《化工單元操作技術(shù)》知識(shí)點(diǎn)、習(xí)題解答(共8頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化工單元操作技術(shù)知識(shí)點(diǎn)、習(xí)題解答一、填空題1. 粘度的物理意義是促使流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。解答：該題目主要考核流體粘度的物理意義。液體在流動(dòng)時(shí)，在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱(chēng)為液體的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用來(lái)表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。粘度的物理意義是促使流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。2在完全湍流區(qū)，摩擦系數(shù)與 Re無(wú)關(guān)，與/d有關(guān)。在完全湍流區(qū)則與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于水平線。解答：該題目主要考核對(duì)莫狄圖的理解。其中在此圖中完全湍流區(qū)的特點(diǎn)為：摩擦系數(shù)與 Re無(wú)關(guān)，與/d有關(guān)，且與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于水平線。3在間壁式換熱器中，間壁兩邊流體

2、都變溫時(shí)，兩流體的流動(dòng)方向有并流、逆流、錯(cuò)流、和折流四種。解答：該題目主要考核間壁式換熱器中兩流體流動(dòng)的四種方式：并流、逆流、錯(cuò)流、和折流。4某化工廠，用河水在一間壁式換熱器內(nèi)冷凝有機(jī)蒸汽，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)換熱器的傳熱效果明顯下降，分析主要原因是傳熱壁面上形成污垢，產(chǎn)生附加熱阻，使K值下降。解答：該題目主要考核影響熱量傳遞的因素，主要為污垢熱阻的增大使得K值下降。5離心泵啟動(dòng)前應(yīng)關(guān)閉出口閥；旋渦泵啟動(dòng)前應(yīng)打開(kāi)出口閥。解答：該題目主要考核離心泵及旋渦泵的正確開(kāi)啟方法。6離心泵通常采用出口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量；往復(fù)泵采用旁路調(diào)節(jié)流量。解答：該題目主要考核離心泵和往復(fù)泵常用的流量調(diào)節(jié)方法。7降塵室內(nèi)

3、，顆粒可被分離的必要條件是氣體在室內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)顆粒的沉降時(shí)間。解答：該題目主要考核降塵室中顆粒可被分離的必要條件。8過(guò)濾操作有恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾兩種典型方式。解答：該題目主要考核過(guò)濾操作的兩種方式：恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾。9精餾塔的作用是提供氣液接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所。解答：該題目主要考核精餾塔的作用：提供氣液接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所。10空氣進(jìn)入干燥器之前一般都要進(jìn)行了預(yù)熱，其目的是提高空氣干球溫度，而降低空氣的相對(duì)濕度。解答：該題目主要考核空氣進(jìn)入干燥器之前一般都要進(jìn)行了預(yù)熱目的：提高空氣干球溫度，而降低空氣的相對(duì)濕度。二、選擇題1單位體積的流體所具有的質(zhì)量稱(chēng)為（ B ）。A比容 B密度C

4、壓強(qiáng) D相對(duì)密度解答：該題主要考核密度的基本概念，即為單位體積的流體所具有的質(zhì)量。2密度為1000kg/m3的流體，在108×4的管內(nèi)流動(dòng)，流速為2m/s，流體的粘度為1cp，其Re為（ D ）。A105 B2×107C2×106 D2×105解答：該題主要考核流體流動(dòng)中雷諾準(zhǔn)數(shù)的計(jì)算方法，即。3某設(shè)備進(jìn)、出口測(cè)壓儀表中的讀數(shù)分別為p1（表壓）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50 mmHg，則兩處的絕對(duì)壓強(qiáng)差為（ D ）。A500 B1250C1150 D1900解答：該題目主要考核真空度及表壓的計(jì)算方法。表壓=絕對(duì)壓力

