2025年大学一年级（能源与动力工程）热能工程基础试题及答案.doc

2025年大学一年级（能源与动力工程）热能工程基础试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将正确答案的序号填在括号内）
1. 下列关于热能工程基础的说法，正确的是（ ）
A. 热能工程主要研究热能的产生和利用
B. 热能工程只涉及传统能源的利用
C. 热能工程不包括能源转换环节
D. 热能工程与环境无关
2. 以下哪种能源不属于一次能源（ ）
A. 煤炭
B. 天然气
C. 电能
D. 太阳能
3. 热传递的三种基本方式不包括（ ）
A. 传导
B. 对流
C. 辐射
D. 扩散
4. 工质在热力循环中，对外做功的过程是（ ）
A. 压缩过程
B. 膨胀过程
C. 吸热过程
D. 放热过程
5. 卡诺循环的效率只与（ ）有关
A. 高温热源温度
B. 低温热源温度
C. 工质性质
D. 高温热源温度和低温热源温度
6. 下列热力设备中，属于热交换设备的是（ ）
A. 锅炉
B. 汽轮机
C. 换热器
D. 压缩机
7. 提高朗肯循环效率的有效方法是（ ）
A. 提高蒸汽初温
B. 降低蒸汽初压
C. 提高乏汽压力
D. 减少蒸汽流量
8. 以下哪种燃料的发热量最高（ ）
A. 无烟煤
B. 烟煤
C. 褐煤
D. 焦炭
9. 燃烧过程中，过量空气系数小于1时，称为（ ）
A. 完全燃烧
B. 不完全燃烧
C. 正常燃烧
D. 富氧燃烧
10. 燃气轮机的工作过程不包括（ ）
A. 进气过程
B. 压缩过程
C. 燃烧过程
D. 冷凝过程

第II卷（非选择题 共70分）
二、填空题（每题3分，共15分）
1. 热能工程的核心任务是实现能源的高效______和利用。
2. 理想气体状态方程为______。
3. 热力系统与外界之间的能量传递方式有______和______。
4. 蒸汽动力循环的基本组成部分包括锅炉、汽轮机、______和______。
5. 燃烧的三个必要条件是______、______和______。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述热传递的三种方式及其特点。
2. 说明卡诺循环的构成及效率公式，并分析提高卡诺循环效率的途径。
3. 简述锅炉的工作过程及主要作用。

四、分析题（15分）
材料：某火力发电厂采用朗肯循环发电，蒸汽初参数为压力10MPa，温度500℃，乏汽压力0.005MPa。已知该循环中工质在锅炉中吸收的热量为3000kJ/kg，在汽轮机中对外做功1000kJ/kg。
问题：计算该朗肯循环的热效率，并分析影响热效率的因素。

五、论述题（20分）
材料：随着能源需求的不断增长和环境保护要求的日益提高，发展高效、清洁的热能利用技术成为热能工程领域的重要研究方向。
问题：请论述当前热能工程领域在提高能源利用效率和减少环境污染方面的主要技术措施及发展趋势，并结合实际谈谈你的看法。

答案：
一、选择题
1. A
2. C
3. D
4. B
5. D
6. C
7. A
8. A
9. B
10. D

二、填空题
1. 转换
2. pV = mRT
3. 热量传递；功量传递
4. 凝汽器；给水泵
5. 可燃物质；助燃物质；点火源

三、简答题
1. 热传递的三种方式为传导、对流和辐射。传导是依靠物体内部微粒的热运动而传递热量；对流是流体各部分之间发生相对位移而引起的热量传递；辐射是物体通过电磁波来传递能量。传导主要发生在固体中，对流主要发生在流体中，辐射可在真空中进行且不需要介质。
2. 卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。效率公式ηc = 1 - T2/T1（T1为高温热源温度，T2为低温热源温度）。提高卡诺循环效率的途径是提高高温热源温度或降低低温热源温度。
3. 锅炉工作过程包括燃料燃烧释放热量，将水加热成蒸汽。主要作用是产生具有一定压力和温度的蒸汽，为热力循环提供动力，是火力发电厂等热力系统的关键设备。

四、分析题答案：朗肯循环热效率η = w/q1 = 1000/3000 ≈ 33.3%。影响热效率的因素有蒸汽初参数，提高蒸汽初温、初压可提高热效率；乏汽压力，降低乏汽压力可提高热效率；还有汽轮机效率等，汽轮机将蒸汽热能转化为机械能的效率越高，循环热效率也越高。

五、论述题答案：当前提高能源利用效率方面的技术措施有采用高效的热力循环系统、优化设备运行参数等。减少环境污染方面有发展清洁燃烧技术、烟气净化技术等。发展趋势是向更高效率、更低污染、智能化方向发展。如采用新型高效的发电技术，利用人工智能优化运行等。实际中应加大研发投入，推广应用先进技术，提高能源利用效率，减少对环境的影响。