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1、 能源与环境系统工程概论复习导向 第一章 能源与环境系统工程基础 1、系统定义、特点和分类。系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分按一定规律结合而成的、具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所属的一个更大的系统的组成部分。特点：整体性 关联性 目的性 环境适应性 有序性 动态性 分类：自然系统与人工系统、实体系统与概念系统、开放系统与孤立系统、静态系统与动态系统、可控系统与不可控系统 2、系统工程学的定义和特点。系统工程学：对系统进行合理规划、研究、设计和运行管理的思想、步骤、组织和技巧的总称。特点：研究方法的总体性 处理问题的综合性 组织管理上的科学化和现代化 3、系统方法是什么（
2、定义）。把系统工程思考问题和处理问题的方法称为系统方法 4、系统工程的三维结构是什么，跟系统方法是什么关系。三维结构：时间维、逻辑维、知识维 关系：提供了一个统一的思考方法，概括了系统工程的工作步骤和阶段，以及它所涉及的各种专业知识 5、环境的定义和分类（构成环境因素和根源），以及各类环境之间的关系。环境：中华人民共和国环境保护法规定，环境指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。根据环境成因分类：自然环境、人工环境和社会环境 关系：自然环境、人工环境和社会环境相互联系、
3、相互影响、相互依存，共同组成人类的生态环境。自然环境支撑、调节、涵养人工环境和社会环境，以适应人类生活和生产的需要。自然环境的恶化会破坏人工环境和社会环境，以致造成难以弥补的损失。自然环境有赖于人工环境的美化、衬托、补充，使之更利于人类的生活和生产。但是，人工环境的不适当地建造和发展，也会损害自然生态，直接或间接地损害人类的生存和发展。根据根源分类：环境问题：狭义上，由于人类的生产和生活活动，使自然生态失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。广义上，自然力或人力引起生态平衡遭到破坏，最后直接或间接影响人类生存和发展的一切客观问题。|从引起环境问题的根源将其分为第一环境问题，由自然力引起的
4、环境问题，亦称原生环境问题，第二环境问题，由于人类因素所引起的环境问题，亦称次生环境问题。6、可持续发展战略的应用有哪些，简要介绍一下这些应用，并说明它们之间有何关系。清洁生产：(企业层次)对生产过程与产品采取整体预防性的环境策略，以减少其对人类及环境可能的危害。生态工业：(企业群落层次)按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型进化型工业，它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统融合使物质和能量多级利用，高效产出或持续利用。循环经济：(国民经济层次)对物质闭环流动性经济的简称，增长模式是资源产品再生资源。7、能源和环境系统工程
5、的定义和任务是什么。定义：分析现有的能源与环境系统，通过对能源与环境实行最优设计、最有规划和最优管理，来创建满足经济发展和环境所需要的系统。任务：能源与环境系统工程可以为世界、国家、地区、企业等能源与环境系统作预测、分析、规划、管理和评价等工作，具体说包括：1)能源需求预测 2)能源供应预测 3)能源发展规划 4)能源的合理分配和使用 5)能源利用率的提高和环境污染的控制 6)能源与环境系统分析 第二章 能源的开发利用 1、根据来源，能源可以分为哪几类（具有两个分类标准，请都列举出来，分别是可以分为 4 类和 3 类），它们的来源或成因分别是什么？分为四类：1）太阳能 2）地热 3)核能 4）
