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《過程安全儀器分析》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、關于化工過程中的氣液傳質設備，以下哪種設備適用于處理易發泡的物料？（）A.泡罩塔B.篩板塔C.浮閥塔D.填料塔2、在化工熱力學中，研究純物質的相平衡時，克勞修斯-克拉佩龍方程描述了蒸氣壓與溫度的關系。對于一種揮發性液體，以下關于其蒸氣壓隨溫度變化的趨勢，正確的是：（）A.溫度升高，蒸氣壓線性增加B.溫度升高，蒸氣壓指數增加C.溫度升高，蒸氣壓先增加后減小D.溫度升高，蒸氣壓不變3、在化工生產中的流化床燃燒爐中，以下哪種因素不是影響燃燒效率的關鍵因素？（）A.燃料顆粒大小B.流化速度C.空氣過剩系數D.爐膛壓力4、對于化工中的膜分離技術，以下關于反滲透膜的分離原理，哪一項是恰當的？（）A.反滲透膜是一種半透膜，在壓力作用下，溶劑從高濃度溶液一側透過膜向低濃度溶液一側遷移，實現混合物的分離B.反滲透膜的分離只取決于膜的孔徑大小，與溶液的性質和壓力無關C.反滲透膜分離過程中，溶質會在膜表面沉積，導致膜的通量逐漸下降D.反滲透膜只能用于分離水溶液，對有機溶液的分離效果很差5、在化工設備的設計中，關于壓力容器的設計準則，以下哪種表述是恰當的？（）A.壓力容器的設計應遵循強度失效、剛度失效和穩定性失效等多種準則，確保容器在規定的使用條件下安全可靠B.壓力容器的設計只需要考慮強度失效準則，其他失效形式可以忽略C.壓力容器的設計可以采用低于標準的材料和制造工藝，以降低成本D.壓力容器的設計壓力可以超過其標注的最高工作壓力，只要定期檢驗即可6、在化工原理中，研究流體流動時，雷諾數是一個重要的無量綱參數。當雷諾數大于4000時，流體的流動狀態通常為：（）A.層流B.過渡流C.湍流D.無法確定7、在化工熱力學中，對于混合物的汽液平衡計算，以下哪種方法在高壓條件下更為適用？（）A.理想溶液模型B.活度系數法C.狀態方程法D.經驗關聯式8、對于化工中的傳熱設備，以下關于換熱器的強化傳熱方法，哪一項是正確的？（）A.換熱器的強化傳熱方法包括增大傳熱面積、提高傳熱系數和增大平均溫差。增大傳熱面積可以采用翅片管、波紋管等；提高傳熱系數可以通過增加流體的流速、改變流動狀態等；增大平均溫差可以采用逆流操作等B.強化傳熱只需要增大傳熱面積，其他方法效果不明顯C.提高流體的流速會增加阻力損失，因此不應采用這種方法來強化傳熱D.順流操作比逆流操作的平均溫差大，更有利于強化傳熱9、對于化工中的蒸發操作，以下關于蒸發器的類型和特點，哪一個是恰當的？（）A.常見的蒸發器有中央循環管式蒸發器、懸筐式蒸發器、外加熱式蒸發器和強制循環蒸發器等。中央循環管式蒸發器結構簡單，傳熱效果好；懸筐式蒸發器便于清洗和維修；外加熱式蒸發器加熱室和分離室分開，有利于循環；強制循環蒸發器循環速度大，傳熱系數高B.蒸發器的類型只有中央循環管式蒸發器一種，其他類型都是在其基礎上改進的C.蒸發器的傳熱系數與溶液的性質和流速無關，只取決于蒸發器的結構D.蒸發器的操作壓力越高，蒸發效率越高，能耗越低10、在化工原理中，研究液體在填料塔中的流動時，以下關于填料層壓降的影響因素，不正確的是：（）A.填料的類型B.液體的流量C.填料的堆積方式D.液體的密度11、在化工分離過程中，膜分離技術具有獨特的優勢。以下關于膜分離過程的特點，哪種描述是不正確的？（）A.分離效率高B.操作條件溫和C.適用范圍廣D.膜的成本低且易于維護12、在化工蒸發過程中，提高蒸發器的真空度會對蒸發操作產生哪些影響？（）A.降低溶液的沸點，提高蒸發速率B.增加溶液的沸點，降低蒸發速率C.對蒸發速率沒有影響D.導致溶液結晶13、在化工熱力學中，對于一個封閉系統的絕熱過程，若系統對外做功，其內能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少14、在化工過程的物料衡算中，以下哪種情況通常可以假設系統處于穩態？（）A.間歇操作B.連續操作且操作條件穩定C.半連續操作D.以上情況均不可以15、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數與雷諾數的關系復雜。對于湍流流動，以下哪種說法是不準確的？（）A.摩擦系數僅與雷諾數有關B.摩擦系數與管壁粗糙度有關C.隨著雷諾數增加，摩擦系數逐漸減小D.不同的湍流模型對摩擦系數的計算結果可能不同二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）隨著化工行業對產品質量的要求提高，分析質量控制圖在化工生產中的應用，包括如何繪制、分析和利用質量控制圖來監控生產過程的穩定性和產品質量。2、（本題5分）詳細說明在化工過程的萃取操作中，萃取相和萃余相的分離方法和設備。3、（本題5分）分析在石油化工領域，如何進行原油的加工和煉制，生產各種石油產品，如汽油、柴油、潤滑油等，并探討其技術進展和市場需求。4、（本題5分）在化學工程領域，全面論述化工過程中的傳質設備，包括填料塔、板式塔等的傳質性能比較、設計選型以及操作中的注意事項。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個膜分離器中，原料氣中含有組分A和B，摩爾分數分別為0.7和0.3，膜對A的選擇性為5，膜兩側的壓差為80kPa，膜面積為8m^2，求A和B的滲透量。2、（本題5分）一個化工廠需要用板式換熱器將一種熱流體從100℃冷卻到60℃，冷流體從20℃加熱到50℃。熱流體的流量為2000kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)，冷流體的比熱容為4.2kJ/(kg·K)。若換熱器的總傳熱系數為1000W/(m2·K)，計算所需的換熱面積。3、（本題5分）在一個固定床催化反應器中進行氣固相催化反應，反應為A+2B→2C，反應速率方程為r=kC_AC_B2，其中k=0.2mol2/(L2·s)。進料中A、B的濃度分別為1.5mol/L和2mol/L，氣體流速為4L/s，反應器體積為40L，計算出口處各組分的濃度。4、（本題5分）某化工廠采用膜分離技術從含溶質A的溶液中分離A，進料流量為1800L/h，初始濃度為700mg/L，膜的截留率為92%。計算透過液中溶質A的濃度和截留液的流量。5、（本題5分）一個吸收塔用稀硫酸溶液吸收工業廢氣中的氨氣，進氣中氨氣的濃度為10%（體積分數），流量為2000m3/h，吸收劑硫酸溶液的流量為5000L/h，濃度為0.5mol/L。吸收反應為：2NH?+H?SO?→(NH?)?SO?。假設反應完全，計算出口氣體中氨氣的濃度和硫酸溶液的濃度變化。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一個化工生產車間，工人的勞動強度過大，工作效率低下。請分析造成勞動強度大的原因，并提出優化工作流程和提高勞動效率的方案。2、（本題10分）在新能源領域，某企業開發的氫能存儲材料存在