湖南冶金职业技术学院《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）.docx

湖南冶金职业技术学院
《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：1湖南冶金职业技术学院简介
湖南冶金职业技术学院曾是湖南省重要的职业院校，在特定历史时期，为冶金行业及相关领域培育了大量专业技术人才，在职业教育领域留下了浓墨重彩的一笔。虽如今学院已并入湖南工业大学，但其历史贡献和教育成就依然值得铭记与回顾。
历史沿革
学院的办学历史可追溯到 1960 年创办的株洲有色金属工业学校，当时主要为满足我国有色金属工业发展对专业技术人才的迫切需求而设立。建校初期，学校在艰苦的条件下，积极探索职业教育模式，开设有色金属冶炼、选矿等专业，为行业输送了一批又一批技术骨干。1984 年，学校更名为株洲冶金工业学校，进一步明确了服务冶金行业的办学定位，不断加强学科建设和师资队伍培养。随着职业教育的发展，2001 年，经湖南省人民政府批准，学校升格为湖南冶金职业技术学院，开启了高等职业教育的新篇章。在作为独立学院发展的历程中，学院紧跟行业技术革新步伐，深化教育教学改革，加强与企业的合作，为冶金行业培养了大量高素质技术技能人才。2008 年，湖南冶金职业技术学院并入湖南工业大学，其优质的教育资源和专业特色融入新的办学体系，继续为社会发展贡献力量 。
校园风貌
学院原校园占地面积 300 余亩，建筑面积 15 万余平方米，校园布局紧凑合理，充满浓厚的工业文化氛围。教学区、实训区、生活区、运动区功能划分清晰，设施较为完善。教学楼宽敞明亮，为师生提供了良好的教学环境；实训楼配备了一系列冶金行业相关的专业设备，如冶炼炉、选矿机械、金属加工机床等，模拟真实的生产场景，为学生实践操作和技能训练提供了有力支持。图书馆藏书丰富，涵盖冶金技术、机械工程、经济管理等多个领域，纸质藏书达 40 万余册，电子图书 10 万余册，以及多种专业期刊杂志，满足师生的学习和研究需求。校园内绿树成荫，文化长廊、冶金主题雕塑等景观，彰显着学院独特的行业文化特色。此外，学校还拥有标准化的田径运动场、篮球场等体育设施，以及设施齐全的学生活动中心，丰富学生课余生活，促进学生全面发展。
学科专业
学院紧密围绕冶金行业产业链，构建了以冶金技术、材料工程、机械制造等专业为核心的学科专业体系。设有冶金工程系、材料工程系、机械工程系、经济管理系等多个教学系部，开设了有色金属冶炼、黑色冶金技术、材料成型与控制技术、机械制造与自动化、电气自动化技术、会计等 20 余个专业。其中，有色金属冶炼专业作为学院的王牌专业，注重培养学生掌握有色金属的冶炼原理、工艺流程和操作技能，与株洲冶炼集团等大型企业建立了深度合作关系，共同开展人才培养和技术研发；材料成型与控制技术专业紧跟新材料发展趋势，培养学生在材料成型工艺设计、模具制造等方面的能力；机械制造与自动化专业强化学生机械设计、加工制造和自动化控制能力，为冶金装备制造领域输送专业人才。学院不断优化专业结构，加强专业内涵建设，推进课程改革，提升专业与行业需求的契合度，为冶金行业培养了大量 “下得去、留得住、用得上” 的高素质应用型人才。
师资力量
学院拥有一支专业素质过硬、教学经验丰富的师资队伍。原有专任教师 300 余人，其中正高职称教师 20 余人，副高职称教师 100 余人，具有硕士及以上学位教师 100 余人。教师队伍中不乏行业领域的专家和技术骨干，部分教师拥有丰富的企业实践经验，能够将行业前沿技术和实际生产案例融入教学过程。此外，学院还从企业聘请了一批高级工程师和技术能手担任兼职教师，定期为学生授课和开展实践指导，有效提升了教学的实用性和针对性。学院高度重视师资队伍建设，通过开展教师培训、学术交流、企业实践锻炼等活动，不断提升教师的教学水平和科研能力，鼓励教师参与科研项目和技术创新，为提高人才培养质量奠定了坚实基础。
人才培养
学院坚持以就业为导向，以服务冶金行业发展为宗旨，构建了 “工学结合、校企合作” 的人才培养模式。注重理论与实践相结合，大力加强实践教学环节，与株洲冶炼集团、湖南有色金属控股集团等数十家企业建立了稳定的实习就业基地，共同制定人才培养方案，开展订单式培养，实现了人才培养与企业需求的无缝对接。学院积极推进教学改革，引入行业标准和职业资格认证体系，将职业技能鉴定融入课程教学，强化学生职业技能培养。同时，鼓励学生参与各类学科竞赛和创新创业项目，建有大学生创新创业孵化基地，培养学生的创新精神和实践能力。多年来，学院毕业生以扎实的专业知识、熟练的操作技能和良好的职业素养，受到用人单位的广泛好评，毕业生就业率一直保持在较高水平，许多毕业生成为冶金行业企业的技术骨干和管理人才，为我国冶金行业的发展和地方经济建设作出了重要贡献。