生物質(zhì)能發(fā)電的機(jī)械熱力學(xué)分析考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

本次考核旨在通過機(jī)械熱力學(xué)理論知識的考察，檢驗(yàn)學(xué)生對生物質(zhì)能發(fā)電過程中涉及的能量轉(zhuǎn)換、熱力學(xué)效率、熱力學(xué)循環(huán)等相關(guān)知識的掌握程度，以及分析解決實(shí)際工程問題的能力。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.生物質(zhì)能發(fā)電過程中，熱效率最高的發(fā)電方式是：（）

A.燃料電池

B.燃料直接燃燒

C.燃料氣化

D.燃料液化

2.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力學(xué)第一定律表述為：（）

A.能量守恒定律

B.能量守恒和轉(zhuǎn)換定律

C.能量轉(zhuǎn)換定律

D.能量守恒和熵增定律

3.在生物質(zhì)能發(fā)電中，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能的主要方式是：（）

A.化學(xué)反應(yīng)

B.物理反應(yīng)

C.生物反應(yīng)

D.以上都是

4.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程稱為：（）

A.燃燒

B.熱化

C.熱分解

D.熱解

5.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐效率是指：（）

A.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱能之比

B.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比

C.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之差

D.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比減去損失的熱能

6.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程稱為：（）

A.熱機(jī)工作

B.熱交換

C.蒸汽膨脹

D.蒸汽冷凝

7.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)效率是指：（）

A.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽熱能之比

B.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比

C.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之差

D.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比減去損失的能量

8.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱效率的主要措施是：（）

A.減少燃料燃燒不完全

B.提高鍋爐效率

C.提高蒸汽輪機(jī)效率

D.以上都是

9.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料氣化過程中產(chǎn)生的氣體稱為：（）

A.燃料氣

B.燃料蒸汽

C.燃料熱氣

D.燃料冷氣

10.生物質(zhì)能發(fā)電中，將燃料氣轉(zhuǎn)化為電能的過程稱為：（）

A.燃料電池

B.燃料直接燃燒

C.燃料氣化

D.燃料液化

11.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，將熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程稱為：（）

A.熱機(jī)工作

B.熱交換

C.熱能轉(zhuǎn)換

D.能量轉(zhuǎn)換

12.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱交換效率的主要措施是：（）

A.增加熱交換面積

B.提高熱交換溫度

C.降低熱交換溫度

D.以上都是

13.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐熱效率是指：（）

A.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱能之比

B.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比

C.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之差

D.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比減去損失的熱能

14.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料液化過程中產(chǎn)生的液體稱為：（）

A.燃料液

B.燃料油

C.燃料蒸汽

D.燃料冷氣

15.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)熱效率是指：（）

A.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽熱能之比

B.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比

C.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之差

D.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比減去損失的能量

16.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高蒸汽輪機(jī)效率的主要措施是：（）

A.減少蒸汽輪機(jī)的摩擦損失

B.提高蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速

C.降低蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速

D.以上都是

17.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，將熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程稱為：（）

A.熱機(jī)工作

B.熱交換

C.熱能轉(zhuǎn)換

D.能量轉(zhuǎn)換

18.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱交換效率的主要措施是：（）

A.增加熱交換面積

B.提高熱交換溫度

C.降低熱交換溫度

D.以上都是

19.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐熱效率是指：（）

A.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱能之比

B.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比

C.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之差

D.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比減去損失的熱能

20.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料液化過程中產(chǎn)生的液體稱為：（）

A.燃料液

B.燃料油

C.燃料蒸汽

D.燃料冷氣

21.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)熱效率是指：（）

A.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽熱能之比

B.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比

C.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之差

D.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比減去損失的能量

22.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高蒸汽輪機(jī)效率的主要措施是：（）

A.減少蒸汽輪機(jī)的摩擦損失

B.提高蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速

C.降低蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速

D.以上都是

23.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，將熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程稱為：（）

