應(yīng)，成本不斷下降。對(duì)于一個(gè)新進(jìn)入太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，如果要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足，以下哪種降低成本的途徑是最為可行的？（）A.優(yōu)化生產(chǎn)工藝B.采購(gòu)低價(jià)原材料C.減少研發(fā)投入D.降低產(chǎn)品質(zhì)量2、新能源技術(shù)的發(fā)展也面臨著一些倫理和社會(huì)公平的問(wèn)題。例如，在分布式能源系統(tǒng)的推廣中，以下哪個(gè)問(wèn)題最需要關(guān)注以確保社會(huì)公平和可持續(xù)發(fā)展？（）A.能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，保障用戶(hù)需求B.能源價(jià)格的合理性和透明度，避免壟斷和不公平定價(jià)C.技術(shù)普及的區(qū)域差異，避免造成城鄉(xiāng)和貧富差距的擴(kuò)大D.對(duì)傳統(tǒng)能源從業(yè)者的就業(yè)影響和再就業(yè)支持3、對(duì)于新能源汽車(chē)的發(fā)展，電池技術(shù)是關(guān)鍵因素之一。目前市場(chǎng)上有多種不同類(lèi)型的電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)。假設(shè)一位消費(fèi)者在選擇購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)時(shí)，最關(guān)注車(chē)輛的續(xù)航里程和充電時(shí)間。以下哪種電池技術(shù)可能最符合他的需求？（）A.磷酸鐵鋰電池，安全性高，成本較低，但能量密度相對(duì)較低B.三元鋰電池，能量密度高，但成本較高，且在高溫下安全性略遜一籌C.鎳氫電池，成熟可靠，但能量密度和充放電性能不如鋰電池D.固態(tài)電池，具有高能量密度和安全性的潛力，但目前尚處于研發(fā)階段，成本高昂4、新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如太陽(yáng)能光伏建筑一體化、地源熱泵系統(tǒng)和生物質(zhì)供暖等。對(duì)于一座位于寒冷地區(qū)的大型公共建筑，如果要在滿(mǎn)足供暖需求的同時(shí)降低能源消耗和碳排放，以下哪種新能源技術(shù)的應(yīng)用組合最為合適？（）A.安裝太陽(yáng)能光伏板結(jié)合地源熱泵系統(tǒng)B.采用生物質(zhì)供暖結(jié)合太陽(yáng)能熱水器C.利用地源熱泵系統(tǒng)并配備儲(chǔ)能裝置D.以上三種技術(shù)同時(shí)應(yīng)用5、在當(dāng)今能源領(lǐng)域，新能源技術(shù)的發(fā)展對(duì)于解決能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題具有至關(guān)重要的意義。假設(shè)您正在研究太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，需要考慮其效率、成本和穩(wěn)定性等多個(gè)方面。在眾多影響太陽(yáng)能電池板效率的因素中，以下哪個(gè)因素對(duì)于提高其光電轉(zhuǎn)換效率最為關(guān)鍵？（）A.電池板的材料選擇，如單晶硅、多晶硅或薄膜材料B.電池板的安裝角度和朝向，以最大程度接收陽(yáng)光C.電池板的表面積大小，面積越大效率越高D.周?chē)h(huán)境的溫度和濕度，溫度越低濕度越小效率越高6、新能源技術(shù)的應(yīng)用需要考慮不同地區(qū)的資源稟賦和能源需求特點(diǎn)。在一個(gè)光照資源豐富但電力需求較小的地區(qū)，如果要充分利用當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能資源，以下哪種發(fā)展模式是比較合適的？（）A.建設(shè)大型太陽(yáng)能發(fā)電站，向外輸送電力B.推廣分布式光伏發(fā)電，滿(mǎn)足本地需求C.發(fā)展太陽(yáng)能熱水器等終端應(yīng)用D.暫時(shí)不開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源7、在探討新能源技術(shù)中的太陽(yáng)能電池材料時(shí)，以下關(guān)于其發(fā)展趨勢(shì)和性能特點(diǎn)的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.目前常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池材料包括硅基材料（如單晶硅、多晶硅）、化合物半導(dǎo)體材料（如砷化鎵、碲化鎘）和有機(jī)材料等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)B.硅基材料是目前市場(chǎng)上主流的太陽(yáng)能電池材料，具有成熟的技術(shù)和較高的轉(zhuǎn)換效率，但成本相對(duì)較高C.化合物半導(dǎo)體材料具有較高的理論轉(zhuǎn)換效率和良好的光譜響應(yīng)特性，但制備工藝復(fù)雜，成本較高，大規(guī)模應(yīng)用受到限制D.有機(jī)太陽(yáng)能電池材料具有成本低、柔韌性好、可大面積制備等優(yōu)點(diǎn)，但其轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過(guò)了硅基材料，并且穩(wěn)定性問(wèn)題已經(jīng)完全解決8、新能源技術(shù)的發(fā)展也對(duì)能源存儲(chǔ)技術(shù)提出了更高的要求，除了常見(jiàn)的電化學(xué)儲(chǔ)能，還有物理儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能等方式。在一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景中，如季節(jié)性?xún)?chǔ)能，以下哪種儲(chǔ)能技術(shù)可能更具優(yōu)勢(shì)？（）A.壓縮空氣儲(chǔ)能B.飛輪儲(chǔ)能C.超導(dǎo)磁儲(chǔ)能D.鉛酸電池儲(chǔ)能9、新能源技術(shù)的發(fā)展對(duì)能源存儲(chǔ)的需求日益增長(zhǎng)。以下關(guān)于能源存儲(chǔ)發(fā)展趨勢(shì)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.能源存儲(chǔ)技術(shù)將朝著更高能量密度、更長(zhǎng)壽命和更低成本的方向發(fā)展B.