湖北工业大学《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）.docx

湖北工业大学
《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：武汉理工大学简介
武汉理工大学是教育部直属全国重点大学，是首批列入国家 “211 工程” 和 “双一流” 建设高校，由教育部和交通运输部、国家国防科技工业局共建。学校在长期的办学实践中，形成了独特的学科优势与深厚的文化底蕴，为国家经济建设和社会发展培养了大批高素质人才，在国内外享有广泛声誉。
历史沿革
武汉理工大学办学历史源远流长，其前身可追溯至 1898 年的湖北工艺学堂，历经多个重要发展阶段。2000 年，原武汉工业大学、武汉交通科技大学、武汉汽车工业大学三校合并组建新的武汉理工大学。原武汉工业大学在建材建工领域积淀深厚，被誉为 “建材建工高层次人才的摇篮”；原武汉交通科技大学在水运交通行业成果丰硕；原武汉汽车工业大学在汽车工程领域优势显著。三校合并后，实现了优势互补、资源整合，开启了学校发展的新篇章，综合实力和社会影响力不断提升，逐步成为一所特色鲜明的综合性研究型大学。
校园风貌
学校现有马房山校区、余家头校区和南湖校区，校园占地面积 10000 余亩，校舍总建筑面积 195.3 万平方米。校园环境优美，建筑风格多样，既有古朴典雅的历史建筑，也有现代大气的教学科研楼。马房山校区作为主校区，设施完备，图书馆藏书丰富，实验室设备先进；余家头校区紧邻长江，校园内绿树成荫，充满浓郁的学术氛围和人文气息；南湖校区教学设施现代化程度高，为师生提供了良好的学习和工作环境。此外，校园内还建有多个文化广场、景观湖等，文化氛围与自然景观相得益彰，是莘莘学子求学的理想之地。
学科建设
学校学科门类齐全，涵盖工学、理学、文学、管理学、经济学、法学、哲学、教育学、历史学、医学、艺术学等 12 个学科门类。现有一级学科博士学位授权点 22 个，一级学科硕士学位授权点 45 个，博士后科研流动站 17 个。材料科学与工程学科入选国家 “双一流” 建设学科，材料科学、工程学、化学、计算机科学、临床医学、环境科学与生态学、社会科学总论等 7 个学科进入 ESI 全球学科排名前 1%，其中材料科学、工程学进入 ESI 全球学科排名前 1‰。在教育部第四轮学科评估中，材料科学与工程获 A+，机械工程、交通运输工程等学科也取得优异成绩，形成了以材料、交通、汽车 “三大行业” 为特色，多学科协调发展的学科体系。学校还建有多个国家级科研平台，如材料复合新技术国家重点实验室、硅酸盐建筑材料国家重点实验室等，为学科发展和科研创新提供了坚实保障。
师资力量
学校拥有一支高水平的师资队伍，现有教职工 5500 余人，其中中国科学院院士 1 人，中国工程院院士 4 人，比利时皇家科学院院士 1 人，澳大利亚工程院院士 1 人，欧洲科学院院士 3 人，俄罗斯工程院外籍院士 4 人，世界陶瓷科学院院士 1 名；国家级教学名师 5 人，国家杰出青年科学基金获得者 24 人，国家优秀青年科学基金获得者 31 人，国家级教学团队 5 个。学校大力实施人才强校战略，通过多种方式引进和培养高层次人才，同时注重教师队伍整体素质的提升，鼓励教师开展学术研究和教学改革，为学校的发展提供了强大的智力支持。
人才培养
学校坚持以人才培养为中心，构建了完善的人才培养体系，现有本科专业 100 个，全日制在校生 5.5 万余人，其中本科生 3.6 万余人，博士、硕士研究生 1.8 万余人。学校积极推进教育教学改革，深化产教融合、校企合作，实施 “卓越工程师教育培养计划”“卓越法律人才教育培养计划” 等多个卓越人才培养项目，注重培养学生的创新精神和实践能力。学校建有多个国家级实验教学示范中心和大学生校外实践教育基地，与众多知名企业开展产学研合作，为学生提供丰富的实习实践机会。学生在各类学科竞赛和创新创业活动中表现优异，在 “互联网 +” 大学生创新创业大赛、全国大学生数学建模竞赛等赛事中屡获佳绩。学校培养的毕业生以扎实的专业知识、较强的实践能力和良好的综合素质，深受用人单位欢迎，毕业生广泛就业于国家重点行业和领域，为国家建设和社会发展贡献力量。
科研成果
学校高度重视科学研究，科研实力雄厚。近年来，学校承担了大量国家级科研项目，包括国家重点研发计划、国家自然科学基金重大项目等。在新材料、新能源、智能交通、汽车工程等领域取得了一系列具有重要影响力的科研成果，获得国家科技进步奖、国家技术发明奖等多项国家级奖励。学校积极推动科研成果转化，与地方政府、企业开展广泛合作，建有多个产学研合作基地和产业技术研究院，为地方经济发展和产业转型升级提供了有力的技术支持。同时，学校还加强国际科研合作与交流，与多所世界知名高校和科研机构建立了合作关系，在学术交流、科研合作等方面取得显著成效，提升了学校的国际影响力。