6、潮汐能 分为三类：1）来自地球以为的能量 2）地球本身蕴藏的能量 3）地球与其他天体相互作用而产生的能量 2、解释和区别一次能源与二次能源、可再生能源和非再生能源、常规能源和新能源、燃料能源和非燃料能源、清洁能源和非清洁能源（每一种不超过 30 个字）。一次能源与二次能源：使用时要不要经过加工转换 可再生能源和非再生能源：能不能不断地再生并有规律地得到补充 常规能源和新能源：人类所利用的时间长久以及现有技术的掌握程度 燃料能源和非燃料能源：能不能直接通过燃烧获得能量 清洁能源和非清洁能源：使用时对环境的影响 3、能源效率和节能的区别，简要解释能源效率的第一定律效率和第二定律效率的定义。区别：能
7、源效率是指终端用户使用能源得到的有效能量与消耗的能量自闭；节能是指不必要的能耗 能源效率的第一定律效率和第二定律效率的定义：第二定律表示的含义类似于火用（）。第一定律效率 热力学第一定律表述为能量既不能产生也不会消失，只会由一种形式转变为另一种形式。据此，能源效率能量收益能量消耗 第二定律效率 热力学第二定律表述为系统中的熵总是增加的，也就是说，能量在转换过程中损失了它的“品位”，或者做某种作业的能力。因此，转换效率既要考虑数量又要考虑“品位”的损失。能源效率做功能力收益做功能力消耗 4、清洁煤技术包括哪些。煤炭加工技术有哪些，简要概括解释这几种加工技术（每一种技术不超过 60 个字）。洁净煤
8、技术是高效、洁净的煤炭开发、加工、燃烧、转化和污染控制技术的总称。煤炭加工技术：1)煤炭洗选技术 2)粉煤成型技术 3)动力配煤技术 4)水煤浆技术 5、煤炭高效洁净燃烧技术有哪些，请简要概括解释（每一种技术不超过60 个字）。煤炭高效洁净燃烧技术：1）循环流化床燃烧技术 2)高效低污染的粉煤燃烧技术 6、煤炭转化技术有哪些，请简要概括解释（每一种技术不超过 60 个字）。煤炭转化技术：1）煤炭的干馏技术 2)煤炭气化技术 3)煤炭的地下气化 4)煤炭的直接液化 5)煤炭的间接液化 6)整体气化联合循环发电技术 7)燃料电池 8)煤的多联产 7、石油的元素组成和蒸馏组成（即在不同温度下常压和减
9、压蒸馏的产物是什么）。如何评价汽油好坏（即评价指标），解释一下每个评价指标（每个评价指标不要超过 60 个字）常压产物：汽油以及各种芳烃 减压产物：柴油、石油焦和燃料油等 评价指标：汽油的馏分组分和辛烷值 8、解释抽水蓄能电站的原理和种类，其综合效率系数是什么意思。原理：利用电网中负荷低谷时的电力，把下水库的水抽到上水库蓄能，待电网高峰负荷时，再放水到下水库进行发电。综合效率系数：抽水时有的电量与放水时产生的电量之比 9、核电技术有几种，简要讲述一下其各自原理（每种原理不超过 30 字）和所使用的原料。讲述一下核裂变反应堆的结构组成和各自作用（不超过 100 字）。快堆为何叫做增殖堆，解释原因
10、 核电技术种类：核裂变反应堆、核聚变装置 热堆：热中子反应堆。包括轻水堆和重水堆，前者以普通水做冷却剂兼减速剂，以浓缩铀为燃料；后者以重水做冷却剂和减速剂，使用天然铀为燃料。快堆：快中子增殖堆。只有冷却剂，没有减速剂，直接利用核裂变产生的高速运动的中子来维持链式裂变反应的进行。显著特点是产生比它自身消耗还要多的核燃料。10、太阳能的主要利用技术有哪几种以及各子类（总共不超过 100 字）太阳能的光利用分为几方面。太阳能热发电系统分为哪四类（根据构造），简要介绍（每种不超过 50 字）利用技术：太阳能热能交换技术（太阳能热发电技术、太阳能制冷技术、太阳能热水系统）、太阳能光电转换技术、太阳能化学