5、-大氣壓，真空度=大氣壓-絕對(duì)壓力，根據(jù)上兩式所示可知，表壓+真空度=兩處的絕對(duì)壓強(qiáng)差=1900 mmHg。4離心泵的工作點(diǎn)是指（ D ）。A與泵最高效率時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn) B由泵的特性曲線所決定的點(diǎn)C由管路特性曲線所決定的點(diǎn) D泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)解答：該題目主要考核對(duì)于離心泵工作點(diǎn)的理解。在一定的管路系統(tǒng)中（指進(jìn)出口壓力、輸液高度、管路及管件的尺寸及件數(shù)、閥門(mén)的開(kāi)啟度等一定），當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，它只有一個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn)。該點(diǎn)由泵的Q-H曲線與該管路的Q-He曲線的交點(diǎn)決定。5離心泵的揚(yáng)程隨著流量的增加而（ B ）。A增加 B減小C不變 D無(wú)規(guī)律性解答：該題目主要考核離心泵特性曲線。離心泵

6、的特性曲線是將由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的Q、H、N、等數(shù)據(jù)標(biāo)繪而成的一組曲線。其中揚(yáng)程H-流量Q曲線為揚(yáng)程隨流量的增大而減小。6下列用來(lái)分離氣固非均相物系的是（ C ）。 A板框壓濾機(jī) B轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)C袋濾器 D三足式離心機(jī)解答：該題目主要考核單元操作分離設(shè)備所處理的分離物系。板框式壓濾機(jī)分離液-固物系，轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)為液-固物系，袋濾器分離氣-固物系，三足式離心機(jī)分離固-液物系。7下列哪一種不屬于列管式換熱器（ C ）。 AU型管式 B浮頭式C螺旋板式 D固定管板式解答：該題目主要考核換熱器的類(lèi)型，其中列管式換熱器包括固定管板式、浮頭式和U型管式，然而螺旋板式換熱器為板面式換熱器的一種。8雙層平壁定態(tài)熱

7、傳導(dǎo)，兩層壁厚相同，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為1和2，其對(duì)應(yīng)的溫度差為t1和t2，若t1>t2，則1和2的關(guān)系為（ A ）。A1 <2 B1>2C1=2 D無(wú)法確定解答：該題目主要考核傅里葉定律的應(yīng)用。其中單層平壁定態(tài)熱傳導(dǎo)的計(jì)算公式：，其中每層的熱通量相等q1=q2，且壁厚b1=b2，t1>t2，則1 <2。9下述分離過(guò)程中不屬于傳質(zhì)分離過(guò)程的是（ D ）。A萃取分離 B吸收分離C精餾分離 D離心分離解答：該題目主要考核哪些單元操作過(guò)程涉及到質(zhì)量傳遞。其中萃取、吸收和精餾分離中都涉及到質(zhì)量傳遞，然而離心分離是借助于離心力，使比重不同的物質(zhì)進(jìn)行分離的方法。10某精餾塔的

8、餾出液量是50kmol/h，回流比是2，則精餾段的回流量是（ A ）。A100 kmol/h B50 kmol/hC25 kmol/h D125 kmol/h解答：該題目主要考核精餾過(guò)程中回流比的概念?；亓鞅龋鶕?jù)題目可知R=2，D=50 kmol/h，則L=100 kmol/h。11某精餾塔的理論板數(shù)為17塊（包括塔釜），全塔效率為0.5，則實(shí)際塔板數(shù)為（ D ）塊。A34 B31C33 D32解答：該題目主要考核精餾塔的全塔效率的計(jì)算。，根據(jù)題目中已知條件，NT=16（排除塔釜），E=0.5，則NP=32。12選擇吸收劑時(shí)不需要考慮的是（ D ）。A對(duì)溶質(zhì)的溶解度 B對(duì)溶質(zhì)的選擇性C操作條

