2025年大学化工工艺（化工原理）试题及答案

2025年大学化工工艺（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）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)1.化工生产过程中，以下哪种操作能提高传热系数？（）A.增大热阻B.减小传热面积C.提高流体流速D.降低冷热流体温差2.在精馏塔中，进料热状况参数q的取值范围是（）。A.0≤q≤1B.q≥1C.q≤0D.q＞13.离心泵的扬程与下列哪个因素无关？（）A.泵的结构B.液体密度C.流量D.叶轮直径4.吸收操作中，吸收剂的选择原则不包括（）。A.对溶质有较大的溶解度B.挥发性小C.与溶质有化学反应D.密度大5.对于恒沸精馏，加入的夹带剂应与原溶液中的（）形成恒沸物。A.轻组分B.重组分C.所有组分D.某一组分6.干燥过程中，物料表面温度等于（）时的空气状态称为露点。A.湿球温度B.干球温度C.饱和温度D.临界温度7.在板式塔中，塔板效率反映了（）。A.实际传质效果与理论传质效果的差异B.塔板的结构优劣C.流体流动状态D.进料组成8.以下哪种换热器属于间壁式换热器？（）A.混合式换热器B.蓄热式换热器C.套管式换热器D.直接接触式换热器9.离心泵的轴功率与流量的关系是（）。A.流量增大，轴功率增大B.流量增大，轴功率减小C.流量与轴功率无关D.流量增大，轴功率先增大后减小10.精馏塔的进料位置应根据（）来确定。A.进料组成B.塔板效率C.回流比D.进料热状况11.吸收过程中，当操作线与平衡线相切时，称为（）。A.液泛B.淹塔C.漏液D.解吸12.在干燥操作中，湿空气的湿度是指（）。A.单位质量干空气所含的水汽质量B.单位体积湿空气所含的水汽质量C.湿空气中水汽的分压D.湿空气的总压13.对于连续精馏塔，若进料组成不变，增大回流比，则塔顶产品组成（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小14.以下哪种方法不能强化传热？（）A.增加传热面积B.提高传热系数C.降低冷热流体温差D.增大冷热流体的平均温差15.离心泵启动时，应（）。A.关闭出口阀门B.打开出口阀门C.半开出口阀门D.随意16.在吸收塔中，气体的流向通常是（）。A.自上而下B.自下而上C.水平方向D.无固定方向17.干燥过程中，物料的平衡水分是指（）。A.物料表面的水分B.物料内部的水分C.与一定状态的空气达到平衡时物料所含的水分D.物料中所含的全部水分18.精馏塔的理论塔板数是根据（）计算得到的。A.物料衡算B.热量衡算C.相平衡关系D.以上都包括19.以下哪种流体输送设备适用于输送高粘度流体？（）A.离心泵B.往复泵C.齿轮泵D.旋涡泵20.在传热过程中，热流方向总是（）。A.从高温物体向低温物体B.从低温物体向高温物体C.无固定方向D.与温度无关第II卷（非选择题共60分）21.简答题(总共4题，每题5分，简要回答下列问题。)（1）简述精馏塔的工作原理。（2）离心泵的性能参数有哪些？（3）吸收操作的目的是什么？（4）干燥过程中影响干燥速率的因素有哪些？22.计算题(总共2题，每题10分，计算过程要有必要的步骤，结果保留两位小数。)（1）某精馏塔进料量为100kmol/h，进料组成xF=（轻组分）0.5，塔顶产品组成xD=0.95，塔底产品组成xW=0.05，回流比R=3，求塔顶产品量D和塔底产品量W。（2）某套管换热器，内管为φ57×3.5mm的钢管，外管为φ108×4mm的钢管，冷水在环隙中流动，其流量为1000kg/h，进口温度为15℃，出口温度为35℃，热水在内管中流动，进口温度为80℃，求热水的出口温度。已知水的比热容cp=4.18kJ/(kg·℃)，总传热系数K=1000W/(m²·℃)，传热面积A=5m²。23.分析题(总共2题，每题10分，根据所给材料，分析回答问题。)材料：在某化工生产流程中，有一个精馏塔用于分离混合液。进料流量为F，进料组成xF，塔顶产品流量为D，塔顶产品组成xD，塔底产品流量为W，塔底产品组成xW。在操作过程中，发现塔顶产品组成xD下降，经过分析，可能是以下原因导致的：原因一：进料流量F增大；原因二：回流比R减小；原因三：塔板效率降低。（1）请分析上述三个原因中，哪个原因最有可能导致塔顶产品组成xD下降？并说明理由。（2）针对可能导致塔顶产品组成xD下降的原因，提出相应的解决措施。24.设计题(总共1题，每题20分，根据给定的条件，设计一个简单的化工工艺流程。)要求设计一个利用精馏方法分离乙醇-水混合液的工艺流程。已知进料为含乙醇30%（质量分数）的混合液，进料流量为1000kg/h，要求塔顶产品乙醇含量不低于90%（质量分数），塔底产品乙醇含量不高于5%（质量分数）。请画出工艺流程示意图，并说明各设备的作用及主要操作参数。25.论述题(总共1题，每题10分，论述以下化工原理相关内容。)论述传热过程中强化传热的途径及工程应用实例。答案：1.C2.A3.B4.D5.D6.C7.A8.C9.A10.D11.A12.A13.A14.C15.A16.B17.C18.D19.C20.A21.（1）精馏塔利用混合物中各组分挥发度不同，多次进行部分汽化与部分冷凝，使气相中的轻组分不断增浓，液相中的重组分不断增浓，从而实现混合物的分离。（2）离心泵的性能参数有流量、扬程、功率、效率、转速等。（3）吸收操作的目的是分离气体混合物，回收有用组分或除去有害杂质。（4）干燥过程中影响干燥速率的因素有物料性质、干燥介质温度和湿度、气固接触方式、干燥设备类型等。22.（1）由物料衡算可得：F=D+W，F×xF=D×xD+W×xW，代入数据解得D=50kmol/h，W=50kmol/h。（2）根据热量衡算：Q=W冷×cp冷×(t2-t1)=K×A×Δtm，其中Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)，Δt1=T1-t1，Δt2=T2-t2，设热水出口温度为T2，代入数据解得T2≈65℃。23.（1）回流比R减小最有可能导致塔顶产品组成xD下降。回流比减小，精馏段操作线斜率减小，气液传质推动力减小，分离效果变差，塔顶产品中轻组分含量降低。（2）若回流比减小导致塔顶产品组成下降，可增大回流比；若塔板效率降低，可检查塔板状况，修复或更换损坏塔板；若进料流量F增大，可适当调整进料量或优化精馏塔操作参数。24.工艺流程示意图：进料经预热器预热后进入精馏塔，塔顶蒸汽经全凝器冷凝后一部分作为回流液返回塔内，一部分作为塔顶产品采出；塔底液体经再沸器加热汽化后返回塔内。精馏塔作用是实现乙醇-水分离；预热器预热进料；全凝器冷凝塔顶蒸汽；再沸器加热塔底液体。主要操作参数：回流比、塔板数、进料温度、加热蒸汽量等。25.