北京化工大學(xué)《物料與能量衡算原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《物料與能量衡算原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、化工中的液液萃取過(guò)程，萃取相和萃余相的組成可以通過(guò)相平衡關(guān)系確定。以下關(guān)于相平衡關(guān)系的表示方法和應(yīng)用，不正確的是（）A.可以用三角形相圖表示B.可以計(jì)算萃取劑的最小用量C.相平衡關(guān)系不受溫度影響D.用于萃取過(guò)程的設(shè)計(jì)和計(jì)算2、化工生產(chǎn)中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對(duì)于干燥過(guò)程中的熱質(zhì)傳遞，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時(shí)進(jìn)行B.干燥速率取決于內(nèi)部擴(kuò)散和表面汽化C.濕空氣的性質(zhì)對(duì)干燥效果影響不大D.干燥介質(zhì)的選擇很重要3、在化工管道設(shè)計(jì)中，需要考慮管道的應(yīng)力和振動(dòng)問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)高溫高壓的化工管道系統(tǒng)，以下哪種管道支撐方式能夠有效地減少管道的應(yīng)力和振動(dòng)？（）A.固定支架B.滑動(dòng)支架C.導(dǎo)向支架D.彈簧支架4、在化工分離過(guò)程中，共沸精餾常用于分離共沸混合物。以下關(guān)于共沸精餾的原理和特點(diǎn)，不正確的是（）A.加入共沸劑形成新的共沸物B.共沸劑的選擇要考慮其與原混合物的相容性C.共沸精餾一定能實(shí)現(xiàn)完全分離D.操作條件較為復(fù)雜5、在化工生產(chǎn)中的干燥器選擇中，以下哪種干燥器適用于干燥熱敏性且易氧化的物料？（）A.廂式干燥器B.噴霧干燥器C.真空干燥器D.氣流干燥器6、在化工原理中，研究流體在管內(nèi)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱時(shí)，以下關(guān)于努塞爾數(shù)（Nu）的影響因素，不正確的是：（）A.流體的導(dǎo)熱系數(shù)B.管道的長(zhǎng)度C.流體的流速D.流體的物性參數(shù)7、在化工傳熱過(guò)程中，換熱器是常見的設(shè)備。當(dāng)需要在高溫、高壓條件下進(jìn)行高效傳熱時(shí)，以下哪種換熱器類型通常是首選？（）A.管殼式換熱器B.板式換熱器C.螺旋板式換熱器D.熱管換熱器8、化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)氣液反應(yīng)，若反應(yīng)主要在液相中進(jìn)行，提高反應(yīng)速率的有效方法是？（）A.增加氣相反應(yīng)物濃度B.增大液相反應(yīng)物濃度C.提高反應(yīng)溫度D.增大氣液接觸面積9、在化工傳遞過(guò)程中，關(guān)于對(duì)流傳熱系數(shù)的影響因素，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.對(duì)流傳熱系數(shù)只與流體的物理性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與換熱器的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)B.對(duì)流傳熱系數(shù)與流體的流速、溫度、黏度、熱導(dǎo)率以及換熱器的結(jié)構(gòu)等多種因素都有關(guān)系C.對(duì)流傳熱系數(shù)主要取決于流體的溫度，其他因素的影響可以忽略不計(jì)D.對(duì)流傳熱系數(shù)是一個(gè)固定值，不受任何外界條件的影響10、在化工流體流動(dòng)的阻力計(jì)算中，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間存在一定的關(guān)系。對(duì)于光滑管內(nèi)的湍流流動(dòng)，以下哪個(gè)公式常用于計(jì)算摩擦系數(shù)？（）A.泊肅葉公式B.范寧公式C.布拉修斯公式D.哈根-泊謖葉公式11、化工中的結(jié)晶過(guò)程受到多種因素的影響。對(duì)于一個(gè)結(jié)晶體系，以下哪個(gè)因素對(duì)晶體的形態(tài)和粒度分布影響最為顯著？（）A.過(guò)飽和度B.冷卻速率C.攪拌強(qiáng)度D.晶種的加入量12、化工過(guò)程中的干燥操作，若干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度降低，干燥速率會(huì)怎樣變化？（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢13、化工過(guò)程中的攪拌操作可以強(qiáng)化傳質(zhì)和傳熱。對(duì)于一個(gè)攪拌釜式反應(yīng)器，若攪拌槳的類型從槳式改為渦輪式，攪拌效果會(huì)如何變化？（）A.增強(qiáng)B.減弱C.不變D.取決于攪拌速度14、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素以確保反應(yīng)的高效進(jìn)行。對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，以下哪個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響相對(duì)較小？（）A.催化劑的孔徑大小B.反應(yīng)物的濃度C.反應(yīng)容器的材質(zhì)D.催化劑的活性15、對(duì)于化工原理中的吸收操作，以下關(guān)于吸收劑的選擇原則，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.吸收劑應(yīng)具有良好的選擇性、溶解度大、揮發(fā)性小、腐蝕性小、黏度低等特點(diǎn)B.吸收劑的價(jià)格越高越好，以保證吸收效果C.吸收劑的揮發(fā)性越大越好，能夠提高吸收效率D.吸收劑的黏度對(duì)吸收過(guò)程沒(méi)有影響，不需要考慮二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在化工熱力學(xué)的蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，提高循環(huán)熱效率的途徑和方法。2、（本題5分）論述在化工過(guò)程的結(jié)晶操作中，如何控制晶體的形狀和尺寸分布以滿足特定的應(yīng)用需求。3、（本題5分）分析在化工分離過(guò)程的新型萃取技術(shù)中，如雙水相萃取、反膠團(tuán)萃取等，如何利用其特殊的相平衡和傳質(zhì)特性實(shí)現(xiàn)高效分離。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)吸附塔中，用硅膠吸附廢氣中的甲醛，吸附平衡符合BET方程，吸附劑用量為60kg，進(jìn)氣中甲醛的濃度為250mg/m3，出口濃度要求低于25mg/m3，計(jì)算吸附時(shí)間。2、（本題5分）一個(gè)精餾塔分離乙醇和水的混合物，進(jìn)料流量為800kmol/h，進(jìn)料中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，塔頂餾出液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.8，塔底釜液中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，相對(duì)揮發(fā)度為2.2，回流比為2.5。計(jì)算塔頂和塔底產(chǎn)品的流量。3、（本題5分）在一個(gè)板式換熱器中，用熱油將冷水從15℃加熱到70℃，熱油進(jìn)口溫度為110℃，出口溫度為70℃，冷水流量為1200kg/h，比熱為4.2kJ/(kg·℃)，總傳熱系數(shù)為1000W/(m2·℃)，計(jì)算所需的換熱面積。4、（本題5分）某吸收塔用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)，進(jìn)塔氣體中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05，吸收率為90%，相平衡關(guān)系為y=0.8x，求最小液氣比和實(shí)際液氣比為1.5倍最小液氣比時(shí)的傳質(zhì)單元高度。5、（本題5分）一個(gè)絕熱壓縮過(guò)程，氣體初始?jí)毫?0kPa，初始溫度為27°C，壓縮后壓力為200kPa，絕熱指數(shù)為1.4，計(jì)算壓縮后氣體的溫度和比體積。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)化工項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，需要進(jìn)行大量的設(shè)備采購(gòu)，采購(gòu)過(guò)程中出現(xiàn)了供應(yīng)商選擇不當(dāng)?shù)膯?wèn)題。請(qǐng)分析供應(yīng)商選擇不當(dāng)?shù)脑?，并提?/p>