11、能转化技术、发电系统：塔式电站、碟式电站、槽式电站和烟囱发电 11、简要解释一下生物质和生物质能的概念。列举出生物质利用的主要技术。列举生物质热化学和化学转换技术所包含的方法或技术。概念:生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物再生的物质。生物质能是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用把太阳能转化为化学能后固定和储藏在生物体内的能量。主要技术：1）热化学转换 2)物理转换 3）生物转化 生物质热化学转换的方法：燃烧、液化、汽化、热解 生物质生物化学转换技术：生物质制氢、生物柴油、微生物制取酒精 12、列举风力发电系统的种类，并简要解释其区别。风能产生三种力以驱动发电机工作，分别为轴向
12、力、径向力和切向力。当气流经过风翼型叶片表面时，气体在叶片迎风面压力小于背风面，由此产生提升力，导致转子绕中心轴旋转，带动发电机发电。13、列举海洋能利用的种类，并做简要介绍。种类：潮汐能发电、波浪能发电、温差能发电、盐差能发电 14、列举地热能的来源和种类。来源：地球的熔融岩浆加热作用和放射性物质的衰变 种类：水热性、低压地热能、干热岩地热能、岩浆热能 15、可燃冰是什么，解释一下可燃冰的来源（存在位置）、成分、形成条件（共不超过 100 字）。可燃冰：主要成分是甲烷水合物，是在高压低温条件下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质，外观像冰。来源：主要存在海洋底部某些部
13、位 条件：高压低温且有气源 第三章 制冷技术与能源环境 1、制冷的定义、分类以及与低温的区别。定义：用人工的方法，在一定空间和实践范围内，将某种物质或者流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个状态的过程。分类：原理，压缩式、热电式、吸收式、离心式制冷等。用途：家用、商用、工业、车用制冷等。按方法：天然、人工制冷。区别：制冷一般指环境温度到 120K 温度范围的冷却，低温一般指低于 120K范围的冷却。2、讲述常规制冷机（即压缩式制冷机）的工作原理。讲述吸收式、吸附式制冷剂的种类和工作原理。比较这三种制冷剂的优缺点。原理：工质通过节流阀降温降压进入蒸发器，向室内吸热，达到制冷的目的，然后进
14、入压缩机由低压转换成高温高压，在流向冷凝器，降温降压，向室外放热，工质再流进节流阀，如此反复循环达到制冷的目的。吸收式制冷剂的种类有：以水为制冷剂的工质对、以氨为制冷剂的工质对、以醇为制冷剂的工质对、以氟利昂为制冷剂的工质对。吸附式制冷机的种类有：金属氢化物-氢、沸石分子筛-一氧化二氮、活性炭-氮气、POC-氧气制冷机。吸收式制冷机是以热能为动力，利用工质的特性完成工作循环而获得冷量的装置。吸附式制冷机是某些固体在一定温度和压力下能吸附某些气体或水蒸气，在另外温度和压力下释放出来，以此循环而获得冷量的装置。与蒸汽式压缩机相比，吸附式制冷机结构简单，一次投资少，运行费用低，使用寿命长，无噪声，能
15、有效利用一些低品位热源等一系列有点，与吸收式制冷机相比，吸附式制冷机不存在结晶问题和分馏问题，且能够用于震动、倾颠、旋转场合。3、建筑能耗可以分为几类，分别有哪些。建筑物的得热量和空调的冷负荷是什么意思，二者有什么区别和联系。建筑能耗分为两大类：消耗电能的设备，有泵、风机和制冷机等。消耗热能的设备，有溴化锂吸收式制冷机组等。得热量：显得热和潜得热之和，潜得热是由于进入室内湿空气的得热量。显得热是指由于传导、对流、辐射进入室内的能量。冷负荷：为了维持室内设定的温度，在某一时刻必须由空调系统从房间带走的热量。冷负荷实在得热量的基础上形成的。4、空调的 COP 和 EER 的定义（不用讲述区别和联系
