武汉轻工大学《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）.docx

武汉轻工大学
《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：武汉轻工大学（Wuhan Polytechnic University），简称 “武汉轻工”，坐落于湖北省武汉市，是湖北省属重点多科性大学，湖北省 “国内一流学科建设高校”，国家粮食和物资储备局与湖北省人民政府共建高校，以食品科学与工程、粮食工程、畜牧兽医等学科为特色，在轻工、食品、农业等领域具有一定影响力，为国家和地方培养了大批应用型人才。
学校历史可追溯至 1951 年成立的武汉市会计中等技术学校，历经多次调整与发展。1980 年，学校更名为武汉粮食工业学院，成为全国唯一一所以粮食工业为特色的本科院校；1993 年，更名为武汉食品工业学院；1999 年，与武汉交通科技大学（原武汉河运专科学校）、湖北财经高等专科学校部分专业合并，组建武汉工业学院；2013 年，经教育部批准，正式更名为武汉轻工大学，办学规模和学科实力进一步提升，形成了以轻工食品为特色，多学科协调发展的办学格局。
校园占地面积约 100 万平方米，分为常青校区和金银湖校区，建筑面积 70 余万平方米。常青校区位于武汉市江汉区，紧邻汉口火车站，交通便利，校园内建筑布局紧凑，学术氛围浓厚；金银湖校区地处武汉市东西湖区，临金银湖而建，环境优美，现代化设施齐全。学校教学科研设施完善，拥有现代化的教学楼、实验楼、工程训练中心、体育馆、图书馆等。其中，图书馆馆藏纸质图书 170 余万册，电子图书 150 余万册，重点收藏食品科学、粮食工程、畜牧兽医、机械工程、生物工程等领域的文献资源，是湖北省高校中轻工食品类文献最丰富的图书馆之一；建有国家粮食局粮油资源综合利用工程技术研究中心、湖北省农产品加工与转化重点实验室等多个国家级、省级科研平台，为科研创新提供了有力支撑；拥有多个校内实训基地和校外实习基地，与省内外多家食品企业、粮食加工企业建立了深度合作关系。
学校学科门类齐全，涵盖工学、理学、农学、医学、管理学、经济学、文学、法学、艺术学等 9 大学科门类。设有 17 个学院（部），开设 70 个本科专业。食品科学与工程是湖北省 “国内一流建设学科”，在第四轮学科评估中获评 B 类，粮食工程、畜牧学、机械工程、生物工程等学科为省级重点学科，形成了以食品科学与工程为核心，粮食、畜牧、机械等相关学科协同发展的特色学科体系，紧密对接国家粮食安全战略和食品产业发展需求。
师资力量较为雄厚，现有教职工 1600 余人，其中专任教师 1200 余人。教师队伍中，有双聘院士 3 人，国家 “万人计划” 领军人才 2 人，教育部 “长江学者” 特聘教授 1 人，湖北省 “百人计划” 入选者 10 余人，省级教学名师、学术带头人等 100 余人。许多教师在食品加工与安全、粮食储藏与加工、动物营养与饲料科学等领域具有深厚的学术造诣和丰富的实践经验，部分教师曾参与国家重大科技项目和行业标准制定，为行业发展和科技进步作出了重要贡献。
科研实力较强，拥有省级以上科研平台 30 余个，包括湖北省食品胶体与生物技术重点实验室、湖北省粮食产后处理技术与装备工程技术研究中心等。学校在粮食储藏与加工、食品质量与安全、动物源食品科学与技术、农产品精深加工等领域的研究处于国内先进水平，近年来承担了国家 “863 计划” 项目、国家自然科学基金项目、国家社会科学基金项目等国家级科研项目 200 余项，获得省部级以上科研奖励 80 余项。注重产学研结合，与中粮集团、益海嘉里、双汇集团等大型企业以及地方政府建立了紧密的合作关系，积极推动科研成果转化，为食品产业升级、粮食安全保障和地方经济建设提供了有力的技术支持。
人才培养体系完善，坚持 “明德、积学、砺志、笃行” 的校训，实行通识教育与专业教育相结合、理论教学与实践教学并重的培养模式。现有全日制普通本科生 20000 余人，硕士研究生 3000 余人，外国留学生 500 余人。学校开设 “卓越工程师教育培养计划”“卓越农林人才教育培养计划” 等特色项目，推行学分制、导师制，鼓励学生参与科研项目、创新创业竞赛和社会实践活动。学生在全国大学生食品创新大赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国农林院校技能大赛等赛事中屡获佳绩。毕业生以基础扎实、实践能力强、适应面广著称，广泛分布在食品、粮食、畜牧、机械、医药等行业以及政府机关、科研院所等单位，许多人成为行业骨干和地方建设的中坚力量，毕业生就业率连续多年保持在 90% 以上。
国际交流与合作不断拓展，与美国、英国、澳大利亚、加拿大等国家的 50 多所高校和研究机构建立了友好合作关系，开展学生交换、联合培养、学术交流等项目。设有中外合作办学项目，与国外高校共同培养应用型人才；定期举办国际学术会议和研讨会，邀请海外专家学者来校讲学，提升学校的国际影响力和学术交流水平。
武汉轻工大学始终以服务国家粮食安全战略和食品产业发展为己任，扎根武汉、立足湖北、面向全国，致力于培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，在建设特色鲜明的高水平大学的道路上不断迈进，为国家粮食安全、食品产业发展和地方经济社会进步作出了重要贡献。