天津城建大学《化工设备及仪表自动化基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工设备及仪表自动化基础》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、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2、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3、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4、在化学反应动力学中，研究温度对反应速率的影响时，通常采用阿伦尼乌斯方程。当活化能增大时，以下关于温度对反应速率影响程度的说法，正确的是：（）A.温度的影响程度减小B.温度的影响程度增大C.温度的影响程度不变D.无法确定温度的影响程度5、在化学吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。当吸收一个具有较高溶解度的气体时，以下关于吸收剂性能的要求，不正确的是：（）A.吸收剂的化学稳定性要高B.吸收剂的挥发性要低C.吸收剂的粘度要大D.吸收剂与被吸收气体的反应速率要快6、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7、化学反应工程中的催化反应，催化剂起着关键作用。以下关于催化剂的性能和失活原因，不正确的是（）A.能提高反应速率B.催化剂的活性会永久保持C.中毒和烧结会导致失活D.可以改变反应的选择性8、在化工生产中的搅拌釜中，以下哪种搅拌桨叶形式适用于高粘度流体的搅拌？（）A.螺旋桨式B.涡轮式C.锚式D.桨式9、关于化工生产中的搅拌装置，以下哪种搅拌器适用于高粘度液体的搅拌？（）A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.推进式搅拌器10、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11、在化工生产中的蒸发操作，以下关于蒸发器类型的选择，哪种因素的影响最为关键？（）A.溶液的性质B.处理量C.加热蒸汽的压力D.厂房的空间大小12、关于化工过程中的膜分离应用，以下哪种膜分离过程不是用于分离气体混合物？（）A.反渗透B.气体渗透C.膜基吸收D.变压吸附13、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶14、在化工中的结晶过程，关于影响结晶产品粒度分布的因素，以下哪种说法是正确的？（）A.结晶产品的粒度分布主要受溶液的过饱和度、搅拌强度、冷却速率和晶种的加入等因素的影响B.结晶过程中，溶液的过饱和度越低，结晶产品的粒度越大C.搅拌强度对结晶产品的粒度分布没有影响，只影响结晶的速率D.晶种的加入会使结晶产品的粒度变小，不利于得到大颗粒的结晶产品15、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16、在化工生产中的干燥过程，以下关于湿物料中水分的分类，哪种说法是正确的？（）A.结合水比非结合水更难去除B.自由水比结合水更容易去除C.平衡水分可以通过干燥完全去除D.以上说法都不正确17、在化工过程的自动化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下关于PID控制器参数的调整，哪项说法是不准确的？（）A.增大比例系数可以加快响应速度B.增大积分时间可以消除稳态误差C.增大微分时间可以增强系统的稳定性D.PID参数的调整不依赖于系统的特性18、在化工过程的控制系统中，前馈控制与反馈控制相结合可以提高控制效果。以下关于前馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.基于扰动进行控制B.能够完全消除扰动的影响C.对测量精度要求高D.通常与反馈控制配合使用19、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20、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二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在化学工程领域，全面论述聚合物的合成方法、性能特点以及在塑料、纤维、橡胶等工业中的应用，探讨如何通过聚合反应条件控制聚合物的分子量和结构。2、（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。3、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工过程中的液膜分离技术，包括液膜的组成、制备方法以及在金属离子分离、废水处理等方面的应用。4、（本题5分）请深入阐述化工过程中的多相流现象，包括气液、液液、气固等多相体系的流动特性、相间传质和反应，以及在实际生产中的应用。5、（本题5分）化工过程中的蒸发操作常用于浓缩溶液。请说明蒸发过程的原理和影响蒸发效率的因素，以及如何在实际操作中优化蒸发过程。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个化工项目在建设过程中需要进行项目沟通管理，以确保项目各方信息畅通。请分析项目沟通管理的重点和方法。2、（本题5分）某化工项目在运营过程中，需要进行安全生产应急预案制定和演练，以提高企业应对突发事件的能力。请分析安全生产应急预案制定和演练的重点和方法。3、（本题5分）在化工新材料领域，某企业计划开发一种自修复材料。请分析该项目在化学工程方面的技术挑战。4、（本题5分）在食品添加剂生产领域，某企业需要开发一种天然的防腐剂。请分析在化学工程方面的研究方向。5、（本题5分）一家制药企业的一种药物在生产过程中需要进行粉碎操作。请分析粉碎过程中的关键因素和控制方法。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个连续搅拌釜式反应器中进行二级反应A→B，反应速率常数为2L/(mol·min)，进料中A的浓度为4mol/L，流量为10L/min，转化率为60%，求反应器的体积。2、（本题10分）一个连续精馏塔分离甲醇（A）和水（B）的混合物，进料组成中甲醇的摩尔分数为0.3，进料热状态参数q=1.1，塔顶馏出液中甲醇的摩尔分数为