山东农业大学《化工流程模拟与优化》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页山东农业大学《化工流程模拟与优化》

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、化学反应工程中，对于复杂反应体系的动力学分析，以下方法不正确的是（）A.简化假设B.实验测定C.忽略次要反应D.主观猜测2、对于化工中的传质过程，以下关于双膜理论的基本假设，哪一项是正确的？（）A.双膜理论认为在气液两相界面处，存在着两层停滞的膜，传质阻力集中在这两层膜内，相内为湍流流动B.双膜理论假设气液两相的浓度在相界面处达到平衡，不存在传质阻力C.双膜理论只适用于低浓度气体的吸收过程，对高浓度气体不适用D.双膜理论认为传质系数与流体的流速和物性无关3、在化学反应工程中，对于一个平行反应，如果主反应的级数高于副反应，以下哪种操作条件有利于提高主反应的选择性？（）A.提高反应物浓度B.降低反应温度C.增加反应时间D.以上操作条件都不利4、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低5、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（）A.流化床干燥器B.厢式干燥器C.喷雾干燥器D.回转圆筒干燥器6、在化工过程的节能措施中，热集成技术能够有效地提高能源利用效率。以下关于热集成技术的原理，哪种说法是不准确的？（）A.合理匹配热物流和冷物流B.减少公用工程的消耗C.提高换热器的传热温差D.实现热量的回收和再利用7、在化工分离过程中，萃取是一种有效的分离方法。对于一个液液萃取体系，当萃取剂与原溶剂的互溶性增加时，以下关于萃取效果的变化，正确的是：（）A.萃取效果变好B.萃取效果变差C.萃取效果不变D.萃取效果先变好后变差8、化工过程中的传热强化技术可以提高能源利用效率。以下关于传热强化的方法，不正确的是（）A.增大传热面积B.提高传热温差C.降低流体流速D.使用高效传热元件9、在化工热力学研究中，对于理想气体混合物，其压力与各组分气体的分压之间存在特定关系。以下关于这种关系的描述，哪一项是不准确的？（）A.总压等于各组分分压之和B.各组分分压与摩尔分数成正比C.分压大小取决于气体的体积D.分压可以通过总压和摩尔分数计算10、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11、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12、在化工反应工程中，对于一个串联反应，如果中间产物是期望产物，以下哪种操作方式有利于提高中间产物的收率？（）A.提高反应温度B.增加反应物浓度C.缩短反应时间D.降低反应压力13、在化工热力学中，对于混合物的热力学性质计算，以下哪种方法通常需要较多的实验数据支持？（）A.状态方程法B.活度系数法C.理想溶液模型D.正规溶液模型14、在化工自动化控制中，以下哪种控制方式能够实现对被控变量的无差调节？（）A.位式控制B.比例控制C.积分控制D.微分控制15、在化工过程的物料输送中，压缩气体的功耗与气体的压缩比有关。以下哪种压缩过程的功耗最小？（）A.绝热压缩B.等温压缩C.多变压缩D.等容压缩二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在化工设计中，如何进行管道的应力分析和支架的设计。2、（本题5分）解释在化工生产的干燥过程中，如何确定干燥终点和判断物料的干燥程度。3、（本题5分）解释在化工设备的制造过程中，焊接工艺的选择和质量控制要点。4、（本题5分）化工原理中的传热过程在工业生产中广泛存在，请论述影响对流传热系数的主要因素，并结合实际生产举例说明如何提高对流传热效率。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一燃烧反应C3H8+5O2→3CO2+4H2O，已知丙烷（C3H8）的进料流量为10mol/s，氧气（O2）过量20%，求氧气的进料流量和反应生成二氧化碳（CO2）的流量。2、（本题5分）某化工厂需要从含乙醇10%（质量分数）的水溶液中回收乙醇，采用常压精馏操作。进料流量为5000kg/h，塔顶馏出液中乙醇含量为90%（质量分数），塔底馏出液中乙醇含量为0.5%（质量分数）。计算塔顶和塔底的产品流量。3、（本题5分）一个连续操作的釜式反应器进行一级不可逆反应，反应速率常数为0.3h^-1，进料浓度为3mol/L，体积流量为10L/h，反应器体积为50L，计算出口浓度。4、（本题5分）某化工厂需要生产一批产品，反应过程为A+B→C，反应速率方程为r=k*C_A^2*C_B，其中反应速率常数k=3m³/(kmol·s)。初始时，反应物A的浓度为4kmol/m³，反应物B的浓度为6kmol/m³，反应在一个体积为20m³的反应器中进行，经过5小时，求产物C的生成量。5、（本题5分）一个吸收塔用清水吸收氨气，进气中氨气的摩尔分数为0.1，气体流量为100mol/h，吸收剂流量为200mol/h，塔内气液传质系数分别为kG=0.05kmol/(m²·h·kPa)，kL=0.08m/h，亨利系数H=0.8kPa·m³/mol，计算氨气的吸收率和吸收塔的高度。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工项目在设计阶段，需要确定合适的工艺流程和设备布局。请分析如何进行优化设计以提高生产效率和降低成本。2、（本题10分）某化工企业采用了新的催化剂来提高反应效率。请