南通科技職業(yè)學(xué)院《化工過(guò)程仿真》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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)南通科技職業(yè)學(xué)院《化工過(guò)程仿真》

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1分，共15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、化工傳遞過(guò)程包括動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。在對(duì)流傳熱過(guò)程中，當(dāng)流體的流速增加時(shí)，以下關(guān)于對(duì)流傳熱系數(shù)的變化，正確的是：（）A.對(duì)流傳熱系數(shù)不變B.對(duì)流傳熱系數(shù)減小C.對(duì)流傳熱系數(shù)增大D.對(duì)流傳熱系數(shù)先增大后減小2、在化工干燥過(guò)程中，干燥速率曲線(xiàn)通?？梢苑譃閹讉€(gè)階段。以下哪個(gè)階段的干燥速率主要受物料內(nèi)部水分?jǐn)U散控制？（）A.恒速干燥階段B.降速干燥階段C.預(yù)熱階段D.平衡階段3、在化工反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究中，需要確定反應(yīng)的級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)體系，以下哪種實(shí)驗(yàn)方法最有助于準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)級(jí)數(shù)？（）A.改變反應(yīng)物濃度B.改變反應(yīng)溫度C.加入催化劑D.改變反應(yīng)壓力4、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對(duì)反應(yīng)進(jìn)行催化。對(duì)于一個(gè)需要高選擇性的催化反應(yīng)，以下哪種催化劑的制備方法能夠更好地控制催化劑的活性和選擇性？（）A.浸漬法B.沉淀法C.溶膠-凝膠法D.離子交換法5、在化工流體輸送系統(tǒng)中，離心泵是常用的設(shè)備之一。當(dāng)輸送高黏度液體時(shí)，離心泵的性能會(huì)發(fā)生以下哪種變化？（）A.揚(yáng)程增加B.流量增加C.效率降低D.功率不變6、在化工過(guò)程的控制系統(tǒng)中，需要選擇合適的控制變量和被控變量。對(duì)于一個(gè)具有多個(gè)輸入和輸出的復(fù)雜化工過(guò)程，以下哪個(gè)方法能夠更有效地確定控制變量和被控變量？（）A.經(jīng)驗(yàn)判斷B.靈敏度分析C.統(tǒng)計(jì)分析D.模擬計(jì)算7、在化工分離過(guò)程中，離心分離是利用離心力實(shí)現(xiàn)分離的方法。對(duì)于一個(gè)固液混合物的離心分離過(guò)程，以下關(guān)于離心分離因數(shù)的影響因素，不正確的是：（）A.離心機(jī)的轉(zhuǎn)速B.混合物的密度差C.離心機(jī)的半徑D.分離時(shí)間8、在化工過(guò)程控制中，串級(jí)控制系統(tǒng)可以提高控制品質(zhì)。以下關(guān)于串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.能夠克服干擾B.控制回路多C.調(diào)試簡(jiǎn)單D.適用于容量滯后較大的過(guò)程9、化工設(shè)備的設(shè)計(jì)需要考慮多種載荷，如風(fēng)載、地震載等。對(duì)于高聳的塔設(shè)備，以下哪種載荷通常是設(shè)計(jì)的控制因素？（）A.風(fēng)載B.地震載C.內(nèi)壓D.自重10、在化工傳熱過(guò)程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長(zhǎng)度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量11、化工中的膜分離技術(shù)具有高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于反滲透膜分離過(guò)程，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.利用壓力差實(shí)現(xiàn)分離B.可用于海水淡化C.對(duì)所有溶質(zhì)都有相同的截留率D.膜的性能對(duì)分離效果影響大12、關(guān)于化工過(guò)程中的干燥速率曲線(xiàn)，以下哪個(gè)階段的干燥速率基本不變？（）A.預(yù)熱階段B.恒速干燥階段C.降速干燥階段D.以上階段均有可能13、在化工傳質(zhì)過(guò)程中，分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散都對(duì)物質(zhì)的傳遞起著重要作用。