南通科技职业学院《化工过程仿真》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页南通科技职业学院《化工过程仿真》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在对流传热过程中，当流体的流速增加时，以下关于对流传热系数的变化，正确的是：（）A.对流传热系数不变B.对流传热系数减小C.对流传热系数增大D.对流传热系数先增大后减小2、在化工干燥过程中，干燥速率曲线通常可以分为几个阶段。以下哪个阶段的干燥速率主要受物料内部水分扩散控制？（）A.恒速干燥阶段B.降速干燥阶段C.预热阶段D.平衡阶段3、在化工反应动力学的研究中，需要确定反应的级数和速率常数。对于一个复杂的反应体系，以下哪种实验方法最有助于准确测定反应级数？（）A.改变反应物浓度B.改变反应温度C.加入催化剂D.改变反应压力4、在化工生产中，经常需要对反应进行催化。对于一个需要高选择性的催化反应，以下哪种催化剂的制备方法能够更好地控制催化剂的活性和选择性？（）A.浸渍法B.沉淀法C.溶胶-凝胶法D.离子交换法5、在化工流体输送系统中，离心泵是常用的设备之一。当输送高黏度液体时，离心泵的性能会发生以下哪种变化？（）A.扬程增加B.流量增加C.效率降低D.功率不变6、在化工过程的控制系统中，需要选择合适的控制变量和被控变量。对于一个具有多个输入和输出的复杂化工过程，以下哪个方法能够更有效地确定控制变量和被控变量？（）A.经验判断B.灵敏度分析C.统计分析D.模拟计算7、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8、在化工过程控制中，串级控制系统可以提高控制品质。以下关于串级控制系统的特点，不正确的是：（）A.能够克服干扰B.控制回路多C.调试简单D.适用于容量滞后较大的过程9、化工设备的设计需要考虑多种载荷，如风载、地震载等。对于高耸的塔设备，以下哪种载荷通常是设计的控制因素？（）A.风载B.地震载C.内压D.自重10、在化工传热过程中，增加传热面积可以提高传热效率。以下哪种方式增加传热面积的效果最显著？（）A.增加管道长度B.增加管道直径C.使用翅片管D.增加换热器的数量11、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（）A.利用压力差实现分离B.可用于海水淡化C.对所有溶质都有相同的截留率D.膜的性能对分离效果影响大12、关于化工过程中的干燥速率曲线，以下哪个阶段的干燥速率基本不变？（）A.预热阶段B.恒速干燥阶段C.降速干燥阶段D.以上阶段均有可能13、在化工传质过程中，分子扩散和涡流扩散都对物质的传递起着重要作用。以下关于这两种扩散方式的比较，哪项是不正确的？（）A.分子扩散的速率通常小于涡流扩散B.分子扩散与浓度梯度成正比，涡流扩散与浓度梯度无关C.分子扩散发生在静止或层流流体中，涡流扩散发生在湍流流体中D.分子扩散系数与流体的温度无关，涡流扩散系数与温度有关14、在化工分离过程中，吸附分离常用于气体和液体的净化。对于一个物理吸附过程，以下关于吸附剂再生的方法，不正确的是：（）A.加热解吸B.降压解吸C.置换解吸D.化学方法解吸15、在化工热力学中，研究实际气体的状态方程时，范德华方程是常用的方程之一。以下关于范德华方程的特点，不正确的是：（）A.考虑了分子间的引力和斥力B.适用于所有压力范围C.计算精度较高D.形式较为简单二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在化工设备的故障诊断中，常用的诊断方法和技术及其应用。2、（本题5分）在化工热力学中，克劳修斯-克拉佩龙方程在描述纯物质相变过程中的蒸汽压与温度关系时具有重要应用。请阐述克劳修斯-克拉佩龙方程的推导过程和应用条件，并举例说明如何利用该方程计算相变过程的蒸汽压。3、（本题5分）在化工热力学中，状态方程是描述物质状态的重要工具。请介绍几种常见的状态方程，如理想气体状态方程、范德华方程等，并比较它们的适用范围和优缺点。4、（本题5分）阐述在化学反应工程中，如何通过反应动力学的研究来优化化学反应的条件以提高反应的选择性和转化率，并举例说明。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某吸收塔用清水吸收混合气中的溶质A，进口混合气中A的摩尔分数为0.04，出口混合气中A的摩尔分数要求降低到0.004，平衡关系为y=0.65x，气液比为1.2。求所需的填料层高度和塔径（假设空塔气速为1.1m/s）。2、（本题5分）一个换热器用温度为150°C的热油将流量为1500kg/h的某种液体从30°C加热到70°C。已知液体的比热容为2.8kJ/(kg·K)，热油的比热容为2.0kJ/(kg·K)，进出口温差为30°C，求换热器的传热面积。假设总传热系数为400W/(m²·K)。3、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，催化剂颗粒的孔隙率为0.5，比表面积为100m^2/g，反应速率常数为0.1s^-1，气体的扩散系数为0.05cm^2/s。求有效扩散系数。4、（本题5分）某化工厂有一个列管式换热器，用饱和水蒸气将某种液体从20°C加热到80°C。换热器由25×2.5mm的钢管组成，管长3m，共50根。液体在管内流动，流速为0.5m/s，其比热容为2kJ/(kg·K)，密度为900kg/m^3，粘度为0.001Pa·s。水蒸气在管外冷凝，冷凝温度为100°C。计算总传热系数和传热面积是否满足传热要求。5、（本题5分）有一燃烧反应CH4+2O2→CO2+2H2O，已知甲烷（CH4）的进料流量为8mol/s，氧气（O2）过量30%，求氧气的进料流量和反应生成二氧化碳（CO2）的流量。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家制药企业的一种药物在储存过程中容易分解。请分析可能的原因并提出预防措施。2、（本题10分）一家塑料