菏澤學院《化工儀表與自動化》2022-2023學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁菏澤學院《化工儀表與自動化》

2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于化工中的干燥過程，以下關于干燥速率曲線的階段劃分，哪一個是準確的？（）A.干燥速率曲線通常分為恒速干燥階段和降速干燥階段，恒速干燥階段主要受表面汽化控制，降速干燥階段主要受內部擴散控制B.干燥速率曲線只有恒速干燥階段，不存在降速干燥階段C.干燥速率曲線的階段劃分取決于干燥介質的溫度和濕度，與物料的性質無關D.干燥速率曲線的降速干燥階段，干燥速率與物料的含水量成正比2、化工過程中的傳熱問題至關重要。在一個列管式換熱器中，用熱水加熱冷水，若要提高傳熱效率，以下哪種措施是不合適的？（）A.增加換熱管的數量B.提高熱水的流速C.減小換熱管的管徑D.降低冷水的流速3、在化工熱力學中，對于一個封閉系統(tǒng)的絕熱過程，若系統(tǒng)對外做功，其內能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.可能增加也可能減少4、化工中的結晶器設計對產品質量有重要影響。對于生產大顆粒晶體的結晶過程，以下哪個結晶器的結構特點最為關鍵？（）A.具有強烈的攪拌B.較大的容積C.緩慢的冷卻速度D.良好的晶種添加裝置5、在化工過程的控制系統(tǒng)中，反饋控制是常見的控制方式之一。以下關于反饋控制的特點，哪種說法是不正確的？（）A.能夠克服擾動的影響B(tài).控制作用基于偏差C.可以實現(xiàn)無差控制D.響應速度較慢6、在化工生產中的蒸發(fā)操作，以下關于蒸發(fā)器類型的選擇，哪種因素的影響最為關鍵？（）A.溶液的性質B.處理量C.加熱蒸汽的壓力D.廠房的空間大小7、在化工安全工程中，火災和爆炸是常見的事故類型。對于一個易燃易爆的化工場所，以下關于預防火災爆炸的措施，不正確的是：（）A.提高操作壓力B.控制火源C.加強通風D.采用防爆電氣設備8、對于化工中的蒸發(fā)操作，以下關于蒸發(fā)器的類型和特點，哪一個是恰當的？（）A.常見的蒸發(fā)器有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、懸筐式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器和強制循環(huán)蒸發(fā)器等。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結構簡單，傳熱效果好；懸筐式蒸發(fā)器便于清洗和維修；外加熱式蒸發(fā)器加熱室和分離室分開，有利于循環(huán)；強制循環(huán)蒸發(fā)器循環(huán)速度大，傳熱系數高B.蒸發(fā)器的類型只有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器一種，其他類型都是在其基礎上改進的C.蒸發(fā)器的傳熱系數與溶液的性質和流速無關，只取決于蒸發(fā)器的結構D.蒸發(fā)器的操作壓力越高，蒸發(fā)效率越高，能耗越低9、在化工原理的學習中，吸收操作是重要的傳質過程。關于吸收過程中的氣液平衡關系，以下說法不正確的是（）A.溶解度隨溫度升高而降低B.壓力增大，溶解度增大C.亨利定律只適用于稀溶液D.氣液平衡關系不受溶質種類影響10、在化工過濾操作中，過濾速率與過濾壓差之間存在一定的關系。當過濾壓差增大時，以下哪種情況不太可能發(fā)生？（）A.過濾速率加快B.濾餅厚度增加C.濾液的澄清度提高D.過濾介質的阻力增大11、在化學反應動力學中，對于一個零級反應，其反應速率與反應物濃度無關。若將反應容器的體積增大一倍，反應時間會如何變化？（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?倍C.不變D.變?yōu)樵瓉淼囊话?2、在化學工程中，對于均相混合物的分離，常常采用蒸餾的方法。以下關于簡單蒸餾和平衡蒸餾的特點描述，不正確的是（）A.簡單蒸餾是非穩(wěn)態(tài)過程B.平衡蒸餾是穩(wěn)態(tài)過程C.簡單蒸餾分離效果一定優(yōu)于平衡蒸餾D.平衡蒸餾的操作簡單13、在化工管道設計中，需要考慮管道的應力和振動問題。對于一個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力和振動？（）A.固定支架B.滑動支架C.導向支架D.彈簧支架14、化工熱力學在化工過程的設計和分析中起著重要作用。對于一個理想氣體的絕熱膨脹過程，若溫度從300K下降到200K，其熵變是正值還是負值？（）A.正值B.負值C.零D.無法確定15、在化學反應器的設計中，需要考慮物料的流動模式。對于理想的平推流反應器，以下關于其特點的描述，不正確的是：（）A.不存在返混B.反應物濃度沿反應器長度逐漸變化C.不同停留時間的物料之間會混合D.反應速率只與反應器內位置有關16、在化工生產中的蒸發(fā)過程中，以下哪種蒸發(fā)器適用于處理熱敏性物料？（）A.降膜蒸發(fā)器B.升膜蒸發(fā)器C.刮板蒸發(fā)器D.強制循環(huán)蒸發(fā)器17、在化工過程的自動化控制中，PID控制器是常用的控制算法。以下關于PID控制器參數的調整，哪項說法是不準確的？（）A.增大比例系數可以加快響應速度B.