上海大学《过程系统分析与综合》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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《过程系统分析与综合》2023-2024学年第一学期期末试卷

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题号
一
二
三
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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在化工分离过程中，吸附分离常用于分离微量杂质。以下关于吸附剂的再生方法，哪种方式通常能耗较低？（ ）
A. 加热再生 B. 降压再生 C. 置换再生 D. 吹扫再生

2、在化工分离过程中，萃取操作常用于分离沸点相近的混合物。以下关于萃取剂的选择原则，哪种说法是不准确的？（ ）
A. 对溶质有高的溶解度 B. 与原溶剂不互溶 C. 易于回收 D. 价格越便宜越好

3、在化工传热过程中，换热器是常见的设备。当需要在高温、高压条件下进行高效传热时，以下哪种换热器类型通常是首选？（ ）
A. 管壳式换热器 B. 板式换热器 C. 螺旋板式换热器 D. 热管换热器

4、在化工分离过程中，膜分离技术具有独特的优势。对于一个反渗透膜分离过程，以下关于其分离原理的描述，不正确的是：（ ）
A. 依靠压力差作为推动力 B. 利用膜的选择性透过性 C. 溶质会透过膜进入渗透液 D. 适用于分离小分子物质

5、在化工萃取塔的操作中，以下哪种因素的变化对萃取效果的影响相对较小？（ ）
A. 萃取剂的流量
B. 原料液的流量
C. 萃取塔的高度
D. 两相的接触时间

6、化工生产过程中常常需要进行分离操作。在精馏塔中分离两种沸点相近的有机化合物时，以下哪种操作条件的改变对分离效果的提升最为关键？（ ）
A. 增加塔板数 B. 提高回流比 C. 增大进料量 D. 升高操作压力

7、化工中的搅拌设备用于混合物料和促进反应。对于搅拌器的类型和选型依据，以下描述不正确的是（ ）
A. 桨式搅拌器适用于低粘度液体 B. 涡轮式搅拌器搅拌强度大 C. 搅拌器的选型只考虑搅拌效果 D. 要考虑物料性质和工艺要求

8、在化工反应的动力学研究中，通过实验测定反应速率常数时，以下哪种实验方法的误差通常较大？（ ）
A. 间歇反应法
B. 连续流动法
C. 示踪法
D. 静态法

9、在化工精馏过程中，进料热状态会影响精馏塔的操作。以下哪种进料热状态会使精馏段的塔板数增加，提馏段的塔板数减少？（ ）
A. 过热蒸汽进料
B. 饱和蒸汽进料
C. 气液混合物进料
D. 冷液进料

10、化工中的流化床干燥器在运行过程中需要控制合适的流化状态。以下哪个参数对判断流化状态的好坏最为关键？（ ）
A. 流化床的压降 B. 颗粒的带出速度 C. 气体的空塔速度 D. 床层的膨胀比

11、化工生产中的萃取精馏常用于分离沸点相近的混合物。对于萃取精馏的原理和操作要点，以下说法不准确的是（ ）
A. 加入萃取剂改变相对挥发度 B. 萃取剂的选择至关重要 C. 操作压力对分离效果影响不大 D. 要控制好萃取剂的流量

12、化学反应工程中，对于一个平行反应，若主反应的活化能大于副反应的活化能，升高温度对主反应的选择性会产生怎样的影响？（ ）
A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 先提高后降低

13、在化工传热过程中，对于多层平壁的稳态热传导，各层的热阻和温差之间存在何种关系？（ ）
A. 热阻越大，温差越大 B. 热阻越大，温差越小 C. 热阻与温差无关 D. 取决于传热系数

14、化工生产中的精馏操作，塔板上气液接触方式有多种。以下关于不同气液接触方式的特点，不正确的是（ ）
A. 鼓泡接触传质效率高 B. 喷射接触适用于大液量 C. 泡沫接触稳定性好 D. 选择接触方式不考虑工艺要求

15、在化工中的结晶过程，关于影响结晶产品粒度分布的因素，以下哪种说法是正确的？（ ）
A. 结晶产品的粒度分布主要受溶液的过饱和度、搅拌强度、冷却速率和晶种的加入等因素的影响
B. 结晶过程中，溶液的过饱和度越低，结晶产品的粒度越大
C. 搅拌强度对结晶产品的粒度分布没有影响，只影响结晶的速率
D. 晶种的加入会使结晶产品的粒度变小，不利于得到大颗粒的结晶产品