A.熱機(jī)工作

B.熱交換

C.熱能轉(zhuǎn)換

D.能量轉(zhuǎn)換

24.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱交換效率的主要措施是：（）

A.增加熱交換面積

B.提高熱交換溫度

C.降低熱交換溫度

D.以上都是

25.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐熱效率是指：（）

A.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱能之比

B.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比

C.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之差

D.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料燃燒產(chǎn)生的熱能之比減去損失的熱能

26.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料液化過程中產(chǎn)生的液體稱為：（）

A.燃料液

B.燃料油

C.燃料蒸汽

D.燃料冷氣

27.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)熱效率是指：（）

A.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽熱能之比

B.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比

C.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之差

D.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽能量之比減去損失的能量

28.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高蒸汽輪機(jī)效率的主要措施是：（）

A.減少蒸汽輪機(jī)的摩擦損失

B.提高蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速

C.降低蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速

D.以上都是

29.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，將熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程稱為：（）

A.熱機(jī)工作

B.熱交換

C.熱能轉(zhuǎn)換

D.能量轉(zhuǎn)換

30.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱交換效率的主要措施是：（）

A.增加熱交換面積

B.提高熱交換溫度

C.降低熱交換溫度

D.以上都是

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力學(xué)循環(huán)包括哪些基本過程？（）

A.燃燒

B.熱交換

C.蒸汽膨脹

D.蒸汽冷凝

2.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐效率受哪些因素影響？（）

A.燃料質(zhì)量

B.鍋爐設(shè)計(jì)

C.燃燒過程

D.環(huán)境溫度

3.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高鍋爐效率的方法有哪些？（）

A.優(yōu)化燃燒過程

B.提高鍋爐熱交換效率

C.使用高效燃料

D.增加鍋爐容量

4.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)效率受哪些因素影響？（）

A.蒸汽參數(shù)

B.輪機(jī)設(shè)計(jì)

C.輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

D.環(huán)境壓力

5.提高生物質(zhì)能發(fā)電蒸汽輪機(jī)效率的措施包括哪些？（）

A.降低蒸汽濕度

B.提高蒸汽壓力

C.優(yōu)化輪機(jī)葉片形狀

D.減少輪機(jī)內(nèi)部摩擦

6.生物質(zhì)能發(fā)電中，影響燃料氣化效率的因素有哪些？（）

A.燃料類型

B.氣化劑類型

C.氣化溫度

D.氣化壓力

7.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料液化過程中，可能會產(chǎn)生的副產(chǎn)品有哪些？（）

A.燃料油

B.氫氣

C.一氧化碳

D.二氧化硫

8.生物質(zhì)能發(fā)電的熱交換器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些因素？（）

A.熱交換面積

B.熱交換介質(zhì)

C.流體流動特性

D.熱交換器材料

9.生物質(zhì)能發(fā)電中，影響熱交換效率的因素有哪些？（）

A.熱交換面積

B.流體流速

C.熱交換器材料

D.環(huán)境溫度

10.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料燃燒過程中，可能會產(chǎn)生的污染物有哪些？（）

A.二氧化硫

B.氮氧化物

C.顆粒物

D.氫氧化物

11.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高燃料燃燒效率的方法有哪些？（）

A.優(yōu)化燃燒過程

B.使用高效燃燒器

C.控制燃燒溫度

D.使用催化劑

12.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，熱能轉(zhuǎn)換的主要形式有哪些？（）

A.熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.熱能轉(zhuǎn)化為電能

C.熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

D.熱能轉(zhuǎn)化為光能

13.生物質(zhì)能發(fā)電中，影響熱力循環(huán)效率的因素有哪些？（）

A.燃料質(zhì)量

B.設(shè)備效率

C.環(huán)境因素

D.操作維護(hù)

14.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱力循環(huán)效率的方法有哪些？（）

A.優(yōu)化熱力循環(huán)設(shè)計(jì)

