溫州大學(xué)《制藥設(shè)備及工程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《制藥設(shè)備及工程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在化工過程的自動化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)的調(diào)整，哪項(xiàng)說法是不準(zhǔn)確的？（）A.增大比例系數(shù)可以加快響應(yīng)速度B.增大積分時間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時間可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.PID參數(shù)的調(diào)整不依賴于系統(tǒng)的特性2、在化工原理中，研究流體流動時，雷諾數(shù)是一個重要的無量綱參數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)大于4000時，流體的流動狀態(tài)通常為：（）A.層流B.過渡流C.湍流D.無法確定3、化工中的流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對于流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.適用于氣固相反應(yīng)B.顆粒容易帶出C.操作條件容易控制D.對催化劑要求不高4、在化工吸收塔的設(shè)計(jì)中，液氣比是一個重要的參數(shù)。當(dāng)液氣比增大時，以下哪種情況不會發(fā)生？（）A.吸收劑用量增加B.出塔氣體中溶質(zhì)濃度降低C.吸收塔的高度降低D.吸收操作的費(fèi)用增加5、在化工熱力學(xué)中，狀態(tài)方程對于描述流體的熱力學(xué)性質(zhì)起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，表述不準(zhǔn)確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計(jì)算復(fù)雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計(jì)算所有流體6、在化工設(shè)計(jì)中，工藝流程的選擇需要綜合考慮多方面因素。以下關(guān)于工藝流程選擇的依據(jù)，不全面的是（）A.原料性質(zhì)和產(chǎn)品要求B.技術(shù)成熟度C.操作人員的喜好D.經(jīng)濟(jì)合理性7、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，若其直徑增大一倍，而壁厚不變，容器所能承受的最大壓力會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/48、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮熱穩(wěn)定性問題。以下關(guān)于熱穩(wěn)定性的分析方法和影響因素，不正確的是（）A.可以通過絕熱操作線分析B.與反應(yīng)的放熱量和傳熱速率有關(guān)C.反應(yīng)物濃度對熱穩(wěn)定性沒有影響D.可以采取措施提高熱穩(wěn)定性9、在化工過程控制中，關(guān)于自動控制系統(tǒng)的組成部分，以下哪種說法是正確的？（）A.自動控制系統(tǒng)由被控對象、測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器組成，各部分相互獨(dú)立，沒有關(guān)聯(lián)B.自動控制系統(tǒng)中，控制器根據(jù)測量變送裝置反饋的信號與設(shè)定值的偏差進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號給執(zhí)行器C.自動控制系統(tǒng)的測量變送裝置只負(fù)責(zé)測量被控變量，不進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換和傳輸D.自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行器只能是電動調(diào)節(jié)閥，其他類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能使用10、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11、在化學(xué)反應(yīng)工程中，以下哪種類型的反應(yīng)對反應(yīng)物濃度的變化最為敏感？（）A.零級反應(yīng)B.一級反應(yīng)C.二級反應(yīng)D.三級反應(yīng)12、在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)中，研究催化劑對反應(yīng)速率的影響時，以下關(guān)于催化劑作用的描述，不正確的是：（）A.降低反應(yīng)的活化能B.改變反應(yīng)的平衡常數(shù)C.提高反應(yīng)的選擇性D.加快反應(yīng)速率13、在化工生產(chǎn)中，催化劑的選擇和使用對反應(yīng)過程有著重要影響。對于一個可逆反應(yīng)，以下哪種類型的催化劑能夠同時提高正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率？（）A.正催化劑B.負(fù)催化劑C.選擇性催化劑D.以上催化劑類型都可以14、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過程中，以下哪種操作條件有利于得到大顆粒晶體？