西湖大學《化工過程數(shù)據(jù)處理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《化工過程數(shù)據(jù)處理》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在化工反應設備中，流化床反應器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。若要使流化床中的固體顆粒保持良好的流化狀態(tài)，以下哪種操作條件最為關鍵？（）A.氣體流速B.床層高度C.顆粒大小D.溫度2、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對物料進行加熱。對于一種需要精確控制加熱溫度的物料，以下哪種加熱方式的溫度控制精度最高？（）A.電加熱B.蒸汽加熱C.熱油加熱D.紅外線加熱3、在化工原理中，研究流體在管內(nèi)的強制對流傳熱時，以下關于努塞爾數(shù)（Nu）的影響因素，不正確的是：（）A.流體的導熱系數(shù)B.管道的長度C.流體的流速D.流體的物性參數(shù)4、在化學反應工程中，對于一個氣固相催化反應，以下關于催化劑顆粒內(nèi)擴散阻力的影響因素，不正確的是：（）A.催化劑的孔徑B.反應氣體的濃度C.反應溫度D.催化劑的形狀5、化工生產(chǎn)中的萃取精餾常用于分離沸點相近的混合物。對于萃取精餾的原理和操作要點，以下說法不準確的是（）A.加入萃取劑改變相對揮發(fā)度B.萃取劑的選擇至關重要C.操作壓力對分離效果影響不大D.要控制好萃取劑的流量6、對于化工中的傳質(zhì)過程，以下關于雙膜理論的基本假設，哪一項是正確的？（）A.雙膜理論認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B.雙膜理論假設氣液兩相的濃度在相界面處達到平衡，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，對高濃度氣體不適用D.雙膜理論認為傳質(zhì)系數(shù)與流體的流速和物性無關7、在化學工程的研究中，經(jīng)常需要對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析。當處理一組非線性的數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)學模型擬合方法通常能夠得到更準確的結果？（）A.線性回歸B.多項式回歸C.指數(shù)回歸D.對數(shù)回歸8、在化工生產(chǎn)中的攪拌釜中，以下哪種攪拌槳葉形式適用于高粘度流體的攪拌？（）A.螺旋槳式B.渦輪式C.錨式D.槳式9、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離混合物。當選擇萃取劑時，以下哪個因素不是關鍵的考慮因素？（）A.對溶質(zhì)的溶解能力B.與原溶劑的互溶性C.萃取劑的價格D.萃取劑的揮發(fā)性10、化工中的流化床反應器具有許多優(yōu)點。在使用流化床反應器進行反應時，以下哪個操作條件對反應的穩(wěn)定性和產(chǎn)物質(zhì)量影響最大？（）A.流化速度B.床層高度C.顆粒大小D.反應溫度11、在化工熱力學中，狀態(tài)方程對于描述流體的熱力學性質(zhì)起著關鍵作用。以下關于常見狀態(tài)方程的適用范圍和優(yōu)缺點，表述不準確的是（）A.范德華方程適用于低壓氣體B.維里方程在高壓下精度高C.立方型狀態(tài)方程計算復雜D.所有狀態(tài)方程都能精確計算所有流體12、化工中的過濾操作常用于分離固體和液體。對于一種顆粒細小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機B.真空轉(zhuǎn)鼓過濾機C.離心過濾機D.袋式過濾器13、在化工過程的節(jié)能措施中，熱集成技術能夠有效地提高能源利用效率。以下關于熱集成技術的原理，哪種說法是不準確的？（）A.合理匹配熱物流和冷物流B.減少公用工程的消耗C.提高換熱器的傳熱溫差D.實現(xiàn)熱量的回收和再利用14、在化學反應動力學中，研究溫度對反應速率的影響時，通常采用阿倫尼烏斯方程。當活化能增大時，以下關于溫度對反應速率影響程度的說法，正確的是：（）A.溫度的影響程度減小B.溫度的影響程度增大C.溫度的影響程度不變D.無法確定溫度的影響程度15、在化學反應動力學中，研究催化劑對反應速率的影響時，以下關于催化劑作用的描述，不正確的是：（）A.降低反應的活化能B.改變反應的平衡常數(shù)C.提高反應的選擇性D.加快反應速率二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述在超臨界流體技術在化學工程中的應用，如超臨界萃取、超臨界反應等，分析其優(yōu)勢和應用范圍，并探討相關的技術難題。2、（本題5分）論述在化工過程的膜分離技術中，膜污染的形成原因和防治措施。3、（本題5分）解釋在化工熱力學的研究中，如何利用相圖來分析和理解物質(zhì)的相變過程和相平衡關系。4、（本題5分）化工原理中的吸收塔的填料層高度計算是設計中的重要環(huán)節(jié)，請詳細說明填料層高度的計算方法，包括傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度的確定，并分析影響填料層高度的因素。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某精餾塔塔頂蒸汽經(jīng)部分冷凝器冷凝后，一部分作為回流液，回流比為3，另一部分作為產(chǎn)品采出。進料量為80kmol/h，進料中輕組分的摩爾分數(shù)為0.4，塔頂餾出液中輕組分的摩爾分數(shù)為0.8，計算塔頂產(chǎn)品的采出量。2、（本題5分）有一蒸汽透平，進汽壓力為8MPa，溫度為600°C，排汽壓力為0.2MPa，蒸汽的焓值在進汽和排汽狀態(tài)分別為3650kJ/kg和2300kJ/kg，透平的輸出功率為2000kW，求蒸汽流量。3、（本題5分）一個結晶過程中，將溶質(zhì)從飽和溶液中結晶出來，初始溶液濃度為200g/L，結晶溫度為10℃，溶解度為100g/L，晶體生長速率與過飽和度成正比，比例系數(shù)為0.1mm/h，計算結晶5小時后的晶體平均粒徑。4、（本題5分）某化工廠使用吸收塔處理含氨氣的廢氣，進口氣體中氨氣的濃度為10%（體積分數(shù)），尾氣要求氨氣濃度不超過0.5%（體積分數(shù)）。吸收劑為水，氣液比為20，平衡關系為Y=0.8X。計算所需的傳質(zhì)單元數(shù)。5、（本題5分）某化工廠使用吸收塔處理含氯化氫的廢氣，進口氣體中氯化氫的濃度為12%（體積分數(shù)），尾氣要求氯化氫濃度不超過0.3%（體積分數(shù)）。吸收劑為氫氧化鈉溶液，氣液比為18，平衡關系為Y=0.9X。計算所需的傳質(zhì)單元數(shù)。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家食品加工企業(yè)需要對生產(chǎn)過程中的廢渣進行處理。請分析可行的處理方法。2、（本題10分）某化工廠的一個反應過程需要提高反應速率。請分析可以采