山东工程职业技术大学《过程安全仪器分析》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《过程安全仪器分析》2023-2024学年第二学期期末试卷院(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15个小题，每小题1分，共15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、关于化工过程中的气液传质设备，以下哪种设备适用于处理易发泡的物料？（）A.泡罩塔B.筛板塔C.浮阀塔D.填料塔2、在化工热力学中，研究纯物质的相平衡时，克劳修斯-克拉佩龙方程描述了蒸气压与温度的关系。对于一种挥发性液体，以下关于其蒸气压随温度变化的趋势，正确的是：（）A.温度升高，蒸气压线性增加B.温度升高，蒸气压指数增加C.温度升高，蒸气压先增加后减小D.温度升高，蒸气压不变3、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4、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5、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6、在化工原理中，研究流体流动时，雷诺数是一个重要的无量纲参数。当雷诺数大于4000时，流体的流动状态通常为：（）A.层流B.过渡流C.湍流D.无法确定7、在化工热力学中，对于混合物的汽液平衡计算，以下哪种方法在高压条件下更为适用？（）A.理想溶液模型B.活度系数法C.状态方程法D.经验关联式8、对于化工中的传热设备，以下关于换热器的强化传热方法，哪一项是正确的？（）A.换热器的强化传热方法包括增大传热面积、提高传热系数和增大平均温差。增大传热面积可以采用翅片管、波纹管等；提高传热系数可以通过增加流体的流速、改变流动状态等；增大平均温差可以采用逆流操作等B.强化传热只需要增大传热面积，其他方法效果不明显C.提高流体的流速会增加阻力损失，因此不应采用这种方法来强化传热D.顺流操作比逆流操作的平均温差大，更有利于强化传热9、对于化工中的蒸发操作，以下关于蒸发器的类型和特点，哪一个是恰当的？（）A.常见的蒸发器有中央循环管式蒸发器、悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等。中央循环管式蒸发器结构简单，传热效果好；悬筐式蒸发器便于清洗和维修；外加热式蒸发器加热室和分离室分开，有利于循环；强制循环蒸发器循环速度大，传热系数高B.蒸发器的类型只有中央循环管式蒸发器一种，其他类型都是在其基础上改进的C.蒸发器的传热系数与溶液的性质和流速无关，只取决于蒸发器的结构D.蒸发器的操作压力越高，蒸发效率越高，能耗越低10、在化工原理中，研究液体在填料塔中的流动时，以下关于填料层压降的影响因素，不正确的是：（）A.填料的类型B.液体的流量C.填料的堆积方式D.液体的密度11、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。以下关于膜分离过程的特点，哪种描述是不正确的？（）A.分离效率高B.操作条件温和C.适用范围广D.膜的成本低且易于维护12、在化工蒸发过程中，提高蒸发器的真空度会对蒸发操作产生哪些影响？（）A.降低溶液的沸点，提高蒸发速率B.增加溶液的沸点，降低蒸发速率C.对蒸发速率没有影响D.导致溶液结晶13、在化工热力学中，对于一个封闭系统的绝热过程，若系统对外做功，其内能会如何变化？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少14、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15、在化工流体流动的阻力计算中，摩擦系数与雷诺数的关系复杂。对于湍流流动，以下哪种说法是不准确的？（）A.摩擦系数仅与雷诺数有关B.摩擦系数与管壁粗糙度有关C.随着雷诺数增加，摩擦系数逐渐减小D.不同的湍流模型对摩擦系数的计算结果可能不同二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）随着化工行业对产品质量的要求提高，分析质量控制图在化工生产中的应用，包括如何绘制、分析和利用质量控制图来监控生产过程的稳定性和产品质量。2、（本题5分）详细说明在化工过程的萃取操作中，萃取相和萃余相的分离方法和设备。3、（本题5分）分析在石油化工领域，如何进行原油的加工和炼制，生产各种石油产品，如汽油、柴油、润滑油等，并探讨其技术进展和市场需求。4、（本题5分）在化学工程领域，全面论述化工过程中的传质设备，包括填料塔、板式塔等的传质性能比较、设计选型以及操作中的注意事项。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个膜分离器中，原料气中含有组分A和B，摩尔分数分别为0.7和0.3，膜对A的选择性为5，膜两侧的压差为80kPa，膜面积为8m^2，求A和B的渗透量。2、（本题5分）一个化工厂需要用板式换热器将一种热流体从100℃冷却到60℃，冷流体从20℃加热到50℃。热流体的流量为2000kg/h，比热容为2.5kJ/(kg·K)，冷流体的比热容为4.2kJ/(kg·K)。若换热器的总传热系数为1000W/(m2·K)，计算所需的换热面积。3、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，反应为A+2B→2C，反应速率方程为r=kC_AC_B²，其中k=0.2mol²/(L²·s)。进料中A、B的浓度分别为1.5mol/L和2mol/L，气体流速为4L/s，反应器体积为40L，计算出口处各组分的浓度。4、（本题5分）某化工厂采用膜分离技术从含溶质A的溶液中分离A，进料流量为1800L/h，初始浓度为700mg/L，膜的截留率为92%。计算透过液中溶质A的浓度和截留液的流量。5、（本题5分）一个吸收塔用稀硫酸溶液吸收工业废气中的氨气，进气中氨气的浓度为10%（体积分数），流量为2000m³/h，吸收剂硫酸溶液的流量为5000L/h，浓度为0.5mol/L。吸收反应为：2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄。假设反应完全，计算出口气体中氨气的浓度和硫酸溶液的浓度变化。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在一个化工生产车间，工人的劳动强度过大，工作效率低下。请分析造成劳动强度大的原因，并提出优化工作流程和提高劳动效率的方案。2、（本题10分）在新能源领域，某企业开发的氢能存储材料存在