湖南藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《生化工廠設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)湖南藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《生化工廠設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在化工精餾操作中，要實(shí)現(xiàn)混合物的有效分離，需要合理控制操作參數(shù)。以下哪個(gè)操作參數(shù)的改變對(duì)塔頂產(chǎn)品純度的影響最為直接？（）A.回流比B.進(jìn)料位置C.塔釜加熱量D.塔頂采出量2、在化工過(guò)程的節(jié)能措施中，熱集成技術(shù)能夠有效地提高能源利用效率。以下關(guān)于熱集成技術(shù)的原理，哪種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的？（）A.合理匹配熱物流和冷物流B.減少公用工程的消耗C.提高換熱器的傳熱溫差D.實(shí)現(xiàn)熱量的回收和再利用3、在化工過(guò)程的節(jié)能優(yōu)化中，夾點(diǎn)技術(shù)是一種常用的方法。以下關(guān)于夾點(diǎn)技術(shù)的主要作用，哪種描述是不準(zhǔn)確的？（）A.確定最小公用工程用量B.識(shí)別能量回收的潛力C.優(yōu)化換熱器網(wǎng)絡(luò)D.直接降低反應(yīng)的活化能4、在化工過(guò)程控制中，比例積分微分（PID）控制器是常用的控制器類型。以下關(guān)于PID控制器參數(shù)整定的方法，不正確的是：（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.理論計(jì)算法5、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，壓力容器的設(shè)計(jì)需要遵循嚴(yán)格的規(guī)范。對(duì)于一個(gè)承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器，以下關(guān)于其壁厚計(jì)算的依據(jù)，不正確的是：（）A.材料的屈服強(qiáng)度B.容器的直徑C.容器內(nèi)的壓力D.容器的長(zhǎng)度6、化工中的攪拌釜式反應(yīng)器在很多情況下被使用。當(dāng)反應(yīng)物料的粘度隨反應(yīng)進(jìn)程發(fā)生顯著變化時(shí)，以下哪種攪拌槳轉(zhuǎn)速的控制策略能夠保證反應(yīng)的均勻性？（）A.恒定轉(zhuǎn)速B.逐漸增加轉(zhuǎn)速C.逐漸降低轉(zhuǎn)速D.根據(jù)物料粘度實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速7、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對(duì)反應(yīng)進(jìn)行催化。對(duì)于一個(gè)需要高選擇性的催化反應(yīng)，以下哪種催化劑的制備方法能夠更好地控制催化劑的活性和選擇性？（）A.浸漬法B.沉淀法C.溶膠-凝膠法D.離子交換法8、在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常涉及到氣體的壓縮過(guò)程。對(duì)于一個(gè)絕熱壓縮過(guò)程，若壓縮比相同，以下關(guān)于壓縮終溫的說(shuō)法，正確的是：（）A.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越高B.壓縮氣體的比熱容越大，終溫越低C.氣體比熱容對(duì)終溫沒(méi)有影響D.無(wú)法確定比熱容與終溫的關(guān)系9、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)體系，以下關(guān)于反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定方法，不準(zhǔn)確的是（）A.實(shí)驗(yàn)測(cè)定法B.初始速率法C.憑經(jīng)驗(yàn)隨意猜測(cè)D.積分法10、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的重要分支。對(duì)于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，為了提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，以下哪種操作策略通常是最為有效的？（）A.降低反應(yīng)溫度B.提高反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)物濃度D.及時(shí)移除反應(yīng)產(chǎn)物11、在化工生產(chǎn)中，常常需要對(duì)物料進(jìn)行干燥處理。對(duì)于一種濕物料，若采用熱風(fēng)干燥，風(fēng)的溫度越高，物料的干燥速率一定越快嗎？（）A.一定B.不一定C.取決于物料的性質(zhì)D.取決于干燥設(shè)備的類型12、在化工傳質(zhì)過(guò)程中，分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散都對(duì)物質(zhì)的傳遞起著重要作用。以下關(guān)于這兩種擴(kuò)散方式的比較，哪項(xiàng)是不正確的？（）A.分子擴(kuò)散的速率通常小于渦流擴(kuò)散B.分子擴(kuò)散與濃度梯度成正比，渦流擴(kuò)散與濃度梯度無(wú)關(guān)C.分子擴(kuò)散發(fā)生在靜止或?qū)恿髁黧w中，渦流擴(kuò)散發(fā)生在湍流流體中D.分子擴(kuò)散系數(shù)與流體的溫度無(wú)關(guān)，渦流擴(kuò)散系數(shù)與溫度有關(guān)13、化工傳遞過(guò)程包括動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。在對(duì)流傳熱過(guò)程中，當(dāng)流體的流速增加時(shí)，以下關(guān)于對(duì)流傳熱系數(shù)的變化，正確的是：（）A.對(duì)流傳熱系數(shù)不變B.對(duì)流傳熱系數(shù)減小C.對(duì)流傳熱系數(shù)增大D.對(duì)流傳熱系數(shù)先增大后減小14、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15、化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)不僅與溫度有關(guān)，還與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。