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.強(qiáng)烈的攪拌15、在化工管道設(shè)計(jì)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16、在化工原理實(shí)驗(yàn)中，測量數(shù)據(jù)的誤差分析是必不可少的。以下關(guān)于誤差的來源和處理方法，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差可以通過校準(zhǔn)消除B.隨機(jī)誤差可以通過多次測量平均減小C.粗大誤差對結(jié)果影響不大，可以忽略D.誤差分析可以評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性17、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小？（）A.絕熱壓縮B.等溫壓縮C.多變壓縮D.等容壓縮18、在化工生產(chǎn)中的干燥過程，以下關(guān)于濕物料中水分的分類，哪種說法是正確的？（）A.結(jié)合水比非結(jié)合水更難去除B.自由水比結(jié)合水更容易去除C.平衡水分可以通過干燥完全去除D.以上說法都不正確19、在化工過程的安全管理中，需要制定應(yīng)急預(yù)案。對于一個可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的化工裝置，以下哪個方面在應(yīng)急預(yù)案中應(yīng)重點(diǎn)考慮？（）A.人員疏散B.火災(zāi)撲救C.環(huán)境監(jiān)測D.以上都是20、在化工過程的節(jié)能優(yōu)化中，夾點(diǎn)技術(shù)是一種常用的方法。以下關(guān)于夾點(diǎn)技術(shù)的主要作用，哪種描述是不準(zhǔn)確的？（）A.確定最小公用工程用量B.識別能量回收的潛力C.優(yōu)化換熱器網(wǎng)絡(luò)D.直接降低反應(yīng)的活化能二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在化工過程系統(tǒng)工程中，如何運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和模擬方法對復(fù)雜的化工系統(tǒng)進(jìn)行分析和優(yōu)化，包括流程設(shè)計(jì)和操作條件的確定。2、（本題5分）闡述在化工產(chǎn)品的質(zhì)量控制與分析方法中，如何運(yùn)用現(xiàn)代分析儀器和技術(shù)，如色譜、光譜和質(zhì)譜等，對產(chǎn)品進(jìn)行定性和定量分析。3、（本題5分）詳細(xì)說明在化工生產(chǎn)的蒸發(fā)結(jié)晶聯(lián)合操作中，工藝參數(shù)的優(yōu)化和控制方法。4、（本題5分）闡述在化工反應(yīng)過程的強(qiáng)化技術(shù)中，如微通道反應(yīng)、超重力反應(yīng)等，如何通過創(chuàng)新的設(shè)備和工藝手段提高反應(yīng)速率和選擇性。5、（本題5分）闡述在化工過程的流化床反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，如何考慮流化狀態(tài)、傳熱傳質(zhì)和反應(yīng)動力學(xué)，確定反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化學(xué)工程研究所在進(jìn)行一項(xiàng)反應(yīng)動力學(xué)研究時，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論模型存在較大偏差。請分析產(chǎn)生偏差的原因，并提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和理論模型的建議。2、（本題5分）在化工新材料領(lǐng)域，某企業(yè)計(jì)劃開發(fā)一種具有特殊光學(xué)性能的材料。請分析該項(xiàng)目在化學(xué)工程方面的技術(shù)難點(diǎn)。3、（本題5分）在化肥生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要改進(jìn)造粒工藝以提高產(chǎn)品質(zhì)量。請分析具體的改進(jìn)方法。4、（本題5分）一個化工項(xiàng)目在建設(shè)過程中需要進(jìn)行項(xiàng)目成本控制，以確保項(xiàng)目在預(yù)算范圍內(nèi)完成。請分析項(xiàng)目成本控制的方法和策略。5、（本題5分）某化工廠的一個反應(yīng)釜在進(jìn)行反應(yīng)時，需要防止物料泄漏。請分析原因并提出解決方法。四、計(jì)算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個流化床干燥器中干燥濕顆粒物料，物料的初始含水量為0.4（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），要求干燥至0.05（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。干燥器的空氣進(jìn)口溫度為120°C，出口溫度為80°C，空氣濕度為0.01kg水/kg干空氣。干燥速率與物料含水量的關(guān)系為U=k(X-X)，其中k=0.8，X為物料含水量（kg水/kg絕干物料），X為平衡含水量（假設(shè)為0）。計(jì)算干燥所需的時間和空氣用量。2、（本題10分）某精餾塔的進(jìn)料熱狀況為飽和液體，進(jìn)料量為100kmol/h，塔頂餾出液量為40kmol/h，塔釜采出液量為60