杭州师范大学《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）.docx

杭州师范大学
《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）
院 (系)_______ 班级 _______ 学号 _______ 姓名 _______
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
成绩
复核签字
得分

登分签字

说明：本试卷共 100 分；答题要求： 按要求答题
考生须知:
1.姓名、学号、系、专业、年级、班级必须写在密封线内指定位置。
2.答案必须用蓝、黑色钢笔或圆珠笔写在试卷上，字迹要清晰，卷面要整洁，写在草稿纸上的一律无效。
第 I 卷（选择题）
评卷人
得分
一、单项选择题（每题2分，共20分）
1. 下列关于流体黏度的说法，错误的是（ ）。
A. 液体黏度随温度升高而减小
B. 气体黏度随温度升高而增大
C. 黏度是流体抵抗剪切变形的能力
D. 黏度的国际单位是Pa·s，工程中常用cP，1cP=1Pa·s
2. 流体在圆形直管内作稳态流动，若雷诺数Re=1500，则流动型态为（ ）。
A. 层流
B. 湍流
C. 过渡流
D. 无法判断
3. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生（ ）现象。
A. 气缚
B. 气蚀
C. 喘振
D. 抽空
4. 下列不属于间壁式换热器的是（ ）。
A. 套管式换热器
B. 板式换热器
C. 蛇管式换热器
D. 喷射式换热器
5. 传热过程中，热阻主要集中在（ ）时，强化传热的重点应放在该侧。
A. 热流体侧
B. 冷流体侧
C. 金属壁面
D. 热阻最大的一侧
6. 精馏操作中，塔顶冷凝器的作用是（ ）。
A. 提供上升蒸汽
B. 冷凝塔顶蒸汽为回流液和产品
C. 加热塔底液体
D. 分离轻重组分
7. 吸收操作中，溶质在溶剂中的溶解度越大，吸收过程越（ ）。
A. 容易
B. 困难
C. 不受影响
D. 无法确定
8. 过滤操作中，过滤速率随过滤时间的延长而（ ）。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
9. 蒸发操作中，二次蒸汽是指（ ）。
A. 加热蒸汽
B. 溶液蒸发产生的蒸汽
C. 冷凝水产生的蒸汽
D. 额外补充的蒸汽
10. 下列关于干燥速率的说法，正确的是（ ）。
A. 恒速干燥阶段，干燥速率主要受物料内部水分扩散速率控制
B. 降速干燥阶段，干燥速率主要受表面汽化速率控制
C. 恒速干燥阶段，物料表面温度等于空气的湿球温度
D. 降速干燥阶段，物料表面温度低于空气的湿球温度
第II卷（非选择题）
评卷人
得分
二、填空题（每题2分，共20分）
2. 流体静力学基本方程式为__________，它表明在静止流体中，任意两点的压强差与两点间的垂直距离成正比。
3. 离心泵的特性曲线包括扬程-流量曲线、__________曲线和效率-流量曲线。
4. 传热的基本方式有热传导、__________和热辐射三种。
5. 对流传热系数α的单位是__________。
6. 精馏塔中，气液两相在__________内进行接触传质，实现轻重组分的分离。
7. 吸收塔的操作线方程表示塔内任意截面上，气相溶质浓度与__________浓度之间的关系。
8. 过滤介质的作用是__________，而滤饼则是过滤过程中被截留的固体颗粒层。
9. 蒸发操作中，为提高加热蒸汽的利用率，常采用__________蒸发流程。
10. 干燥过程中，物料的平衡水分是指在一定空气条件下，物料中__________的水分含量。
11. 化工原理中，单元操作的计算常用__________法，即选择合适的衡算范围，对质量、能量等进行衡算。
三、简答题（每题6分，共30分）
12. 简述离心泵的工作原理及启动前需要灌泵的原因。
13. 说明间壁式换热器中总传热系数K的影响因素，并列举两种提高K值的方法。
14. 什么是精馏操作的回流比？简述回流比对精馏分离效果及能耗的影响。
15. 简述吸收操作中温度和压强对吸收效果的影响。
16. 说明干燥操作中空气预热的目的，并分析预热温度过高可能带来的问题。
四、计算题（每题10分，共20分）
17. 某离心泵将水从敞口蓄水池送至高位水槽，蓄水池与水槽的液面高度差为15m，管路总长（包括所有局部阻力的当量长度）为80m，管径为φ108×4mm，摩擦系数λ=0.02。若要求输送流量为50m³/h，试计算该离心泵所需的扬程。（水的密度ρ=1000kg/m³，g=9.81m/s²）
