2025年大学过程装备与控制工程（化工原理）试题及答案

2025年大学过程装备与控制工程（化工原理）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求本题共20小题，每题2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。请将正确答案的序号填在括号内。1.流体在圆形直管中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的（）倍。A.1B.2C.4D.82.离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大3.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.245，则该塔的回流比为（）。A.3B.4C.5D.64.在吸收操作中，吸收剂的选择应考虑的因素不包括（）。A.对溶质的溶解度大B.挥发性小C.粘度大D.不易腐蚀设备5.对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（）。A.愈高B.愈低C.不变D.不一定6.柏努利方程中，各项的单位是（）。A.J/kgB.N/m²C.PaD.m7.下列不属于过滤介质的是（）。A.滤网B.滤布C.多孔陶瓷D.催化剂8.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成yA=0.4，相应的露点为t2，则（）。A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断t1和t2的大小9.往复泵的流量调节一般采用（）。A.出口阀门B.旁路调节C.改变活塞行程D.改变泵的转速10.在换热器中，热流体和冷流体进行热交换，热流体的温度由150℃降至100℃，冷流体的温度由50℃升至80℃，则逆流时的平均温差为（）℃。A.50B.60C.70D.8011.下列关于精馏塔进料热状况参数q的说法正确的是（）。A.q=0时为饱和蒸汽进料B.q=1时为饱和液体进料C.q>1时为过热蒸汽进料D.q<0时为冷液体进料12.吸收塔的操作线方程表示的是（）。A.气液两相平衡关系B.气液两相组成沿塔高的变化关系C.气相组成与液相组成的关系D.气液两相流量的关系13.湿空气在预热过程中不发生变化的参数是（）。A.焓B.相对湿度C.露点温度D.湿球温度14.某流化床干燥器干燥某湿物料，已知湿物料的含水量为40%，干燥后物料的含水量为10%，则物料的干燥程度为（）。A.0.3B.0.4C.0.5D.0.615.离心泵的扬程是指（）。A.泵对单位质量液体提供的有效能量B.泵出口处的压力C.泵入口处的压力D.泵的升扬高度16.在填料吸收塔中，用清水吸收混合气中的氨，当水泵发生故障，水量减少时，气相总传质单元高度HOG（）。A.增大B.减小C.不变D.不确定17.某二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏，塔顶采用全凝器，塔釜采用间接蒸汽加热。已知进料量为100kmol/h，进料组成xF=0.5，馏出液组成xD=0.95，釜液组成xW=0.05，则塔顶产品的产量为（）kmol/h。A.50B.47.37C.52.63D.6018.对于一定的干燥任务，干燥介质用量与（）有关。A.物料的性质B.干燥介质的进口温度C.干燥介质的出口温度D.以上都对19.某套管换热器，内管为φ5mm×1mm的铜管，外管为φ10mm×2mm的钢管。冷水在内管流动，热水在外管流动。已知冷水的流量为0.5m³/h，水的比热容为4.2kJ/(kg·℃)，密度为1000kg/m³，则冷水的质量流量为（）kg/h。A.500B.400C.600D.70020.在精馏塔的操作中，若进料组成不变，进料量增加，而其他条件不变，则塔顶馏出液中易挥发组分的含量（）。A.增加B.减少C.不变D.不确定第II卷（非选择题，共60分）答题要求请将答案写在相应位置，要求书写工整、规范。填空题（共20分，每空2分）1.流体在管内作湍流流动时，其摩擦系数λ与______和______有关。2.精馏塔的进料热状况有______、______、______、______、______五种。3.吸收操作中，吸收质在气相中的分压与其在液相中的平衡分压之差称为______。4.离心泵的主要部件有______、______、______。5.干燥过程中，水分可分为______和______。简答题（共15分，每题5分）1.简述离心泵的工作原理。2.简述精馏塔的操作要点。3.简述吸收操作的影响因素。计算题（共20分，每题10分）1.某连续精馏塔，进料量为100kmol/h，进料组成xF=0.5，馏出液组成xD=0.95，釜液组成xW=0.05。已知回流比R=3，泡点进料。试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程；（3）精馏段和提馏段的气液相流量。2.用清水在填料塔中逆流吸收混合气中的氨。已知混合气中氨的含量为0.05（摩尔分数），要求吸收率为95%。操作条件下的气液平衡关系为y=1.2x。若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，试求：（1）吸收剂用量；（2）出塔液相组成。分析题（共5分）某化工厂在生产过程中，发现一台离心泵的扬程不够，不能满足生产要求。请分析可能导致该问题的原因，并提出相应的解决措施。答案1.C2.B3.A4.C5.B6.A7.D8.B9.B10.C11.B12.B13.C14.C15.A16.A17.B18.D19.A20.B填空题答案1.雷诺数；管壁粗糙度2.冷液进料；泡点进料；气液混合物进料；饱和蒸汽进料；过热蒸汽进料3.吸收推动力4.叶轮；泵壳；轴封5.结合水；非结合水简答题答案1.离心泵的工作原理：离心泵依靠叶轮高速旋转，使叶轮中心处的液体压力降低，形成真空，在外界大气压的作用下，液体被吸入泵内。同时，叶轮的旋转使液体获得离心力，被甩向叶轮外周，沿泵壳流道排出泵外，从而实现液体的输送。2.精馏塔的操作要点：（1）稳定进料流量、组成和热状况；（2）控制合适的回流比；（3）保证塔顶和塔釜产品质量；（4）维持塔内压力稳定；（5）注意塔板效率和塔的压降。3.吸收操作的影响因素：（1）吸收剂的性质，如溶解度、选择性等；（2）操作温度和压力；（3）气液两相的流量和流速；（4）吸收塔的结构和填料性能；（5）吸收剂的纯度和再生情况。计算题答案1.（1）精馏段操作线方程：y=0.75x+0.2375；（2）提馏段操作线方程：y'=1.375x'-0.01875；（3）精馏段气相流量V=400kmol/h，液相流量L=300kmol/h；提馏段气相流量V'=350kmol/h，液相流量L'=305kmol/h。2.（1）吸收剂用量L=118.75kmol/h；（2）出塔液相组成x1=0