2025 年大学生物化工工艺（反应器放大）期末测试卷

2025年大学生物化工工艺（反应器放大）期末测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.关于反应器放大的相似原理，以下说法错误的是（）A.几何相似是基础B.运动相似要求各对应点速度成比例C.动力相似要求各对应点力成比例D.只要满足几何相似就能实现反应器放大2.在反应器放大过程中，若保持空时不变，以下哪种情况会发生变化（）A.反应体积B.进料流量C.反应时间D.反应速率3.对于全混流反应器，其返混程度（）A.最大B.最小C.适中D.与平推流反应器相同4.反应器放大时，若采用经验放大法，主要依据的是（）A.相似原理B.实验数据和经验C.理论计算D.计算机模拟5.在反应器放大中，关于物料衡算，以下正确的是（）A.输入量-输出量=积累量B.输入量+输出量=积累量C.输入量=输出量+积累量D.输入量=输出量-积累量6.平推流反应器的特点是（）A.返混为零B.返混最大C.与全混流反应器返混程度相同D.有一定程度返混7.反应器放大时，若要保持反应温度不变，需要考虑的因素不包括（）A.传热面积变化B.物料流量变化C.反应热效应D.催化剂活性变化8.对于非等温反应器放大，以下说法正确的是（）A.只需考虑传热问题B.要同时考虑传热和反应动力学变化C.主要关注反应速率变化D.与等温反应器放大方法相同9.在反应器放大过程中，若要保持气液比不变，应调整（）A.气体流量和液体流量B.只调整气体流量C.只调整液体流量D.与气液比无关10.关于反应器放大的模型法，以下说法正确的是（）A.基于相似原理建立精确模型B.模型可以不考虑实际情况C.通过实验修正模型参数D.模型一旦建立就无需调整二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.反应器放大时，可能会影响反应结果的因素有（）A.传质系数变化B.反应热移除方式改变C.物料混合均匀性变化D.设备材质变化E.操作人员变化2.以下属于反应器放大中需要考虑的相似准则有（）A.雷诺数B.傅立叶数C.达姆科勒数D.努塞尔数E.普朗特数3.对于全混流反应器放大，以下措施可以改善其性能的有（）A.增加搅拌强度B.改变反应器形状C.采用多个全混流反应器串联D.降低进料浓度E.提高反应温度4.在反应器放大过程中，关于热量衡算，正确的有（）A.输入热量=输出热量+反应热+积累热量B.输入热量-输出热量=反应热+积累热量C.反应热=输入热量-输出热量-积累热量D.积累热量=输入热量-输出热量-反应热E.输入热量=输出热量-反应热-积累热量5.反应器放大时，若要考虑化学反应平衡，需要关注的方面有（）A.温度变化对平衡的影响B.压力变化对平衡的影响C.反应物浓度变化对平衡的影响D.催化剂对平衡的影响E.反应器体积对平衡的影响三、判断题（总共10题，每题2分，判断对错，请将答案填写在括号内）1.反应器放大只要满足几何相似就一定能成功。（）2.全混流反应器中反应物浓度处处相等。（）3.平推流反应器不存在返混现象。（）4.反应器放大时，经验放大法比模型法更准确。（）5.物料衡算在反应器放大中没有实际作用。（）6.反应温度对反应器放大过程没有影响。（）7.气液反应器放大时，气液传质系数不变。（）8.多个全混流反应器并联可以改善反应效果。（）9.反应器放大过程中，传热系数不会发生变化。（）10.化学反应平衡在反应器放大中无需考虑。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述反应器放大的相似原理及其重要性。2.在反应器放大过程中，如何进行物料衡算和热量衡算？3.比较全混流反应器和平推流反应器在放大过程中的特点及差异。五、案例分析题（总共1题，20分）某生物化工产品生产过程中，原小型反应器采用全混流反应器，反应效果良好。现要进行放大生产，设计了两种放大方案：方案一，直接将反应器体积按比例放大；方案二，采用多个全混流反应器串联放大。请分析这两种方案的优缺点，并说明哪种方案更适合该产品的放大生产，为什么？答案：一、单项选择题1.D2.B3.A4.B5.A6.A7.D8.B9.A10.C二、多项选择题1.ABCD2.ACDE3.AC4.ABCD5.ABC三、判断题1.×2.√3.√4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.×四、简答题1.相似原理包括几何相似、运动相似和动力相似。几何相似是基础，保证反应器形状相似；运动相似要求各对应点速度成比例，体现物料流动状态相似；动力相似要求各对应点力成比例，涉及反应过程中各种力的平衡。重要性在于通过相似原理可将小型反应器实验结果合理推广到大型反应器，减少实验成本和时间，为反应器放大提供理论依据。2.物料衡算：输入量-输出量=积累量，根据反应物和产物的进出情况及反应器内的变化进行计算。热量衡算：输入热量=输出热量+反应热+积累热量，考虑进料、出料的热量以及反应过程中的热效应和热量积累。通过衡算可了解反应器内物料和热量的变化情况，为放大设计提供数据支持。3.全混流反应器放大特点：返混最大，反应物浓度均匀但较低，反应速率相对稳定，对反应热移除要求高。平推流反应器放大特点：返混为零，反应物浓度沿轴向变化，反应速率随位置改变，传热相对简单。差异在于返混程度不同导致反应物浓度分布和反应速率变化规律不同，全混流利于反应热传递但可能降低反应速率，平推流反应速率分布不均匀但可利用浓度梯度。五、案例分析题方案一优点：简单直接，设计和操作相对简便。缺点：可能因返混加剧导致反应效果变差，对反应热移除要求更高。方案二优点