中山大學(xué)《化工過程數(shù)據(jù)處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁中山大學(xué)

《化工過程數(shù)據(jù)處理》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一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在化工熱力學(xué)中，研究實際氣體的狀態(tài)方程時，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，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.計算精度較高D.形式較為簡單2、在化工安全管理中，危險化學(xué)品的儲存需要遵循嚴(yán)格的規(guī)定。對于易燃液體的儲存，以下關(guān)于儲存條件的要求，不正確的是：（）A.通風(fēng)良好B.遠(yuǎn)離火源C.高溫環(huán)境D.采用防爆電氣3、在化工反應(yīng)工程中，對于一個串聯(lián)反應(yīng)，如果中間產(chǎn)物是期望產(chǎn)物，以下哪種操作方式有利于提高中間產(chǎn)物的收率？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.縮短反應(yīng)時間D.降低反應(yīng)壓力4、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個非均相催化反應(yīng)，以下哪個因素對于催化劑的外擴(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5、化工中的攪拌釜傳熱過程需要強(qiáng)化。對于提高攪拌釜的傳熱系數(shù)，以下哪個措施最為有效？（）A.增加攪拌槳的數(shù)量B.改變攪拌槳的類型C.在釜內(nèi)安裝內(nèi)盤管D.提高攪拌轉(zhuǎn)速6、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7、在化工過程的質(zhì)量控制中，統(tǒng)計過程控制（SPC）方法被廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于SPC方法的作用，哪項描述不準(zhǔn)確？（）A.預(yù)測產(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8、對于化工中的蒸發(fā)操作，以下關(guān)于蒸發(fā)器的類型和特點，哪一個是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.常見的蒸發(fā)器有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、懸筐式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器等。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效果好；懸筐式蒸發(fā)器便于清洗和維修；外加熱式蒸發(fā)器加熱室和分離室分開，有利于循環(huán)；強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器循環(huán)速度大，傳熱系數(shù)高B.蒸發(fā)器的類型只有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器一種，其他類型都是在其基礎(chǔ)上改進(jìn)的C.蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)與溶液的性質(zhì)和流速無關(guān)，只取決于蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)D.蒸發(fā)器的操作壓力越高，蒸發(fā)效率越高，能耗越低9、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對于一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR），以下關(guān)于其停留時間分布的特點，不正確的是：（）A.停留時間分布較寬B.存在返混C.停留時間均一D.適用于慢反應(yīng)10、在化工原理中，研究流體在管內(nèi)的強(qiáng)制對流傳熱時，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)11、在化工傳遞過程中，關(guān)于對流傳熱系數(shù)的影響因素，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.對流傳熱系數(shù)只與流體的物理性質(zhì)和流動狀態(tài)有關(guān)，與換熱器的結(jié)構(gòu)無關(guān)B.對流傳熱系數(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D.對流傳熱系數(shù)是一個固定值，不受任何外界條件的影響12、化工生產(chǎn)中的蒸發(fā)操作常用于溶液的濃縮。對于多效蒸發(fā)系統(tǒng)，以下關(guān)于其節(jié)能原理和特點，描述錯誤的是（）A.利用二次蒸汽B.效數(shù)越多，節(jié)能效果越好C.設(shè)備投資增加D.操作復(fù)雜13、化工中的蒸餾操作是常見的分離方法之一。在進(jìn)行共沸蒸餾時，以下哪種共沸劑的選擇原則最為關(guān)鍵？（）A.共沸劑與原混合物的沸點差B.共沸劑的毒性和安全性C.共沸劑與原混合物的互溶性D.共沸劑的價格和易得性14、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15、在化工精餾塔的設(shè)計中，若要提高塔的分離效率，可以采取多種措施。以下哪種措施對提高分離效率的作用相對較小？（）A.增加塔板數(shù)B.增大塔徑C.優(yōu)化塔板結(jié)構(gòu)D.選擇合適的回流比二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）分析在化工分離過程中，如精餾、萃取、吸附等操作，如何根據(jù)混合物的性質(zhì)和分離要求選擇合適的分離方法，并說明其原理。2、（本題5分）化工原理中的蒸發(fā)操作常用于溶液的濃縮，請詳細(xì)說明蒸發(fā)過程的原理和特點，包括蒸發(fā)器的類型（如中央循環(huán)管式、外加熱式等）和操作要點，并分析如何提高蒸發(fā)效率。3、（本題5分）化工分離過程中的吸附平衡和吸附動力學(xué)是吸附操作的理論基礎(chǔ)。請詳細(xì)介紹吸附平衡和吸附動力學(xué)的概念和模型，并分析如何利用它們來設(shè)計和優(yōu)化吸附過程。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個間歇反應(yīng)釜中進(jìn)行如下復(fù)雜反應(yīng)：A→2B（速率常數(shù)k1=0.3h^(-1)），B→C（速率常數(shù)k2=0.2h^(-1)）。初始時僅有A，濃度為4mol/L，反應(yīng)時間為7h，求各物質(zhì)的濃度。2、（本題5分）一個板式換熱器中，熱流體的進(jìn)出口溫度分別為160°C和80°C，冷流體的進(jìn)出口溫度分別為25°C和75°C，熱流體和冷流體的比熱容分別為2.0kJ/(kg·K)和4.5kJ/(kg·K)，流量分別為1.2kg/s和2.5kg/s。計算換熱器的對數(shù)平均溫差和傳熱系數(shù)為600W/(m2·K)時的傳熱面積。3、（本題5分）某化工廠需要用一個填料吸收塔處理含二氧化硫的廢氣，進(jìn)氣中二氧化硫的濃度為5%（體積分?jǐn)?shù)），氣體流量為1000m3/h，要求吸收率達(dá)到90%。采用的吸收劑為濃度為0.02mol/L的氫氧化鈉溶液，液氣比為1.5。已知平衡關(guān)系為y=2x。計算吸收劑的用量和尾氣中二氧化硫的濃度。4、（本題5分）一個膜分離裝置用于分離兩種氣體混合物，已知兩種氣體的滲透系數(shù)分別為0.05和0.02m^3/(m^2·s·Pa)，膜面積為5m^2，壓差為100Pa。計算兩種氣體的滲透通量和分離因子。5、（本題5分）某化工廠要設(shè)計一個旋風(fēng)分離器來分離含塵氣體中的固體顆粒，氣體流量為1000m3/h，進(jìn)口氣體含塵濃度為10g/m3，要求分離效率達(dá)到90%。已知固體顆粒的密度為2000kg/m3，旋風(fēng)分離器的直徑為0.5m。計算出口氣體的含塵濃度。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家化工企業(yè)在進(jìn)行環(huán)保設(shè)施升級改造時，遇到了資金和技術(shù)方面的困難。