增大積分時間可以消除穩(wěn)態(tài)誤差C.增大微分時間可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.PID參數的調整不依賴于系統(tǒng)的特性18、在化工過程的節(jié)能分析中，夾點技術是一種有效的方法。對于一個具有多個熱流和冷流的系統(tǒng)，以下關于夾點位置的確定，正確的是：（）A.夾點位于熱流和冷流溫差最小處B.夾點位于熱流和冷流溫差最大處C.夾點的位置與熱流和冷流的溫差無關D.無法確定夾點的位置19、在化工熱力學中，研究純物質的相平衡時，克勞修斯-克拉佩龍方程描述了蒸氣壓與溫度的關系。對于一種揮發(fā)性液體，以下關于其蒸氣壓隨溫度變化的趨勢，正確的是：（）A.溫度升高，蒸氣壓線性增加B.溫度升高，蒸氣壓指數增加C.溫度升高，蒸氣壓先增加后減小D.溫度升高，蒸氣壓不變20、在化工過程的節(jié)能減排中，余熱回收利用是重要措施之一。以下關于余熱回收的方式和技術，不準確的是（）A.可以用于發(fā)電B.可以預熱物料C.回收效率一定能達到100%D.要考慮余熱的品質21、在化工分離過程中，共沸精餾常用于分離共沸混合物。以下關于共沸精餾的原理和特點，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.共沸精餾一定能實現(xiàn)完全分離D.操作條件較為復雜22、化工過程中的結晶操作常用于分離和提純物質。對于一種溶解度隨溫度變化較大的物質，以下哪種結晶方法能夠獲得更高純度的產品？（）A.冷卻結晶B.蒸發(fā)結晶C.真空結晶D.溶析結晶23、在化工過程的優(yōu)化中，數學模型的建立是重要的一步。以下關于數學模型的作用，哪種表述是不全面的？（）A.預測過程性能B.指導實驗研究C.直接確定最優(yōu)操作條件D.分析過程的敏感性24、在化工流體的湍流流動中，渦流擴散系數與分子擴散系數相比，通常具有怎樣的特點？（）A.渦流擴散系數遠小于分子擴散系數B.渦流擴散系數與分子擴散系數相當C.渦流擴散系數遠大于分子擴散系數D.渦流擴散系數與分子擴散系數的大小關系不確定25、在化學工程中，對于均相混合物的分離，以下哪種方法通常基于各組分沸點的差異？（）A.萃取B.蒸餾C.結晶D.吸附26、在化學反應器的設計中，需要考慮熱穩(wěn)定性問題。以下關于熱穩(wěn)定性的分析方法和影響因素，不正確的是（）A.可以通過絕熱操作線分析B.與反應的放熱量和傳熱速率有關C.反應物濃度對熱穩(wěn)定性沒有影響D.可以采取措施提高熱穩(wěn)定性27、化工生產中的干燥操作常用于去除物料中的水分。對于干燥過程中的熱質傳遞，以下描述不準確的是（）A.熱量傳遞和質量傳遞同時進行B.干燥速率取決于內部擴散和表面汽化C.濕空氣的性質對干燥效果影響不大D.干燥介質的選擇很重要28、在化學反應工程中，對于一個均相催化反應，催化劑的濃度增加，反應速率會如何變化？（）A.線性增加B.先增加后趨于平穩(wěn)C.指數增加D.不變29、在化工流體輸送中，離心泵是常用的設備之一。當離心泵的安裝高度過高時，可能會出現(xiàn)什么問題？（）A.流量增大B.揚程降低C.發(fā)生氣蝕現(xiàn)象D.效率提高30、在化工熱力學中，對于真實氣體的狀態(tài)方程，范德華方程在一定條件下能夠較好地描述氣體的行為。若氣體的壓力較高，范德華方程的計算結果與實驗值相比會如何？（）A.更接近B.偏差更大C.完全一致D.無法確定二、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個氣體壓縮過程中，初始狀態(tài)下氣體的壓力為1MPa，溫度為300K，體積為1m3。經過絕熱壓縮后，壓力升高到3MPa，絕熱指數為1.4，計算壓縮后的體積和溫度。2、（本題5分）一個吸收塔用清水吸收混合氣中的氯化氫（HCl）氣體。混合氣的流量為1200m3/h，其中HCl的體積分數為12%。吸收劑水的流量為2500kg/h。已知相平衡關系為y=2x，其中y為氣相中HCl的摩爾分數，x為液相中HCl的摩爾分數。求HCl的吸收率和出口氣相中HCl的組成。3、（本題5分）某精餾塔的操作壓力為101.3kPa，進料為泡點進料，組成為xF=0.5（輕組分摩爾分數），塔頂產品組成為xD=0.9，塔釜產品組成為xW=0.1，相對揮發(fā)度為2，求最小回流比和實際回流比為2時的理論塔板數。4、（本題5分）一個連續(xù)干燥器在等焓條件下操作，濕物料的處理量為2000kg/h，初含水量為0.4（濕基），終含水量為0.05（濕基），干燥介質為熱空氣，進口溫度為120°C，濕度為0.01kg/kg干氣，出口溫度為80°C，濕度為0.05kg/kg干氣。求干燥介質的消耗量和預熱器的加熱量。5、（本題5分）在一個流化床反應器中進行氣固相催化反應，催化劑顆粒的直徑為0.5mm，密度為2000kg/m^3，氣體的密度為1.2kg/m^3，黏度為1.8×10^(-5)Pa·s，求最小流化速度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在化工生產的蒸發(fā)過程中，如何處理蒸發(fā)器內的結垢和堵塞問題。2、（本題5分）化工熱力學是化學工程的重要基礎，請闡述熵增原理的內容及其在化工過程中的應用，同時分析如何通過控制過程減少熵增。3、（本題5分）分析在化工熱力學的熱化學計算中，燃燒熱和生成熱數據的應用和計算方法。4、（本題5分）簡述在化工過程的噴霧干燥過程中的顆粒粒徑分布預測中，如何結合噴霧參數和干燥條件預測顆