16、）。COP：空调进行热泵制运行时，得热量与有效输入功率之比。EER：空调进行制冷运行时，制冷量与有效输入功率之比。5、讲述制冷技术和热泵技术的区别和联系。制冷技术和热泵技术都是利用从低温环境吸收热量，传向高温环境，但是制冷技术利用的是低温环境，热泵技术利用的是高温环境。6、在空调建筑节能途径中，简单讲一下燃气空调、太阳能制冷空调、地源热泵、蓄冷技术的工作原理。燃气空调：以燃气为能源的空调设备。可提供制冷、采暖和卫生热水。太阳能制冷空调：将天阳能系统和制冷机系统结合，利用太阳能集热器产生的热能驱动制冷系统工作。地源热泵：陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源实现低品位能源向高品位热能的转换。蓄冷技
17、术：在电力负荷较低的夜间电低谷时期，采用制冷机制冷，利用冰的蓄冷特性，将冷量储存起来。7、室内空气品质的定义、影响因素和改善措施。定义：在一定时间和一定区域内，空气的组成成分，含量及对人体心理和生理的影响 影响因素：新型材料和药剂的大量应用、新风量的减少和新风品质的下降、通风系统气效率的影响、挥发性有机物的影响、传统舒适理论的束缚。改善措施：尽快建立起我国的室内空气品质的标准和评价方法，完善相关法律法规、发挥新风效应、消除和控制室内污染源、优化设备设计、建筑设计要遵循生态环境的设计原理、治理。第四章 污染物排放控制 1、水体污染的定义，水体污染的原因和分类。定义：指排入水体的污染物在水中的含量
18、超过了该物质在水体的本底含量和水体的能力，从而破坏了水体原有的用途 原因：自然、人为 分类：化学型污染、物理型污染、生物型污染 2、水体污染源的分类及各自特点，水体主要污染物有哪一些，并简单解释（每种污染物限 30 字内）分类：1）点源，指工业污染源和生活污染源 特点：悬浮物质含量高、需氧量高、pH 值变化幅度大、温度较高、易燃、含多种多样的有害成分 2）面源，指农业污水和灌溉水 主要污染物：1）固体污染物 2）需氧污染物 3）植物营养物质污染 4）有毒物污染 5）酸碱污染物 6）生物污染物 3、列举国家相关排放标准中主要水质指标 主要指标：1）悬浮物 2）废水中的有机物 3）pH 值 4）细
19、菌数 5）有毒物质 4、阐述水体自净的定义 定义：进入水体的污染物，通过一系列的物理、化学和生物等作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态 5、阐述废水处理的基本方法和分类，以及城市废水的一般处理工艺流程。基本方法：1）废水的物理处理法 格栅与筛网、沉淀法、气浮法、离心分离 2）废水的化学处理法 中和法、混凝法、化学沉淀法、氧化还原法、吸附法、离子交换法、膜分离法 3）废水的生物处理法 好氧生物处理法、厌氧生物处理法、自然生物处理法 工艺流程：预处理（格栅、沉淀）、一级处理（物理处理）、二级处理（生物处理）、三级处理 6、城市废水资源化是什么，简要解释一下废水资
20、源化的途径。定义：指将废水经处理和净化以后可以作为新的再生水源加以利用 途径：城市回用、工业回用、农业回用和地下水灌溉 7、简要阐述一下大气组成（不超过 50 字）和大气结构（不超过 100 字）大气组成：干燥清洁的空气、水蒸气和各种杂质 大气结构：对流层、平流层、中间层、暖层、逸散层 8、阐述一下大气污染源(不超过 100 字）和大气的主要污染物(不超过 100 字）大气污染源：燃料燃烧、工业生产、农业生产和交通运输 大气污染物：1)气溶胶污染物（粉尘、烟、雾）、2)气体状态污染物（硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物）、3)二次污染物（伦敦型烟雾、洛杉矶型烟雾、工业型光化学烟雾）9、减