以下關(guān)于這兩種擴(kuò)散方式的比較，哪項(xiàng)是不正確的？（）A.分子擴(kuò)散的速率通常小于渦流擴(kuò)散B.分子擴(kuò)散與濃度梯度成正比，渦流擴(kuò)散與濃度梯度無(wú)關(guān)C.分子擴(kuò)散發(fā)生在靜止或?qū)恿髁黧w中，渦流擴(kuò)散發(fā)生在湍流流體中D.分子擴(kuò)散系數(shù)與流體的溫度無(wú)關(guān)，渦流擴(kuò)散系數(shù)與溫度有關(guān)14、在化工分離過(guò)程中，吸附分離常用于氣體和液體的凈化。對(duì)于一個(gè)物理吸附過(guò)程，以下關(guān)于吸附劑再生的方法，不正確的是：（）A.加熱解吸B.降壓解吸C.置換解吸D.化學(xué)方法解吸15、在化工熱力學(xué)中，研究實(shí)際氣體的狀態(tài)方程時(shí)，范德華方程是常用的方程之一。以下關(guān)于范德華方程的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.考慮了分子間的引力和斥力B.適用于所有壓力范圍C.計(jì)算精度較高D.形式較為簡(jiǎn)單二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在化工設(shè)備的故障診斷中，常用的診斷方法和技術(shù)及其應(yīng)用。2、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，克勞修斯-克拉佩龍方程在描述純物質(zhì)相變過(guò)程中的蒸汽壓與溫度關(guān)系時(shí)具有重要應(yīng)用。請(qǐng)闡述克勞修斯-克拉佩龍方程的推導(dǎo)過(guò)程和應(yīng)用條件，并舉例說(shuō)明如何利用該方程計(jì)算相變過(guò)程的蒸汽壓。3、（本題5分）在化工熱力學(xué)中，狀態(tài)方程是描述物質(zhì)狀態(tài)的重要工具。請(qǐng)介紹幾種常見(jiàn)的狀態(tài)方程，如理想氣體狀態(tài)方程、范德華方程等，并比較它們的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。4、（本題5分）闡述在化學(xué)反應(yīng)工程中，如何通過(guò)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究來(lái)優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)的條件以提高反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)化率，并舉例說(shuō)明。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某吸收塔用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)A，進(jìn)口混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.04，出口混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)要求降低到0.004，平衡關(guān)系為y=0.65x，氣液比為1.2。求所需的填料層高度和塔徑（假設(shè)空塔氣速為1.1m/s）。2、（本題5分）一個(gè)換熱器用溫度為150°C的熱油將流量為1500kg/h的某種液體從30°C加熱到70°C。已知液體的比熱容為2.8kJ/(kg·K)，熱油的比熱容為2.0kJ/(kg·K)，進(jìn)出口溫差為30°C，求換熱器的傳熱面積。假設(shè)總傳熱系數(shù)為400W/(m2·K)。3、（本題5分）在一個(gè)固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，催化劑顆粒的孔隙率為0.5，比表面積為100m^2/g，反應(yīng)速率常數(shù)為0.1s^-1，氣體的擴(kuò)散系數(shù)為0.05cm^2/s。求有效擴(kuò)散系數(shù)。4、（本題5分）某化工廠(chǎng)有一個(gè)列管式換熱器，用飽和水蒸氣將某種液體從20°C加熱到80°C。換熱器由25×2.5mm的鋼管組成，管長(zhǎng)3m，共50根。液體在管內(nèi)流動(dòng)，流速為0.5m/s，其比熱容為2kJ/(kg·K)，密度為900kg/m^3，粘度為0.001Pa·s。水蒸氣在管外冷凝，冷凝溫度為100°C。計(jì)算總傳熱系數(shù)和傳熱面積是否滿(mǎn)足傳熱要求。5、（本題5分）有一燃燒反應(yīng)CH4+2O2→CO2+2H2O，已知甲烷（CH4）的進(jìn)料流量為8mol/s，氧氣（O2）過(guò)量30%，求氧氣的進(jìn)料流量和反應(yīng)生成二氧化碳（CO2）的流量。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一家制藥企業(yè)的一種藥物在儲(chǔ)存過(guò)程中容易分解。請(qǐng)分析可能的原因并提出預(yù)防措施。2、（本題10分）一家塑料