16、关于化工生产中的结晶过程，以下哪种因素对晶体的生长速度影响最小？（ ）
A. 溶液的过饱和度
B. 搅拌速度
C. 溶质的分子量
D. 冷却速度

17、在化工热力学中，对于理想气体的状态方程，以下哪个方程在高温低压条件下能更准确地描述其行为？（ ）
A. 范德华方程 B. 维里方程 C. 理想气体状态方程 D. RK 方程

18、在化工过程的优化中，经常需要考虑经济和环境因素。对于一个产生大量废水的化工工艺，以下哪种废水处理方法在经济和环保方面能够达到较好的平衡？（ ）
A. 生物处理法 B. 化学沉淀法 C. 膜分离法 D. 焚烧法

19、在化工流体流动中，当流体流经管道时会产生阻力损失。对于层流和湍流两种流动状态，以下关于阻力损失的特点，哪项描述是不正确的？（ ）
A. 层流的阻力损失与流速的一次方成正比
B. 湍流的阻力损失与流速的平方成正比
C. 层流的阻力损失通常小于湍流
D. 湍流的阻力损失与管道粗糙度无关

20、在化工膜分离过程中，膜的性能对分离效果有着重要影响。以下关于膜性能的描述，哪项不是关键指标？（ ）
A. 膜的孔径分布
B. 膜的厚度
C. 膜的机械强度
D. 膜的颜色

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）化工热力学中的热力学第二定律对于判断过程的方向性和可行性具有重要意义。请详细阐述热力学第二定律的内容和表达方式，并举例说明其在化工过程中的应用。

2、（本题5分）论述在化工设备的设计中，如何进行人孔和手孔的设计和布置。

3、（本题5分）论述在化工反应工程中，如何进行反应系统的热稳定性分析和采取相应的控制措施。

4、（本题5分）化工原理中的蒸馏塔的操作弹性对于生产的稳定性具有重要意义，请说明操作弹性的定义和影响因素，并分析如何提高蒸馏塔的操作弹性。

5、（本题5分）化工原理中的吸收塔的填料层高度计算是设计中的重要环节，请详细说明填料层高度的计算方法，包括传质单元数和传质单元高度的确定，并分析影响填料层高度的因素。

三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一家化工企业在进行原材料采购时，原材料价格波动较大，给成本控制带来挑战。请分析原材料价格波动的原因，并提出应对价格波动的采购策略。

2、（本题5分）某化工厂的某个生产环节产生的废水具有高浓度的重金属离子，处理难度大。请分析废水处理困难的原因，并提出有效的重金属离子去除方法。

3、（本题5分）一家以生产电子化学品为主的企业，在产品研发和生产过程中需要考虑环保和电子性能要求。分析如何开发出环保型电子化学品产品。

4、（本题5分）一家橡胶生产企业需要提高橡胶的耐寒性。请分析从化学工程角度可以采取哪些方法。

5、（本题5分）某化工项目在运营过程中，需要进行安全生产标准化建设，以提高企业的安全生产水平。请分析安全生产标准化建设的内容和方法。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在一个流化床干燥器中干燥湿物料，湿物料的初始含水量为 35%（湿基），干燥产品的含水量要求为 8%（湿基），处理量为 600 kg/h 。已知干燥介质（热空气）的进口温度为 110°C ，出口温度为 70°C ，湿度为 0.02 kg 水/kg 干空气。求干燥介质的消耗量和预热器的加热量。

2、（本题10分）一个连续精馏塔分离二元理想混合物，塔顶采用部分冷凝器，进料为饱和蒸汽，进料中易挥发组分的摩尔分数为 0.6 ，塔顶产品的摩尔分数为 0.98 ，塔釜产品的摩尔分数为 0.02 ，回流比为 4 ，相对挥发度为 2.5 。求理论板数和进料位置。

3、（本题10分）一个吸收塔用氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化硫，进气中二氧化硫的摩尔分数为 0.06，气体流量为 900 m3/h，塔径为 1.8 m，液泛气速为 2.2 m/s，操作气速为 0.75 倍液泛气速。计算塔的高度。

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