B.提高設(shè)備效率

C.優(yōu)化燃料利用

D.改善操作維護(hù)

15.生物質(zhì)能發(fā)電中，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能的主要形式有哪些？（）

A.直接燃燒

B.燃料電池

C.燃料氣化

D.燃料液化

16.生物質(zhì)能發(fā)電中，影響燃料電池效率的因素有哪些？（）

A.燃料質(zhì)量

B.電池設(shè)計(jì)

C.電池運(yùn)行狀態(tài)

D.環(huán)境溫度

17.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料氣化過程中，可能會產(chǎn)生的有害氣體有哪些？（）

A.一氧化碳

B.二氧化硫

C.氮氧化物

D.氫氣

18.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高燃料氣化效率的方法有哪些？（）

A.優(yōu)化氣化工藝

B.使用高效氣化設(shè)備

C.控制氣化溫度

D.使用催化劑

19.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料液化過程中，可能會產(chǎn)生的副產(chǎn)品有哪些？（）

A.燃料油

B.氫氣

C.一氧化碳

D.二氧化硫

20.生物質(zhì)能發(fā)電的熱交換器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些因素？（）

A.熱交換面積

B.熱交換介質(zhì)

C.流體流動特性

D.熱交換器材料

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請將正確答案填到題目空白處）

1.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力學(xué)第一定律是______定律。

2.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力學(xué)第二定律是______定律。

3.生物質(zhì)能發(fā)電中，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程稱為______。

4.生物質(zhì)能發(fā)電中，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程稱為______。

5.生物質(zhì)能發(fā)電中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程稱為______。

6.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，燃燒生物質(zhì)的過程稱為______。

7.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐效率是指______。

8.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)效率是指______。

9.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料氣化過程中，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為______。

10.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料液化過程中，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為______。

11.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱交換效率的主要措施是______。

12.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高鍋爐效率的主要措施是______。

13.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高蒸汽輪機(jī)效率的主要措施是______。

14.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料氣化過程中，提高氣化效率的主要措施是______。

15.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料液化過程中，提高液化效率的主要措施是______。

16.生物質(zhì)能發(fā)電中，熱交換器的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮______。

17.生物質(zhì)能發(fā)電中，鍋爐的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮______。

18.生物質(zhì)能發(fā)電中，蒸汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮______。

19.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料電池的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮______。

20.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料氣化設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮______。

21.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料液化設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮______。

22.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高生物質(zhì)能發(fā)電整體效率的主要措施是______。

23.生物質(zhì)能發(fā)電中，生物質(zhì)能的熱值是指______。

24.生物質(zhì)能發(fā)電中，生物質(zhì)能的密度是指______。

25.生物質(zhì)能發(fā)電中，生物質(zhì)能的濕度是指______。

四、判斷題（本題共20小題，每題0.5分，共10分，正確的請?jiān)诖痤}括號中畫√，錯誤的畫×）

1.生物質(zhì)能發(fā)電是一種可再生能源發(fā)電方式。（）

2.生物質(zhì)能發(fā)電的熱效率通常低于化石燃料發(fā)電。（）

3.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，燃燒過程發(fā)生在鍋爐中。（）

4.蒸汽輪機(jī)在生物質(zhì)能發(fā)電中主要用于將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（）

5.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐效率可以通過增加鍋爐的熱交換面積來提高。（）

6.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料氣化是一種將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的過程。（）

7.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料液化過程比燃料氣化過程更節(jié)能。（）

8.生物質(zhì)能發(fā)電的熱交換器設(shè)計(jì)時，應(yīng)優(yōu)先考慮流體的流動阻力。（）

9.生物質(zhì)能發(fā)電中，蒸汽輪機(jī)的效率與蒸汽的初壓和終壓有關(guān)。（）

10.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料電池可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。（）

