锦州医科大学医疗学院《化工流程模拟与优化》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页锦州医科大学医疗学院《化工流程模拟与优化》

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、化工生产中的萃取精馏常用于分离沸点相近的混合物。对于萃取精馏的原理和操作要点，以下说法不准确的是（）A.加入萃取剂改变相对挥发度B.萃取剂的选择至关重要C.操作压力对分离效果影响不大D.要控制好萃取剂的流量2、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3、在化工过程的经济评价中，以下哪个指标能够综合考虑投资和运营成本？（）A.内部收益率B.净现值C.投资回收期D.成本效益比4、化工中的膜分离技术具有高效、节能等优点。对于反渗透膜分离过程，以下关于其原理和应用的描述，错误的是（）A.利用压力差实现分离B.可用于海水淡化C.对所有溶质都有相同的截留率D.膜的性能对分离效果影响大5、在化工中的多组分精馏过程，关于关键组分的定义和选择，以下哪种表述是正确的？（）A.关键组分是指在混合物分离过程中对分离要求起关键作用的组分。通常选择在塔顶和塔底产品中浓度有严格限制的组分作为关键组分B.关键组分的选择是随意的，对精馏塔的设计和操作没有影响C.多组分精馏中只有一个关键组分，不存在多个关键组分的情况D.关键组分的浓度越高，越容易分离，对精馏过程越有利6、化工中的精馏操作可以通过改变操作条件来提高分离效果。当塔顶产品的纯度要求较高时，以下哪个操作条件的调整最为有效？（）A.增加回流比B.提高塔釜温度C.增加塔顶采出量D.降低塔压7、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8、在化工管道设计中，需要考虑管道的应力和振动问题。对于一个高温高压的化工管道系统，以下哪种管道支撑方式能够有效地减少管道的应力和振动？（）A.固定支架B.滑动支架C.导向支架D.弹簧支架9、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10、在化工传热计算中，当冷热流体进行并流换热和逆流换热时，在相同的进出口温度条件下，哪种换热方式的平均温差较大？（）A.并流换热B.逆流换热C.两者平均温差相同D.取决于流体的性质11、化工过程中的结晶器设计，若要得到较大粒度的晶体，以下哪种操作条件较为有利？（）A.较高的过饱和度B.较低的过饱和度C.较快的降温速度D.较强的搅拌强度12、在化工热力学中，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，其熵值是增加还是减少？（）A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少13、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14、在化工安全管理中，应急预案的制定是重要环节。以下关于应急预案内容的描述，不正确的是：（）A.应急组织机构和职责B.事故预防措施C.详细的工艺流程图D.应急响应程序15、在化工过程的节能优化中，夹点技术是一种常用的方法。以下关于夹点技术的主要作用，哪种描述是不准确的？（）A.确定最小公用工程用量B.识别能量回收的潜力C.优化换热器网络D.直接降低反应的活化能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）请详细阐述化工过程中的蒸馏操作，包括简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏等方法的原理、特点和适用范围，以及蒸馏塔的设计计算。2、（本题5分）分析在化工过程的磁分离技术中，如何利用磁性粒子或磁场实现物质的分离和回收，以及其在废水处理和催化剂回收中的应用。3、（本题5分）在化工生产中，经常需要控制反应温度，请阐述常见的加热和冷却方法（如蒸汽加热、热水冷却等）的原理和适用范围，并分析如何实现精确的温度控制。4、（本题5分）结合现代化学工程的发展，全面论述纳米技术在化工领域的应用，包括纳米材料的制备、性能以及在催化、药物传递等方面的潜在价值。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某换热器用热流体将冷流体从30°C加热到90°C，热流体入口温度为150°C，出口温度为90°C，冷流体流量为3kg/s，热流体流量为2kg/s，热流体比热容为2.5kJ/(kg·K)，冷流体比热容为4.1kJ/(kg·K)，求换热器的传热效率和传热单元数。2、（本题5分）在一个均相反应釜中进行三级不可逆反应3A→B，反应速率常数为0.5(mol/L)²·s，初始反应物A的浓度为3mol/L，反应时间为2h。求反应结束时A的转化率。3、（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。4、（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0.5mm，密度为2000kg/m^3，气体的粘度为0.02Pa·s，操作温度为500K。求最小流化速度。5、（本题5分）一个传热过程中，热流体的温度从450°C降至350°C，冷流体的温度从250°C升至300°C，热流体的热导率为30W/(m·K)，冷流体的热导率为15W/(m·K)，两流体的对流传热系数均为150W/(m^2·K)，管壁厚度为8mm，热导率为50W/(m·K)，计算总传热系数。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某化工厂的一个反应釜在进行高压反应时，需要确保安全。请分析应采取哪些安全措施。2、（本题10分）某化工厂的某个生产装置在长期运行后，设备的可靠性下降，故障频发。请分析设备