平頂山學(xué)院《化工設(shè)備與機(jī)械》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《化工設(shè)備與機(jī)械》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號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、在化工過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。對于一個(gè)投資較大但運(yùn)行成本較低的工藝方案，以下關(guān)于其經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)，正確的是：（）A.一定是經(jīng)濟(jì)可行的B.一定是不經(jīng)濟(jì)的C.需要通過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析來確定D.僅根據(jù)投資和運(yùn)行成本無法判斷2、在化工流體的湍流流動(dòng)中，渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)相比，通常具有怎樣的特點(diǎn)？（）A.渦流擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)小于分子擴(kuò)散系數(shù)B.渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)相當(dāng)C.渦流擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于分子擴(kuò)散系數(shù)D.渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)的大小關(guān)系不確定3、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，對于一個(gè)零級反應(yīng)，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)。若將反應(yīng)容器的體積增大一倍，反應(yīng)時(shí)間會(huì)如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.不變D.變?yōu)樵瓉淼囊话?、在化工傳熱過程中，增加傳熱面積可以提高傳熱效率。以下哪種方式增加傳熱面積的效果最顯著？（）A.增加管道長度B.增加管道直徑C.使用翅片管D.增加換熱器的數(shù)量5、在化工生產(chǎn)的安全管理中，危險(xiǎn)因素的識(shí)別和評估至關(guān)重要。以下關(guān)于化工生產(chǎn)中的危險(xiǎn)因素，不包括的是（）A.火災(zāi)和爆炸B.中毒和窒息C.設(shè)備故障D.員工心情好壞6、化工中的流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱和傳質(zhì)性能。對于流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.適用于氣固相反應(yīng)B.顆粒容易帶出C.操作條件容易控制D.對催化劑要求不高7、對于化工中的傳質(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)8、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9、在化工流體流動(dòng)領(lǐng)域，對于非牛頓流體的流動(dòng)特性，以下哪種描述是不準(zhǔn)確的？（）A.其黏度不是常數(shù)B.流動(dòng)阻力計(jì)算方法與牛頓流體相同C.可能存在剪切稀化或剪切稠化現(xiàn)象D.其流動(dòng)行為受剪切速率影響10、在化工分離過程中，萃取操作常用于分離溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的分配。對于一個(gè)特定的萃取體系，若萃取劑的用量增加，萃取相和萃余相的組成會(huì)如何變化？（）A.萃取相中溶質(zhì)濃度增加，萃余相中溶質(zhì)濃度減少B.萃取相中溶質(zhì)濃度減少，萃余相中溶質(zhì)濃度增加C.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均增加D.萃取相和萃余相中溶質(zhì)濃度均減少11、化學(xué)反應(yīng)工程中，對于氣固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散影響，以下描述不正確的是（）A.會(huì)降低反應(yīng)速率B.可以通過減小催化劑顆粒尺寸來消除C.對所有反應(yīng)的影響程度相同D.與反應(yīng)物的分子大小有關(guān)12、在化工過程控制中，反饋控制是常用的控制策略之一。當(dāng)被控變量受到一個(gè)階躍干擾時(shí)，以下關(guān)于反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)，正確的是：（）A.被控變量立即回到設(shè)定值B.被控變量逐漸回到設(shè)定值C.被控變量會(huì)超過設(shè)定值D.被控變量不會(huì)受到干擾的影響13、化工中的膜分離技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對于分離小分子和大分子混合物，以下哪種膜材料和膜結(jié)構(gòu)的組合最為合適？（）A.陶瓷膜，對稱結(jié)構(gòu)B.聚合物膜，不對稱結(jié)構(gòu)C.金屬膜，多孔結(jié)構(gòu)D.無機(jī)膜，復(fù)合結(jié)構(gòu)14、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(xì)小且粘性較大的懸浮液，以下哪種過濾設(shè)備的過濾效果更好？（）A.板框壓濾機(jī)B.真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)C.離心過濾機(jī)D.袋式過濾器15、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.鼓泡塔二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）化工過程中的干燥操作常用于去除物料中的水分，請?jiān)敿?xì)闡述干燥過程的基本原理，包括干燥速率的影響因素和干燥設(shè)備的選擇原則。2、（本題5分）化工生產(chǎn)中的結(jié)晶操作常用于提純和分離物質(zhì)。請論述結(jié)晶過程的原理和影響晶體質(zhì)量的因素，以及如何控制這些因素獲得高質(zhì)量的晶體。3、（本題5分）解釋在化工生產(chǎn)的干燥過程中，如何利用干燥曲線來優(yōu)化干燥工藝參數(shù)。4、（本題5分）論述在化工設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算中，如何考慮各種載荷的組合和進(jìn)行應(yīng)力分析。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某化工廠用板式塔分離二元混合物，進(jìn)料中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.45，塔頂餾出液中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.95，塔釜液中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，相對揮發(fā)度為2.5，回流比為3.5，計(jì)算理論塔板數(shù)。2、（本題5分）在一個(gè)間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：3A→B+2C，初始時(shí)A的濃度為3mol/L，反應(yīng)4小時(shí)后B的濃度為0.5mol/L，求該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率。3、（本題5分）在一個(gè)結(jié)晶過程中，將含有溶質(zhì)A的溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶。初始溶液中A的濃度為50g/L，溶解度隨溫度的變化關(guān)系為C=100-0.5T（g/L，T為溫度，單位為°C）。冷卻過程從80°C降至20°C，計(jì)算結(jié)晶出的溶質(zhì)A的質(zhì)量。4、（本題5分）一個(gè)流化床干燥器用于干燥濕物料，濕物料的處理量為1500kg/h，初含水量為0.35（濕基），終含水量為0.05（濕基），干燥介質(zhì)為熱空氣，進(jìn)口溫度為130°C，濕度為0.005kg/kg干氣，出口溫度為70°C，濕度為0.02kg/kg干氣。求干燥介質(zhì)的消耗量和干燥器的傳熱面積。5、（本題5分）一個(gè)干燥器用于干燥某種濕物料，濕物料的初始含水量為50%（濕基），要求干燥至含水量為10%（濕基）。干燥器的處理能力為500kg/h濕物料，干燥過程中絕干物料的質(zhì)量不變。已知干燥速率與物料含水量的關(guān)系為：U=k(X-X*)，其中U為干燥速率（kg/(m2·h)），k=0.5，X為物料含水量（kg水/kg絕干物料），X為平衡含水量（假設(shè)為0.05kg水/kg絕干物料）。求干燥所需的時(shí)間和干燥器的面積。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一家化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備需要進(jìn)行防腐處理。請分析具體的處理方法和注意事項(xiàng)。2、（本題10分）一個(gè)化工項(xiàng)目在建設(shè)過程中需要進(jìn)行項(xiàng)目融資，以確保項(xiàng)目資金充足。請分析項(xiàng)目融資的渠道和方法。3、（本