北京化工大学《物料与能量衡算原理》2021-2022学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页北京化工大学

《物料与能量衡算原理》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、化工中的液液萃取过程，萃取相和萃余相的组成可以通过相平衡关系确定。以下关于相平衡关系的表示方法和应用，不正确的是（）A.可以用三角形相图表示B.可以计算萃取剂的最小用量C.相平衡关系不受温度影响D.用于萃取过程的设计和计算2、化工生产中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于干燥过程中的热质传递，以下描述不准确的是（）A.热量传递和质量传递同时进行B.干燥速率取决于内部扩散和表面汽化C.湿空气的性质对干燥效果影响不大D.干燥介质的选择很重要3、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（）A.固定支架B.滑动支架C.导向支架D.弹簧支架4、在化工分离过程中，共沸精馏常用于分离共沸混合物。以下关于共沸精馏的原理和特点，不正确的是（）A.加入共沸剂形成新的共沸物B.共沸剂的选择要考虑其与原混合物的相容性C.共沸精馏一定能实现完全分离D.操作条件较为复杂5、在化工生产中的干燥器选择中，以下哪种干燥器适用于干燥热敏性且易氧化的物料？（）A.厢式干燥器B.喷雾干燥器C.真空干燥器D.气流干燥器6、在化工原理中，研究流体在管内的强制对流传热时，以下关于努塞尔数（Nu）的影响因素，不正确的是：（）A.流体的导热系数B.管道的长度C.流体的流速D.流体的物性参数7、在化工传热过程中，换热器是常见的设备。当需要在高温、高压条件下进行高效传热时，以下哪种换热器类型通常是首选？（）A.管壳式换热器B.板式换热器C.螺旋板式换热器D.热管换热器8、化学反应工程中，对于一个气液反应，若反应主要在液相中进行，提高反应速率的有效方法是？（）A.增加气相反应物浓度B.增大液相反应物浓度C.提高反应温度D.增大气液接触面积9、在化工传递过程中，关于对流传热系数的影响因素，以下哪种表述是恰当的？（）A.对流传热系数只与流体的物理性质和流动状态有关，与换热器的结构无关B.对流传热系数与流体的流速、温度、黏度、热导率以及换热器的结构等多种因素都有关系C.对流传热系数主要取决于流体的温度，其他因素的影响可以忽略不计D.对流传热系数是一个固定值，不受任何外界条件的影响10、在化工流体流动的阻力计算中，摩擦系数与雷诺数之间存在一定的关系。对于光滑管内的湍流流动，以下哪个公式常用于计算摩擦系数？（）A.泊肃叶公式B.范宁公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊谡叶公式11、化工中的结晶过程受到多种因素的影响。对于一个结晶体系，以下哪个因素对晶体的形态和粒度分布影响最为显著？（）A.过饱和度B.冷却速率C.搅拌强度D.晶种的加入量12、化工过程中的干燥操作，若干燥介质的相对湿度降低，干燥速率会怎样变化？（）A.加快B.减慢C.不变D.先加快后减慢13、化工过程中的搅拌操作可以强化传质和传热。对于一个搅拌釜式反应器，若搅拌桨的类型从桨式改为涡轮式，搅拌效果会如何变化？（）A.增强B.减弱C.不变D.取决于搅拌速度14、在化学反应器的设计中，需要考虑多种因素以确保反应的高效进行。对于一个气固相催化反应，以下哪个因素对反应速率的影响相对较小？（）A.催化剂的孔径大小B.反应物的浓度C.反应容器的材质D.催化剂的活性15、对于化工原理中的吸收操作，以下关于吸收剂的选择原则，哪一项是恰当的？（）A.吸收剂应具有良好的选择性、溶解度大、挥发性小、腐蚀性小、黏度低等特点B.吸收剂的价格越高越好，以保证吸收效果C.吸收剂的挥发性越大越好，能够提高吸收效率D.吸收剂的黏度对吸收过程没有影响，不需要考虑二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释在化工热力学的蒸汽动力循环中，提高循环热效率的途径和方法。2、（本题5分）论述在化工过程的结晶操作中，如何控制晶体的形状和尺寸分布以满足特定的应用需求。3、（本题5分）分析在化工分离过程的新型萃取技术中，如双水相萃取、反胶团萃取等，如何利用其特殊的相平衡和传质特性实现高效分离。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个吸附塔中，用硅胶吸附废气中的甲醛，吸附平衡符合BET方程，吸附剂用量为60kg，进气中甲醛的浓度为250mg/m³，出口浓度要求低于25mg/m³，计算吸附时间。2、（本题5分）一个精馏塔分离乙醇和水的混合物，进料流量为800kmol/h，进料中乙醇的摩尔分数为0.3，塔顶馏出液中乙醇的摩尔分数为0.8，塔底釜液中乙醇的摩尔分数为0.05，相对挥发度为2.2，回流比为2.5。计算塔顶和塔底产品的流量。3、（本题5分）在一个板式换热器中，用热油将冷水从15℃加热到70℃，热油进口温度为110℃，出口温度为70℃，冷水流量为1200kg/h，比热为4.2kJ/(kg·℃)，总传热系数为1000W/(m²·℃)，计算所需的换热面积。4、（本题5分）某吸收塔用纯溶剂吸收混合气中的溶质，进塔气体中溶质的摩尔分数为0.05，吸收率为90%，相平衡关系为y=0.8x，求最小液气比和实际液气比为1.5倍最小液气比时的传质单元高度。5、（本题5分）一个绝热压缩过程，气体初始压力为80kPa，初始温度为27°C，压缩后压力为200kPa，绝热指数为1.4，计算压缩后气体的温度和比体积。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个化工项目在建设过程中，需要进行大量的设备采购，采购过程中出现了供应商选择不当的问题。请分析供应商选择不当的原因，并提出