山東農(nóng)業(yè)大學《化工流程模擬與優(yōu)化》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁山東農(nóng)業(yè)大學《化工流程模擬與優(yōu)化》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、化學反應(yīng)工程中，對于復(fù)雜反應(yīng)體系的動力學分析，以下方法不正確的是（）A.簡化假設(shè)B.實驗測定C.忽略次要反應(yīng)D.主觀猜測2、對于化工中的傳質(zhì)過程，以下關(guān)于雙膜理論的基本假設(shè)，哪一項是正確的？（）A.雙膜理論認為在氣液兩相界面處，存在著兩層停滯的膜，傳質(zhì)阻力集中在這兩層膜內(nèi)，相內(nèi)為湍流流動B.雙膜理論假設(shè)氣液兩相的濃度在相界面處達到平衡，不存在傳質(zhì)阻力C.雙膜理論只適用于低濃度氣體的吸收過程，對高濃度氣體不適用D.雙膜理論認為傳質(zhì)系數(shù)與流體的流速和物性無關(guān)3、在化學反應(yīng)工程中，對于一個平行反應(yīng)，如果主反應(yīng)的級數(shù)高于副反應(yīng)，以下哪種操作條件有利于提高主反應(yīng)的選擇性？（）A.提高反應(yīng)物濃度B.降低反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)時間D.以上操作條件都不利4、對于化工中的蒸發(fā)操作，以下關(guān)于蒸發(fā)器的類型和特點，哪一個是恰當?shù)?？（）A.常見的蒸發(fā)器有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、懸筐式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器和強制循環(huán)蒸發(fā)器等。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效果好；懸筐式蒸發(fā)器便于清洗和維修；外加熱式蒸發(fā)器加熱室和分離室分開，有利于循環(huán)；強制循環(huán)蒸發(fā)器循環(huán)速度大，傳熱系數(shù)高B.蒸發(fā)器的類型只有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器一種，其他類型都是在其基礎(chǔ)上改進的C.蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)與溶液的性質(zhì)和流速無關(guān)，只取決于蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)D.蒸發(fā)器的操作壓力越高，蒸發(fā)效率越高，能耗越低5、化工中的干燥設(shè)備種類繁多。對于干燥一種含水量較高且易結(jié)塊的物料，以下哪種干燥設(shè)備更為適用？（）A.流化床干燥器B.廂式干燥器C.噴霧干燥器D.回轉(zhuǎn)圓筒干燥器6、在化工過程的節(jié)能措施中，熱集成技術(shù)能夠有效地提高能源利用效率。以下關(guān)于熱集成技術(shù)的原理，哪種說法是不準確的？（）A.合理匹配熱物流和冷物流B.減少公用工程的消耗C.提高換熱器的傳熱溫差D.實現(xiàn)熱量的回收和再利用7、在化工分離過程中，萃取是一種有效的分離方法。對于一個液液萃取體系，當萃取劑與原溶劑的互溶性增加時，以下關(guān)于萃取效果的變化，正確的是：（）A.萃取效果變好B.萃取效果變差C.萃取效果不變D.萃取效果先變好后變差8、化工過程中的傳熱強化技術(shù)可以提高能源利用效率。以下關(guān)于傳熱強化的方法，不正確的是（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱溫差C.降低流體流速D.使用高效傳熱元件9、在化工熱力學研究中，對于理想氣體混合物，其壓力與各組分氣體的分壓之間存在特定關(guān)系。以下關(guān)于這種關(guān)系的描述，哪一項是不準確的？（）A.總壓等于各組分分壓之和B.各組分分壓與摩爾分數(shù)成正比C.分壓大小取決于氣體的體積D.分壓可以通過總壓和摩爾分數(shù)計算10、在化工傳遞過程中，關(guān)于對流傳熱系數(shù)的影響因素，以下哪種表述是恰當?shù)模浚ǎ〢.對流傳熱系數(shù)只與流體的物理性質(zhì)和流動狀態(tài)有關(guān)，與換熱器的結(jié)構(gòu)無關(guān)B.