中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）《化工單元操作技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(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、在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，研究反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系時(shí)，除了阿倫尼烏斯方程，還有其他模型。以下關(guān)于這些模型的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.適用范圍不同B.計(jì)算精度相同C.考慮因素不同D.表達(dá)形式不同2、在化工熱力學(xué)的研究中，以下哪個(gè)參數(shù)常用于判斷混合物的非理想性程度？（）A.活度系數(shù)B.逸度系數(shù)C.壓縮因子D.偏心因子3、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4、在化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，關(guān)于間歇式反應(yīng)器的特點(diǎn)，以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.間歇式反應(yīng)器適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高B.間歇式反應(yīng)器內(nèi)物料的組成和溫度等參數(shù)隨時(shí)間變化，操作靈活，但輔助時(shí)間長(zhǎng)C.間歇式反應(yīng)器內(nèi)物料的反應(yīng)速率始終保持不變，容易控制D.間歇式反應(yīng)器不需要攪拌裝置，物料能夠自動(dòng)混合均勻5、對(duì)于化工過(guò)程中的流體流動(dòng)，以下關(guān)于雷諾數(shù)的含義和作用，哪一個(gè)是正確的？（）A.雷諾數(shù)是用來(lái)判斷流體流動(dòng)類型（層流或湍流）的無(wú)量綱數(shù)，其大小反映了流體的慣性力與黏性力的相對(duì)大小B.雷諾數(shù)只與流體的流速有關(guān)，與流體的性質(zhì)和管道直徑無(wú)關(guān)C.雷諾數(shù)越大，流體的流動(dòng)阻力越小，能量損失越少D.雷諾數(shù)對(duì)流體流動(dòng)的研究沒(méi)有實(shí)際意義，只是一個(gè)理論概念6、關(guān)于化工生產(chǎn)中的攪拌裝置，以下哪種攪拌器適用于高粘度液體的攪拌？（）A.槳式攪拌器B.渦輪式攪拌器C.錨式攪拌器D.推進(jìn)式攪拌器7、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8、在化工傳熱過(guò)程中，當(dāng)熱流體通過(guò)間壁將熱量傳遞給冷流體時(shí)，若要提高傳熱效率，可以采取多種措施。以下哪種方法通常不是有效的手段？（）A.增大傳熱面積B.提高冷熱流體的溫差C.增加間壁的厚度D.提高流體的流速9、在化工熱力學(xué)中，對(duì)于氣體的絕熱可逆膨脹過(guò)程，以下哪個(gè)參數(shù)一定不變？（）A.溫度B.熵C.焓D.內(nèi)能10、對(duì)于化工生產(chǎn)中的節(jié)能技術(shù)，以下關(guān)于夾點(diǎn)技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.夾點(diǎn)技術(shù)是通過(guò)分析過(guò)程系統(tǒng)中的物流和能流，找出系統(tǒng)用能的“瓶頸”，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化B.夾點(diǎn)技術(shù)只能用于熱交換網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，對(duì)其他化工單元操作的節(jié)能沒(méi)有幫助C.夾點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用需要復(fù)雜的計(jì)算和專業(yè)軟件，實(shí)際操作難度大，效果不明顯D.夾點(diǎn)技術(shù)是一種過(guò)時(shí)的節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)被新的技術(shù)所取代11、在化工生產(chǎn)中，常常需要對(duì)混合物進(jìn)行分離和提純。對(duì)于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分餾的方法進(jìn)行分離，以下哪種因素對(duì)分離效果的影響最為關(guān)鍵？（）A.混合物的組成比例B.分餾柱的高度和填充材料C.加熱溫度和速度D.冷卻介質(zhì)的溫度12、在化學(xué)反應(yīng)工程中，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)體系中的平行競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，以下哪種方法可以提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性？（）A.選擇合適的催化劑B.改變反應(yīng)溫度C.調(diào)整反應(yīng)物的濃度D.以上方法都可以13、在化工流程模擬中，需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述系統(tǒng)的行為。以下關(guān)于模型建立的步驟，哪一個(gè)順序是合理的？（）A.確定模型結(jié)構(gòu)、收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計(jì)、模型驗(yàn)證B.收集數(shù)據(jù)、確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)、模型驗(yàn)證C.收集數(shù)據(jù)、參數(shù)估計(jì)、確定模型結(jié)構(gòu)、模型驗(yàn)證D.確定模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)、收集數(shù)據(jù)、模型驗(yàn)證14、在化工生產(chǎn)中的結(jié)晶過(guò)程中，以下哪種操作條件有利于得到大顆粒晶體？（）A.較高的過(guò)飽和度B.較低的過(guò)飽和度C.較快的降溫速度D.強(qiáng)烈的攪拌15、化工過(guò)程中的蒸發(fā)操作，若要降低溶液的沸點(diǎn)升高，以下哪種方法可行？（）A.提高操作壓力B.降低操作壓力C.增加溶質(zhì)濃度D.減小進(jìn)料量二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在化工分離過(guò)程中，膜蒸餾技術(shù)是一種新興的分離方法，請(qǐng)闡述膜蒸餾的原理和類型，包括直接接觸式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾等，并分析其在海水淡化和溶液濃縮等領(lǐng)域的應(yīng)用前景和面臨的挑戰(zhàn)。2、（本題5分）解釋在化工過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)分析中，如何運(yùn)用故障樹(shù)分析、事件樹(shù)分析等方法定量評(píng)估事故發(fā)生的概率和后果，制定風(fēng)險(xiǎn)控制策略。3、（本題5分）解釋在化工過(guò)程的模擬軟件應(yīng)用中，如何輸入準(zhǔn)確的參數(shù)和模型，進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬和預(yù)測(cè)，并根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。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)板式塔中進(jìn)行精餾操作，塔板間距為0.5m，堰高為0.05m，液流強(qiáng)度為20m3/(m·h)，液體密度為800kg/m3，求堰上液層高度和降液管內(nèi)液體停留時(shí)間。2、（本題5分）一個(gè)管式換熱器，管內(nèi)走熱流體，管外走冷流體。熱流體的進(jìn)口溫度為200°C，出口溫度為150°C，冷流體的進(jìn)口溫度為50°C，出口溫度為100°C。已知熱流體的質(zhì)量流量為2kg/s，比熱容為1.5kJ/(kg·K)，冷流體的質(zhì)量流量為3kg/s，比熱容為2kJ/(kg·K)，求換熱器的傳熱面積。假設(shè)傳熱系數(shù)為800W/(m2·K)。3、（本題5分）在一個(gè)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)，催化劑顆粒的密度為1500kg/m^3，平均直徑為0.08mm，床層空隙率為0.45，氣體的粘度為0.018Pa·s，表觀氣速為0.6m/s。計(jì)算臨界流化速度和帶出速度。4、（本題5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的濃度。5、（本題5分）在一個(gè)流化床干燥器中，對(duì)濕物料進(jìn)行干燥，濕物料初始含水量為35%（濕基），要求干燥至8%（濕基），干燥速率與物料含水量的關(guān)系為-dW/dt=k(WC-W)^0.8，其中k=0.4h^-1，WC為平衡含水量，W為物料含水量，計(jì)算干燥所需的時(shí)間。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某化學(xué)工程研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行一項(xiàng)新型分離技術(shù)的研究時(shí)，遇到了分離效果不佳的問(wèn)