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

香港中文大学（深圳）
《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：香港中文大学（深圳）简介
香港中文大学（深圳），简称 “港中大（深圳）”（英文：The Chinese University of Hong Kong，Shenzhen，英文简称：CUHK-Shenzhen），宛如一颗璀璨的明珠，在粤港澳大湾区的高等教育版图中熠熠生辉。它是一所经中华人民共和国教育部批准，依照《中外合作办学条例》设立，成功传承香港中文大学办学理念和学术体系的大学，同时也是广东省高水平大学重点学科建设高校，主管单位为广东省教育厅，属于中国内地与港澳台地区合作办学的综合性大学。
回溯其发展历程，2009 年 10 月，香港中文大学（深圳）的筹备计划正式启动。历经数年精心筹备，2012 年 10 月 11 日上午，学校筹建开工奠基仪式在深圳市龙岗区隆重举行，标志着学校建设迈出关键一步。2013 年，香港中文大学分别与深圳市人民政府及深圳大学签订详细办学协议，全力推进各项建校工作。2014 年，教育部批准香港中文大学（深圳）设置首批本科专业 —— 市场营销、国际商务和经济学，并于同年迎来首批学子，正式开启教育征程。此后，学校发展日新月异。2015 年，在广东省招生方式实行 “双轨制” 录取；同年 2 月，中国科学院高能物理研究所与学校签署战略合作协议，“机器人与智能制造国家与地方联合工程实验室” 获批为国家地方联合工程实验室，成为学校首个此类实验室。2016 年起，学校陆续成立逸夫书院和学勤书院，不断完善书院制建设；同年，加入浙江 “三位一体” 试点，探索多元化人才选拔模式。2017 年，由图灵奖得主霍普克洛夫特教授领衔的香港中文大学（深圳）霍普克罗夫特高等信息科学研究院正式成立，为学校科研注入强大动力。2018 年，祥波书院成立，生命与健康科学学院也于同年 11 月正式组建，进一步丰富了学校的学科与书院布局。2020 年，数据科学学院成立，全球与当代中国高等研究院也宣告成立，郑永年教授担任首任院长，拓展了学校的学术研究领域。2022 年，道扬书院成立；2023 年，学校与深圳市人民政府、香港中文大学签署三方协议，深化深港合作；医学院项目动工建设，首个研究生书院成立，二期校园工程全部完成并交付使用，厚含书院也于 9 月成立。2024 年 1 月 22 日，学校博士后科研流动站揭牌；6 月，与美国哥伦比亚大学签署合作协议，开展全方位合作。2025 年 2 月 13 日，人工智能学院揭牌成立；6 月 14 日，永平书院正式成立，持续为学校发展注入新活力。
学校坐落于广东省深圳市龙岗区龙翔大道 2001 号，大运公园南侧，龙翔大道以北，地理位置得天独厚。截至 2025 年 6 月，学校占地面积约 133 万平方米，校园环境优美，自然与文化相互交融，为师生提供了宜人的学习与工作环境。学校拥有八所书院，分别是逸夫书院、学勤书院、思廷书院、祥波书院、道扬书院、厚含书院、第七书院和永平书院。书院制作为学校的一大特色，打破了不同专业、年级和背景学生之间的壁垒，为学生提供了非正式教育和全人发展的平台，促进了师生间的密切交流与朋辈共同成长。
目前，学校在校生人数超 10000 人，生源来自世界各地。在师资队伍建设方面，学校面向全球广泛延揽人才，已组建一支具有国际水准的师资队伍。截至 2025 年 5 月 9 日，共招聘引进 700 余名国际知名优秀学者和研究人员，其中包含诺贝尔奖得主 6 名，各国院士 40 余名，美国电气电子工程师学会（IEEE）、美国工业与应用数学学会（SIAM）、美国运筹学和管理学研究协会（INFORMS）、国际计算机学会（ACM）等国际知名专业技术协会会士超 40 名。这些教师 100% 具有在国际一流高校执教或研究的工作经验，他们凭借丰富的国际视野、创新精神以及对教育事业的热忱，为学生带来前沿知识与先进教学理念。例如，诺贝尔化学奖得主阿里耶・瓦谢尔教授、阿龙 J・切哈诺沃教授、布莱恩・科比尔卡教授，诺贝尔经济学奖得主迈伦・舒尔斯教授，图灵奖得主 Prof. Joseph Sifakis 教授、霍普克洛夫特教授，菲尔兹奖得主丘成桐教授等众多学术巨擘汇聚于此，引领学校学术发展。
