安徽财经大学《化工热力学Ⅰ》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工热力学Ⅰ》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、化工分离过程中的吸附操作常用于气体和液体的净化。对于一个固定床吸附器，若吸附剂的吸附容量达到饱和，需要进行再生。以下哪种再生方法通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生2、在化工生产中的流化床燃烧炉中，以下哪种因素不是影响燃烧效率的关键因素？（）A.燃料颗粒大小B.流化速度C.空气过剩系数D.炉膛压力3、化工过程中的结晶操作常用于提纯物质。在一个冷却结晶过程中，若冷却速度过快，可能会导致什么问题？（）A.晶体粒度均匀B.晶体纯度提高C.形成大量细小晶体D.提高结晶收率4、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰5、在化工生产中的固体物料输送，以下哪种输送方式适用于长距离输送？（）A.皮带输送机B.螺旋输送机C.斗式提升机D.气力输送6、在化工过程的安全管理中，对于易燃易爆物质的储存和运输，以下哪种措施是最为关键的？（）A.采用密封容器B.控制温度和压力C.安装防爆设备D.加强人员培训7、在化工反应设备中，流化床反应器具有良好的传热和传质性能。若要使流化床中的固体颗粒保持良好的流化状态，以下哪种操作条件最为关键？（）A.气体流速B.床层高度C.颗粒大小D.温度8、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（）A.萃取剂的流量B.原料液的流量C.萃取塔的高度D.两相的接触时间9、在化工设备的设计中，压力容器的强度计算是关键环节。对于一个承受内压的薄壁圆筒形容器，若其直径增大一倍，而壁厚不变，容器所能承受的最大压力会如何变化？（）A.变为原来的2倍B.变为原来的4倍C.变为原来的1/2D.变为原来的1/410、化工过程中的蒸发操作，若要降低溶液的沸点升高，以下哪种方法可行？（）A.提高操作压力B.降低操作压力C.增加溶质浓度D.减小进料量11、化工热力学在化工过程的设计和分析中起着重要作用。对于一个理想气体的绝热膨胀过程，若温度从300K下降到200K，其熵变是正值还是负值？（）A.正值B.负值C.零D.无法确定12、在化学反应器的设计中，若要实现高转化率和高选择性，对于一个放热反应，以下哪种操作方式可能是合适的？（）A.绝热操作B.等温操作C.变温操作D.以上操作方式效果相同13、在化工流体流动的阻力计算中，摩擦系数与雷诺数的关系复杂。对于湍流流动，以下哪种说法是不准确的？（）A.摩擦系数仅与雷诺数有关B.摩擦系数与管壁粗糙度有关C.随着雷诺数增加，摩擦系数逐渐减小D.不同的湍流模型对摩擦系数的计算结果可能不同14、化学反应器的设计和优化是化工生产的核心问题之一。对于理想间歇反应器和连续搅拌釜式反应器，以下比较错误的是（）A.间歇反应器适合小批量生产B.连续搅拌釜式反应器生产效率一定更高C.两者的反应时间计算方法不同D.物料混合情况有所差异15、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，最大值没有限制二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析在化工生产过程中，如何进行有效的过程控制，包括控制策略的选择、控制器的参数整定以及控制系统的稳定性和可靠性评估。2、（本题5分）结合化工过程的复杂性，深入探讨多尺度建模方法在化学工程中的应用，包括分子尺度、微观尺度和宏观尺度模型的整合和应用。3、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工过程中的搅拌与混合操作，包括搅拌器的类型、设计原则以及如何实现均匀混合和提高传质传热效果。4、（本题5分）分析在化工废气治理中，如何针对不同类型的废气成分和浓度，采用有效的治理技术，如吸附、燃烧和催化转化等。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个板式换热器用于冷却一种热油，热油进口温度为180°C，出口温度为100°C，流量为800kg/h，比热容为2.5kJ/(kg·K)。冷却介质为水，进口温度为20°C，出口温度为60°C，流量为1200kg/h，比热容为4.2kJ/(kg·K)。计算换热器的传热面积和对数平均温差。2、（本题5分）一个换热器中，热流体进口温度为200°C，出口温度为150°C，流量为5kg/s，比热容为2kJ/(kg·K)。冷流体进口温度为50°C，出口温度为100°C，流量为8kg/s，比热容为4kJ/(kg·K)。计算换热器的传热面积（假设总传热系数为1000W/(m²·K)）。3、（本题5分）在一个间歇釜式反应器中进行二级反应A+B→C，A和B的初始浓度均为2mol/L，反应速率常数为2L/(mol·h)。反应时间为5h，计算反应结束时C的浓度。4、（本题5分）某一精馏塔的操作压力为1atm，塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后部分回流，部分作为产品采出。已知塔顶蒸汽组成中轻组分的摩尔分数为0.9，回流比为3，相对挥发度为2，进料为泡点进料，进料组成中轻组分的摩尔分数为0.5。计算塔顶和塔底产品的组成及流量。5、（本题5分）某化工厂需要将1200m³/h的含尘气体进行净化，粉尘颗粒的密度为1600kg/m³，粒径分布符合Rosin-Rammler分布，分布指数为1.8，最小粒径为2μm，求所需旋风分离器的直径和分离效率。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家化工企业在进行新产品推广时，市场推广策略效果不明显，产品知名度低。请分析市场推广策略失败的原因，并提出新的推广方案。2、（本题10分）某化工企业的某个产品在储存和运输过程中，容易发生聚合反应，影响产品质量。请