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《化工設備設計基礎》2023-2024學年第二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、在化工傳遞過程中，關于對流傳熱系數的影響因素，以下哪種表述是恰當的？（）A.對流傳熱系數只與流體的物理性質和流動狀態有關，與換熱器的結構無關B.對流傳熱系數與流體的流速、溫度、黏度、熱導率以及換熱器的結構等多種因素都有關系C.對流傳熱系數主要取決于流體的溫度，其他因素的影響可以忽略不計D.對流傳熱系數是一個固定值，不受任何外界條件的影響2、在化工生產中的結晶過程，以下哪個因素對于晶體的粒度和純度影響最大？（）A.冷卻速度B.攪拌強度C.過飽和度D.晶種的加入量3、在化工分離過程中，超濾膜分離技術常用于分離大分子物質。以下關于超濾膜的特點，哪種描述是不正確的？（）A.截留分子量固定B.操作壓力低C.分離精度高D.容易被污染4、化工中的蒸發操作常用于濃縮溶液。在多效蒸發過程中，以下哪個因素對蒸發器的總傳熱系數影響最大？（）A.加熱蒸汽的溫度B.溶液的沸點升高C.蒸發器的結垢D.效間的溫差損失5、在化工傳熱過程中，換熱器是常見的設備。當需要在高溫、高壓條件下進行高效傳熱時，以下哪種換熱器類型通常是首選？（）A.管殼式換熱器B.板式換熱器C.螺旋板式換熱器D.熱管換熱器6、在化工過程的經濟評價中，凈現值（NPV）是常用的指標之一。當NPV大于零時，意味著什么？（）A.項目在經濟上不可行B.項目的收益小于成本C.項目在經濟上可行D.項目的收益等于成本7、化工生產中的流體輸送設備種類繁多。對于離心泵的工作原理和性能特點，以下描述不正確的是（）A.依靠葉輪旋轉產生離心力B.流量與揚程存在一定關系C.可以輸送高粘度液體D.安裝高度有一定限制8、在化工過程控制中，前饋控制可以彌補反饋控制的不足。對于一個受可測干擾影響的過程，以下關于前饋控制的特點，正確的是：（）A.根據偏差進行控制B.能夠完全消除干擾的影響C.控制作用滯后D.不需要測量干擾9、對于化工過程中的吸附平衡，以下哪種吸附等溫線模型常用于描述低濃度下的吸附行為？（）A.Langmuir吸附等溫線B.Freundlich吸附等溫線C.BET吸附等溫線D.以上模型均可10、化工中的流化床燃燒技術在廢棄物處理中有應用。在流化床燃燒過程中，以下哪個因素對燃燒效率的影響最為顯著？（）A.流化速度B.床料的性質C.燃料的粒度D.過剩空氣系數11、在化工中的精餾塔設計中，關于回流比的選擇，以下哪種表述是恰當的？（）A.回流比是精餾操作的重要參數，它影響著精餾塔的分離效果、能耗和設備投資。一般來說，增大回流比可以提高分離效果，但會增加能耗和設備投資；減小回流比則相反。因此，需要綜合考慮各方面因素，選擇合適的回流比B.回流比越大越好，能夠保證精餾塔得到高純度的產品C.回流比的選擇只取決于塔頂和塔底產品的純度要求，與能耗和設備投資無關D.回流比的最小值為零，最大值沒有限制12、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13、化工中的精餾操作是分離液體混合物的重要方法。對于精餾塔的設計和操作，以下說法錯誤的是（）A.理論塔板數可以通過逐板計算法求得B.回流比越大，分離效果越好C.進料位置對塔的性能沒有影響D.塔板效率會影響實際塔板數14、在化工熱力學中，對于一個絕熱可逆膨脹過程，系統的溫度和壓力會如何變化？（）A.溫度降低，壓力降低B.溫度升高，壓力升高C.溫度不變，壓力降低D.溫度降低，壓力不變15、在化工流體流動的測量中，以下哪種流量計適用于測量大管徑、低流速的流體流量？（）A.渦輪流量計B.電磁流量計C.孔板流量計D.超聲波流量計二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述在化工固體廢棄物的處置和資源化利用中，如何通過分類、處理和回收等手段，減少廢棄物對環境的影響并實現資源的最大化利用。2、（本題5分）在化工分離過程中，膜蒸餾技術是一種新興的分離方法，請闡述膜蒸餾的原理和類型，包括直接接觸式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾等，并分析其在海水淡化和溶液濃縮等領域的應用前景和面臨的挑戰。3、（本題5分）在化學工程領域，全面論述化工過程中的流化床燃燒技術，包括流化床燃燒器的工作原理、污染物排放控制以及在能源利用中的應用。4、（本題5分）解釋在化工過程的膜分離應用中，如何進行膜分離過程的成本分析和經濟性評價。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠生產一種產品，反應方程式為A+2B→3C，原料A和B的進料流量分別為5mol/min和10mol/min，反應轉化率為80%，求產物C的生成量。2、（本題5分）某化學反應在間歇釜式反應器中進行，反應為A+2B→C，初始時A的濃度為2mol/L，B的濃度為3mol/L，反應速率常數為1L/(mol·h)，反應4小時后，計算C的生成量以及A和B的剩余濃度。3、（本題5分）某化工廠需要用板式換熱器將一種熱流體從120℃冷卻到70℃，冷流體從30℃加熱到60℃。熱流體的流量為1500kg/h，比熱容為2.8kJ/(kg·K)，冷流體的比熱容為4.0kJ/(kg·K)。若換熱器的總傳熱系數為800W/(m2·K)，計算所需的換熱面積。4、（本題5分）某二元混合物進行精餾操作，進料量為80kmol/h，進料組成xF=0.45（摩爾分數），塔頂餾出液量為40kmol/h，塔頂產品組成xD=0.98，塔釜產品組成xW=0.02。求回流比和提餾段操作線方程。5、（本題5分）一個穩態流動的管道系統中，流體的密度為800kg/m3，流速為2m/s，管道直徑為0.1m。在一段長度為50m的水平直管中，摩擦系數為0.02。計算壓力降和功率損耗。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一項化工合成反應中，反應溫度的控制不穩定，影響了反應的選擇性和收率。請分析溫度控制不穩定的原因，并提出改進溫度控制的技術手段。2、（本題10分