在学科建设上，学校成果丰硕。截至 2025 年 6 月，已开设 46 个研究生（硕士、博士）项目。拥有国家级一流本科专业建设点 —— 计算机科学与技术专业；省级一流本科专业建设点包括金融学、经济学（中外合作办学）、金融工程、计算机科学与技术（中外合作办学）、数据科学与大数据技术、会计学（中外合作办学）、国际商务（中外合作办学）、生物信息学。工程学、计算机科学两个学科进入 ESI 学科世界排名前 1%。学校设有八个学院以及一个研究生院，各学院专业设置如下：
经管学院：市场营销、国际商务、经济学、金融学、会计学、大数据管理与应用、金融工程。
理工学院：材料科学与工程、化学、物理学、新能源科学与工程、电子与计算机工程、数学与应用数学、金融工程。
数据科学学院：统计学、计算机科学与技术、数据科学与大数据技术、金融工程。
人文社科学院：应用心理学、英语、城市管理、国际组织与全球治理。
医学院：临床医学、生物信息学、生物医学工程、生物科学、药学。
音乐学院：音乐表演、音乐学、作曲与作曲技巧理论。
公共政策学院：专注于公共政策领域研究与教学。
人工智能学院：聚焦人工智能专业人才培养与科研创新。
研究生院：统筹学校研究生教育与培养工作。
其中，金融工程专业由经管学院、理工学院、数据科学学院联合创办，整合多学院优势资源，培养复合型金融工程人才。
教学方面，学校采用国际化教学模式，学术标准与国际接轨，实行中英双语教学，为学生营造沉浸式语言学习环境。注重实践教学与理论知识相结合，与众多国际知名企业建立合作关系，为学生提供丰富实习实践机会提升学生解决实际问题能力。在各类学科竞赛中，港中大（深圳）学生屡获佳绩，充分彰显学校教学质量与学生综合素养。例如，在全国大学生数学建模竞赛、“挑战杯” 全国大学生课外学术科技作品竞赛等赛事中，学生凭借扎实专业知识和创新思维，斩获多项大奖。
科研实力同样强劲，学校在人工智能、数据科学、未来智能网络、生物医学、新材料和能源科学、国际金融与经济、精准医学和公共政策及全球事务等前沿领域，组建了世界级专家队伍。已组建香港中文大学（深圳）瓦谢尔计算生物研究院、香港中文大学（深圳）科比尔卡创新药物开发研究院、香港中文大学（深圳）切哈诺沃精准和再生医学研究院、机器人与智能制造国家工程实验室、广东省大数据计算基础理论与方法重点实验室、深圳市大数据研究院、深圳市人工智能与机器人研究院、深圳市高等金融研究院、未来智联网络研究院、前海国际事务研究院、深圳数据经济研究院、城市地下空间及能源研究院、深圳先进高分子材料研究院、深圳市分子聚集体功能材料重点实验室、生命与健康科学重点实验室、国家健康医疗大数据研究院（深圳）等一系列科研创新平台，承担众多国家级、省部级科研项目，在国际权威学术期刊发表大量高质量学术论文，推动科研成果转化，为地方经济社会发展贡献智慧与力量。
国际化办学是学校的突出特色，学校高度重视国际交流与学生国际视野培养，已与 150 多所境外名校开展实质性交流与合作，合作院校遍布世界 30 多个国家和地区，各类国际合作项目超过 250 个，涵盖学生交换、联合培养、学术交流等多种形式。合作院校包括牛津大学、剑桥大学、伦敦大学学院、伦敦政治经济学院、耶鲁大学、加州大学伯克利分校、宾夕法尼亚大学、英属哥伦比亚大学、新加坡国立大学、早稻田大学、澳大利亚国立大学、首尔大学、奥克兰大学等世界顶尖学府。在校学生中具有境外学分学习经历的比例超过 60%，在国内高校中位居前列，让学生不出国门便能体验多元文化教育，拓宽国际视野。
学校的发展备受社会认可，在各类大学排名中表现优异。在 2023 年 QS 世界大学排名中位列第 23 名，2024 年排名第 32 名，彰显学校在国际高等教育领域的卓越地位与影响力。
在人才培养成果上，截至目前，学校已培养七届本科毕业生，八届硕士研究生毕业生，四届博士研究生毕业生。本科毕业生就业率位居国内知名高校前列，超过 70% 的本科毕业生选择国内外名校继续攻读硕士或博士，其中，又有超过 70% 的学生成功入读世界大学排名前五十大学的硕士 / 博士学位。选择就业的毕业生就业地区主要集中在深圳、广州、北京、上海、杭州等地，粤港澳大湾区是毕业生首选就业区域。毕业生凭借扎实专业知识、出色综合能力以及广阔国际视野，深受用人单位青睐，在金融、科技、教育、医疗等多个领域崭露头角，成为行业发展的新生力量。
面向未来，香港中文大学（深圳）将继续秉持 “结合传统与现代，融会中国与西方” 的使命，以创建世界一流研究型大学为目标，不断提升教育教学质量，加强师资队伍建设，深化科研创新，拓展国际交流合作，为国家和粤港澳大湾区发展培育更多具有国际视野、中华传统和社会担当的创新型高层次人才，在高等教育领域持续书写辉煌篇章 。