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

集美大学
《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：集美大学百科简介
集美大学（Jimei University），简称 “集大”（JMU），坐落于福建省厦门市，是福建省重点建设高校、福建省 “双一流” 建设高校，以工学、农学为特色，理、工、农、经、管、文、法、教育、艺术等多学科协调发展，在水产养殖、船舶与海洋工程、航海技术、财经管理等领域具有鲜明优势，是福建省重要的人才培养和科技创新基地。
学校的前身可追溯至 1918 年陈嘉庚先生创办的集美学校师范部，历经集美航海学院、厦门水产学院、福建体育学院、集美财经高等专科学校、集美师范高等专科学校等发展阶段；1994 年，经教育部批准，上述五所院校合并组建集美大学，实现了多学科融合发展。办学百余年（含前身），学校始终传承陈嘉庚先生 “诚毅” 校训精神，形成了 “嘉庚精神立校、诚毅品格育人” 的办学特色，累计培养各类人才超 30 万人。
截至 2024 年 5 月学校官网数据，集美大学占地面积约 2300 亩，建筑面积约 100 万平方米，拥有集美本部和鼓浪屿两个校区。学校设有 20 个学院，涵盖 9 个学科门类，开设 76 个本科专业；拥有一级学科博士点 4 个、一级学科硕士点 15 个、专业硕士学位授权点 18 个，以及博士后科研流动站 2 个，形成了层次完整、特色鲜明的学科体系。在学科建设方面，水产学科入选福建省 “双一流” 建设高峰学科，船舶与海洋工程、航海技术为国家级特色专业，其中水产养殖学在第五轮学科评估中获得 B + 级，进入全国同类学科前 20%；拥有国家级一流本科专业建设点 25 个，省级一流本科专业建设点 30 个，形成了与福建海洋经济、现代制造业、交通运输业等产业高度适配的专业集群。
学校师资力量雄厚，现有教职工 2900 余人，其中专任教师 1900 余人，具有高级职称教师占比超 58%，拥有双聘院士、国家杰出青年科学基金获得者、“万人计划” 入选者等国家级人才 30 余人，福建省 “百人计划”“闽江学者” 等省级人才 200 余人。聘请了 150 余名海内外知名学者、行业专家担任兼职教授或客座教授，形成了一支兼具学术水平和实践经验的师资队伍。在人才培养方面，学校秉持 “诚毅” 校训，推行 “通识教育 + 专业教育 + 创新创业教育” 的培养模式，注重学生实践能力和创新精神的培育。学校拥有国家级实验教学示范中心 3 个（水产科学实验教学中心、船舶与海洋工程实验教学中心、经济管理实验教学中心），国家级虚拟仿真实验教学中心 2 个，省级实验教学示范中心 18 个，与厦门港务集团、紫金矿业、福建水产研究所等 200 余家企业和科研机构共建实习实训基地和现代产业学院。截至 2023 年，全日制在校生超 3 万人，其中研究生 5000 余人，毕业生就业率连续多年保持在 95% 以上，位居福建省高校前列。
科研与社会服务聚焦国家战略和区域需求，学校拥有国家级科研平台 2 个（省部共建国家重点实验室培育基地、国家地方联合工程研究中心），省部级科研平台 40 余个，重点围绕海洋生物技术、船舶与海洋工程装备、航海安全与环保、区域经济发展等领域开展研究。2023 年，学校科研经费超 10 亿元，承担国家级科研项目 80 余项，发表 SCI/EI 论文 1500 余篇，授权发明专利 600 余件，获得省部级以上科研奖励 35 项。学校积极参与福建 “海洋强省”“21 世纪海上丝绸之路核心区” 建设，为地方经济社会发展提供技术服务和决策咨询，在海水养殖技术推广、船舶智能制造、港口物流优化等方面成果显著。
国际交流合作广泛深入，学校与 40 多个国家和地区的 120 余所高校建立友好合作关系，开设中外合作办学项目 6 个，与海外高校联合培养本科生和研究生，每年选派 300 余名师生赴海外交流学习，接收国际留学生 600 余人。学校还在东南亚地区设立了多个汉语教学中心和海洋技术培训基地，积极参与 “一带一路” 教育行动，在国际海洋教育和华文教育领域具有一定影响力。
在社会声誉与影响力方面，集美大学在 2024 年软科中国大学排名中位列全国前 150 位，连续多年入选 “福建省高校综合实力十强”，是福建省乃至东南沿海地区具有重要影响力的综合性大学。学校始终坚持 “立足厦门、服务福建、面向全国、辐射海外” 的办学定位，以培养具有 “诚毅” 品格、创新精神和实践能力的高素质人才为目标，持续深化教育教学改革，为福建全方位推进高质量发展超越和国家海洋强国战略实施贡献力量。