2025年大學(xué)大二（化學(xué)工程）化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)綜合測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種化工設(shè)備在進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，需要重點(diǎn)考慮流體的流速對傳質(zhì)傳熱的影響？A.反應(yīng)釜B.精餾塔C.換熱器D.泵2.在化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，對于攪拌裝置的選型，主要依據(jù)不包括以下哪項(xiàng)？A.物料的粘度B.反應(yīng)的熱效應(yīng)C.設(shè)備的容積D.攪拌的均勻度要求3.化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，測定離心泵性能曲線時，不需要測量的參數(shù)是？A.流量B.揚(yáng)程C.軸功率D.反應(yīng)速率4.對于板式塔的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，塔板效率的測定與以下哪種因素關(guān)系不大？A.氣液流量B.塔板結(jié)構(gòu)C.物料的密度D.塔頂?shù)膲毫?.化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，若要研究傳熱過程，以下哪種實(shí)驗(yàn)方法不太適用？A.穩(wěn)態(tài)法B.動態(tài)法C.色譜分析法D.熱流計(jì)法6.在進(jìn)行化工設(shè)備耐壓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時，主要考慮的安全系數(shù)與以下哪種因素有關(guān)？A.設(shè)備的材質(zhì)B.操作的溫度C.預(yù)計(jì)的最大壓力D.以上都是7.化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，對于吸收塔的設(shè)計(jì)，以下哪項(xiàng)不是關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)？A.吸收劑的用量B.填料的類型C.塔的外形尺寸D.氣體的入口濃度8.以下哪種化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要考慮物料的停留時間分布？A.間歇反應(yīng)釜B.連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器C.管式反應(yīng)器D.固定床反應(yīng)器9.在化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，測量流體流量的常用儀器不包括？A.轉(zhuǎn)子流量計(jì)B.孔板流量計(jì)C.氣相色譜儀D.渦輪流量計(jì)10.對于化工設(shè)備的材質(zhì)選擇實(shí)驗(yàn)，主要考慮的因素不包括？A.耐腐蝕性B.強(qiáng)度要求C.價(jià)格成本D.設(shè)備的顏色第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，如何確定反應(yīng)釜的最佳攪拌轉(zhuǎn)速。12.（15分）在設(shè)計(jì)精餾塔實(shí)驗(yàn)時，說明進(jìn)料熱狀況對精餾操作的影響，并闡述如何通過實(shí)驗(yàn)來優(yōu)化進(jìn)料熱狀況。13.（15分）給出化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，測定換熱器傳熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理方法。14.（15分）材料：某化工廠計(jì)劃設(shè)計(jì)一套新的化工生產(chǎn)裝置，其中涉及到一個重要的反應(yīng)設(shè)備。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，對反應(yīng)溫度控制要求嚴(yán)格，且反應(yīng)物料具有一定的腐蝕性。問題：請根據(jù)上述材料，闡述在設(shè)計(jì)該反應(yīng)設(shè)備時需要考慮的關(guān)鍵因素，并說明如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。15.（15分）材料：某化工企業(yè)現(xiàn)有一套化工設(shè)備，在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)能耗較高。已知該設(shè)備主要進(jìn)行物料的加熱和分離操作。問題：請針對該情況，設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案來降低設(shè)備能耗，并說明實(shí)驗(yàn)過程中需要測量和記錄的數(shù)據(jù)以及預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答案：1.C2.B3.D4.D5.C6.D7.C8.B9.C10.D11.首先要根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)物料的性質(zhì)，如粘度等確定一個大致的攪拌轉(zhuǎn)速范圍。然后通過改變攪拌轉(zhuǎn)速，觀察反應(yīng)體系內(nèi)的混合均勻程度、傳質(zhì)傳熱效果等。可以通過測量反應(yīng)體系內(nèi)不同位置的溫度、濃度等參數(shù)變化來評估。當(dāng)這些參數(shù)變化趨于穩(wěn)定且達(dá)到最佳反應(yīng)效果時，對應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速即為最佳攪拌轉(zhuǎn)速。12.進(jìn)料熱狀況影響精餾塔的分離效果和能耗等。冷液進(jìn)料會使精餾段和提餾段的氣液負(fù)荷發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化時，改變進(jìn)料的溫度、流量等條件，測量塔頂和塔底產(chǎn)品的組成、溫度、流量等參數(shù)。通過分析這些數(shù)據(jù)，找到能使產(chǎn)品純度最高、能耗最低的進(jìn)料熱狀況。13.實(shí)驗(yàn)步驟：首先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)裝置，連接好換熱器、流體輸送設(shè)備及測量儀表。設(shè)定不同的流體流量和進(jìn)出口溫度，穩(wěn)定運(yùn)行一段時間后記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理方法：根據(jù)傳熱速率方程，利用測量得到的流體進(jìn)出口溫度、流量等數(shù)據(jù)計(jì)算傳熱系數(shù)。通過多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比分析，得出準(zhǔn)確的傳熱系數(shù)值。14.關(guān)鍵因素：考慮反應(yīng)的放熱特性，需設(shè)計(jì)有效的冷卻系統(tǒng)來控制溫度；針對物料腐蝕性，選擇合適的耐腐蝕材料。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)：先進(jìn)行不同冷卻方式的實(shí)驗(yàn)，測量反應(yīng)過程中的溫度變化，找到最佳冷卻方案。再對不同耐腐蝕材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，評估其在反應(yīng)條件下的性能，確定最合適的材料。15.實(shí)驗(yàn)方案：先測量設(shè)備當(dāng)前的能耗、物料進(jìn)出口溫度、流量等數(shù)據(jù)。然