21、少颗粒污染物的排放方法有哪几类。列举几种常见的气态污染物的治理技术。方法：1)改变燃料的构成 2）控制设备防尘 治理技术：燃烧脱硫、燃烧过程中的固硫、烟气脱硫 10、阐述一下固体废物的来源和分类，以及处理原则 来源：工业固体废物、城市固体垃圾和废水处理污泥 分类：工业固体废物、城市生活垃圾、危险废物 处理原则：无害化、减量化、资源化 11、列举固体废物的处理方法，阐述固体废物的处理技术（每种处理技术限 100字内），简要介绍一下固体废物最后的处置方法。处理方法：物理处理、化学处理、生物处理、热处理、固化处理 处理技术：1）预处理技术（实压技术、破碎技术、分选技术、脱水和干燥）2）资源化处理技术
22、（热化学处理、生物处理）最后处置方法：海洋处置（深海投弃、海上焚烧）、陆地处理（深井灌注、土地耕作、土地填埋）第五章 能源与环境的分析与评价 1.什么是系统分析和系统评价？系统分析：利用定量方法提供允许和可用的数据，借以制定可行方案、推断可能产生的效果，以期寻求使系统效益最佳的策略 系统评价：利用最优化的结果和资料，用技术经济的观点对比各种替代方案，考虑成本与效果之间的关系，权衡各种方案的利弊得失，选出技术上先进、经济上合理的良好方案。2.单目标价值评价方法有哪几种？说明每一种评价方法是如何进行评价的。多目标综合价值评价方法的特点什么，有哪几种？说明每一种评价方法是如何进行评价的。单目标价值评
23、价方法：1)模糊评分法 2)0,1 评分法 3）相对系数评分法 多目标方法的特点：拮抗性、不可公度性、没有一致性最优解 多目标的方法：平均值法、加权法 3.什么是能量分析方法，用的比较多的能量分析方法有哪几种？并介绍一下这几种常用的能量分析方法。对净能量分析的公式和术语掌握比较清楚。能量分析方法：是指有关系统在能量上得益的分析方法 种类：能量平衡法、净能量分析法、火用分析法 净能量分析法的公式：净能量、净能量比、经效率、回收年限 4.什么是佣、佣分析和佣效率，能计算机械能、电能、热力系统的佣以及燃料的化学佣。火用：可以用做功能力来表示 5.能大致了解什么是层次分析法，能熟练地说明层次分析法的基
24、本步骤，能明白为什么要做一致性检验。基本步骤：1）明确问题 2）建立层次结构 3）构造判断矩阵 4）层次单排序 5）层次总排序 6）一致性检验 6.什么是生命周期评价方法，能理解 4 个主要步骤。对考虑可再生性全生命周期净能量成本分析中的概念和公式非常了解。定义：对一个系统在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的潜在影响进行汇总和评估的系统方法 步骤：目的与范围的定义、清单分析、影响评价、结果解析 第六章 能源与环境系统的预测 1.了解什么是系统预测，能理解系统预测涉及到的两大理论基础（连续性原理和因果关系原理）。熟悉系统预测的主要方法。主要方法：定性法、定量法、混合法 2.了解能源与环
25、境系统预测所包括的内容。预测内容：能源需求、能源供应、能源新技术的发展、世界能源宏观发展预测 3.对能源需求预测的方法之一-弹性系数法，能熟悉能源消费弹性系数的定义和各类表示公式，并能了解计算弹性系数的两种方法。定义：可以表示为能源消费增长速度与国民经济发展速度的关系 计算的方法：平均增长速度发、回归分析法 4.对能源需求预测的方法之二-回归分析法，能非常熟悉回归分析法的基本步骤，对公式 S=Q+U 的含义理解非常透彻，明白为什么要做相关性检验。基本步骤：收集数据、分析因素、统计数据、建立回归方程、求算回归系数、确定回归方程、将数据代入检验 检验的目的：进一步了解回归到的方程与实际统计数据间的关系 5.对能源需求预测的方法之二-部门分析法，能熟悉如何使用部门分析法。6.对能源需求预测的方法：弹性系数法、回归分析法、部门分析法和投入产出法的异同之处非常熟悉。此文非常感谢老师的问题及 bobo 第三章的整理，由于时间紧迫，本人在收集资料时不够全面，不足之处在所难免，感谢各位读者谅解指正及批评。