湖北理工学院《化工原理》2025 - 2026学年第一学期期末试卷（A卷）.docx

湖北理工学院
《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φ25×25mm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：湖北理工学院（Hubei Polytechnic University），简称 “湖北理工”（HPU），坐落于湖北省黄石市，是湖北省属普通本科院校，湖北省 “国内一流学科建设高校”，以工为主，理、经、管、医、文、艺等多学科协调发展，在鄂东南地区高等教育领域具有重要地位，为国家和地方培养了大批应用型理工人才。
学校历史可追溯至 1975 年成立的黄石工业学校，历经多次调整与发展。1984 年，学校更名为黄石高等专科学校；2004 年，黄石高等专科学校与黄石教育学院合并组建黄石理工学院；2011 年，经教育部批准，正式更名为湖北理工学院，办学层次和学科实力进一步提升，形成了以工科为优势，多学科协同发展的办学格局。
校园占地面积约 146 万平方米，分为校本部和滨江校区，建筑面积 66 万平方米。校本部位于黄石市下陆区，紧邻磁湖风景区，校园内山水相依、植被繁茂，建筑风格现代与自然交融，学术氛围浓厚；滨江校区地处黄石市西塞山区，主要承担部分实践教学和校企合作项目。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、智能制造实验室、生物医药研发中心、图书馆、体育馆等。其中，工程训练中心是国家级实验教学示范中心，配备了先进的数控加工设备、工业机器人、3D 打印系统等专业设备，可模拟机械制造、电子信息、材料加工等多个领域的实践操作；生物医药研发中心拥有细胞培养室、分子生物学实验室等，为相关学科的科研与教学提供了专业平台。图书馆馆藏纸质图书 118 万册，电子图书 100 万册，重点收藏机械工程、材料科学与工程、环境科学与工程、临床医学等领域的文献资源，为教学和科研提供有力支持。
学校学科门类齐全，涵盖工学、理学、医学、经济学、管理学、文学、艺术学等 7 大学科门类。设有 19 个教学院部，开设 68 个本科专业。环境科学与工程是湖北省 “国内一流建设学科”，机械工程、材料科学与工程、临床医学等学科为省级重点学科，形成了以工科为核心，医科为特色，多学科协调发展的学科体系，紧密对接湖北省 “51020” 现代产业集群和黄石市产业转型升级需求。
师资力量较为雄厚，现有教职工 1500 余人，其中专任教师 1000 余人。专任教师中，具有副高级以上职称的教师 400 余人，占比 40%；拥有硕士、博士学位的教师 800 余人，占比 80%；“双师型” 教师占专业课教师的 70% 以上，许多教师具备工程师、医师、高级技师等资格证书，拥有丰富的行业实践经验和教学科研能力，部分教师曾参与国家和省级科研项目及企业技术攻关。同时，聘请了 150 余名来自科研院所、企业的专家和技术骨干担任兼职教师，形成了一支理论与实践结合的教学团队。拥有省级教学名师 4 人，省级优秀教学团队 3 个。
教学成果显著，学校高度重视实践教学和应用能力培养，建有国家级实验教学示范中心 1 个、国家级工程实践教育中心 2 个、省级实验教学示范中心 10 个，校内实训中心 60 余个，包括机械制造实训中心、电子信息实训中心、临床技能实训中心等，与 200 余家企业、医院、科研机构建立了校外实习实训基地，推行 “产教融合、校企合作、知行合一” 的人才培养模式。学生在全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生电子设计竞赛、全国临床技能大赛等赛事中表现优异，近五年获得国家级奖项 120 余项、省级奖项 400 余项。
科研实力稳步提升，拥有省级以上科研平台 20 余个，包括湖北省环境修复材料工程技术研究中心、湖北省矿区环境污染控制与修复重点实验室等。学校在环境治理与修复、智能制造、新材料研发、临床医疗技术等领域的研究形成了特色，近年来承担了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 60 余项，省部级科研项目 250 余项，获得省部级科研奖励 40 余项。注重产学研融合，与黄石市多家企业共建研发中心和产业学院，开展技术合作与成果转化，为地方产业升级和经济发展提供了技术支持。
人才培养以服务区域经济社会发展为目标，坚持 “明德、格物、经世、致用” 的校训，培养了大批应用型人才。现有全日制普通本科生 18000 余人，专科生 1500 余人，硕士研究生 500 余人。学校开设 “卓越工程师教育培养计划”“卓越医生教育培养计划” 等特色项目，强化学生的实践能力和创新意识，毕业生以基础扎实、动手能力强、适应岗位快著称，广泛分布在制造业、信息技术、医疗卫生、环境保护等领域，许多人成为企业技术骨干和地方建设中坚力量，毕业生就业率连续多年保持在 92% 以上。
国际交流与合作不断拓展，与美国、英国、澳大利亚、韩国等国家的 60 多所高校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，引进国外优质教育资源；定期举办国际学术会议和交流活动，邀请海外专家学者来校讲学，提升学校的国际影响力和办学水平。
湖北理工学院始终以服务区域发展和产业升级为己任，扎根黄石、立足湖北、面向全国，致力于培养德智体美劳全面发展的高素质应用型人才，在建设特色鲜明的高水平理工大学的道路上不断迈进，为国家现代化建设和地方经济社会进步作出了积极贡献。