济南大学《化工CAD》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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济南大学
《化工CAD》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在化工分离过程中，液液萃取的分配系数是衡量萃取效果的重要参数。对于一个特定的萃取体系，以下关于分配系数的影响因素，不正确的是：（ ）
A. 萃取剂的种类 B. 被萃取物质的浓度 C. 温度 D. 压力

2、化工中的吸附分离过程常用于气体和液体的净化。对于一种具有较大吸附容量的吸附剂，以下哪个因素对吸附剂的再生效率影响最大？（ ）
A. 再生温度 B. 再生压力 C. 再生气体的流速 D. 再生时间

3、关于化工过程中的精馏塔节能措施，以下哪种方法不是有效的节能途径？（ ）
A. 增加回流比
B. 采用高效塔板或填料
C. 优化进料热状态
D. 余热回收利用

4、在化工流体流动中，当流体流经管道时会产生阻力损失。对于层流和湍流两种流动状态，以下关于阻力损失的特点，哪项描述是不正确的？（ ）
A. 层流的阻力损失与流速的一次方成正比
B. 湍流的阻力损失与流速的平方成正比
C. 层流的阻力损失通常小于湍流
D. 湍流的阻力损失与管道粗糙度无关

5、在化学反应工程中，对于一个自催化反应，以下哪种操作方式可能导致反应失控？（ ）
A. 连续进料 B. 间歇操作 C. 半间歇操作 D. 以上操作方式都不会导致失控

6、化工原理中涉及到的吸收操作，常用于分离气体混合物。在一个填料吸收塔中，用清水吸收氨气，若要提高氨气的吸收率，以下哪种方法效果不明显？（ ）
A. 增加吸收剂的用量 B. 提高吸收塔的操作压力 C. 降低吸收剂的温度 D. 减小吸收塔的填料高度

7、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。以下关于膜分离过程的特点，哪种描述是不正确的？（ ）
A. 分离效率高 B. 操作条件温和 C. 适用范围广 D. 膜的成本低且易于维护

8、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（ ）
A. 能够克服扰动的影响 B. 控制作用基于偏差 C. 可以实现无差控制 D. 响应速度较慢

9、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（ ）
A. 间歇反应器 B. 连续搅拌釜式反应器 C. 管式反应器 D. 流化床反应器

10、化工安全是化工生产的首要问题。在处理易燃易爆的化工物料时，以下哪种安全措施是最为基础和关键的？（ ）
A. 安装防爆电气设备 B. 制定严格的操作规程 C. 进行静电消除处理 D. 配备消防灭火设备

11、在化工中的多组分精馏过程，关于关键组分的定义和选择，以下哪种表述是正确的？（ ）
A. 关键组分是指在混合物分离过程中对分离要求起关键作用的组分。通常选择在塔顶和塔底产品中浓度有严格限制的组分作为关键组分
B. 关键组分的选择是随意的，对精馏塔的设计和操作没有影响
C. 多组分精馏中只有一个关键组分，不存在多个关键组分的情况
D. 关键组分的浓度越高，越容易分离，对精馏过程越有利

12、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（ ）
A. 要有足够的机械强度 B. 过滤阻力要小 C. 过滤介质的选择不考虑价格 D. 要适应过滤物料的性质

13、在化工流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。以下关于伯努利方程的适用条件和局限性，不正确的是（ ）
A. 适用于理想流体 B. 忽略了流体的粘性 C. 对于可压缩流体也适用 D. 可以精确计算实际流体的能量

14、对于化工中的传质过程，以下关于双膜理论的基本假设，哪一项是正确的？（ ）
A. 双膜理论认为在气液两相界面处，存在着两层停滞的膜，传质阻力集中在这两层膜内，相内为湍流流动
B. 双膜理论假设气液两相的浓度在相界面处达到平衡，不存在传质阻力
C. 双膜理论只适用于低浓度气体的吸收过程，对高浓度气体不适用
D. 双膜理论认为传质系数与流体的流速和物性无关

15、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（ ）
A. 固定支架 B. 滑动支架 C. 导向支架 D. 弹簧支架

16、在化工干燥操作中，湿物料中的水分通常可以分为结合水和非结合水。以下关于这两种水分的特性，哪项说法是不准确的？（ ）
A. 结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的蒸汽压
B. 非结合水的干燥较结合水容易
C. 结合水与物料的结合力较强
D. 非结合水的含量与物料的性质无关