多種能源存儲(chǔ)技術(shù)將協(xié)同發(fā)展，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求C.能源存儲(chǔ)與新能源發(fā)電的結(jié)合將更加緊密，實(shí)現(xiàn)一體化解決方案D.能源存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到頂峰，未來(lái)不會(huì)有太大的突破10、對(duì)于新能源技術(shù)中的儲(chǔ)能技術(shù)，以下關(guān)于其重要性和應(yīng)用場(chǎng)景的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.儲(chǔ)能技術(shù)可以解決新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問(wèn)題，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，促進(jìn)新能源的大規(guī)模接入B.儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景包括調(diào)峰、調(diào)頻、備用電源、分布式能源存儲(chǔ)等，能夠優(yōu)化電力資源配置，提高能源利用效率C.常見(jiàn)的儲(chǔ)能技術(shù)包括電池儲(chǔ)能（如鋰離子電池、鉛酸電池等）、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、抽水蓄能等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景D.儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常完善，不存在任何技術(shù)難題和成本問(wèn)題，能夠完全滿(mǎn)足新能源發(fā)展和電力系統(tǒng)運(yùn)行的需求11、地?zé)崮茏鳛橐环N新能源，具有一定的開(kāi)發(fā)潛力。以下關(guān)于地?zé)崮芾玫恼f(shuō)法，不正確的是（）A.地?zé)崮芸梢酝ㄟ^(guò)地?zé)岚l(fā)電、地?zé)峁┡偷責(zé)釡厝确绞竭M(jìn)行利用，其中地?zé)岚l(fā)電是主要的應(yīng)用形式B.地?zé)豳Y源的分布受到地質(zhì)條件的限制，通常集中在板塊邊界和火山活動(dòng)頻繁的地區(qū)，開(kāi)發(fā)難度較大C.地?zé)崮苁且环N可再生的清潔能源，但在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)引發(fā)地震、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害，需要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和評(píng)估D.地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用成本很低，且不受季節(jié)和氣候的影響，因此可以大規(guī)模替代傳統(tǒng)能源12、在探討地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用時(shí)，以下關(guān)于其類(lèi)型和優(yōu)缺點(diǎn)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.地?zé)崮芊譃闇\層地?zé)崮?、水熱型地?zé)崮芎透蔁釒r型地?zé)崮?。淺層地?zé)崮芾玫卦礋岜眉夹g(shù)進(jìn)行供暖和制冷，效率高、成本低，但受地理?xiàng)l件限制；水熱型地?zé)崮芡ㄟ^(guò)地?zé)峋崛崴蛘羝糜诎l(fā)電和供熱，能量輸出穩(wěn)定，但可能存在資源衰減和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)；干熱巖型地?zé)崮軡摿薮螅_(kāi)發(fā)技術(shù)難度高、成本高昂B.地?zé)崮苤挥幸环N類(lèi)型，就是通過(guò)溫泉來(lái)利用，優(yōu)點(diǎn)是普遍存在，缺點(diǎn)是能量有限C.地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)成本低，沒(méi)有任何環(huán)境影響，是最理想的能源D.地?zé)崮芗夹g(shù)不成熟，無(wú)法大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用13、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，能源管理系統(tǒng)變得越來(lái)越重要。假設(shè)一個(gè)大型工業(yè)園區(qū)要建立能源管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和節(jié)能減排。以下哪種功能對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最為核心和關(guān)鍵的？（）A.實(shí)時(shí)能源監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源消耗的異常情況B.能源設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和調(diào)度，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)C.能源預(yù)測(cè)和規(guī)劃，為未來(lái)的能源需求提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和規(guī)劃D.能源成本核算和節(jié)能措施評(píng)估，以確定最經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能方案14、假設(shè)我們正在研究新能源技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，如基站的新能源供電、數(shù)據(jù)中心的能源優(yōu)化等。對(duì)于保障通信設(shè)施在新能源供電下的穩(wěn)定運(yùn)行，以下哪種技術(shù)解決方案是最為關(guān)鍵的？（）A.高效的電源管理和切換系統(tǒng)B.大容量的儲(chǔ)能設(shè)備C.新能源與傳統(tǒng)電網(wǎng)的無(wú)縫切換技術(shù)D.以上技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用15、在新能源技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建中，包括原材料供應(yīng)、設(shè)備制造、工程建設(shè)和服務(wù)運(yùn)營(yíng)等多個(gè)環(huán)節(jié)。