香港科技大学《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）.docx

香港科技大学（广州）
《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：香港科技大学（广州）是经教育部批准，由广州大学与香港科技大学合作举办的大学，是《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布后获批的首个具有法人资格的内地与香港合作办学机构，于 2022 年 6 月正式成立。学校立足粤港澳大湾区，面向世界，致力于成为一所引领国际高等教育改革的新型研究型大学，在促进内地与香港教育融合、培养创新人才方面发挥着重要作用。
在办学理念与定位上，香港科技大学（广州）以 “港科大一体、两校互补” 为框架，与香港科技大学（清水湾校园）形成相辅相成的关系。不同于传统以 “学科” 为导向的办学模式，该校采用 “枢纽 - 学域” 的全新学术架构，聚焦于解决当下和未来重大全球性挑战，打破学科壁垒，推动学科交叉融合，旨在培养具有国际视野、创新能力和社会责任感的复合型人才，为区域及全球发展提供智力支持与人才保障。
学科架构极具创新性，学校设有四大枢纽，分别为功能枢纽、系统枢纽、信息枢纽和社会枢纽。每个枢纽下设多个学域，如功能枢纽包含先进材料、微电子等学域；系统枢纽涵盖智能制造、机器人与自主系统等学域；信息枢纽设有人工智能、数据科学与分析等学域；社会枢纽包括金融科技、智能交通等学域 。这些学域紧密围绕新兴产业和前沿科技发展需求设置，突出多学科交叉融合特色，为学生提供广阔的学术探索空间和多元化的学习方向。
师资队伍实力强劲，汇聚了来自全球顶尖高校和科研机构的优秀人才。教师团队由香港科技大学（清水湾校园）教师、香港科技大学（广州）教师及全球招聘的高水平学者共同组成，其中不乏国际知名院士、国家级人才计划入选者等。这些教师不仅具备深厚的学术造诣，还拥有丰富的科研和实践经验，能够将国际前沿的学术理念和研究成果融入教学与科研工作中，为学生营造高质量的学术环境。
教学模式独特新颖，采用 “学研并重” 的培养模式，注重学生的创新思维和实践能力培养。课程设置强调跨学科知识整合与应用，推行项目式学习、小组合作学习等教学方法，鼓励学生在解决实际问题的过程中提升综合能力。同时，学校为学生提供丰富的国际交流机会，与全球多所高校开展联合培养、学生交换、学术交流等项目，拓宽学生国际视野，培养学生的全球竞争力。在科研方面，学校建有多个高水平科研平台，鼓励教师和学生围绕重大科学问题和关键技术开展研究，促进科研成果转化与应用，服务社会经济发展。
自成立以来，香港科技大学（广州）已在多个领域取得了显著的科研成果，在人工智能、新材料、金融科技等前沿领域的研究不断取得突破。学校积极推动产学研深度融合，与政府、企业建立紧密合作关系，共建联合实验室和研究中心，加速科研成果的产业化进程，为粤港澳大湾区科技创新和产业升级注入新动力。