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

中南大学
《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：湖南大学简介
湖南大学，坐落于湖南省长沙市岳麓山下、湘江之滨，是一所历史悠久、底蕴深厚、学科门类齐全的综合性大学，素有 “千年学府，百年名校” 之美誉。学校秉承 “实事求是、敢为人先” 的校训精神，坚持 “传道济民、爱国务实、经世致用、兼容并蓄” 的办学传统，在人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新等方面成果卓著，为国家和社会发展作出了重要贡献，在国内外高等教育领域占据重要地位。
历史沿革
湖南大学办学起源于公元 976 年创办的岳麓书院，历经宋、元、明、清等朝代的变迁，始终保持着文化教育的连续性，是世界上最古老的学府之一，其办学传统和学术精神薪火相传。1903 年，岳麓书院改制为湖南高等学堂，开启了近代高等教育的新篇章。1926 年，正式定名湖南大学，此后在历史的浪潮中不断发展壮大。新中国成立后，湖南大学在院系调整中经历变革，但依然坚守教育使命。1978 年，学校被国务院确定为全国重点大学。2000 年，湖南大学与湖南财经学院合并组建成新的湖南大学，并入选国家 “211 工程”“985 工程” 重点建设高校。2017 年、2022 年，学校连续入选国家 “双一流” 建设高校，在新时代背景下持续书写高等教育的辉煌篇章。
校园风貌
湖南大学校园占地面积 239.776 万平方米，校园内古建筑与现代建筑交相辉映，文化底蕴与时代气息相互交融。岳麓书院作为千年文化传承的象征，古朴典雅，院内的讲堂、藏书楼、文庙等建筑保存完好，展现着古代书院的风貌与学术氛围，是学子们感受传统文化的重要场所。而现代化的教学楼、图书馆、实验室等设施一应俱全，为教学科研提供了良好的硬件条件。图书馆藏书丰富，纸质藏书 400 余万册，电子图书近 800 万册，各类数据库 200 余个，能充分满足师生的学习与研究需求。校园内绿树成荫，亭台楼阁点缀其间，爱晚亭、自卑亭等历史名胜更是增添了浓厚的人文气息。此外，学校还拥有先进的体育场馆、学生活动中心等，丰富学生的课余生活，促进学生全面发展。
学科专业
学校学科门类齐全，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、管理学、医学、艺术学等 11 大学科门类。现有 30 个学院，74 个本科专业，拥有 30 个博士后科研流动站，31 个一级学科博士学位授权点，41 个一级学科硕士学位授权点，23 个硕士专业学位授权类别。化学、工程学、材料科学、物理学、计算机科学、环境生态学、生物与生物化学、农业科学、药理学与毒理学、数学等 10 个学科进入 ESI 排名全球前 1%，其中工程学、化学学科进入 ESI 排名全球前 1‰ 。机械工程、土木工程、化学、工商管理等学科优势突出，形成了以工科为特色，理科基础坚实，文科实力雄厚，多学科协调发展的学科格局。学校紧密围绕国家重大战略需求和经济社会发展需要，不断优化学科专业结构，推进学科交叉融合，提升学科建设水平。
师资力量
湖南大学拥有一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的师资队伍。现有教职工 4400 余人，其中专任教师 2300 余人。教师队伍中包括中国科学院院士、中国工程院院士 12 人，国务院学位委员会学科评议组成员 11 人，国家杰出青年科学基金获得者、优秀青年科学基金获得者等国家级人才 300 余人次。学校高度重视师资队伍建设，实施 “人才强校” 战略，通过引进高层次人才、加强教师培训与发展、完善激励机制等措施，不断提升教师队伍的整体素质和创新能力。同时，学校鼓励教师开展教学改革与科学研究，形成了良好的学术氛围和创新环境，为学校的发展提供了坚实的人才保障。
人才培养
学校坚持 “立德树人” 根本任务，以培养具有创新精神、实践能力和社会责任感的高素质人才为目标，构建了完善的人才培养体系。注重本科教育教学质量提升，实施通识教育与专业教育相结合、理论教学与实践教学相融合的人才培养模式，推行大类招生与培养，加强课程体系建设，推进教学方法改革。学校拥有多个国家级教学团队、国家级精品课程、国家级一流本科专业建设点，以及一批国家级实验教学示范中心、大学生校外实践教育基地等教学平台，为学生提供了优质的教学资源和实践机会。积极开展创新创业教育，建有国家级创新创业学院、大学生创新创业孵化基地等，鼓励学生参与学科竞赛、科研项目和创新创业活动。近年来，学生在国际国内各类学科竞赛中成绩优异，毕业生以扎实的专业知识、较强的综合素质和创新能力，受到用人单位的广泛好评，毕业生就业率保持在较高水平，众多毕业生成为各行各业的领军人物和骨干力量。
科研成果
湖南大学科研实力强劲，建有多个国家级科研平台，如国家超级计算长沙中心、化学生物传感与计量学国家重点实验室、机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心等，以及一大批省部级重点实验室、工程技术研究中心和人文社科研究基地。学校在机械工程、土木工程、化学化工、信息科学、经济管理等领域形成了鲜明的研究特色和优势，承担了大量国家级科研项目，取得了一系列具有重要影响力的科研成果。近年来，学校获得国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖等国家级科研奖励数十项，发表高水平学术论文数千篇，获得授权专利数千项，科研成果转化成效显著，为国家科技创新和地方经济社会发展提供了有力的科技支撑和智力支持。同时，学校积极开展产学研合作，加强与企业、科研机构的协同创新，推动科技成果转化和产业化，服务国家重大战略和地方经济社会发展。