大连翻译职业学院《化工自动化与仪表》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工自动化与仪表》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15个小题，每小题2分，共30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、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略2、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3、在化学反应工程中，对于一个自催化反应，以下哪种操作方式可能导致反应失控？（）A.连续进料B.间歇操作C.半间歇操作D.以上操作方式都不会导致失控4、在化工结晶设备的选择中，需要考虑多种因素。以下哪项因素对于结晶产品的粒度分布影响相对较小？（）A.搅拌速度B.冷却速率C.设备的材质D.晶种的加入量5、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6、在化工反应的动力学研究中，通过实验测定反应速率常数时，以下哪种实验方法的误差通常较大？（）A.间歇反应法B.连续流动法C.示踪法D.静态法7、化工生产中的节能减排是重要的研究课题。在一个化工流程中，以下哪种措施对于降低能源消耗和减少温室气体排放的效果最为显著？（）A.优化反应条件B.改进分离工艺C.采用余热回收系统D.更换高效的动力设备8、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9、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10、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11、在化工过程的优化中，目标函数的选择非常重要。对于一个以最小化生产成本为目标的化工过程，以下关于目标函数的构成，不正确的是：（）A.原材料成本B.设备折旧成本C.产品销售收入D.人工成本12、化工过程中的搅拌操作可以强化传质和传热。对于一个搅拌釜式反应器，若搅拌桨的类型从桨式改为涡轮式，搅拌效果会如何变化？（）A.增强B.减弱C.不变D.取决于搅拌速度13、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。以下哪项不是经济因素的主要考虑内容？（）A.设备投资成本B.原材料价格C.反应动力学参数D.产品市场价格14、化工中的流化床干燥器在运行过程中需要控制合适的流化状态。以下哪个参数对判断流化状态的好坏最为关键？（）A.流化床的压降B.颗粒的带出速度C.气体的空塔速度D.床层的膨胀比15、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.主观猜测二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）随着化工行业对资源综合利用的重视，分析共沸精馏、萃取精馏等特殊精馏技术在分离近沸点混合物和共沸物中的应用和工艺优化。2、（本题5分）分析在化工热力学的理想溶液和非理想溶液中，活度系数的概念和作用。3、（本题5分）论述在化工反应工程中，如何考虑反应器内的流体流动对反应的影响。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的平均直径为0.08mm，密度为1800kg/m³，流化气体的密度为1.0kg/m³，粘度为1.5×10^-5Pa·s。计算最小流化速度。2、（本题5分）某气体混合物中含有甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8），其摩尔分数分别为0.6、0.3和0.1。总压力为8atm，温度为400K。已知甲烷、乙烷和丙烷的摩尔比热容分别为35.7J/(mol·K)、52.7J/(mol·K)和73.6J/(mol·K)，计算混合物的比热容。3、（本题5分）在一个蒸发结晶器中，将含有溶质A的溶液进行蒸发结晶。溶液初始浓度为30%（质量分数），结晶后母液浓度为10%（质量分数），进料量为5000kg/h，溶质A的分子量为100，蒸发水量为3000kg/h。计算结晶产品的产量。4、（本题5分）一个换热器用温度为120°C的热水将流量为1200kg/h的某种液体从25°C加热到65°C。已知液体的比热容为2.2kJ/(kg·K)，热水的比热容为4.2kJ/(kg·K)，进出口温差为20°C，求换热器的传热面积。假设总传热系数为350W/(m²·K)。5、（本题5分）某换热器采用逆流操作，热流体的进出口温度分别为200°C和120°C，冷流体的进出口温度分别为40°C和100°C，热流体的比热容为2kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为4kJ/(kg·K)，求传热温差和传热系数为500W/(m²·K)时的传热面积。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化学工程实验室在进行一项化工过