11.生物質(zhì)能發(fā)電中，氮氧化物排放是主要的污染物之一。（）

12.生物質(zhì)能發(fā)電的熱力循環(huán)中，冷凝過程發(fā)生在冷凝器中。（）

13.生物質(zhì)能發(fā)電的鍋爐效率可以通過優(yōu)化燃燒過程來提高。（）

14.生物質(zhì)能發(fā)電中，提高熱交換效率的主要措施是增加熱交換面積。（）

15.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料的干燥程度對氣化效率有顯著影響。（）

16.生物質(zhì)能發(fā)電的蒸汽輪機(jī)效率可以通過減少輪機(jī)內(nèi)部的摩擦來提高。（）

17.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料電池效率通常高于傳統(tǒng)的火力發(fā)電。（）

18.生物質(zhì)能發(fā)電的熱交換器設(shè)計(jì)時，應(yīng)盡量減少熱交換面積以降低成本。（）

19.生物質(zhì)能發(fā)電中，燃料的化學(xué)組成對氣化效率有重要影響。（）

20.生物質(zhì)能發(fā)電的燃料液化過程中，可以通過提高溫度來提高液化效率。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請簡述生物質(zhì)能發(fā)電的熱力學(xué)循環(huán)原理，并說明各個環(huán)節(jié)的主要功能和能量轉(zhuǎn)換過程。

2.分析生物質(zhì)能發(fā)電中鍋爐效率的影響因素，并提出提高鍋爐效率的具體措施。

3.闡述生物質(zhì)能發(fā)電中蒸汽輪機(jī)的工作原理，并討論如何提高蒸汽輪機(jī)的熱效率。

4.結(jié)合實(shí)際，討論生物質(zhì)能發(fā)電在提高能源利用效率、減少環(huán)境污染和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展方面的作用。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：

某生物質(zhì)能發(fā)電廠計(jì)劃建設(shè)一座新的鍋爐，該鍋爐將用于燃燒生物質(zhì)顆粒。已知生物質(zhì)顆粒的低位發(fā)熱量為15MJ/kg，鍋爐的設(shè)計(jì)熱效率為85%。請計(jì)算：

（1）鍋爐每小時的燃料消耗量（kg/h）；

（2）鍋爐每小時產(chǎn)生的蒸汽量（kg/h），假設(shè)蒸汽的飽和溫度為180℃，比容為1.8kg/m3。

2.案例題：

某生物質(zhì)能發(fā)電廠采用燃料氣化技術(shù)進(jìn)行發(fā)電，其氣化裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：生物質(zhì)進(jìn)料量為100kg/h，氣化劑（空氣）進(jìn)料量為2000m3/h，氣化溫度為850℃，氣化壓力為0.5MPa。已知生物質(zhì)顆粒的低位發(fā)熱量為15MJ/kg，氣化效率為60%。請計(jì)算：

（1）氣化裝置每小時產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的能量（MJ/h）；

（2）假設(shè)可燃?xì)怏w的熱值為30MJ/m3，計(jì)算氣化裝置每小時產(chǎn)生的電能（kWh）。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.A

2.A

3.D

4.A

5.A

6.C

7.A

8.D

9.A

10.B

11.C

12.A

13.A

14.A

15.D

16.A

17.C

18.D

19.B

20.D

21.A

22.D

23.A

24.D

25.A

26.A

27.D

28.D

29.A

30.D

二、多選題

1.ABCD

2.ABC

3.ABC

4.ABC

5.ABCD

6.ABC

7.ABC

8.ABCD

9.ABCD

10.ABC

11.ABCD

12.ABCD

13.ABCD

14.ABCD

15.ABCD

16.ABC

17.ABC

18.ABCD

19.ABC

20.ABCD

三、填空題

1.能量守恒

2.熵增

3.燃燒

4.蒸汽膨脹

5.發(fā)電機(jī)

6.燃燒

7.鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱能之比

8.蒸汽輪機(jī)輸出的功與輸入的蒸汽熱能之比

9.可燃?xì)?/p>

10.燃料油

11.增加熱交換面積

12.