兰州大学《化工机械强度与振动》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工机械强度与振动》2023-2024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25个小题，每小题1分，共25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、在化工过程的模拟计算中，常使用一些商业软件。以下哪个软件不是主要用于化工过程模拟的？（）A.ASPENPLUSB.MATLABC.PRO/IID.HYSYS2、在化工原理的学习中，流体流动的阻力计算是基础内容之一。以下关于摩擦系数的确定方法，不正确的是（）A.可以通过实验测定B.可以根据经验公式计算C.与管道粗糙度无关D.与流体的流动状态有关3、在化工热力学中，状态方程对于描述流体的热力学性质起着关键作用。以下关于常见状态方程的适用范围和优缺点，表述不准确的是（）A.范德华方程适用于低压气体B.维里方程在高压下精度高C.立方型状态方程计算复杂D.所有状态方程都能精确计算所有流体4、化工中的蒸馏操作是常见的分离方法之一。在进行共沸蒸馏时，以下哪种共沸剂的选择原则最为关键？（）A.共沸剂与原混合物的沸点差B.共沸剂的毒性和安全性C.共沸剂与原混合物的互溶性D.共沸剂的价格和易得性5、化工中的吸收塔设计需要考虑多个因素。当处理高浓度气体时，以下哪种吸收塔的类型更为合适？（）A.填料塔B.板式塔C.喷淋塔D.鼓泡塔6、在化工反应的热效应计算中，需要考虑反应的焓变。对于一个吸热反应，升高温度会对反应的平衡常数产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大B.平衡常数减小C.平衡常数不变D.平衡常数先增大后减小7、化工中的膜分离过程存在浓差极化现象。对于一个膜分离系统，以下哪个操作条件的改变能够有效地减轻浓差极化？（）A.提高进料流速B.降低操作压力C.升高操作温度D.减小膜面积8、化工中的干燥操作常用于去除物料中的水分。对于一种热敏性物料，以下哪种干燥方法能够最大程度地保持物料的性质不发生改变？（）A.热风干燥B.冷冻干燥C.真空干燥D.喷雾干燥9、在化工生产中，经常需要对混合物进行分离。对于一个沸点差较小的液体混合物，以下哪种分离方法的分离效果更好？（）A.普通精馏B.萃取精馏C.共沸精馏D.膜分离10、在化学反应工程中，以下哪种类型的反应对反应物浓度的变化最为敏感？（）A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应11、在化工流体输送中，离心泵是常用的设备之一。当离心泵的安装高度过高时，可能会出现什么问题？（）A.流量增大B.扬程降低C.发生气蚀现象D.效率提高12、对于化工中的非均相反应过程，以下关于相间传质对反应的影响，哪一项是恰当的？（）A.相间传质会影响非均相反应的速率和选择性。如果传质速率小于反应速率，反应会受到传质的限制；如果传质速率远大于反应速率，反应则主要受化学反应动力学控制B.相间传质对非均相反应没有影响，反应速率只取决于化学反应本身C.相间传质总是会促进非均相反应的进行，提高反应速率和选择性D.相间传质的影响可以忽略不计，在研究非均相反应时不需要考虑13、化工中的膜分离过程在废水处理中有广泛应用。对于含有高浓度有机物的废水，以下哪种膜分离技术的处理效果更好？（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透14、在化工流体的湍流流动中，涡流扩散系数与分子扩散系数相比，通常具有怎样的特点？（）A.涡流扩散系数远小于分子扩散系数B.涡流扩散系数与分子扩散系数相当C.涡流扩散系数远大于分子扩散系数D.涡流扩散系数与分子扩散系数的大小关系不确定15、在化工传热过程中，保温层的作用不可忽视。以下关于保温层的选择和计算，不正确的是（）A.要考虑保温材料的导热系数B.保温层越厚越好C.要计算保温层的经济厚度D.考虑环境温度对保温效果的影响16、在化工分离过程中，离子交换分离技术常用于分离离子型物质。以下关于离子交换树脂的再生，哪种方法最为常用？（）A.用酸或碱溶液处理B.用盐溶液处理C.加热处理D.电解处理17、在化工分离过程中，超滤膜分离技术常用于分离大分子物质。以下关于超滤膜的特点，哪种描述是不正确的？（）A.截留分子量固定B.