2025年大学大二（化学工程）化工设备设计实验综合测试题及答案

2025年大学大二（化学工程）化工设备设计实验综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3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.化工设备设计实验中，对于反应釜的温度控制，以下哪种传感器最为常用？（）A.热电偶B.热电阻C.压力传感器D.液位传感器2.在进行化工设备流体输送实验时，以下关于流量测量的说法正确的是（）A.转子流量计读数与流体密度无关B.孔板流量计的流量系数只与管径有关C.文丘里流量计能量损失比孔板流量计大D.电磁流量计适用于测量各种流体流量3.对于化工设备传热实验，以下哪种强化传热的方法是基于增加传热面积？（）A.采用翅片管B.提高流体流速C.加入添加剂D.改变流体流向4.在化工设备精馏实验中，回流比的大小对精馏效果有很大影响，当回流比增大时（）A.塔顶产品纯度提高，塔釜产品纯度降低B.塔顶产品纯度降低，塔釜产品纯度提高C.塔顶和塔釜产品纯度都提高D.塔顶和塔釜产品纯度都降低5.化工设备干燥实验中，以下哪种干燥方式属于对流干燥？（）A.真空干燥B.冷冻干燥C.热风干燥D.喷雾干燥6.关于化工设备实验中数据采集系统，以下说法错误的是（）A.采集频率越高，数据越准确B.传感器的精度会影响采集数据的准确性C.数据采集系统只能采集模拟量信号D.采集的数据需要进行存储和处理7.在化工设备反应实验中，催化剂的活性对反应速率有重要影响，以下哪种因素不会影响催化剂活性？（）A.反应温度B.反应物浓度C.催化剂颗粒大小D.反应压力8.化工设备吸收实验中，吸收剂的选择需要考虑多种因素，以下哪种因素不是主要考虑因素？（）A.对溶质的溶解度B.挥发性C.价格D.密度9.在化工设备过滤实验中，过滤介质的选择取决于多种因素，以下哪种情况适合选择织物介质？（）A.过滤精度要求高B.处理量大C.悬浮液浓度高D.对滤液澄清度要求高10.化工设备设计实验中，对于实验安全，以下说法错误的是（）A.实验前要熟悉实验流程和安全注意事项B.实验过程中要佩戴好个人防护用品C.可以在实验设备运行时进行维修操作D.发生事故要及时采取正确的应急措施第II卷（非选择题共7分）11.（10分）简述化工设备设计实验中，如何进行实验方案的设计？12.（15分）在化工设备传热实验中，如何提高传热系数？请从传热过程的各个环节进行分析。13.（15分）某化工设备反应实验中，反应物A的初始浓度为2mol/L，反应速率方程为r=kC_A²，k=0.5L/(mol·min)。求反应进行10min后反应物A的浓度。14.（20分）阅读以下材料：在化工设备精馏实验中，某精馏塔用于分离乙醇和水的混合液。实验测得进料流量为100kmol/h，进料中乙醇的摩尔分数为0.4。塔顶馏出液流量为40kmol/h，馏出液中乙醇的摩尔分数为0.9。塔釜出料流量为60kmol/h。（1）计算塔顶和塔釜出料中乙醇的摩尔流量。（2）计算该精馏塔的乙醇回收率。15.（20分）阅读以下材料：在化工设备干燥实验中，对某湿物料进行干燥。已知湿物料初始质量为100kg，含水量为20%（湿基）。干燥后物料质量为80kg，含水量为10%（湿基）。（1）计算湿物料中水分的初始质量和干燥后水分的质量。（2）计算该干燥过程中除去的水分质量。答案：1.A2.A3.A4.C5.C6.C7.D8.D9.D10.C11.实验方案设计需考虑实验目的，明确要研究的问题。确定实验变量，包括自变量、因变量和控制变量。选择合适的实验设备和仪器。规划实验步骤，包括实验操作顺序、数据采集方法等。考虑实验的重复性和可靠性，设置合理的实验次数。同时要确保实验安全，制定相应的安全措施。12.提高传热系数可从以下方面入手：增加传热面积，如采用翅片管等；提高流体流速，增强流体的湍动程度；改善传热面的表面状况，如定期清理污垢等；选择合适的载热体，提高其热容量和导热性能；优化传热过程的流程布置，减少热阻。13.根据反应速率方程r=kC_A²，积分可得ln(C_A0/C_A)=kt。已知C_A0=2mol/L，k=0.5L/(mol·min)，t=10min，代入可得ln(2/C_A)=0.5×10，解得C_A=0.67mol/L。14.（1）塔顶乙醇摩尔流量=40×0.9=36kmol/h，塔釜乙醇摩尔流量=100×0.4-36=4kmol/h。（2）乙醇回收率=(36/(100×0.4))×100%=90%。15.（1）