吉林体育学院《高效传热传质设备》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《高效传热传质设备》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、在化工过程的能量分析中，需要考虑各种能量的输入和输出。对于一个绝热反应过程，以下哪个能量项的变化对反应结果的影响可以忽略不计？（）A.内能的变化B.焓的变化C.熵的变化D.自由能的变化2、在化学反应工程中，对于一个间歇釜式反应器中的一级反应，以下哪个因素对于反应时间的影响最大？（）A.反应物的初始浓度B.反应温度C.反应器的体积D.搅拌速度3、在化学反应器的设计中，以下哪种类型的反应器适用于反应速率慢且需要长时间反应的情况？（）A.间歇式反应器B.连续式反应器C.半连续式反应器D.流化床反应器4、关于化工过程中的气液传质设备，以下哪种设备适用于处理易发泡的物料？（）A.泡罩塔B.筛板塔C.浮阀塔D.填料塔5、在化学反应动力学中，对于一个自催化反应，反应初期和后期的反应速率变化趋势是怎样的？（）A.初期慢，后期快B.初期快，后期慢C.一直保持较快D.一直保持较慢6、在化工过程的优化中，目标函数的选择非常重要。对于一个以最小化生产成本为目标的化工过程，以下关于目标函数的构成，不正确的是：（）A.原材料成本B.设备折旧成本C.产品销售收入D.人工成本7、化工中的干燥设备种类繁多。对于干燥一种含水量较高且易结块的物料，以下哪种干燥设备更为适用？（）A.流化床干燥器B.厢式干燥器C.喷雾干燥器D.回转圆筒干燥器8、对于化工过程中的吸附平衡，以下哪种吸附等温线模型常用于描述低浓度下的吸附行为？（）A.Langmuir吸附等温线B.Freundlich吸附等温线C.BET吸附等温线D.以上模型均可9、在化工工艺设计中，工艺流程的选择需要综合考虑多方面因素。对于一个生产同一种产品的不同工艺流程，以下关于选择的依据，不正确的是：（）A.设备投资成本B.操作人员的经验C.原材料的供应D.产品的质量10、在化工生产中，换热器是常见的设备。对于一个逆流操作的换热器，当冷热流体的进口温度不变，而热流体的流量增加时，以下关于传热温差的变化，正确的是：（）A.传热温差增大B.传热温差减小C.传热温差不变D.传热温差的变化无法确定11、在化学反应工程中，研究反应动力学对于优化反应过程至关重要。对于一个复杂的连串反应，如果中间产物是所需产物，以下哪种操作条件通常有利于提高中间产物的收率？（）A.提高反应温度B.增加反应物浓度C.缩短反应时间D.降低反应压力12、化工热力学在化学工程中具有重要地位，对于一个封闭系统经历绝热不可逆过程，以下关于其熵变的描述，正确的是：（）A.熵变为零B.熵变小于零C.熵变大于零D.熵变的正负无法确定13、在化工分离过程中，离子交换分离技术常用于分离离子型物质。以下关于离子交换树脂的再生，哪种方法最为常用？（）A.用酸或碱溶液处理B.用盐溶液处理C.加热处理D.电解处理14、在化工过程的控制系统中，反馈控制是常见的控制方式之一。以下关于反馈控制的特点，哪种说法是不正确的？（）A.能够克服扰动的影响B.控制作用基于偏差C.可以实现无差控制D.响应速度较慢15、化工生产中的过滤操作，过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。以下关于过滤介质的性能和选择原则，不正确的是（）A.要有足够的机械强度B.过滤阻力要小C.过滤介质的选择不考虑价格D.要适应过滤物料的性质二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在化工过程的过滤过程中的滤饼阻力模型中，如何研究滤饼的结构和性质对过滤阻力的影响，优化过滤操作和设备设计。2、（本题5分）化工原理中的萃取设备的设计和操作优化需要考虑多个因素，请详细说明萃取设备的设计计算方法，包括萃取级效率的确定和萃取塔直径的计算，并分析如何提高萃取设备的处理能力和分离效率。3、（本题5分）请详细阐述化工过程中的离子交换技术，包括离子交换树脂的类型、性能以及在水软化、离子分离等方面的应用和操作要点。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个精馏塔中分离二元混合物A和B，进料组成x_F=0.4（摩尔分数），塔顶产品组成x_D=0.9，塔底产品组成x_W=0.1，回流比为3。求最小回流比和理论板数。2、（本题5分）一个流化床干燥器用于干燥湿物料，湿物料的处理量为1500kg/h，初含水量为0.35（湿基），终含水量为0.05（湿基），干燥介质为热空气，进口温度为130°C，湿度为0.005kg/kg干气，出口温度为70°C，湿度为0.02kg/kg干气。求干燥介质的消耗量和干燥器的传热面积。3、（本题5分）某化工厂进行裂解反应，原料为戊烷，反应温度为850℃，压力为0.8MPa，反应产物包括乙烯、丙烯、丁烯等。已知反应的动力学方程和热力学参数，计算戊烷的转化率和产物的选择性。4、（本题5分）一个化学反应器中进行可逆反应A⇌B，正反应速率常数为5L/(mol·min)，逆反应速率常数为2L/(mol·min)，初始时A的浓度为3mol/L，反应进行1小时后，计算A和B的浓度。5、（本题5分）一个连续操作的釜式反应器进行二级不可逆反应，反应速率常数为0.4m^3/(kmol·h)，进料浓度为4kmol/m^3，体积流量为15L/h，反应器体积为60L，计算出口浓度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某化工企业的废水处理后