9、件下的揮發(fā)度 D操作溫度下的密度解答：該題目主要考核選擇合適吸收劑的相關(guān)要求，其中吸收劑的密度對(duì)于吸收過(guò)程影響不大。13在進(jìn)行吸收操作時(shí)，吸收操作線總是位于平衡線的（ A ）A上方 B下方C重合 D不一定解答：該題目主要考核吸收過(guò)程的操作線方程。根據(jù)吸收過(guò)程的操作線曲線可知，吸收操作線是位于平衡線的上方。14下列敘述正確的是（ D ）。 A空氣的相對(duì)濕度越大，吸濕能力越強(qiáng) B濕空氣的比體積為1kg濕空氣的體積C濕球溫度與絕熱飽和溫度必相等 D對(duì)流干燥中，空氣是最常用的干燥介質(zhì)解答：該題目主要考核干燥過(guò)程相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)?？諝獾奈鼭衲芰υ谝欢囟葧r(shí)1千克空氣的濕含量與在此溫度時(shí)的飽和狀態(tài)空氣的濕含量

10、之差，為該空氣的吸濕能力。而相對(duì)濕度，指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比。在濕空氣中，1kg絕干空氣的體積和相應(yīng)Hkg水汽的體積之和稱(chēng)為濕空氣的比體積或濕容積。濕球溫度是標(biāo)定的一種手段，其涵義是，某一狀態(tài)下的空氣，同濕球溫度表的濕潤(rùn)溫包接觸，發(fā)生熱濕交換，使其達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。該溫度是用溫包上裹著濕紗布的溫度表，在流速大于2.5m/s且不受直接輻射的空氣中，所測(cè)得的紗布表面溫度，以此作為空氣接近飽和程度的一種度量。周?chē)諝獾娘柡筒钣?，濕球溫度表上發(fā)生的蒸發(fā)愈強(qiáng)，而其濕度也就愈低。15影響干燥速率的主要因素除了濕物料、干燥設(shè)備外，還有一個(gè)重要因素是（ C ）。A絕干物料 B平衡水分C干燥介

11、質(zhì) D濕球溫度解答：該題目主要考核影響干燥速率的主要因素有哪些。主要有濕物料、干燥設(shè)備和干燥介質(zhì)。三、判斷題1. 設(shè)備內(nèi)的真空度愈高，即說(shuō)明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)愈小。（ ）解答：該題目主要考核真空度的概念。真空度=大氣壓-絕對(duì)壓力。2過(guò)濾速率與濾液粘度和濾渣厚度成反比。（ ）解答：該題目主要考核影響過(guò)濾速率的影響因素。其中過(guò)濾介質(zhì)性質(zhì)中的粘度越大則過(guò)濾速率越小，然而濾餅性質(zhì)中的濾餅厚度越厚則過(guò)濾阻力越大，即過(guò)濾速率越小。3離心泵送液體的粘度越大，則流量越大。（ ）解答：該題目主要考核離心泵性能參數(shù)的影響因素。若流體粘度大于常溫下的清水的粘度，則泵的流量、壓頭、效率都會(huì)下降，但軸功率上升。4降塵室的

12、長(zhǎng)與降塵室的生產(chǎn)能力無(wú)關(guān)。（ ）解答：該題目主要考核影響降塵室生產(chǎn)能力的因素。理論上降塵室的生產(chǎn)能力只與其沉降面積b.l及顆粒的沉降速度ut有關(guān)，而與降塵室的高度H無(wú)關(guān)。5工業(yè)采用翅片狀的暖氣管代替圓鋼管，其目的是增加傳熱面積，提高傳熱效果。（ ）解答：該題目主要考核影響傳熱效果因素。當(dāng)采用翅片管代替圓管時(shí)，管內(nèi)流體流動(dòng)的形態(tài)發(fā)生改變，有利于湍流，增大K值。6在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的蒸餾方式為簡(jiǎn)單蒸餾。（ ）解答：該題目主要考核不同蒸餾方式的特點(diǎn)。簡(jiǎn)單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中，在一定壓強(qiáng)下加熱至沸，使液體不斷汽化。適合于混合物的粗分離，特別適合于沸點(diǎn)相差較大而分離要求不高的場(chǎng)合。而精餾是

