畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、在化工分離過程中，精餾操作是常用的方法之一。當(dāng)混合物中各組分的相對(duì)揮發(fā)度接近時(shí)，以下哪種措施可以提高分離效果？（）A.增加塔板數(shù)B.提高回流比C.降低操作壓力D.改變進(jìn)料位置2、化工過程中的干燥操作，若干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度降低，干燥速率會(huì)怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢3、對(duì)于化工中的萃取精餾過程，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用，哪一個(gè)是正確的？（）A.萃取精餾是向精餾塔的塔頂加入萃取劑，增大組分間的相對(duì)揮發(fā)度，從而實(shí)現(xiàn)分離沸點(diǎn)接近或形成共沸物的混合物B.萃取精餾只適用于分離芳烴和非芳烴混合物，對(duì)其他類型的混合物分離效果不佳C.萃取精餾過程中，萃取劑的加入量越多越好，以提高分離效果D.萃取精餾的操作條件與普通精餾相同，不需要特殊的控制和調(diào)節(jié)4、在化工流體輸送中，離心泵是常用的設(shè)備之一。若輸送的液體粘度增大，離心泵的揚(yáng)程和流量會(huì)如何變化？（）A.揚(yáng)程增大，流量增大B.揚(yáng)程增大，流量減小C.揚(yáng)程減小，流量增大D.揚(yáng)程減小，流量減小5、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，以下哪種類型的反應(yīng)器適用于反應(yīng)速率慢且需要長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)的情況？（）A.間歇式反應(yīng)器B.連續(xù)式反應(yīng)器C.半連續(xù)式反應(yīng)器D.流化床反應(yīng)器6、在化工設(shè)備的防腐措施中，涂層防護(hù)是常用的方法之一。若要選擇一種適用于強(qiáng)酸環(huán)境的涂層材料，以下哪種較為合適？（）A.環(huán)氧樹脂涂層B.聚氨酯涂層C.聚氯乙烯涂層D.鈦金屬涂層7、在化工過程的控制系統(tǒng)中，前饋控制與反饋控制相結(jié)合可以提高控制效果。以下關(guān)于前饋控制的特點(diǎn)，哪種說法是不正確的？（）A.基于擾動(dòng)進(jìn)行控制B.能夠完全消除擾動(dòng)的影響C.對(duì)測(cè)量精度要求高D.通常與反饋控制配合使用8、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，需要考慮壓力對(duì)設(shè)備強(qiáng)度的要求。對(duì)于一個(gè)承受高壓的容器，以下哪種封頭形式的強(qiáng)度性能更好？（）A.橢圓形封頭B.碟形封頭C.球冠形封頭D.平板封頭9、在化工分離過程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一個(gè)反滲透膜分離過程，以下關(guān)于其分離原理的描述，不正確的是：（）A.依靠壓力差作為推動(dòng)力B.利用膜的選擇性透過性C.溶質(zhì)會(huì)透過膜進(jìn)入滲透液D.適用于分離小分子物質(zhì)10、在化工吸收過程中，如果吸收劑的用量無限增大，吸收率會(huì)如何變化？（）A.吸收率無限增大B.吸收率趨近于1C.吸收率保持不變D.吸收率逐漸減小11、在化工流體流動(dòng)中，當(dāng)流體流經(jīng)管道時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力損失。對(duì)于層流和湍流兩種流動(dòng)狀態(tài)，以下關(guān)于阻力損失的特點(diǎn)，哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.層流的阻力損失與流速的一次方成正比B.湍流的阻力損失與流速的平方成正比C.層流的阻力損失通常小于湍流D.湍流的阻力損失與管道粗糙度無關(guān)12、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個(gè)熱力學(xué)定律是判斷過程自發(fā)方向的依據(jù)？（）A.熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第二定律C.熱力學(xué)第三定律D.蓋斯定律13、化工過程中的過濾操作常用于分離固體和液體混合物。在一個(gè)恒壓過濾過程中，若過濾介質(zhì)的阻力可以忽略不計(jì)，過濾時(shí)間延長(zhǎng)一倍，濾液體積會(huì)增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.