為了提升新能源產(chǎn)業(yè)鏈的整體競(jìng)爭(zhēng)力，以下哪個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化是最為重要的？（）A.原材料的本地化供應(yīng)和成本控制B.核心設(shè)備制造技術(shù)的自主創(chuàng)新C.工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化D.服務(wù)運(yùn)營(yíng)的專(zhuān)業(yè)化和智能化二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）新能源技術(shù)的創(chuàng)新往往伴隨著商業(yè)模式的創(chuàng)新。請(qǐng)深入探討新能源領(lǐng)域的新型商業(yè)模式（如能源互聯(lián)網(wǎng)、分布式能源交易、合同能源管理等）的運(yùn)行機(jī)制、盈利模式、發(fā)展?jié)摿σ约八媾R的市場(chǎng)和政策障礙，分析如何通過(guò)商業(yè)模式創(chuàng)新推動(dòng)新能源技術(shù)的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。2、（本題5分）深入探討新能源儲(chǔ)能技術(shù)中，超級(jí)電容器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。比較超級(jí)電容器與其他儲(chǔ)能技術(shù)（如電池、飛輪儲(chǔ)能等）的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明其在新能源領(lǐng)域的獨(dú)特價(jià)值。3、（本題5分）探討新能源技術(shù)在水資源管理和處理中的應(yīng)用（如利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化、污水凈化），分析其優(yōu)勢(shì)和局限性，以及對(duì)解決全球水資源短缺問(wèn)題的潛在貢獻(xiàn)。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某潮汐能發(fā)電站的水輪機(jī)直徑為10米，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘，水頭為6米，水輪機(jī)效率為85%。計(jì)算水輪機(jī)的輸出功率（單位：kW）。假設(shè)每天運(yùn)行10小時(shí)，計(jì)算日發(fā)電量（單位：kWh）。2、（本題5分）一輛新能源卡車(chē)搭載了一組容量為200kWh的鋰離子電池，電池的能量密度為200Wh/kg，車(chē)輛百公里耗電量為60kWh。計(jì)算電池組的重量。若電池的充放電效率為90%，使用快充充電樁（充電功率為120kW）將電池充滿(mǎn)需要多長(zhǎng)時(shí)間？如果該車(chē)每天行駛300公里，電費(fèi)為1.5元/度，計(jì)算每天的電費(fèi)支出。3、（本題5分）某家庭安裝了一套3kW的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，投資成本為1.5萬(wàn)元，系統(tǒng)壽命為15年。當(dāng)?shù)啬昶骄L(fēng)速為6m/s，風(fēng)速頻率分布符合瑞利分布，形狀參數(shù)為2.5。風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速為3m/s，切出風(fēng)速為20m/s，額定風(fēng)速為8m/s。計(jì)算該系統(tǒng)的年等效滿(mǎn)負(fù)荷小時(shí)數(shù)。假設(shè)上網(wǎng)電價(jià)為0.5元/度，計(jì)算年發(fā)電收入?？紤]系統(tǒng)的運(yùn)維成本每年500元，計(jì)算投資回收期。4、（本題5分）一家企業(yè)計(jì)劃安裝一套風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量為2.5MW，年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為1800小時(shí)；太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量為4MW，年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為1000小時(shí)。計(jì)算該系統(tǒng)一年的總發(fā)電量。如果企業(yè)年用電量為600萬(wàn)度，計(jì)算該系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足企業(yè)用電需求的比例。假設(shè)系統(tǒng)建設(shè)成本為9000萬(wàn)元，設(shè)備折舊年限為18年，運(yùn)維成本每年為450萬(wàn)元，上網(wǎng)電價(jià)為0.55元/度，計(jì)算該系統(tǒng)的投資回收期。5、（本題5分）一座3MW的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，風(fēng)機(jī)輪轂高度為100米，平均風(fēng)速為7m/s，海平面粗糙度為0.03。根據(jù)對(duì)數(shù)風(fēng)廓線公式計(jì)算風(fēng)機(jī)輪轂處的風(fēng)速。已知風(fēng)機(jī)的功率曲線，計(jì)算該風(fēng)機(jī)的輸出功率。若上網(wǎng)電價(jià)為0.7元/度，每年運(yùn)行320天，計(jì)算年發(fā)電收益。初始投資2億元，設(shè)備壽命25年，每年運(yùn)維成本400萬(wàn)元，求投資回收期。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面研究新能源技術(shù)在造紙行業(yè)的能源效率提升和環(huán)境保護(hù)，如造紙工藝中的新能源干燥技術(shù)、廢紙回收中的能源利用、造紙廠的分布式能源系統(tǒng)等。分析新能源技術(shù)如何提高造紙行業(yè)的能源利用效率，減少?gòu)U水廢氣排放。探討在造紙行業(yè)推廣新能源技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新和政策引導(dǎo)作用。2、（本題10分）詳細(xì)論述新能源技術(shù)在橡膠塑料行業(yè)的節(jié)能減排和資源循環(huán)利用，如橡膠塑料生產(chǎn)中的新能源加