對(duì)于一個(gè)一級(jí)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物濃度增加一倍時(shí)，速率常數(shù)會(huì)？（）A.增加一倍B.不變C.減小一半D.增加兩倍16、在化工分離過(guò)程中，膜分離技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一個(gè)反滲透膜分離過(guò)程，以下關(guān)于其分離原理的描述，不正確的是：（）A.依靠壓力差作為推動(dòng)力B.利用膜的選擇性透過(guò)性C.溶質(zhì)會(huì)透過(guò)膜進(jìn)入滲透液D.適用于分離小分子物質(zhì)17、在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，換熱器的設(shè)計(jì)需要考慮傳熱效率和壓降。對(duì)于一個(gè)管殼式換熱器，以下關(guān)于折流板的作用，不正確的是：（）A.增加傳熱面積B.提高流速C.支撐管束D.減小壓降18、化工中的結(jié)晶器設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。對(duì)于生產(chǎn)大顆粒晶體的結(jié)晶過(guò)程，以下哪個(gè)結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)最為關(guān)鍵？（）A.具有強(qiáng)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19、對(duì)于化工中的傳熱設(shè)備，以下關(guān)于換熱器的強(qiáng)化傳熱方法，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.換熱器的強(qiáng)化傳熱方法包括增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)和增大平均溫差。增大傳熱面積可以采用翅片管、波紋管等；提高傳熱系數(shù)可以通過(guò)增加流體的流速、改變流動(dòng)狀態(tài)等；增大平均溫差可以采用逆流操作等B.強(qiáng)化傳熱只需要增大傳熱面積，其他方法效果不明顯C.提高流體的流速會(huì)增加阻力損失，因此不應(yīng)采用這種方法來(lái)強(qiáng)化傳熱D.順流操作比逆流操作的平均溫差大，更有利于強(qiáng)化傳熱20、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，需要考慮物料的流動(dòng)模式。對(duì)于理想的平推流反應(yīng)器，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，不正確的是：（）A.不存在返混B.反應(yīng)物濃度沿反應(yīng)器長(zhǎng)度逐漸變化C.不同停留時(shí)間的物料之間會(huì)混合D.反應(yīng)速率只與反應(yīng)器內(nèi)位置有關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在化學(xué)工程領(lǐng)域，全面論述化工過(guò)程中的生物膜法廢水處理技術(shù)，包括生物膜的形成、特點(diǎn)以及處理工藝和效果。2、（本題5分）論述在化工設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行設(shè)備布置和管道布置以滿足工藝要求和安全生產(chǎn)。3、（本題5分）結(jié)合生物化工的發(fā)展，深入探討生物發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化控制，包括培養(yǎng)基配方、發(fā)酵條件、代謝調(diào)控等方面對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。4、（本題5分）化工過(guò)程中的攪拌操作對(duì)于反應(yīng)和混合具有重要作用，請(qǐng)闡述攪拌器的類型和特點(diǎn)，分析攪拌功率的計(jì)算方法和影響攪拌效果的因素。5、（本題5分）化工原理中的干燥過(guò)程中的濕空氣性質(zhì)對(duì)于干燥操作的分析和設(shè)計(jì)具有重要意義，請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明濕空氣的主要性質(zhì)參數(shù)（如濕度、相對(duì)濕度、焓等）的定義和計(jì)算方法，并分析它們?cè)诟稍镞^(guò)程中的變化規(guī)律。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某化工企業(yè)采用了一種新的生產(chǎn)工藝，但在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的情況。請(qǐng)分析可能的原因并提出解決方案。2、（本題5分）一個(gè)化工項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中面臨資金緊張、工期延誤等問(wèn)題。分析造成這些問(wèn)題的原因，并提出解決辦法以確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。3、（本題5分）在新能源領(lǐng)域，某企業(yè)開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)能源存在轉(zhuǎn)化率不高的問(wèn)題。請(qǐng)分析原因并提出改進(jìn)策略。4、（本題5分）一個(gè)化工項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中需要進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，以確保項(xiàng)目的安全性。請(qǐng)分析安全評(píng)價(jià)的內(nèi)容和方法。5、（本題5分）某化工廠的一個(gè)反應(yīng)過(guò)程需要提高產(chǎn)物的選擇性。請(qǐng)分析可以采取哪些方法。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.5h^(-1)。進(jìn)料流量為10L/h，進(jìn)料中A的濃度為2mol/L。假設(shè)反應(yīng)器體積為50L，計(jì)算反應(yīng)器出口處A和B的濃度。2、（本題10分）一個(gè)連續(xù)干燥器在等焓條件下操作，濕物料的初始含水量為0.4kg/kg（干基）