蚌埠學(xué)院《化工節(jié)能原理與技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)蚌埠學(xué)院

《化工節(jié)能原理與技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、化工熱力學(xué)中，對(duì)于混合物的汽液平衡計(jì)算，活度系數(shù)模型是常用的方法之一。若混合物的非理想性較強(qiáng)，以下哪種活度系數(shù)模型可能更準(zhǔn)確？（）A.威爾遜模型B.理想溶液模型C.正規(guī)溶液模型D.非隨機(jī)雙液模型2、在化工反應(yīng)的熱效應(yīng)計(jì)算中，需要考慮反應(yīng)的焓變。對(duì)于一個(gè)吸熱反應(yīng)，升高溫度會(huì)對(duì)反應(yīng)的平衡常數(shù)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.平衡常數(shù)增大B.平衡常數(shù)減小C.平衡常數(shù)不變D.平衡常數(shù)先增大后減小3、在化工過(guò)程的優(yōu)化中，目標(biāo)函數(shù)的建立是關(guān)鍵步驟之一。以下關(guān)于目標(biāo)函數(shù)的選擇和構(gòu)建，不正確的是（）A.可以是經(jīng)濟(jì)效益最大化B.可以是能耗最小化C.目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建不考慮約束條件D.要綜合考慮多方面因素4、在化工過(guò)程的控制系統(tǒng)中，反饋控制是常見(jiàn)的控制方式之一。以下關(guān)于反饋控制的特點(diǎn)，哪種說(shuō)法是不正確的？（）A.能夠克服擾動(dòng)的影響B(tài).控制作用基于偏差C.可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差控制D.響應(yīng)速度較慢5、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，研究反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系時(shí)，除了阿倫尼烏斯方程，還有其他模型。以下關(guān)于這些模型的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.適用范圍不同B.計(jì)算精度相同C.考慮因素不同D.表達(dá)形式不同6、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對(duì)物料進(jìn)行加熱。對(duì)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7、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)非均相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對(duì)于催化劑的外擴(kuò)散阻力影響最大？（）A.流體的流速B.催化劑的顆粒大小C.反應(yīng)物的濃度D.反應(yīng)溫度8、在化工生產(chǎn)中的液液萃取過(guò)程中，以下哪種因素對(duì)萃取效果的影響相對(duì)較??？（）A.兩相的接觸時(shí)間B.萃取劑的用量C.萃取溫度D.萃取設(shè)備的類型9、化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程描述了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。以下關(guān)于動(dòng)力學(xué)方程的建立方法，不正確的是（）A.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合B.基于反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)C.憑空想象D.結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論分析10、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11、在化工流體流動(dòng)的阻力計(jì)算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對(duì)于光滑管內(nèi)的湍流流動(dòng)，以下哪個(gè)公式常用于計(jì)算摩擦系數(shù)？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式12、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對(duì)于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，為了提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，以下哪種操作策略通常是最為有效的？（）A.降低反應(yīng)溫度B.提高反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.及時(shí)移除反應(yīng)產(chǎn)物13、在化工熱力學(xué)中，研究實(shí)際氣體的狀態(tài)方程時(shí)，范德華方程是常用的方程之一。以下關(guān)于范德華方程的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.考慮了分子間的引力和斥力B.適用于所有壓力范圍C.計(jì)算精度較高D.形式較為簡(jiǎn)單14、在化工原理中，研究流體流動(dòng)時(shí)，雷諾數(shù)是一個(gè)重要的無(wú)量綱參數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)大于4000時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)通常為：（）A.層流B.過(guò)渡流C.湍流D.無(wú)法確定15、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于氣液反應(yīng)，以下哪種反應(yīng)器類型能夠提供較大的相界面積？（）A.鼓泡塔反應(yīng)器B.填料塔反應(yīng)器C.噴霧塔反應(yīng)器D.以上反應(yīng)器類型效果相同二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在化工生產(chǎn)的結(jié)晶過(guò)程中，如何通過(guò)控制結(jié)晶溫度和降溫速率來(lái)提高晶體質(zhì)量。2、（本題5分）分析在化工過(guò)程的模擬與優(yōu)化中，如何考慮不確定性因素，如原料成分波動(dòng)、設(shè)備性能變化等，提高模擬和優(yōu)化結(jié)果的可靠性。3、（本題5分）化工分離過(guò)程中的萃取精餾是一種特殊的精餾方法。請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹萃取精餾的原理和適用范圍，并討論如何選擇合適的萃取劑和操作條件。4、（本題5分）化工熱力學(xué)在化工過(guò)程的分析和設(shè)計(jì)中具有重要地位，請(qǐng)說(shuō)明熱力學(xué)第一定律和第二定律在化工中的應(yīng)用，并舉例說(shuō)明其實(shí)際意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)熱為-50kJ/mol，進(jìn)料溫度為300K，反應(yīng)物濃度為1mol/m3，流速為5m3/h，反應(yīng)速率表達(dá)式為r=kC，其中k=0.1s^(-1)。假設(shè)絕熱溫升系數(shù)為10K/mol，求達(dá)到50%轉(zhuǎn)化率時(shí)的床層溫度。2、（本題5分）在一個(gè)套管換熱器中，用熱流體將冷流體從25℃加熱到65℃。熱流體入口溫度為160℃，出口溫度為100℃，冷流體流量為1800kg/h，比熱容為3.5kJ/(kg·℃)?？倐鳠嵯禂?shù)為550W/(m2·℃)，內(nèi)管外徑為32mm，壁厚為3mm，計(jì)算換熱器的長(zhǎng)度。3、（本題5分）一個(gè)膜過(guò)濾器用于分離懸浮液中的固體顆粒，膜的孔徑為0.1μm，過(guò)濾壓差為0.2MPa，懸浮液中固體顆粒的濃度為20g/L，過(guò)濾面積為2m^2，過(guò)濾阻力系數(shù)為10^12m^(-1)。計(jì)算過(guò)濾速度和過(guò)濾時(shí)間。4、（本題5分）某精餾塔分離正庚烷-正辛烷混合物，進(jìn)料組成（正庚烷摩爾分?jǐn)?shù)）為0.4，進(jìn)料量為100kmol/h，塔頂餾出液中正庚烷含量為0.9，塔底釜液中正庚烷含量為0.1，相對(duì)揮發(fā)度為2.7，回流比為4。計(jì)算塔頂和塔底的產(chǎn)品流量以及再沸器的熱負(fù)荷（假設(shè)進(jìn)料為飽和液體）。5、（本題5分）在一個(gè)萃取塔中，用有機(jī)溶劑萃取水溶液中的溶質(zhì)B。進(jìn)料水溶液中B的濃度為0.2mol/L，流量為150L/h，有機(jī)溶劑流量為120L/h，分配系數(shù)為4，計(jì)算萃余相和萃取相出口中B的濃度。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一家制藥企業(yè)計(jì)劃新建一條生產(chǎn)線，以提高某種藥物的產(chǎn)量。請(qǐng)分析在設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中需要考慮哪些化學(xué)工程方面的問(wèn)題。2、（本題10分）一家以生產(chǎn)化肥為主的企業(yè)，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中需