大学（化学工程与工艺）化工原理应用2026年综合测试题.doc

大学（化学工程与工艺）化工原理应用2026年综合测试题

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）
1. 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失变为原来的（ ）。
A. 1/2
B. 1/4
C. 1/8
D. unable to judge
2. 离心泵铭牌上标明的扬程是指（ ）。
A. 功率最大时的扬程
B. 最大流量时的扬程
C. 泵的最大扬程
D. 效率最高时的扬程
3. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y = 0.75x + 0.2075，则该塔的回流比为（ ）。
A. 3
B. 4
C. unable to judge
D. 5
4. 在吸收操作中，吸收剂的选择应满足（ ）。（多选）
A. 对溶质有较大的溶解度
B. 挥发性低
C. 黏度低
D. 不易腐蚀设备
5. 对于干燥过程，以下说法正确的是（ ）。
A. 等速干燥阶段，物料表面温度等于空气的湿球温度
B. 降速干燥阶段，干燥速率与物料含水量无关
C. 干燥过程中，空气的湿度不断增大
D. unable to judge
6. 某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF = 0.6，要求塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为（ ）。
A. 60kmol/h
B. 66.7kmol/h
C. 90kmol/h
D. unable to judge
7. 传热过程中，热阻主要集中在（ ）。
A. 热流体一侧
B. 冷流体一侧
C. 传热壁面
D. unable to judge
8. 在管壳式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，（ ）走壳程。
A. 空气
B. 饱和蒸汽
C. unable to judge
D. 都可以
9. 以下哪种情况会使离心泵的扬程降低（ ）。
A. 转速降低
B. 流量增大
C. 输送液体密度增大
D. unable to judge
10. 恒沸精馏与萃取精馏的主要区别在于（ ）。
A. 有无共沸物
B. 加入的第三组分不同
C. 操作压力不同
D. unable to judge

二、填空题（总共10题，每题2分，请将正确答案填写在横线上）
1. 流体在管道中流动时，其流动类型分为______和______。
2. 离心泵的主要性能参数有______、______、______、______和______。
3. 精馏塔的进料热状况有______、______、______、______和______五种。
4. 吸收操作的依据是______，以达到分离气体混合物的目的。
5. 干燥过程中，湿空气的比容是指______。
6. 板式塔中，塔板上的气液接触状态有______、______和______三种。
7. 对流传热系数的影响因素有______、______、______和______等。
8. 换热器的热负荷是指______。
9. 某二元理想溶液，相对挥发度α = 2.5，已知xD = 0.9，xW = 0.1，则最小回流比Rmin =______。
10. 离心通风机的全风压是指______。

三、简答题（总共4题，每题10分）
1. 简述流体流动中连续性方程的物理意义和应用条件。
2. 分析精馏塔操作中，回流比的大小对精馏过程的影响。
3. 说明吸收塔操作中，影响吸收效果的主要因素有哪些？
4. 阐述干燥过程中，干燥速率曲线的特点及各阶段的影响因素。

四、计算题（总共2题，每题15分）
1. 某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5，塔顶产品组成xD = 0.95，塔底产品组成xW = 0.05，回流比R = 3。试求：（1）塔顶产品量D和塔底产品量W；（2）精馏段操作线方程。

2. 用一逆流操作的列管换热器将1000kg/h的某液体从20℃加热到80℃，热流体为120℃的饱和蒸汽，冷凝后在饱和温度下排出。已知液体的比热容cp = 2.0kJ/(kg·℃)，换热器的传热面积A = 15m²，传热系数K = 1000W/(m²·℃)。试求：（1）热流体放出的热量Q；（2）所需的饱和蒸汽量m。

五、论述题（总共1题，每题20分）
结合化工原理知识，论述在化工生产中如何提高传热效率以达到节能降耗的目的。请从传热过程的各个环节进行分析，提出具体的措施和方法，并说明其原理和应用场景。

答案：
一、选择题
1. C
2. D
3. A
4. ABCD
5. A
6. B
7. C
8. B
9. A
10.B

二、填空题
1. 层流、湍流
2. 流量、扬程、功率、效率、转速
3. 冷液进料、泡点进料、气液混合进料、露点进料、过热蒸汽进料
4. 气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异
5. 单位质量湿空气所占的体积
6. 鼓泡接触状态、蜂窝状接触状态、泡沫接触状态
7. 流体的种类、流动状态、传热面的形状和尺寸、流体的物性
8. 单位时间内通过换热器的热流体传给冷流体的热量
9. 1.67
10. 单位体积气体通过风机后所获得的能量

三、简答题
1. 连续性方程的物理意义是：流体在管道中作稳定流动时，在任一截面上流体的质量流量不变。应用条件为：流体作稳定流动，且流体是连续的。
2. 回流比增大，精馏段操作线斜率增大，提馏段操作线斜率减小。塔顶产品纯度提高，塔底产品纯度降低。但回流比过大，会增加能耗和设备费用。
3. 影响吸收效果的主要因素有：吸收剂的性质、操作温度、操作压力、气体流速、吸收剂用量、吸收塔结构等。
4. 干燥速率曲线分为等速干燥阶段和降速干燥阶段。等速干燥阶段，干燥速率与物料含水量无关，主要受空气状态影响；降速干燥阶段，干燥速率随物料含水量降低而减小，主要受物料内部水分扩散影响。

四、计算题
1. （1）由物料衡算可得：F = D + W，F×xF = D×xD + W×xW，代入数据解得D = 50kmol/h，W = 50kmol/h。
（2）精馏段操作线方程为：y = R/(R + 1)x + xD/(R + 1)，代入R = 3，xD = 0.95，可得y = 0.75x + 0.2375。
2. （1）热流体放出的热量Q = mcΔt = 1000×2.0×(80 - 20) = 1.2×10^5kJ/h = 33.3kW。
（2）由Q = KAΔtm，Δtm = (1?2)/ln(1/2) = 50℃，代入数据解得m = 2.64kg/h。

五、论述题
提高传热效率可从以下方面入手：
1. 增大传热面积：如采用翅片管、波纹管等强化传热的换热器。
2. 提高传热系数：选择导热系数大的材料，减少污垢热阻。
3. 增大平均温差：合理安排冷热流体的流动方式，采用逆流操作。
4. 改善流体的流动状态：提高流速，增强湍动程度。
5. 加入添加剂：如在流体中加入纳米粒子等，提高传热性能。