18. 在一列管换热器中，用饱和蒸汽加热冷水。饱和蒸汽温度为120℃，冷凝传热系数α1=10000W/(m²·℃)；冷水进口温度为20℃，出口温度为60℃，对流传热系数α2=2000W/(m²·℃)。换热器管束为φ25×2.5mm的钢管，导热系数λ=45W/(m·℃)。忽略污垢热阻，试计算该换热器的总传热系数K及单位面积的传热量Q/A。
五、综合分析题（10分）
某化工厂拟采用吸收塔回收废气中的有害组分A，已知废气流量为1000m³/h（标准状态），其中A的体积分数为5%，要求吸收率达到95%。吸收剂为清水，在操作条件下，A在水中的溶解度系数H=2.0kmol/(m³·kPa)，相平衡常数m=0.5。
试分析：
（1）该吸收过程是否为气膜控制或液膜控制？
（2）若增加吸收剂用量，对吸收效果及塔径有何影响？
（3）若操作压强升高，对吸收平衡及吸收速率有何影响？
拓展知识：杭州师范大学
杭州师范大学（Hangzhou Normal University），简称 “杭师大”，是浙江省重点建设高校，也是浙江省和杭州市共建高校，坐落于浙江省杭州市，地处长三角核心区域，人文荟萃，交通便捷，为学校的发展营造了良好的文化与地理环境。学校以教师教育为特色，涵盖文、理、工、经、管、法、医、教育、艺术等多学科协调发展，是一所以人文社会科学和自然科学为重点的综合性大学。
历史沿革
学校的前身可追溯至 1908 年创建的浙江官立两级师范学堂，历经多次变迁与整合。1978 年，学校更名为杭州师范学院，开始招收本科生；2000 年，杭州教育学院、杭州师范学校等多所院校并入，组建新的杭州师范学院；2007 年，经教育部批准，正式更名为杭州师范大学，实现了从师范学院向综合性大学的跨越。百余年来，学校始终坚守教育初心，在教师教育领域积累了深厚的底蕴，同时不断拓展学科领域，形成了多元化的办学格局。
办学规模
截至 2024 年，学校拥有仓前、玉皇山、下沙三个校区，总占地面积约 1900 亩，校舍建筑面积 80 余万平方米，全日制在校生 25000 余人，其中普通本科生 20000 余人、研究生 5000 余人。学校设有 23 个学院（部），开设 82 个本科专业，拥有一级学科博士点 10 个、一级学科硕士点 25 个、硕士专业学位授权点 18 个，形成了以教育学、心理学、文学、艺术学等为优势学科的学科体系，其中教育学、心理学入选浙江省重点建设高校优势特色学科，化学、临床医学等学科进入 ESI 全球前 1%。
学校注重实践教学和创新人才培养，建有国家级实验教学示范中心 2 个、国家级虚拟仿真实验教学中心 1 个、国家级工程实践教育中心 4 个，拥有各类实验室、实训基地 200 余个，为学生提供了丰富的实践平台。同时，学校与地方政府、中小学、企业等建立了广泛的合作关系，共建了一批教学实践基地和产学研合作平台，推动了教学与实践的深度融合。
师资力量
学校拥有一支结构合理、素质优良的师资队伍，现有教职工 2800 余人，其中专任教师 1900 余人。教师队伍中，有院士 5 人、国家杰出青年科学基金获得者 6 人、国家 “万人计划” 领军人才 8 人等一批高层次人才。高级职称教师占比超过 55%，具有博士学位的教师占比超过 80%。这支队伍不仅在教学中注重培养学生的创新思维和实践能力，还在各学科领域的科研工作中成果显著。
学术研究与设施
在学术研究方面，学校在教育科学、人文社科、艺术创作、生物医药、材料科学等领域具有较强的科研实力，建有国家级科研平台 4 个、省部级科研平台 60 余个，包括国家重点实验室培育基地、教育部人文社会科学重点研究基地等。近年来，学校承担了国家 “973” 计划、“863” 计划、国家自然科学基金重大项目、国家社会科学基金重大项目等国家级科研项目数百项，获得国家科技进步奖、国家社会科学基金优秀成果奖等国家级奖项 6 项，省部级奖项百余项，发表高水平学术论文数千篇，在多个领域取得了具有重要影响力的科研成果。
学校图书馆总面积达 5.2 万平方米，藏书量超过 320 万册，其中教育、文学、艺术、医学等学科的文献资源尤为丰富，同时引进了 Web of Science、Elsevier、CNKI 等国内外知名数据库，为师生的教学、科研和学习提供了充足的文献支持。此外，学校还建有现代化的教学楼、科研楼、体育馆、艺术馆、附属医院等设施，其中附属医院为医学类专业的教学和实践提供了有力保障。
荣誉与就业
学校凭借其鲜明的办学特色和优异的办学成果，先后荣获 “全国创新创业典型经验高校”“浙江省文明单位”“浙江省教育系统先进集体” 等荣誉称号。
在就业方面，学校的毕业生以综合素质高、实践能力强、适应能力好而受到用人单位的广泛好评，就业率始终保持在浙江省高校前列。毕业生主要分布在教育、文化、科技、医疗、金融、政府机关等领域，就业单位包括中小学、高校、科研院所、知名企业、医疗机构等，为地方经济社会发展和教育事业进步输送了大量高素质人才。