郑州城市职业学院《管道及储罐强度设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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20个小题，每小题2分，共40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、在化工设计中，需要考虑设备的布局和管道的走向。对于一个具有多个反应釜和分离设备的化工厂，以下哪个原则在设备布局时应首先遵循？（）A.流程顺畅B.节省空间C.便于操作和维修D.符合安全规范2、在化工流体流动中，对于突扩管的局部阻力系数，主要取决于管径的变化比例。若管径突然扩大两倍，局部阻力系数会如何变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小3、化学反应的速率不仅取决于反应物的浓度，还受温度的影响。关于温度对反应速率的影响，以下表述不准确的是（）A.温度升高，反应速率一定加快B.符合阿伦尼乌斯方程C.存在一个最佳反应温度D.不同反应对温度的敏感程度不同4、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5、在化工安全评价中，故障树分析是一种常用的方法。以下关于故障树分析的目的，不正确的是：（）A.确定系统的可靠性B.找出系统的薄弱环节C.预测系统的故障概率D.优化系统的工艺流程6、化工中的流化床反应器具有良好的传热和传质性能。对于流化床反应器的特点和应用，以下说法不正确的是（）A.适用于气固相反应B.颗粒容易带出C.操作条件容易控制D.对催化剂要求不高7、在化工过程模拟中，常用的软件可以帮助优化工艺参数。以下关于化工过程模拟软件的功能和应用，不准确的是（）A.可以预测产品质量B.不能进行成本估算C.能够优化操作条件D.辅助设计工艺流程8、在化工过程的优化中，目标函数的建立是关键步骤之一。以下关于目标函数的选择和构建，不正确的是（）A.可以是经济效益最大化B.可以是能耗最小化C.目标函数的构建不考虑约束条件D.要综合考虑多方面因素9、在化工过程控制中，反馈控制是常用的控制策略之一。当被控变量受到一个阶跃干扰时，以下关于反馈控制系统的响应，正确的是：（）A.被控变量立即回到设定值B.被控变量逐渐回到设定值C.被控变量会超过设定值D.被控变量不会受到干扰的影响10、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度11、对于化工过程中的萃取过程，以下哪种情况下萃取剂的用量需要增加？（）A.溶质在原溶剂中的溶解度增大B.溶质在萃取剂中的溶解度减小C.原溶剂与萃取剂的互溶性增强D.萃取相和萃余相的分离难度增大12、化学反应的选择性对于提高产品质量和原料利用率非常重要。以下关于提高化学反应选择性的方法，不正确的是（）A.选择合适的催化剂B.控制反应条件C.随意改变反应物比例D.优化反应路径13、对于化工过程中的精馏塔塔顶冷凝器，以下哪种冷却介质的冷却效果最好？（）A.水B.空气C.冷冻盐水D.导热油14、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（）A.间歇反应器B.连续搅拌釜式反应器C.管式反应器D.流化床反应器15、化工过程中的过滤操作常用于分离固体和液体混合物。在一个恒压过滤过程中，若过滤介质的阻力可以忽略不计，过滤时间延长一倍，滤液体积会增加多少？（）A.一倍B.小于一倍C.大于一倍D.无法确定16、在化学工程中，对于多相反应体系的研究至关重要。当进行气液固三相反应时，以下哪个因素对反应速率的影响最为复杂且难以准确预测？（）A.气体的扩散速率B.液体的搅拌速度C.固体催化剂的孔隙结构D.三相之间的接触面积17、化工安全是化工生产的首要问题。在处理易燃易爆的化工物料时，以下哪种安全措施是最为基础和关键的？（）A.安装防爆电气设备B.制定严格的操作规程C.进行静电消除处理D.配备消防灭火设备18、化工生产中的蒸发操作常用于溶液的浓缩。对于多效蒸发系统，以下关于其节能原理和特点，描述错误的是（）A.利用二次蒸汽B.效数越多，节能效果越好C.设备投资增加D.操作复杂19、化工传递过程包括动量传递、热量传递和质量传递。在对流传热过程中，当流体的流速增加时，以下关于对流传热系数的变化，正确的是：（）A.对流传热系数不变B.对流传热系数减小C.对流传热系数增大D.对流传热系数先增大后减小20、在化工分离过程中，以下哪种方法常用于分离分子量差异较大的混合物？（）A.电泳B.超滤C.渗析D.电渗析二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）化工过程中的传热设备中，换热器的热设计是根据工艺要求确定换热器的结构和尺寸的关键步骤。请详细介绍换热器热设计的方法和步骤，并举例说明如何进行换热器的热设计。2、（本题5分）化工过程中的传热强化技术对于提高能源利用效率具有重要意义，请说明常见的传热强化方法（如扩展表面、添加扰流元件等）的原理和应用，并分析其优缺点。3、（本题5分）化工热力学中的逸度和活度系数是描述溶液非理想性的重要概念。请解释逸度和活度系数的含义，并说明它们在相平衡计算中的作用。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一项化工合成工艺中，产物的选择性受到反应压力的影响。请分析反应压力对产物选择性的作用机制，并提出优化反应压力的方案。2、（本题5分）在农药生产企业中，某工厂需要优化包装设计以减少农药的挥发。请分析具体的改进措施。3、（本题5分）在一个化工生产过程中，产品的纯度一直达不到标准要求，影响了产品的质量和应用。请分析影响产品纯度的因素，并提出提高纯度的具体措施。4、（本题5分）某化工企业的某个产品在包装和标识方面不符合相关法规要求，面临法律风险。请分析包装和标识不符合要求的原因，并提出整改方案以符合法规。5、（本题5分）在新能源领域，某企业开发的太阳能热水器存在热效率不高的问题。请分析原因并提出改进策略。四、计算题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在一个套管换热器中，用热流体将冷流体从30℃加热到70℃。热流体入口温度为150℃，出口温度为90℃，冷流体流量为1500kg/h，比热容为3.8kJ/(kg·℃)。总传热系数为600W/(m²·℃)，