湖南信息学院《化工设备机械基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二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、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1/42、化学反应工程是化学工程的重要分支。对于一个复杂的化学反应体系，以下关于反应级数的确定方法，不准确的是（）A.实验测定法B.初始速率法C.凭经验随意猜测D.积分法3、在化工过程的优化设计中，需要综合考虑经济和技术因素。对于一个投资较大但运行成本较低的工艺方案，以下关于其经济性的评价，正确的是：（）A.一定是经济可行的B.一定是不经济的C.需要通过详细的经济分析来确定D.仅根据投资和运行成本无法判断4、在化工生产中，经常涉及到气体的压缩过程。对于一个绝热压缩过程，若压缩比相同，以下关于压缩终温的说法，正确的是：（）A.压缩气体的比热容越大，终温越高B.压缩气体的比热容越大，终温越低C.气体比热容对终温没有影响D.无法确定比热容与终温的关系5、在化学反应工程中，对于一个连续搅拌釜式反应器（CSTR），以下关于其停留时间分布的特点，不正确的是：（）A.停留时间分布较宽B.存在返混C.停留时间均一D.适用于慢反应6、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7、在化学反应动力学中，研究反应级数的确定方法时，以下关于初始速率法的特点，不正确的是：（）A.只需要测量反应初始阶段的速率B.可以消除产物的影响C.适用于复杂反应D.实验操作简单8、在化工过程的物料衡算中，以下哪种情况通常可以假设系统处于稳态？（）A.间歇操作B.连续操作且操作条件稳定C.半连续操作D.以上情况均不可以9、在化工反应过程中，催化剂的中毒会严重影响反应性能。对于一个容易中毒的催化剂，以下哪种措施能够有效地预防催化剂中毒？（）A.对原料进行预处理B.控制反应温度和压力C.定期对催化剂进行再生D.以上都是10、在化工过程的优化中，灵敏度分析可以帮助确定关键参数。对于一个化工过程模型，以下关于灵敏度分析的作用，不正确的是：（）A.评估参数变化对结果的影响程度B.确定最优操作条件C.简化模型D.验证模型的准确性11、在化学反应动力学中，研究温度对反应速率的影响时，通常采用阿伦尼乌斯方程。当活化能增大时，以下关于温度对反应速率影响程度的说法，正确的是：（）A.温度的影响程度减小B.温度的影响程度增大C.温度的影响程度不变D.无法确定温度的影响程度12、在化工干燥过程中，干燥速率曲线通常可以分为几个阶段。以下哪个阶段的干燥速率主要受物料内部水分扩散控制？（）A.恒速干燥阶段B.降速干燥阶段C.预热阶段D.平衡阶段13、在化工过程的能量分析中，熵增原理是一个重要的概念。以下关于熵增原理在化工过程中的应用，哪项表述是不正确的？（）A.熵增原理可用于判断过程的可行性B.绝热不可逆过程的熵增大于零C.熵增越大，过程的能量利用效率越高D.可逆过程的熵增为零14、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15、在化学工程实验中，经常需要测量各种物理量。对于测量微小压力差，以下哪种测量仪器的精度和灵敏度最高？（）A.U型管压力计B.差压变送器C.弹簧管压力计D.膜片压力计二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在化学反应器的设计中，如何根据反应类型和反应条件选择合适的反应器类型，如间歇式、连续式等。2、（本题5分）解释在化工过程的乳化与破乳现象中，如何分析乳化的形成机制和影响因素，采取有效的破乳方法实现油水分离。3、（本题5分）结合化工企业的可持续发展目标，深入探讨水资源管理策略在化工生产中的应用，包括节水措施、废水回用技术和水网络优化。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0.1mm，密度为2000kg/m^3，气体的粘度为0.02Pa·s，表观气速为0.5m/s。计算最小流化速度和带出速度。2、（本题5分）一个吸收塔用清水吸收空气中的丙酮，进气中丙酮的摩尔分数为0.05，气体流量为800m3/h，塔径为1.5m，液泛气速为2m/s，操作气速为0.8倍液泛气速。计算塔的高度。3、（本题5分）在一个流化床干燥器中，湿物料的初始含水量为0.4（质量分数），干燥后含水量降至0.08，绝干物料质量为150kg，干燥速率曲线方程为U=0.6(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30m^2，计算干燥时间。4、（本题5分）在一个吸附塔中，用硅胶吸附废气中的甲醛，吸附平衡符合BET方程，吸附剂用量为60kg，进气中甲醛的浓度为250mg/m³，出口浓度要求低于25mg/m³，计算吸附时间。5、（本题5分）某吸收塔用清水吸收空气中的二氧化硫，进塔气体中二氧化硫的摩尔分数为0.08，出塔气体中二氧化硫的摩尔分数要求降至0.008，气液平衡关系为y=1.5x，液气比为2，求传质单元数。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个新的化工产品研发项目，需要考虑市场需求、技术可行性、生产成本等