青海大學(xué)《化工儀表及自動(dòng)化》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁青海大學(xué)《化工儀表及自動(dòng)化》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在化工傳遞過程中，關(guān)于對(duì)流傳熱系數(shù)的影響因素，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.對(duì)流傳熱系數(shù)只與流體的物理性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與換熱器的結(jié)構(gòu)無關(guān)B.對(duì)流傳熱系數(shù)與流體的流速、溫度、黏度、熱導(dǎo)率以及換熱器的結(jié)構(gòu)等多種因素都有關(guān)系C.對(duì)流傳熱系數(shù)主要取決于流體的溫度，其他因素的影響可以忽略不計(jì)D.對(duì)流傳熱系數(shù)是一個(gè)固定值，不受任何外界條件的影響2、在化工原理中，研究流體在管內(nèi)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱時(shí)，以下關(guān)于努塞爾數(shù)（Nu）的影響因素，不正確的是：（）A.流體的導(dǎo)熱系數(shù)B.管道的長度C.流體的流速D.流體的物性參數(shù)3、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)非均相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑外擴(kuò)散阻力的消除方法，不正確的是：（）A.提高攪拌速度B.減小催化劑顆粒尺寸C.增加反應(yīng)物濃度D.升高反應(yīng)溫度4、化工中的吸附過程存在吸附平衡。對(duì)于一個(gè)給定的吸附體系，以下哪個(gè)因素對(duì)吸附平衡的影響最大？（）A.溫度B.壓力C.吸附劑的比表面積D.吸附質(zhì)的濃度5、化工中的吸收塔設(shè)計(jì)需要考慮多個(gè)因素。當(dāng)處理高濃度氣體時(shí)，以下哪種吸收塔的類型更為合適？（）A.填料塔B.板式塔C.噴淋塔D.鼓泡塔6、化工設(shè)備的設(shè)計(jì)需要考慮多種載荷，如風(fēng)載、地震載等。對(duì)于高聳的塔設(shè)備，以下哪種載荷通常是設(shè)計(jì)的控制因素？（）A.風(fēng)載B.地震載C.內(nèi)壓D.自重7、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)絕熱可逆膨脹過程，系統(tǒng)的溫度和壓力會(huì)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8、在化工過程的優(yōu)化中，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)過程，若要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低成本，以下哪種措施通常是首先考慮的？（）A.改進(jìn)工藝路線B.更換原材料C.增加設(shè)備投資D.減少勞動(dòng)力投入9、在化工過程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）方法被廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于SPC方法的作用，哪項(xiàng)描述不準(zhǔn)確？（）A.預(yù)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量B.診斷過程異常C.優(yōu)化生產(chǎn)工藝D.直接提高產(chǎn)品質(zhì)量10、在化工分離過程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。以下關(guān)于膜分離過程的特點(diǎn)，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(hù)11、化工過程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個(gè)冷卻結(jié)晶過程中，若冷卻速度過快，可能會(huì)導(dǎo)致什么問題？（）A.晶體粒度均勻B.晶體純度提高C.形成大量細(xì)小晶體D.提高結(jié)晶收率12、化工過程中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)，若要得到較大粒度的晶體，以下哪種操作條件較為有利？（）A.較高的過飽和度B.較低的過飽和度C.較快的降溫速度D.較強(qiáng)的攪拌強(qiáng)度13、在化工過程模擬中，常用的軟件可以幫助優(yōu)化工藝參數(shù)。以下關(guān)于化工過程模擬軟件的功能和應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是（）A.可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量B.不能進(jìn)行成本估算C.能夠優(yōu)化操作條件D.輔助設(shè)計(jì)工藝流程14、對(duì)于化工中的膜分離技術(shù)，以下關(guān)于反滲透膜的分離原理，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）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(cè)透過膜向低濃度溶液一側(cè)遷移，實(shí)現(xiàn)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(zhì)和壓力無關(guān)C.反滲透膜分離過程中，溶質(zhì)會(huì)在膜表面沉積，導(dǎo)致膜的通量逐漸下降D.反滲透膜只能用于分離水溶液，對(duì)有機(jī)溶液的分離效果很差15、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，以下關(guān)于催化劑顆粒內(nèi)擴(kuò)散阻力的影響因素，不正確的是：（）A.催化劑的孔徑B.反應(yīng)氣體的濃度C.反應(yīng)溫度D.催化劑的形狀16、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)17、化工中的萃取操作常用于分離混合物中的溶質(zhì)。當(dāng)使用有機(jī)溶劑從水溶液中萃取溶質(zhì)時(shí)，以下哪個(gè)因素對(duì)萃取效率的影響最為顯著？（）A.萃取劑的選擇B.萃取溫度C.相比（有機(jī)相和水相的體積比）D.攪拌速度18、化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，蒸發(fā)器的類型有多種。以下關(guān)于各種蒸發(fā)器的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合，不正確的是（）A.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.升膜蒸發(fā)器適用于高粘度溶液C.降膜蒸發(fā)器傳熱效率高D.蒸發(fā)器的選擇要根據(jù)物料性質(zhì)19、在化工生產(chǎn)中，換熱器是常見的設(shè)備。對(duì)于一個(gè)逆流操作的換熱器，當(dāng)冷熱流體的進(jìn)口溫度不變，而熱流體的流量增加時(shí)，以下關(guān)于傳熱溫差的變化，正確的是：（）A.傳熱溫差增大B.傳熱溫差減小C.傳熱溫差不變D.