13、一種利用回流使液體得到高純度分離的方法，是工業(yè)上應(yīng)用最廣的液體混合物分離操作，廣泛用于石油、化工、輕工、食品、等部門(mén)。四、計(jì)算題1如附圖所示，用泵將出水池中常溫的水送至吸收塔頂部，水面維持恒定，各部分相對(duì)位置如圖所示。輸水管為76×3mm鋼管，排水管出口與噴頭連接處的壓強(qiáng)為6.15×104Pa（表壓），送水量為34.5m3/h，水流經(jīng)全部管道（不包括噴頭）的能量損失為160J/kg。水的密度取1000kg/m3。求：（1）水在管內(nèi)的流速（2）泵的有效功率（kw）1解：（1）求u：u2=Ws/A2=Vs(d24)=(34.5/3600)/4(0.070)2=2.49m/s （

14、2）求Ne。取水池液面為1-1截面，且定為基準(zhǔn)水平面，取排水管出口與噴頭連接處為2-2截面，如圖所示。 在兩截面間列出柏努利方程：z1g+u12/2+P1/+We= z2g+u22/2+P2/+hf1-2 各量確定如下：z1=0，z2=26m，u10，u2=u=2.49m/s，P1表=0，P2表=6.15×104Pa，hf1-2=160J/kg 將已知量代入伯努利方程，可求出WeWe= z2g+u22/2+P2/+hf1-2=26×9.81+(2.49)2/2+6.15×104/1000+160=479.66 J/kg 求Ne。Ws=Vs=(34.5/3600)&

15、#215;1000=9.853kg/s 而Ne=WeWs=479.6×9.583=4596.74.597kw 2在板式精餾塔內(nèi)分離某二元理想溶液。原料液流量為100kmol/h，飽和蒸氣進(jìn)料，進(jìn)料組成為0.5（易揮發(fā)組分的摩爾分率）。塔頂餾出液量和塔釜液量相同。塔頂為全凝器。塔釜用間接蒸汽加熱。精餾段操作線方程為：y=0.8x+0.18試求：（1）塔頂和塔底產(chǎn)品的組成；（2）提餾段操作線方程式；解：（1）物料衡算： 即： 先求: 根據(jù)精餾段方程： 即： （2）用飽和蒸汽進(jìn)料： 提餾段操作方程： 2采用常壓的干燥裝置干燥某種濕物料，已知操作條件如下：空氣的狀況：進(jìn)預(yù)熱器前t0=20，H

16、0=0.01kg水/kg絕干氣； 進(jìn)干燥器前t1=120； 出干燥器時(shí)t2=70，H2=0.05 kg水/kg絕干氣；物料的狀況：進(jìn)干燥器前1=30，w1=20%（濕基）； 出干燥器時(shí)2=50，w2=5%（濕基）； 絕干物料比熱：Cs=1.5kJ/kg·。干燥器的生產(chǎn)能力為53.5kg/h（按干燥產(chǎn)品計(jì)）。求：絕干空氣流量L（kg絕干氣/h）3解： 則： 4在內(nèi)管為180×10mm的套管換熱器中，將流量為3500kg/h的某液態(tài)烴從100冷卻到60，其平均比熱Cp=2.38kJ/(kg)，環(huán)隙走冷卻水,其進(jìn)出口溫度分別為40和50，平均比熱Cp=4.174kJ/(kg)?；趥鳠嵬獗砻娣e的總傳熱系數(shù)K=2000W/(m2·)，且保持不變。設(shè)熱損失可以忽略。試求：（1）冷卻水用量；（2）計(jì)算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及管長(zhǎng)。解：（1）冷卻水用量：W1Cp1(T1-T2)= W2Cp2(t2-t1) 代入數(shù)據(jù)得：3500×2.38×(100-60)=W2×4.174×(50-40) W2=7982kg/h（8分）（2） tm逆=(50-20)/Ln(50/20)=32.74