天津公安警官職業(yè)學院《生化工廠設(shè)計》2023-2024學年第二學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁天津公安警官職業(yè)學院《生化工廠設(shè)計》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、化工中的結(jié)晶過程受到多種因素的影響。對于一個結(jié)晶體系，以下哪個因素對晶體的形態(tài)和粒度分布影響最為顯著？（）A.過飽和度B.冷卻速率C.攪拌強度D.晶種的加入量2、化工過程的模擬和優(yōu)化對于提高生產(chǎn)效率和降低成本具有重要意義。在使用化工模擬軟件進行過程優(yōu)化時，以下哪個參數(shù)的優(yōu)化對經(jīng)濟效益的提升最為明顯？（）A.原材料的消耗B.產(chǎn)品的產(chǎn)量C.設(shè)備的投資D.操作工人的數(shù)量3、在化工過程控制中，PID控制器被廣泛應用。對于一個具有較大滯后特性的化工過程，以下哪種PID參數(shù)的調(diào)整方法能夠更好地提高控制效果？（）A.增大比例系數(shù)B.增大積分時間C.增大微分時間D.同時增大比例系數(shù)和積分時間4、在化工工藝流程設(shè)計中，需要考慮多種因素以確保生產(chǎn)的高效和穩(wěn)定。對于一個涉及多個反應和分離步驟的流程，以下哪個因素對于優(yōu)化流程順序最為關(guān)鍵？（）A.反應的轉(zhuǎn)化率B.產(chǎn)物的純度要求C.各步驟的成本D.原料的供應穩(wěn)定性5、化工熱力學中，對于混合熱不為零的混合物，其超額性質(zhì)通常如何定義？（）A.實際混合物性質(zhì)與理想混合物性質(zhì)之差B.實際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之和C.實際混合物性質(zhì)與純組分性質(zhì)之差D.實際混合物性質(zhì)與理想溶液性質(zhì)之差6、在化工熱力學中，研究混合物的汽液平衡時，泡點和露點的計算是重要內(nèi)容。對于一個二元混合物，以下關(guān)于泡點和露點的關(guān)系，正確的是：（）A.泡點總是低于露點B.泡點總是高于露點C.泡點和露點可能相等D.泡點和露點沒有關(guān)系7、在化工傳熱過程中，換熱器是常見的設(shè)備。當需要在高溫、高壓條件下進行高效傳熱時，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、在化工流體輸送中，離心泵是常用的設(shè)備之一。若輸送的液體粘度增大，離心泵的揚程和流量會如何變化？（）A.揚程增大，流量增大B.揚程增大，流量減小C.揚程減小，流量增大D.揚程減小，流量減小9、化學反應工程是化學工程的重要分支。在一個間歇式攪拌反應器中進行不可逆的一級反應，若要提高產(chǎn)物的收率，以下哪種操作方式最為有效？（）A.增加反應物濃度B.升高反應溫度C.延長反應時間D.加快攪拌速度10、在化工反應工程中，研究反應的熱效應對于設(shè)計反應器和控制反應過程非常重要。對于一個強放熱反應，以下哪種措施能夠有效地控制反應溫度？（）A.采用夾套冷卻B.通入惰性氣體C.分段進料D.以上都是11、在化工設(shè)備的選型中，需要綜合考慮性能、價格和可靠性等因素。對于一個需要長期連續(xù)運行的關(guān)鍵設(shè)備，以下哪個因素的權(quán)重通常最高？（）A.設(shè)備的性能B.設(shè)備的價格C.設(shè)備的可靠性D.設(shè)備的維護成本12、在化工過程的優(yōu)化中，常常需要對多個目標進行權(quán)衡。以下哪項不是常見的優(yōu)化目標？（）A.最大化產(chǎn)量B.最小化能耗C.最大化設(shè)備投資D.最小化環(huán)境污染13、在化學反應工程中，對于氣液反應，以下哪種反應器類型能夠提供較大的相界面積？（）A.鼓泡塔反應器B.填料塔反應器C.噴霧塔反應器D.以上反應器類型效果相同14、在化工傳熱設(shè)備中，熱管具有高效的傳熱性能。熱管內(nèi)部的工作液體在蒸發(fā)段蒸發(fā)，在冷凝段冷凝，其傳熱過程主要依靠什么原理？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.相變傳熱15、在化學反應工程中，對于一個非均相催化反應，以下關(guān)于催化劑外擴散阻力的消除方法，不正確的是：（）A.提高攪拌速度B.減小催化劑顆粒尺寸C.增加反應物濃度D.升高反應溫度二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）請詳細闡述化工過程中的結(jié)晶操作，包括晶體的形成原理、影響晶體質(zhì)量和產(chǎn)量的因素以及結(jié)晶過程的優(yōu)化控制策略。2、（本題5分）解釋在化工熱力學的蒸汽動力循環(huán)中，提高循環(huán)熱效率的途徑和方法。3、（本題5分）在化學工程領(lǐng)域，全面論述化工過程中的生物脫硫技術(shù)，包括微生物的作用機制、工藝流程以及在石油、天然氣脫硫中的應用。4、（本題5分）在化工過程中，深入探討精餾塔的設(shè)計與操作參數(shù)優(yōu)化，分析影響分離效果的因素如塔板數(shù)、回流比等，并闡述如何通過優(yōu)化來提高產(chǎn)品純度和降低能耗。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一精餾塔，進料為含苯40%（摩爾分數(shù)，下同）和甲苯60%的混合物，進料量為100kmol/h。要求塔頂餾出液中苯的含量不低于90%，塔底釜殘液中苯的含量不高于10%。已知相對揮發(fā)度為2.5，求最小回流比和理論板數(shù)。2、（本題5分）一個板式換熱器用于冷卻一種熱油，熱油進口溫度為180°C，出口溫度為100°C，流量為800kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)。冷卻介質(zhì)為水，進口溫度為20°C，出口溫度為60°C，流量為1200kg/h，比熱容為4.2kJ/(kg·K)。計算換熱器的傳熱面積和對數(shù)平均溫差。3、（本題5分）在一個膜分離過程中，已知膜的滲透系數(shù)和膜面積，進料側(cè)溶質(zhì)的濃度為10mol/m3，滲透側(cè)溶質(zhì)的濃度為1mol/m3，求溶質(zhì)的滲透通量。4、（本題5分）在一個絕熱恒壓的容器中進行如下反應：2A+B→C，初始時A、B的物質(zhì)的量分別為6mol、3mol，反應達到平衡時C的物質(zhì)的量為4mol，求反應的熵變。假設(shè)反應的焓變ΔH=-80kJ/mol。5、（本題5分）在一個板式換熱器中，用熱流體將冷流體從30°C加熱到80°C，熱流體的進口溫度為120°C，出口溫度為80°C，冷流體和熱流體的流量相同，比熱容也相同。求換熱器的傳熱平均溫差。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一家化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備需要進行節(jié)能改造。請分析具體的改造措施。2、（本題10分