操作压力低C.分离精度高D.容易被污染18、在化工分离过程中，离心分离是利用离心力实现分离的方法。对于一个固液混合物的离心分离过程，以下关于离心分离因数的影响因素，不正确的是：（）A.离心机的转速B.混合物的密度差C.离心机的半径D.分离时间19、在化工分离过程中，精馏塔的操作压力对分离效果有重要影响。一般来说，降低操作压力会导致以下哪种情况？（）A.相对挥发度增大B.相对挥发度减小C.塔板效率提高D.塔板数增加20、在化工流体流动的阻力计算中，局部阻力的计算方法与沿程阻力不同。以下哪种局部阻力系数的确定方法最为准确？（）A.经验公式法B.实验测定法C.理论分析法D.以上方法效果相同21、对于化工中的干燥过程，以下关于干燥速率曲线的阶段划分，哪一个是准确的？（）A.干燥速率曲线通常分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，恒速干燥阶段主要受表面汽化控制，降速干燥阶段主要受内部扩散控制B.干燥速率曲线只有恒速干燥阶段，不存在降速干燥阶段C.干燥速率曲线的阶段划分取决于干燥介质的温度和湿度，与物料的性质无关D.干燥速率曲线的降速干燥阶段，干燥速率与物料的含水量成正比22、化工中的吸附过程存在吸附平衡。对于一个给定的吸附体系，以下哪个因素对吸附平衡的影响最大？（）A.温度B.压力C.吸附剂的比表面积D.吸附质的浓度23、在化工中的精馏塔设计中，关于回流比的选择，以下哪种表述是恰当的？（）A.回流比是精馏操作的重要参数，它影响着精馏塔的分离效果、能耗和设备投资。一般来说，增大回流比可以提高分离效果，但会增加能耗和设备投资；减小回流比则相反。因此，需要综合考虑各方面因素，选择合适的回流比B.回流比越大越好，能够保证精馏塔得到高纯度的产品C.回流比的选择只取决于塔顶和塔底产品的纯度要求，与能耗和设备投资无关D.回流比的最小值为零，最大值没有限制24、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能25、在化工设备的防腐措施中，涂层防腐是一种常见的方法。对于一个处于腐蚀性环境中的设备，以下关于涂层选择的考虑因素，不正确的是：（）A.涂层的颜色B.涂层的耐腐蚀性C.涂层与基体的结合力D.涂层的施工性能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释在化工工艺设计中，如何综合考虑原材料的选择、反应路线的确定、分离和提纯步骤的安排以及三废处理等方面，以实现经济和环保的生产。2、（本题5分）请详细阐述化工过程中的结晶操作，包括晶体的形成原理、影响晶体质量和产量的因素以及结晶过程的优化控制策略。3、（本题5分）在化学反应工程中，讨论催化剂的失活和再生问题，包括失活的原因（如中毒、烧结等）和再生方法，并分析如何延长催化剂的使用寿命。4、（本题5分）随着化工行业对高性能催化剂的需求，分析金属有机框架材料作为催化剂的特点、制备方法以及在有机反应中的应用。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家食品加工企业需要对生产过程中的废水进行处理，以达到环保要求。请分析可行的废水处理方法。2、（本题5分）一家塑料生产企业在生产过程中产生了大量的废气，对环境造成了不良影响。请分析如何处理这些废气。3、（本题5分）某化工企业的某个产品在市场竞争中，由于产品质量不稳定，客户流失严重。请分析产品质量不稳定的原因，并提出稳定产品质量的质量管理措施。4、（本题5分）在新能源领域，某企业开发的生物质能源存在转化率不高的问题。请分析原因并提出改进策略。5、（本题5分）在食品添加剂生产领域，某企业需要确保产品符合食品安全标准。请分析在化学工程方面的控制要点。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个蒸发器将20%（质量分数）的盐水溶液浓缩至40%，进料量为2000kg/h，加热蒸汽压力为0.3MPa（绝压），对应的饱和温度为133.3°C，蒸发器内溶液的沸点升高为8°C，传热系数为1500W/(m²·K)。求加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。2、（本题10分）在一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为180°C和