广东海洋大学《高聚物合成工艺及设备》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《高聚物合成工艺及设备》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、在化工设备设计中，材料的选择至关重要。对于一个需要承受高温高压且具有腐蚀性介质的反应容器，以下哪种材料最为适合？（）A.不锈钢B.钛合金C.陶瓷D.碳钢2、在化学反应工程中，对于一个可逆放热反应，随着反应的进行，温度升高会导致平衡常数如何变化？同时，对反应速率又会产生怎样的影响？（）A.平衡常数增大，反应速率加快B.平衡常数减小，反应速率加快C.平衡常数减小，反应速率减慢D.平衡常数增大，反应速率减慢3、在化工流程模拟中，需要建立准确的数学模型来描述系统的行为。以下关于模型建立的步骤，哪一个顺序是合理的？（）A.确定模型结构、收集数据、参数估计、模型验证B.收集数据、确定模型结构、参数估计、模型验证C.收集数据、参数估计、确定模型结构、模型验证D.确定模型结构、参数估计、收集数据、模型验证4、化工中的过滤操作常用于分离固体和液体。对于一种颗粒细小且粘性较大的悬浮液，以下哪种过滤设备的过滤效果更好？（）A.板框压滤机B.真空转鼓过滤机C.离心过滤机D.袋式过滤器5、关于化工过程中的精馏塔节能措施，以下哪种方法不是有效的节能途径？（）A.增加回流比B.采用高效塔板或填料C.优化进料热状态D.余热回收利用6、在化工热力学中，研究混合物的汽液平衡时，泡点和露点的计算是重要内容。对于一个二元混合物，以下关于泡点和露点的关系，正确的是：（）A.泡点总是低于露点B.泡点总是高于露点C.泡点和露点可能相等D.泡点和露点没有关系7、在化学反应器的设计中，以下哪种类型的反应器适用于反应速率慢且需要长时间反应的情况？（）A.间歇式反应器B.连续式反应器C.半连续式反应器D.流化床反应器8、在化工热力学中，对于真实气体的状态方程，范德华方程在一定条件下能够较好地描述气体的行为。若气体的压力较高，范德华方程的计算结果与实验值相比会如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.无法确定9、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10、在化工生产中，经常需要对物料进行混合。对于高粘度物料的混合，以下哪种搅拌器的混合效果通常更好？（）A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.螺带式搅拌器11、在化工流体流动领域，对于非牛顿流体的流动特性，以下哪种描述是不准确的？（）A.其黏度不是常数B.流动阻力计算方法与牛顿流体相同C.可能存在剪切稀化或剪切稠化现象D.其流动行为受剪切速率影响12、在化工吸收过程中，吸收剂的选择至关重要。对于一个气体吸收操作，以下哪种吸收剂的性质不是主要的考量因素？（）A.吸收剂的化学稳定性B.吸收剂的再生难度C.吸收剂的密度D.吸收剂对溶质的选择性13、在化工热力学中，状态方程对于描述流体的热力学性质起着关键作用。以下关于常见状态方程的适用范围和优缺点，表述不准确的是（）A.范德华方程适用于低压气体B.维里方程在高压下精度高C.立方型状态方程计算复杂D.所有状态方程都能精确计算所有流体14、在化工分离过程中，吸附分离常用于分离微量杂质。以下关于吸附剂的再生方法，哪种方式通常能耗较低？（）A.加热再生B.降压再生C.置换再生D.吹扫再生15、在化工精馏操作中，要实现混合物的有效分离，需要合理控制操作参数。以下哪个操作参数的改变对塔顶产品纯度的影响最为直接？（）A.回流比B.进料位置C.塔釜加热量D.塔顶采出量二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在化学工程领域，如何应用计算流体力学（CFD）来模拟化工设备内的流动、传热和传质过程，为设备的优化设计提供依据。2、（本题5分）论述在化工过程的吸收塔操作中，液气比的优化和对吸收效果的影响。3、（本题5分）论述在化工过程的结晶操作中，如何控制晶体的形状和尺寸分布以满足特定的应用需求。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个绝热压缩过程中，空气初始状态为压力100kPa，温度300K，压缩后压力为500kPa，已知空气的比热容比为1.4，求压缩后的温度和压缩功。2、（本题5分）在一个气体吸收塔中，用乙醇胺溶液吸收烟道气中的二氧化碳（CO₂）。烟道气的流量为5000m³/h，CO₂的体积分数为15%。乙醇胺溶液的流量为8000L/h，吸收平衡关系符合亨利定律，亨利系数为200kPa。计算CO₂的吸收率和出口气体中CO₂的体积分数。3、（本题5分）一个稳态流动的管道系统中，流体的密度为900kg/m³，流速为3m/s，管道直径为0.12m。在一段长度为60m的水平直管中，摩擦系数为0.025。计算压力降和功率损耗。4、（本题5分）在一个流化床干燥器中，湿物料的初始含水量为0.3（质量分数），干燥后含水量降至0.05，绝干物料质量为100kg，干燥速率曲线方程为U=0.5(X-X*)（kg/(m^2·h)），其中X为物料含水量，X为平衡含水量（假设为0），干燥面积为20m^2，计算干燥时间。5、（本题5分）某精馏塔操作时，塔顶压力为105kPa，塔釜压力为115kPa，塔板间距为0.45m，平均相对挥发度为2.2，进料位置在第12块板（从塔顶往下数），计算进料板的压力。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工企业的生产设备需要进