中山火炬职业技术学院《化工机械强度与振动》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《化工机械强度与振动》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、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢2、在化工过程的质量控制中，统计过程控制（SPC）方法被广泛应用。以下关于SPC方法的作用，哪项描述不准确？（）A.预测产品质量B.诊断过程异常C.优化生产工艺D.直接提高产品质量3、在化工反应工程中，研究反应的动力学方程对于优化反应过程非常重要。对于一个复杂的多步反应，以下哪种实验方法能够更准确地确定动力学方程？（）A.间歇实验B.连续实验C.半连续实验D.以上方法结合4、在化工过程的优化中，经常需要考虑经济和环境因素。对于一个产生大量废水的化工工艺，以下哪种废水处理方法在经济和环保方面能够达到较好的平衡？（）A.生物处理法B.化学沉淀法C.膜分离法D.焚烧法5、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6、在化工反应的多相催化中，催化剂的载体具有重要作用。以下关于催化剂载体的功能，哪项描述是不正确的？（）A.提高催化剂的活性B.增加催化剂的比表面积C.改善催化剂的热稳定性D.降低催化剂的成本7、在化工传热过程中，对于多层平壁的稳态热传导，各层的热阻和温差之间存在何种关系？（）A.热阻越大，温差越大B.热阻越大，温差越小C.热阻与温差无关D.取决于传热系数8、在化工原理中，研究流体在管内的强制对流传热时，以下关于努塞尔数（Nu）的影响因素，不正确的是：（）A.流体的导热系数B.管道的长度C.流体的流速D.流体的物性参数9、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10、在化工热力学中，以下哪种状态方程在计算高温高压下气体的性质时较为准确？（）A.理想气体状态方程B.范德华方程C.Redlich-Kwong方程D.Peng-Robinson方程11、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12、在化工过程控制中，PID控制器被广泛应用。对于一个具有较大滞后特性的化工过程，以下哪种PID参数的调整方法能够更好地提高控制效果？（）A.增大比例系数B.增大积分时间C.增大微分时间D.同时增大比例系数和积分时间13、化工生产中的精馏操作，塔板上气液接触方式有多种。以下关于不同气液接触方式的特点，不正确的是（）A.鼓泡接触传质效率高B.喷射接触适用于大液量C.泡沫接触稳定性好D.选择接触方式不考虑工艺要求14、在化工过程控制中，关于自动控制系统的组成部分，以下哪种说法是正确的？（）A.自动控制系统由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成，各部分相互独立，没有关联B.自动控制系统中，控制器根据测量变送装置反馈的信号与设定值的偏差进行运算，输出控制信号给执行器C.自动控制系统的测量变送装置只负责测量被控变量，不进行信号转换和传输D.自动控制系统的执行器只能是电动调节阀，其他类型的执行机构不能使用15、在化工生产中的干燥器选择中，以下哪种干燥器适用于干燥热敏性且易氧化的物料？（）A.厢式干燥器B.喷雾干燥器C.真空干燥器D.气流干燥器16、在化学反应动力学研究中，对于一个一级反应，其反应速率常数与反应物浓度的关系是怎样的？反应半衰期又如何随初始浓度变化？（）A.反应速率常数与浓度成正比，半衰期与初始浓度无关B.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度成正比C.反应速率常数与浓度无关，半衰期与初始浓度无关D.反应速率常数与浓度成反比，半衰期与初始浓度成反比17、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18、在化工设备的设计中，关于压力容器的设计准则，以下哪种表述是恰当的？（）A.压力容器的设计应遵循强度失效、刚度失效和稳定性失效等多种准则，确保容器在规定的使用条件下安全可靠B.压力容器的设计只需要考虑强度失效准则，其他失效形式可以忽略C.压力容器的设计可以采用低于标准的材料和制造工艺，以降低成本D.压力容器的设计压力可以超过其标注的最高工作压力，只要定期检验即可19、对于化工中的膜分离技术，以下关于反渗透膜的分离原理，哪一项是恰当的？（）A.反渗透膜是一种半透膜，在压力作用下，溶剂从高浓度溶液一侧透过膜向低浓度溶液一侧迁移，实现混合物的分离B.反渗透膜的分离只取决于膜的孔径大小，与溶液的性质和压力无关C.反渗透膜分离过程中，溶质会在膜表面沉积，导致膜的通量逐渐下降D.反渗透膜只能用于分离水溶液，对有机溶液的分离效果很差20、对于化工原理中的吸收操作，以下关于吸收剂的选择原则，哪一项是恰当的？（）A.吸收剂应具有良好的选择性、溶解度大、挥发性小、腐蚀性小、黏度低等特点B.吸收剂的价格越高越好，以保证吸收效果C.吸收剂的挥发性越大越好，能够提高吸收效率D.吸收剂的黏度对吸收过程没有影响，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）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。2、（本题5分）分析在化工设备的设计中，如何进行支座和支耳的设计和选型。3、（本题5分）结合现代制药工业的需求，深入探讨化学工程在药物合成与制剂中的应用，包括反应工艺优化、分离纯化技术、药物传递系统等方面。4、（本题5分）分析在化工热力学的气体压缩过程中，多变指数的确定和对压缩功的影响。5、（本题5分）简述在化工过程的优化中，如何运用多目标优化算法同时考虑经济指标、环境影响和产品质量等因素，找到最优的操作条件和工艺流程。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，需要进行大量的设备采购，采购过程中出现了供应商选择不当的问题。请分析供应商选择不当的原因，并提出优化供应商选择的策略。2、（本题5分）在一项化工合成反应中，反应温度的控制不稳定，影响了反应的选择性和收率。请分析温度控制不稳定的原因，并提出改进温度控制的技术手段。3、（本题5分）在一项化工工艺改进的研究中，新的工艺虽然提高了生产效率，但却增加了环境污染。请分析这种情况产生的原因，并提出兼顾效率和环保的改进方案。4、（本题5分）某化工企业在生产过程中需要进行成本控制，以提高企业的经济效益。分析成本控制的方法和途径。5、（本题5分）某化工企业的产品在储存和运输过程中出现了变质和泄漏的情况。分析原因并提出改进措施以确保产品质量和安全。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10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10分）有一均相反应2A+3B→C，反应速率方程为-rA=kCA^1.5CB^2，其中反应速率常数k=5L^2.5/(mol^2.5·s)，初始时A的浓度为2mol/L，B的浓度为3mol/L