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

香港城市大学（东莞）
《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：香港城市大学（东莞）是粤港澳大湾区高等教育合作的重要成果，是经教育部批准设立，由香港城市大学与东莞市人民政府合作举办的具有独立法人资格的内地与香港合作办学机构。学校立足东莞，面向粤港澳大湾区和国际前沿，致力于建设成为一所世界一流的国际化研究型大学，在培养高端创新人才、推动科研成果转化、服务区域经济社会发展等方面发挥关键作用。
在办学定位与特色上，香港城市大学（东莞）秉持香港城市大学 “重探索、求创新、促合作” 的办学理念，融合内地与香港教育优势，以国际化为核心特色。学校聚焦国家重大战略需求和区域产业发展需要，致力于打造具有全球竞争力的学术环境，培养兼具国际视野、创新能力和社会责任感，能够应对全球性挑战的卓越人才同时促进内地与香港在教育、科研、文化等多领域的深度交流与融合。
学科专业布局紧密围绕前沿领域和产业需求。学校初期重点发展数据科学、人工智能、智能制造、生物医药、新能源与新材料、金融科技等学科领域，开设计算机科学与技术、数据科学与大数据技术、生物医学工程、新能源科学与工程等本科专业，并逐步拓展硕士、博士研究生培养体系。这些学科专业充分依托香港城市大学的优势学科资源，同时紧密对接东莞及粤港澳大湾区的产业升级方向，注重学科交叉融合，如将人工智能技术与智能制造相结合，生物医学工程与大数据分析相贯通，旨在培养适应未来科技发展和产业变革的复合型专业人才。
师资队伍建设坚持高端化、国际化标准。学校汇聚来自全球顶尖高校和科研机构的优秀人才，构建多元化师资团队。教师团队由香港城市大学选派的资深教授、面向全球招聘的国际知名学者以及内地引进的优秀人才共同组成。其中，不乏国际学术权威、国家级人才计划入选者，他们不仅具备深厚的学术造诣和丰富的科研经验，还能将国际前沿的学术理念、研究方法和产业实践经验融入教学与科研工作，为学生提供高质量的学术指导和国际化的教育资源。
人才培养模式注重创新与实践。学校采用 “通识教育 + 专业教育 + 跨学科教育 + 实践创新” 四位一体的培养体系，强调学生知识体系的完整性和综合能力的培养。在本科阶段，前两年通过通识教育拓宽学生视野，培养批判性思维和人文素养；后两年专注专业课程学习，并融入大量跨学科课程和实践项目。学校与众多国内外知名企业、科研机构建立深度合作关系，共建实习实训基地和联合实验室，为学生提供参与实际科研项目和产业实践的机会。同时，积极开展国际交流活动，学生有机会赴香港城市大学及其他国际高校进行学习交流、联合培养，提升国际竞争力。
科研创新方面，学校高度重视科研平台建设和科研成果转化。建有多个高水平科研平台，涵盖人工智能创新中心、生物医学研究中心、新能源材料实验室等，聚焦关键核心技术开展科研攻关。学校鼓励学科交叉研究，推动产学研深度融合，与地方政府、企业开展紧密合作，加速科研成果向现实生产力转化，为东莞及粤港澳大湾区的科技创新和产业升级提供技术支持和智力保障。此外，学校还积极举办国际学术会议、学术论坛等活动，加强与国内外高校和科研机构的合作与交流，提升学校的国际学术影响力。