北方工業(yè)大學(xué)《高效換熱器設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北方工業(yè)大學(xué)

《高效換熱器設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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)的研發(fā)需要大量的資金投入和人才支持，以下關(guān)于新能源研發(fā)的說法，不準(zhǔn)確的是：（）A.企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高校在新能源技術(shù)研發(fā)中發(fā)揮著重要作用，形成產(chǎn)學(xué)研合作的創(chuàng)新體系B.政府通過設(shè)立科研項(xiàng)目、提供資金支持和政策引導(dǎo)，推動(dòng)新能源技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)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(fēng)險(xiǎn)D.新能源技術(shù)的研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)低、周期短，短期內(nèi)就能取得重大突破和廣泛應(yīng)用2、新能源技術(shù)的國際合作日益頻繁，各國在技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目建設(shè)和市場(chǎng)開拓等方面展開合作。在一個(gè)跨國的新能源合作項(xiàng)目中，如果要確保各方利益的平衡和項(xiàng)目的順利推進(jìn)，以下哪個(gè)因素是最為關(guān)鍵的？（）A.明確各方的責(zé)任和權(quán)利B.統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范C.建立有效的溝通機(jī)制D.合理分配項(xiàng)目收益3、新能源技術(shù)的國際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，各國紛紛加大研發(fā)投入和制定發(fā)展戰(zhàn)略。在全球新能源技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)格局中，如果一個(gè)國家想要占據(jù)領(lǐng)先地位，以下哪個(gè)方面的投入是最為核心的？（）A.基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)B.產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用資金C.人才培養(yǎng)和引進(jìn)D.國際合作項(xiàng)目4、在新能源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中，有關(guān)能源存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新方向，以下哪一種分析是最深入的？（）A.能源存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新方向包括提高電池能量密度、縮短充電時(shí)間、延長循環(huán)壽命、降低成本等。新型電池材料的研發(fā)，如鋰硫電池、固態(tài)電池等，有望突破現(xiàn)有鋰離子電池的性能瓶頸。此外，超級(jí)電容器、液流電池等技術(shù)也在不斷發(fā)展，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成和智能化管理也是重要的研究方向B.能源存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到極限，沒有創(chuàng)新的空間C.能源存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新主要集中在提高電池容量，其他方面不重要D.能源存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新難度大，短期內(nèi)無法取得重大突破5、在研究新能源技術(shù)的公眾認(rèn)知和接受度時(shí)，以下關(guān)于其影響因素和提升策略的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.新能源技術(shù)的公眾認(rèn)知和接受度受到多種因素影響，如宣傳推廣、成本效益、環(huán)境意識(shí)、技術(shù)可靠性等。提升策略包括加強(qiáng)科普宣傳，提高公眾對(duì)新能源技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)；展示實(shí)際應(yīng)用案例，讓公眾親身感受其優(yōu)勢(shì)；降低成本，提高性價(jià)比；加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提高可靠性和穩(wěn)定性。通過這些策略，可以增強(qiáng)公眾對(duì)新能源技術(shù)的信任和支持，促進(jìn)其廣泛應(yīng)用B.新能源技術(shù)的公眾認(rèn)知和接受度不受任何因素影響，是自然而然的過程C.新能源技術(shù)的公眾認(rèn)知和接受度無法提升，因?yàn)榧夹g(shù)太復(fù)雜D.新能源技術(shù)的公眾認(rèn)知和接受度只與成本有關(guān)，其他因素不重要6、海洋能是一種潛力巨大的新能源，包括潮汐能、波浪能、海流能等。關(guān)于海洋能的開發(fā)利用，下列說法不正確的是：（）A.潮汐能發(fā)電具有規(guī)律性和可預(yù)測(cè)性，是目前海洋能開發(fā)中較為成熟的技術(shù)B.波浪能的能量密度較高，但受海洋環(huán)境影響大，開發(fā)難度較大C.海流能的利用需要特殊的裝置和技術(shù)，目前仍處于試驗(yàn)階段D.海洋能的開發(fā)不會(huì)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成任何影響，可以無限制地進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)7、在新能源領(lǐng)域，儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)。以下關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)挑戰(zhàn)的描述，不正確的是（）A.