對流傳熱系數(shù)與流體的流速、溫度、黏度、熱導(dǎo)率以及換熱器的結(jié)構(gòu)等多種因素都有關(guān)系C.對流傳熱系數(shù)主要取決于流體的溫度，其他因素的影響可以忽略不計D.對流傳熱系數(shù)是一個固定值，不受任何外界條件的影響11、在化工管道設(shè)計中，需要考慮管道的應(yīng)力和振動問題。對于一個高溫高壓的化工管道系統(tǒng)，以下哪種管道支撐方式能夠有效地減少管道的應(yīng)力和振動？（）A.固定支架B.滑動支架C.導(dǎo)向支架D.彈簧支架12、在化工反應(yīng)工程中，對于一個串聯(lián)反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是期望產(chǎn)物，以下哪種操作方式有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時間D.降低反應(yīng)壓力13、在化工熱力學中，對于混合物的熱力學性質(zhì)計算，以下哪種方法通常需要較多的實驗數(shù)據(jù)支持？（）A.狀態(tài)方程法B.活度系數(shù)法C.理想溶液模型D.正規(guī)溶液模型14、在化工自動化控制中，以下哪種控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)對被控變量的無差調(diào)節(jié)？（）A.位式控制B.比例控制C.積分控制D.微分控制15、在化工過程的物料輸送中，壓縮氣體的功耗與氣體的壓縮比有關(guān)。以下哪種壓縮過程的功耗最?。浚ǎ〢.絕熱壓縮B.等溫壓縮C.多變壓縮D.等容壓縮二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述在化工設(shè)計中，如何進行管道的應(yīng)力分析和支架的設(shè)計。2、（本題5分）解釋在化工生產(chǎn)的干燥過程中，如何確定干燥終點和判斷物料的干燥程度。3、（本題5分）解釋在化工設(shè)備的制造過程中，焊接工藝的選擇和質(zhì)量控制要點。4、（本題5分）化工原理中的傳熱過程在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，請論述影響對流傳熱系數(shù)的主要因素，并結(jié)合實際生產(chǎn)舉例說明如何提高對流傳熱效率。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一燃燒反應(yīng)C3H8+5O2→3CO2+4H2O，已知丙烷（C3H8）的進料流量為10mol/s，氧氣（O2）過量20%，求氧氣的進料流量和反應(yīng)生成二氧化碳（CO2）的流量。2、（本題5分）某化工廠需要從含乙醇10%（質(zhì)量分數(shù)）的水溶液中回收乙醇，采用常壓精餾操作。進料流量為5000kg/h，塔頂餾出液中乙醇含量為90%（質(zhì)量分數(shù)），塔底餾出液中乙醇含量為0.5%（質(zhì)量分數(shù)）。計算塔頂和塔底的產(chǎn)品流量。3、（本題5分）一個連續(xù)操作的釜式反應(yīng)器進行一級不可逆反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)為0.3h^-1，進料濃度為3mol/L，體積流量為10L/h，反應(yīng)器體積為50L，計算出口濃度。4、（本題5分）某化工廠需要生產(chǎn)一批產(chǎn)品，反應(yīng)過程為A+B→C，反應(yīng)速率方程為r=k*C_A^2*C_B，其中反應(yīng)速率常數(shù)k=3m3/(kmol·s)。初始時，反應(yīng)物A的濃度為4kmol/m3，反應(yīng)物B的濃度為6kmol/m3，反應(yīng)在一個體積為20m3的反應(yīng)器中進行，經(jīng)過5小時，求產(chǎn)物C的生成量。5、（本題5分）一個吸收塔用清水吸收氨氣，進氣中氨氣的摩爾分數(shù)為0.1，氣體流量為100mol/h，吸收劑流量為200mol/h，塔內(nèi)氣液傳質(zhì)系數(shù)分別為kG=0.05kmol/(m2·h·kPa)，kL=0.08m/h，亨利系數(shù)H=0.8kPa·m3/mol，計算氨氣的吸收率和吸收塔的高度。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某化工項目在設(shè)計階段，需要確定合適的工藝流程和設(shè)備布局。請分析如何進行優(yōu)化設(shè)計以提高生產(chǎn)效率和降低成本。2、（本題10分）某化工企業(yè)采用了新的催化劑來提高反應(yīng)效率。請