無法確定14、對(duì)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(xiàng)是正確的？（）A.雙膜理論認(rèn)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(dòng)B.雙膜理論假設(shè)氣液兩相的濃度在相界面處達(dá)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(duì)高濃度氣體不適用D.雙膜理論認(rèn)為傳質(zhì)系數(shù)與流體的流速和物性無關(guān)15、化工傳熱過程在許多工藝中都有應(yīng)用。在一個(gè)需要快速加熱的化工反應(yīng)中，以下哪種傳熱方式能夠最迅速地將熱量傳遞給反應(yīng)物料？（）A.對(duì)流傳熱B.熱傳導(dǎo)C.輻射傳熱D.以上三種方式結(jié)合二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）隨著化工行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求提高，分析質(zhì)量控制圖在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括如何繪制、分析和利用質(zhì)量控制圖來監(jiān)控生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。2、（本題5分）闡述在化工過程的生物發(fā)酵過程中的代謝流分析中，如何利用代謝網(wǎng)絡(luò)模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析細(xì)胞內(nèi)的代謝流分布，優(yōu)化發(fā)酵過程。3、（本題5分）在化學(xué)反應(yīng)工程中，固定床反應(yīng)器中的傳熱和傳質(zhì)過程對(duì)反應(yīng)性能有重要影響。請(qǐng)論述固定床反應(yīng)器中傳熱和傳質(zhì)的特點(diǎn)和影響因素，并分析如何優(yōu)化固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作條件以提高傳熱和傳質(zhì)效率。4、（本題5分）分析在化工過程的吸收塔設(shè)計(jì)中，塔徑和塔高的計(jì)算方法和影響因素。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某二元連續(xù)精餾塔，塔頂采用全凝器，塔釜采用間接蒸汽加熱。進(jìn)料組成中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，相對(duì)揮發(fā)度為3，塔頂產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，塔釜產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，回流比為2.5。計(jì)算精餾段和提餾段的氣液相流量。2、（本題5分）一個(gè)吸收塔用含溶質(zhì)0.002（摩爾比）的溶劑吸收混合氣中的溶質(zhì)，進(jìn)口混合氣中溶質(zhì)的摩爾比為0.05，出口混合氣中溶質(zhì)的摩爾比要求降低到0.005，相平衡關(guān)系為Y=1.5X，液氣比為1.2（摩爾比）。求填料層高度。3、（本題5分）某理想氣體經(jīng)歷絕熱可逆壓縮過程，初始?jí)毫?00kPa，初始溫度為300K，壓縮后壓力為300kPa，已知?dú)怏w的比熱容比為1.4。計(jì)算終態(tài)溫度和壓縮功。4、（本題5分）在一個(gè)列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱某種液體。蒸汽走殼程，冷凝溫度為120°C，液體走管程，進(jìn)口溫度為20°C，出口溫度為80°C。已知蒸汽冷凝給熱系數(shù)為10000W/(m^2·K)，液體的對(duì)流給熱系數(shù)為2000W/(m^2·K)，換熱器的熱損失忽略不計(jì)，求總傳熱系數(shù)。5、（本題5分）某化工廠有一蒸汽管道，外徑為273mm，壁厚為12mm，管道外覆蓋一層厚度為120mm的保溫材料，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.08W/(m·K)，管道內(nèi)蒸汽溫度為280°C，環(huán)境溫度為25°C，求每米管道的熱損失（假設(shè)管道外表面對(duì)環(huán)境的對(duì)流傳熱系數(shù)為8W/(m2·K)）。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在食品添加劑生產(chǎn)領(lǐng)域，某企業(yè)需要開發(fā)一種新型的增稠劑。請(qǐng)分析在化學(xué)工程方面的設(shè)計(jì)思路。2、（本題10分）在化肥生產(chǎn)企業(yè)中，某工廠需要改進(jìn)