傳熱溫差的變化無法確定20、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常涉及到氣體的壓縮過程。對(duì)于一個(gè)絕熱壓縮過程，若壓縮比相同，以下關(guān)于壓縮終溫的說法，正確的是：（）A.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越高B.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越低C.氣體比熱容對(duì)終溫沒有影響D.無法確定比熱容與終溫的關(guān)系21、在化工熱力學(xué)中，研究混合物的汽液平衡時(shí)，泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算是重要內(nèi)容。對(duì)于一個(gè)二元混合物，以下關(guān)于泡點(diǎn)和露點(diǎn)的關(guān)系，正確的是：（）A.泡點(diǎn)總是低于露點(diǎn)B.泡點(diǎn)總是高于露點(diǎn)C.泡點(diǎn)和露點(diǎn)可能相等D.泡點(diǎn)和露點(diǎn)沒有關(guān)系22、在化工中的精餾塔設(shè)計(jì)中，關(guān)于回流比的選擇，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.回流比是精餾操作的重要參數(shù)，它影響著精餾塔的分離效果、能耗和設(shè)備投資。一般來說，增大回流比可以提高分離效果，但會(huì)增加能耗和設(shè)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(chǎn)品C.回流比的選擇只取決于塔頂和塔底產(chǎn)品的純度要求，與能耗和設(shè)備投資無關(guān)D.回流比的最小值為零，最大值沒有限制23、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)24、在化工工藝流程設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮各種因素以達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)多種產(chǎn)品的化工廠，以下哪個(gè)因素在確定工藝流程時(shí)的權(quán)重通常最大？（）A.原材料的供應(yīng)B.產(chǎn)品的市場(chǎng)需求C.生產(chǎn)設(shè)備的通用性D.環(huán)保法規(guī)的要求25、在化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作，以下關(guān)于蒸發(fā)器類型的選擇，哪種因素的影響最為關(guān)鍵？（）A.溶液的性質(zhì)B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小26、在化工過程的模擬計(jì)算中，常使用一些商業(yè)軟件。以下哪個(gè)軟件不是主要用于化工過程模擬的？（）A.ASPENPLUSB.MATLABC.PRO/IID.HYSYS27、化工過程中的傳熱問題至關(guān)重要。在一個(gè)列管式換熱器中，用熱水加熱冷水，若要提高傳熱效率，以下哪種措施是不合適的？（）A.增加換熱管的數(shù)量B.提高熱水的流速C.減小換熱管的管徑D.降低冷水的流速28、化工中的精餾操作是分離液體混合物的重要方法。對(duì)于精餾塔的設(shè)計(jì)和操作，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.理論塔板數(shù)可以通過逐板計(jì)算法求得B.回流比越大，分離效果越好C.進(jìn)料位置對(duì)塔的性能沒有影響D.塔板效率會(huì)影響實(shí)際塔板數(shù)29、在化工過程的節(jié)能減排措施中，能量集成技術(shù)發(fā)揮著重要作用。對(duì)于一個(gè)包含多個(gè)熱交換過程的化工系統(tǒng)，以下哪種能量集成方法能夠最大程度地提高能源利用效率？（）A.熱交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化B.熱泵技術(shù)應(yīng)用C.余熱鍋爐利用D.以上都是30、化工生產(chǎn)中的節(jié)能減排是重要的研究課題。在一個(gè)化工流程中，以下哪種措施對(duì)于降低能源消耗和減少溫室氣體排放的效果最為顯著？（）A.優(yōu)化反應(yīng)條件B.改進(jìn)分離工藝C.采用余熱回收系統(tǒng)D.更換高效的動(dòng)力設(shè)備二、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）和一個(gè)平推流反應(yīng)器（PFR）并聯(lián)的系統(tǒng)中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)，CSTR的體積為1.5m3，反應(yīng)速率常數(shù)為0.15h?1，進(jìn)料流量為4m3/h，進(jìn)料中反應(yīng)物濃度為0.8mol/L，PFR的體積為2.5m3。求系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)化率。2、（本題5分）一蒸汽管外包有兩層厚度相同、材料不同的絕熱層，已知內(nèi)層絕熱材料的熱導(dǎo)率為外層絕熱材料熱導(dǎo)率的兩倍。若將兩層絕熱材料互換，其他條件不變，求每米管長的熱損失變化情況。3、（本題5分）某理想氣體在絕熱條件下經(jīng)過一個(gè)節(jié)流閥，從壓力5MPa、溫度300K膨脹到壓力1MPa。已知?dú)怏w的絕熱指數(shù)為1.4，計(jì)算膨脹后氣體的溫度。4、（本題5分）在一個(gè)固定床催化反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)A→B，催化劑顆粒直徑為3mm，孔隙率為0.5，反應(yīng)速率常數(shù)為0.8s^(-1)，床層空隙率為0.4，進(jìn)料中A的濃度為2mol/m^3，體積流量為0.05m^3/s。計(jì)算催化劑床層的長度。5、（本題5分）在一個(gè)套管式換熱器中，熱流體走管內(nèi)，進(jìn)口溫度為200°C，出口溫度為150°C，流量為5000kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)；冷流體走管間，進(jìn)口溫度為30°C，出口溫度為100°C，流量為8000kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·K)。求換熱器的傳熱系數(shù)。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述化工過程中的萃取操作，包括萃取劑的選擇原則、萃取過程的平衡關(guān)系以及多級(jí)萃取的計(jì)算和優(yōu)化方法。2、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述化工過程中的電化學(xué)氧化技術(shù)，包括電極材料的選擇、反應(yīng)機(jī)理以及在廢水處理和有機(jī)合成中的應(yīng)用。3、（本題5分）在化工分離過程中，分子蒸餾技術(shù)在高沸點(diǎn)、熱敏性物質(zhì)的分離方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，請(qǐng)闡述分子蒸餾的原理和特點(diǎn)，包括操作壓力、蒸發(fā)面溫度和冷凝面溫度等因素，并分析其應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。4、（本題5分）分析在化工過程