安徽財經(jīng)大學(xué)《化工熱力學(xué)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《化工熱力學(xué)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、化工分離過程中的吸附操作常用于氣體和液體的凈化。對于一個固定床吸附器，若吸附劑的吸附容量達(dá)到飽和，需要進(jìn)行再生。以下哪種再生方法通常能耗較低？（）A.加熱再生B.降壓再生C.置換再生D.吹掃再生2、在化工生產(chǎn)中的流化床燃燒爐中，以下哪種因素不是影響燃燒效率的關(guān)鍵因素？（）A.燃料顆粒大小B.流化速度C.空氣過剩系數(shù)D.爐膛壓力3、化工過程中的結(jié)晶操作常用于提純物質(zhì)。在一個冷卻結(jié)晶過程中，若冷卻速度過快，可能會導(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4、在化工過程控制中，前饋控制可以彌補(bǔ)反饋控制的不足。對于一個受可測干擾影響的過程，以下關(guān)于前饋控制的特點，正確的是：（）A.根據(jù)偏差進(jìn)行控制B.能夠完全消除干擾的影響C.控制作用滯后D.不需要測量干擾5、在化工生產(chǎn)中的固體物料輸送，以下哪種輸送方式適用于長距離輸送？（）A.皮帶輸送機(jī)B.螺旋輸送機(jī)C.斗式提升機(jī)D.氣力輸送6、在化工過程的安全管理中，對于易燃易爆物質(zhì)的儲存和運(yùn)輸，以下哪種措施是最為關(guān)鍵的？（）A.采用密封容器B.控制溫度和壓力C.安裝防爆設(shè)備D.加強(qiáng)人員培訓(xùn)7、在化工反應(yīng)設(shè)備中，流化床反應(yīng)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(guān)鍵？（）A.氣體流速B.床層高度C.顆粒大小D.溫度8、在化工萃取塔的操作中，以下哪種因素的變化對萃取效果的影響相對較??？（）A.萃取劑的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.兩相的接觸時間9、在化工設(shè)備的設(shè)計中，壓力容器的強(qiáng)度計算是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于一個承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，若其直徑增大一倍，而壁厚不變，容器所能承受的最大壓力會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.變?yōu)樵瓉淼?/410、化工過程中的蒸發(fā)操作，若要降低溶液的沸點升高，以下哪種方法可行？（）A.提高操作壓力B.降低操作壓力C.增加溶質(zhì)濃度D.減小進(jìn)料量11、化工熱力學(xué)在化工過程的設(shè)計和分析中起著重要作用。對于一個理想氣體的絕熱膨脹過程，若溫度從300K下降到200K，其熵變是正值還是負(fù)值？（）A.正值B.負(fù)值C.零D.無法確定12、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計中，若要實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率和高選擇性，對于一個放熱反應(yīng)，以下哪種操作方式可能是合適的？（）A.絕熱操作B.等溫操作C.變溫操作D.以上操作方式效果相同13、在化工流體流動的阻力計算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系復(fù)雜。對于湍流流動，以下哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.摩擦系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)B.摩擦系數(shù)與管壁粗糙度有關(guān)C.隨著雷諾數(shù)增加，摩擦系數(shù)逐漸減小D.不同的湍流模型對摩擦系數(shù)的計算結(jié)果可能不同14、化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化是化工生產(chǎn)的核心問題之一。對于理想間歇反應(yīng)器和連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，以下比較錯誤的是（）A.間歇反應(yīng)器適合小批量生產(chǎn)B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器生產(chǎn)效率一定更高C.兩者的反應(yīng)時間計算方法不同D.物料混合情況有所差異15、在化工中的精餾塔設(shè)計中，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，最大值沒有限制二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析在化工生產(chǎn)過程中，如何進(jìn)行有效的過程控制，包括控制策略的選擇、控制器的參數(shù)整定以及控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性評估。2、（本題5分）結(jié)合化工過程的復(fù)雜性，深入探討多尺度建模方法在化學(xué)工程中的應(yīng)用，包括分子尺度、微觀尺度和宏觀尺度模型的整合和應(yīng)用。3、（本題5分）在化學(xué)工程中，全面論述化工過程中的攪拌與混合操作，包括攪拌器的類型、設(shè)計原則以及如何實現(xiàn)均勻混合和提高傳質(zhì)傳熱效果。4、（本題5分）分析在化工廢氣治理中，如何針對不同類型的廢氣成分和濃度，采用有效的治理技術(shù)，如吸附、燃燒和催化轉(zhuǎn)化等。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個板式換熱器用于冷卻一種熱油，熱油進(jìn)口溫度為180°C，出口溫度為100°C，流量為800kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)。冷卻介質(zhì)為水，進(jìn)口溫度為20°C，出口溫度為60°C，流量為1200kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積和對數(shù)平均溫差。2、（本題5分）一個換熱器中，熱流體進(jìn)口溫度為200°C，出口溫度為150°C，流量為5kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)。冷流體進(jìn)口溫度為50°C，出口溫度為100°C，流量為8kg/s，比熱容為4kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積（假設(shè)總傳熱系數(shù)為1000W/(m2·K)）。3、（本題5分）在一個間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行二級反應(yīng)A+B→C，A和B的初始濃度均為2mol/L，反應(yīng)速率常數(shù)為2L/(mol·h)。反應(yīng)時間為5h，計算反應(yīng)結(jié)束時C的濃度。4、（本題5分）某一精餾塔的操作壓力為1atm，塔頂蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后部分回流，部分作為產(chǎn)品采出。已知塔頂蒸汽組成中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，回流比為3，相對揮發(fā)度為2，進(jìn)料為泡點進(jìn)料，進(jìn)料組成中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5。計算塔頂和塔底產(chǎn)品的組成及流量。5、（本題5分）某化工廠需要將1200m3/h的含塵氣體進(jìn)行凈化，粉塵顆粒的密度為1600kg/m3，粒徑分布符合Rosin-Rammler分布，分布指數(shù)為1.8，最小粒徑為2μm，求所需旋風(fēng)分離器的直徑和分離效率。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家化工企業(yè)在進(jìn)行新產(chǎn)品推廣時，市場推廣策略效果不明顯，產(chǎn)品知名度低。請分析市場推廣策略失敗的原因，并提出新的推廣方案。2、（本題10分）某化工企業(yè)的某個產(chǎn)品在儲存和運(yùn)輸過程中，容易發(fā)生聚合反應(yīng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。請