吕梁师范高等专科学校《化工过程模拟与仿真》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《化工过程模拟与仿真》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、化工生产中的流体输送设备种类繁多。对于离心泵的工作原理和性能特点，以下描述不正确的是（）A.依靠叶轮旋转产生离心力B.流量与扬程存在一定关系C.可以输送高粘度液体D.安装高度有一定限制2、在化工原理中，研究流体在管内的强制对流传热时，以下关于努塞尔数（Nu）的影响因素，不正确的是：（）A.流体的导热系数B.管道的长度C.流体的流速D.流体的物性参数3、在化工精馏过程中，进料热状态会影响精馏塔的操作。以下哪种进料热状态会使精馏段的塔板数增加，提馏段的塔板数减少？（）A.过热蒸汽进料B.饱和蒸汽进料C.气液混合物进料D.冷液进料4、化工过程中的干燥操作，若干燥介质的相对湿度降低，干燥速率会怎样变化？（）A.加快B.减慢C.不变D.先加快后减慢5、对于化工工艺流程的设计，以下关于工艺流程优化的目标，哪一个是恰当的？（）A.工艺流程优化的目标是在满足产品质量和产量要求的前提下，最大限度地降低投资成本和运行费用，提高生产效率和经济效益B.工艺流程优化只需要考虑技术上的可行性，不需要考虑经济和环境因素C.工艺流程优化的重点是增加生产环节，以提高产品的附加值D.工艺流程优化主要是为了满足环保要求，对生产效率和成本的影响可以忽略6、在化工热力学中，对于纯物质的临界状态，以下哪个参数在临界状态时没有明确的数值？（）A.温度B.压力C.体积D.密度7、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配。对于一个特定的萃取体系，若萃取剂的用量增加，萃取相和萃余相的组成会如何变化？（）A.萃取相中溶质浓度增加，萃余相中溶质浓度减少B.萃取相中溶质浓度减少，萃余相中溶质浓度增加C.萃取相和萃余相中溶质浓度均增加D.萃取相和萃余相中溶质浓度均减少8、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离沸点相近的混合物。以下关于萃取剂的选择原则，哪种说法是不准确的？（）A.对溶质有高的溶解度B.与原溶剂不互溶C.易于回收D.价格越便宜越好9、在化工生产中的干燥器选择中，以下哪种干燥器适用于干燥热敏性且易氧化的物料？（）A.厢式干燥器B.喷雾干燥器C.真空干燥器D.气流干燥器10、在化工热力学中，对于混合物的热力学性质计算，以下哪种方法通常需要较多的实验数据支持？（）A.状态方程法B.活度系数法C.理想溶液模型D.正规溶液模型11、在化工设备的选材中，以下哪种材料通常用于高温高压且有腐蚀性介质的工况？（）A.碳钢B.不锈钢C.钛合金D.铜合金12、在化工物料衡算中，对于一个连续稳定的化工过程，以下关于输入和输出物料量的关系，哪项是必然成立的？（）A.输入物料的质量等于输出物料的质量B.输入物料的体积等于输出物料的体积C.输入物料的摩尔数等于输出物料的摩尔数D.输入物料的总能量等于输出物料的总能量13、在化工过程控制中，前馈控制可以弥补反馈控制的不足。对于一个受可测干扰影响的过程，以下关于前馈控制的特点，正确的是：（）A.根据偏差进行控制B.能够完全消除干扰的影响C.控制作用滞后D.不需要测量干扰14、关于化工过程中的膜分离应用，以下哪种膜分离过程不是用于分离气体混合物？（）A.反渗透B.气体渗透C.膜基吸收D.变压吸附15、在化工分离过程中，反渗透膜分离技术在水处理中应用广泛。以下关于反渗透的驱动力，哪种说法是正确的？（）A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在化学工程中，全面论述化工过程中的等离子体技术，包括等离子体的产生方式、作用原理以及在材料表面处理、废气处理等方面的应用。2、（本题5分）详细说明在化工过程的过滤操作中，如何进行过滤机的选型和过滤面积的计算。3、（本题5分）分析在化工热力学的热力学循环分析中，卡诺循环和实际循环的差异及改进方向。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个流化床干燥器中，对湿物料进行干燥，湿物料初始含水量为40%（湿基），要求干燥至5%（湿基），干燥速率与物料含水量的关系为-dW/dt=k(WC-W)，其中k=0.5h^-1，WC为平衡含水量，W为物料含水量，计算干燥所需的时间。2、（本题5分）某化工厂进行裂解反应，原料为正丁烷，反应温度为750℃，压力为0.5MPa，反应产物包括乙烯、丙烯、丁二烯等。已知反应的动力学方程和热力学参数，计算正丁烷的转化率和产物的选择性。3、（本题5分）一个间歇反应釜中进行如下反应：A+B→C，反应速率方程为r=k[A][B]，其中k=2L/(mol·s)，初始时A和B的浓度分别为2mol/L和3mol/L，反应3小时后，计算C的生成量。4、（本题5分）在一个固定床催化反应器中进行气固相催化反应，反应方程式为A+2B→3C。进料中A、B的摩尔比为1:2，总进料流量为8mol/s，反应温度为400°C。反应速率方程为r=k*C_A*C_B²，其中k=5L²/(mol²·s)，C_A和C_B分别为A和B的浓度。计算反应器出口处各组分的浓度。5、（本题5分）在一个连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行二级可逆反应A+B⇌C+D，正反应速率常数为2L/(mol·h)，逆反应速率常数为1L/(mol·h)，进料中A和B的浓度均为1mol/L，反应器体积为20L，进料流量为5L/h，计算反应器出口处各组分的浓度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工企业在扩大生产规模时，需要考虑