17、在化工过程控制中，反馈控制是一种常见的控制策略。以下关于反馈控制的特点，哪项描述是不准确的？（ ）
A. 能够克服所有干扰
B. 基于被控变量的测量值进行调节
C. 可能存在一定的滞后
D. 系统结构相对简单

18、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（ ）
A. 并流换热
B. 逆流换热
C. 两者平均温差相同
D. 取决于流体的性质

19、在化工设备的防腐措施中，涂层防护是常用的方法之一。以下哪种涂层材料的耐腐蚀性通常较好？（ ）
A. 环氧树脂涂层
B. 聚乙烯涂层
C. 油漆涂层
D. 镀锌涂层

20、在化工分离过程中，离子交换分离技术常用于分离离子型物质。以下关于离子交换树脂的再生，哪种方法最为常用？（ ）
A. 用酸或碱溶液处理 B. 用盐溶液处理 C. 加热处理 D. 电解处理

21、在化工过程控制中，反馈控制是常用的控制策略之一。当被控变量受到一个阶跃干扰时，以下关于反馈控制系统的响应，正确的是：（ ）
A. 被控变量立即回到设定值 B. 被控变量逐渐回到设定值 C. 被控变量会超过设定值 D. 被控变量不会受到干扰的影响

22、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（ ）
A. 板框压滤机 B. 真空转鼓过滤机 C. 离心过滤机 D. 袋式过滤器

23、化工中的搅拌釜式反应器在很多情况下被使用。当反应物料的粘度随反应进程发生显著变化时，以下哪种搅拌桨转速的控制策略能够保证反应的均匀性？（ ）
A. 恒定转速 B. 逐渐增加转速 C. 逐渐降低转速 D. 根据物料粘度实时调整转速

24、在化工分离过程中，反渗透膜分离技术在水处理中应用广泛。以下关于反渗透的驱动力，哪种说法是正确的？（ ）
A. 浓度差 B. 压力差 C. 电位差 D. 温度差

25、在化学反应工程中，对于一个非均相催化反应，以下关于催化剂外扩散阻力的消除方法，不正确的是：（ ）
A. 提高搅拌速度 B. 减小催化剂颗粒尺寸 C. 增加反应物浓度 D. 升高反应温度

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）化工过程中的干燥操作常用于去除物料中的水分，请详细阐述干燥过程的基本原理，包括干燥速率的影响因素和干燥设备的选择原则。

2、（本题5分）化工原理中的过滤操作是常见的固液分离方法，请详细说明过滤过程的原理和分类（如恒压过滤、恒速过滤等），包括过滤设备的结构和操作，并分析影响过滤速率的因素。

3、（本题5分）解释在化工过程的萃取操作中，如何进行萃取级数的计算和优化。

4、（本题5分）在化工热力学中，露点和泡点的计算对于气液平衡的研究非常重要。请解释露点和泡点的概念，并说明如何通过实验数据或热力学模型计算露点和泡点。

三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一家涂料生产企业的产品出现了光泽度不够的问题。请分析原因并提出改进措施。

2、（本题5分）一家以生产精细化学品为主的企业，在产品研发和生产过程中需要严格控制质量。分析如何建立有效的质量控制体系。

3、（本题5分）某化工企业的产品在包装过程中容易受潮。请分析原因并提出解决办法。

4、（本题5分）在医药中间体生产企业中，某工厂需要提高生产的自动化水平。请分析具体的实施方案。

5、（本题5分）一家橡胶生产企业需要提高橡胶的性能和质量。请分析从化学工程角度可以采取哪些方法。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某吸收塔用纯溶剂吸收混合气中的溶质，混合气的流量为 1000 m³/h ，溶质的摩尔分数为 0.1 ，吸收剂用量为最小用量的 1.5 倍，相平衡关系为 y = 0.8x 。计算吸收剂的流量和溶质的吸收率。

2、（本题10分）一个连续操作的釜式反应器进行二级不可逆反应，反应速率常数为 0.4 m^3/(kmol·h) ，进料浓度为 4 kmol/m^3 ，体积流量为 15 L/h ，反应器体积为 60 L ，计算出口浓度。

3、（本题10分）某化工厂有一蒸汽管道，外径为 273 mm ，壁厚为 12 mm ，管道外覆盖一层厚度为 120 mm 的保温材料，保温材料的导热系数为 0.08 W/(m·K) ，管道内蒸汽温度为 280°C ，环境温度为 25°C ，求每米管道的热损失（假设管道外表面对环境的对流传热系数为 8 W/(m²·K) ）。

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