目前儲(chǔ)能技術(shù)的能量密度相對(duì)較低，難以滿足大規(guī)模儲(chǔ)能的需求B.儲(chǔ)能設(shè)備的成本較高，限制了其在一些場(chǎng)景中的廣泛應(yīng)用C.儲(chǔ)能技術(shù)的循環(huán)壽命有限，需要頻繁更換設(shè)備，增加了使用成本D.儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不存在任何技術(shù)難題和挑戰(zhàn)8、新能源的開發(fā)和利用需要考慮其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。以下關(guān)于新能源生態(tài)影響的描述，不正確的是（）A.大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)可能會(huì)對(duì)鳥類遷徙和棲息地造成一定影響B(tài).太陽能光伏電站的建設(shè)可能會(huì)占用大量土地資源，改變土地利用方式C.生物質(zhì)能的開發(fā)如果不合理，可能會(huì)導(dǎo)致森林砍伐和生態(tài)破壞D.新能源的開發(fā)和利用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)沒有任何負(fù)面影響，是完全環(huán)保的9、新能源技術(shù)的發(fā)展對(duì)能源市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。關(guān)于新能源與傳統(tǒng)能源的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，以下哪種觀點(diǎn)是正確的？（）A.新能源的發(fā)展迅速，將在短期內(nèi)完全取代傳統(tǒng)能源，導(dǎo)致傳統(tǒng)能源行業(yè)的消亡B.新能源和傳統(tǒng)能源將長期共存，相互競(jìng)爭(zhēng)、相互補(bǔ)充，共同滿足能源需求。在這個(gè)過程中，傳統(tǒng)能源將逐漸減少份額，新能源的比重將不斷增加C.傳統(tǒng)能源具有成本低、供應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，新能源無法與之競(jìng)爭(zhēng)，其發(fā)展將受到限制D.新能源的發(fā)展受到技術(shù)、成本和政策等因素的制約，短期內(nèi)無法對(duì)傳統(tǒng)能源構(gòu)成威脅，傳統(tǒng)能源仍將占據(jù)主導(dǎo)地位10、在新能源領(lǐng)域，生物質(zhì)能的利用方式多種多樣。關(guān)于生物質(zhì)發(fā)電，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.生物質(zhì)發(fā)電完全依賴于農(nóng)作物秸稈等廢棄物，原料供應(yīng)不穩(wěn)定，且發(fā)電效率低下，不具備大規(guī)模發(fā)展的潛力B.生物質(zhì)發(fā)電可以利用多種有機(jī)廢棄物和能源作物作為原料，通過燃燒或氣化等方式將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然存在一定的環(huán)境影響，但通過技術(shù)改進(jìn)和合理規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展C.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)單，投資成本低，且對(duì)環(huán)境沒有任何污染，是一種理想的清潔能源發(fā)電方式D.生物質(zhì)發(fā)電在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)和市場(chǎng)都非常成熟，不需要進(jìn)一步的研發(fā)和創(chuàng)新11、新能源技術(shù)的應(yīng)用也帶來了一些環(huán)境和社會(huì)影響。在大規(guī)模建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)時(shí)，以下哪個(gè)方面的環(huán)境和社會(huì)問題最需要在項(xiàng)目規(guī)劃階段進(jìn)行充分評(píng)估和應(yīng)對(duì)？（）A.對(duì)鳥類遷徙的影響和噪音污染B.對(duì)當(dāng)?shù)鼐坝^的破壞和視覺影響C.對(duì)土地利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響D.對(duì)周邊居民健康和生活質(zhì)量的影響12、在新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)的性能至關(guān)重要。關(guān)于永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)，以下哪種說法是正確的？（）A.永磁同步電機(jī)效率高、功率密度大，但成本較高，且容易受到高溫和退磁的影響；交流異步電機(jī)成本低、可靠性高，但效率和功率密度相對(duì)較低B.永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)在性能和成本方面沒有明顯差異，在新能源汽車中的應(yīng)用取決于廠家的偏好C.交流異步電機(jī)是新能源汽車電機(jī)的主流選擇，因?yàn)槠浼夹g(shù)成熟，性能穩(wěn)定，而永磁同步電機(jī)存在諸多問題，逐漸被淘汰D.永磁同步電機(jī)在所有方面都優(yōu)于交流異步電機(jī)，未來交流異步電機(jī)將不再用于新能源汽車13、氫能作為一種清潔能源，具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)于氫能的特點(diǎn)和利用，以下描述不正確的是（）A.氫能具有能量密度高、燃燒產(chǎn)物無污染、來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，被視為未來能源體系的重要組成部分B.目前制取氫能的主要方法有化石能源重整、水電解、生物質(zhì)氣化等，但制取成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用C.氫能的儲(chǔ)存和運(yùn)輸是氫能利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前常用的儲(chǔ)氫方法有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫和固體材料儲(chǔ)氫等，但都存在一定的技術(shù)難題D.氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，氫燃料電池汽車已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的燃油汽車和電動(dòng)汽車14、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。在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域，通過技術(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.采購低價(jià)原材料C.減少研發(fā)投入D.降低產(chǎn)品質(zhì)量15、在新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)中，除了電池，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也至關(guān)重要。關(guān)于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以下說法不正確的是：（）A.永磁同步電機(jī)具有高效率、高功率密度的優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)汽車中得到廣泛應(yīng)用B.交流異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但在低速時(shí)效率較低C.電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略直接影響電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能和能耗水平D.電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本很低，不會(huì)對(duì)新能源汽車的價(jià)格產(chǎn)生較大影響二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）全面論述新能源技術(shù)在沙漠治理和生態(tài)修復(fù)中的作用和應(yīng)用途徑。分析利用新能源進(jìn)行沙漠地區(qū)的水資源開發(fā)、植被恢復(fù)、生態(tài)監(jiān)測(cè)等方面的可能性和技術(shù)方案，以及新能源技術(shù)在推動(dòng)沙漠生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的潛力和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）深入探討新能源技術(shù)在農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用中的應(yīng)用，如通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、生物質(zhì)熱解制備生物炭等。分析這些技術(shù)的原理、工藝流程和效益，以及在實(shí)際應(yīng)用中面臨的技術(shù)瓶頸和市場(chǎng)推廣問題。3、（本題5分）詳細(xì)說明新能源技術(shù)在能源與智慧城市建設(shè)中的融合，分析如何通過新能源技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市能源的智能化管理和可持續(xù)發(fā)展。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝在一個(gè)工廠屋頂，面積為1000平方米，光伏板的轉(zhuǎn)換效率為18%，每平方米可安裝150W的光伏組件。該地區(qū)年平均日照時(shí)間為1600小時(shí)，系統(tǒng)效率為75%。計(jì)算該系統(tǒng)一年的發(fā)電量。如果工廠自用比例為70%，上網(wǎng)電價(jià)為0.4元/度，自用電價(jià)為0.8元/度，計(jì)算該系統(tǒng)一年的電費(fèi)節(jié)省和上網(wǎng)收益。2、（本題5分）一個(gè)分布式能源系統(tǒng)包含80kW的光伏發(fā)電、50kW的風(fēng)力發(fā)電、150kW的微型燃?xì)廨啓C(jī)和200kW的儲(chǔ)能裝置。光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的年利用小時(shí)數(shù)分別為1300小時(shí)和1800小時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率35%，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)2500小時(shí)，儲(chǔ)能裝置每天充放電一次，放電深度80%。計(jì)算該系統(tǒng)的年總發(fā)電量、年總耗氣量（天然氣熱值35588kJ/m3）和儲(chǔ)能裝置的年放電量。3、（本題5分）某太陽能熱水工程集熱器面積為30平方米，太陽能輻射強(qiáng)度平均為750W/平方米，集熱器效率為45%，水箱容積為200升，水的初始溫度為15℃，需要加熱到55℃。計(jì)算將水箱中的水加熱所需的時(shí)間（假設(shè)沒有熱量損失）。如果使用電加熱，電價(jià)為0.5元/度，計(jì)算使用太陽能熱水工程節(jié)省的費(fèi)用。4、（本題5分）一個(gè)新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)采用液流電池，總?cè)萘繛?200kWh，放電深度為75%，放電效率為90%。系統(tǒng)要為一個(gè)80kW的負(fù)載供電10小時(shí)，計(jì)算電池組能否滿足需求。如果不能滿足，還需要增加多少容量的液流電池？5、（本題5分）一個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)，氫氣的流量為0.1千克/秒，氫氣的熱值為140兆焦/千克，燃料電池的效率為60%。計(jì)算該系統(tǒng)的輸出功率。如果要將輸出功率提高到50千瓦，需要將氫氣流量增加到多少千克/秒？四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入分析太陽能熱發(fā)電技術(shù)中，塔式、槽式、碟式和菲涅爾式四種系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各自在聚光效率、系統(tǒng)復(fù)雜度、成本和適用規(guī)模等方面的表現(xiàn)。結(jié)合實(shí)際案例，比較它們?cè)诓煌乩砗蜌夂驐l件下的應(yīng)用效果，并討論如何進(jìn)一步提高太陽能熱發(fā)電的效率和經(jīng)濟(jì)性。2、（本題10分）深入論述