化工單元操作技術(shù)知識點習(xí)題解答

1、化工單元操作技術(shù)知識點習(xí)題解答GEGROUPsystemofficeroom【GEIHUA16H-GEIHUAGEIHUA8Q8-化工單元操作技術(shù)知識點、習(xí)題解答一、填空題粘度的物理意義是促使流體流動產(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。液體在流動時，在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱為液體的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用來表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。粘度的物理意義是促使流體流動產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。在完全湍流區(qū)，摩擦系數(shù)入與Re無關(guān)，與2/止有關(guān)。在完全湍流區(qū)則入與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于水平線。解答：該題目主要考核對莫狄圖的理解。其中在此圖中完全湍流區(qū)的特點為：

2、摩擦系數(shù)入與Re無關(guān)，與&/d有關(guān)，且入與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于水平線。在間壁式換熱器中，間壁兩邊流體都變溫時，兩流體的流動方向有并流、逆流、錯流、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的四種方式：并流、逆流、錯流、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)過一段時間運行后，發(fā)現(xiàn)換熱器的傳熱效果明顯下隆，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離心泵啟動刖應(yīng)關(guān)團(tuán)出口閥；旋渦泵啟動刖應(yīng)打開出口閥。解答：該題目主要考核離心泵及旋渦泵的正確開啟方法。6離心泵通常采用出口

3、閥門調(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)，顆?？杀环蛛x的必要條件是氣體在室內(nèi)的停留時間應(yīng)為顆粒的沉降時間t。解答：該題目主要考核降塵室中顆?？杀环蛛x的必要條件8過濾操作有恒壓過濾和恒速過濾兩種典型方式。解答：該題目主要考核過濾操作的兩種方式：恒壓過濾和恒速過濾。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

4、氣干球溫度，而降低空氣的相對濕度。二、選擇題1單位體積的流體所具有的質(zhì)量稱為（B）。比容B.密度C.壓強D.相對密度解答：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。密度為1000kg/m3的流體，在108x4的管內(nèi)流動，流速為2m/s,流體的粘度為1cp，其Re為（D）。A105B2x107C2x106D2x105解答：該題主要考核流體流動中雷諾準(zhǔn)數(shù)的計算方法，即Re=U0.1x2xl000lx10-3=2x105o某設(shè)備進(jìn)、出口測壓儀表中的讀數(shù)分別為p1（表壓）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg，貝兩處的絕對壓強差為A500B12

5、50AU型管式B浮頭式C1150D1900解答：該題目主要考核真空度及表壓的計算方法。表壓=絕對壓力-大氣壓，真空度=大氣壓-絕對壓力，根據(jù)上兩式所示可知，表壓+真空度=兩處的絕對壓強差=1900mmHg。4離心泵的工作點是指（D）。A.與泵最高效率時對應(yīng)的點B.由泵的特性曲線所決定的點C.由管路特性曲線所決定的點D.泵的特性曲線與管路特性曲線的交點解答：該題目主要考核對于離心泵工作點的理解。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)、閥門的開啟度等一定），當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速一定時，它只有一個穩(wěn)定的工作點。該點由泵的Q-H曲線與該管路的Q-He曲線的交點決定。5離心泵的揚程隨著

6、流量的增加而（B）。A.增加B.減小C.不變D.無規(guī)律性解答：該題目主要考核離心泵特性曲線。離心泵的特性曲線是將由實驗測定的Q、H、N、n等數(shù)據(jù)標(biāo)繪而成的一組曲線。其中揚程H-流量Q曲線為揚程隨流量的增大而減小。6下列用來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）。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型，其中列管式換熱器包括固定管板式、浮頭式和U

7、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)熱傳導(dǎo)，兩層壁厚相同，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為入1和入2,其對應(yīng)的溫度差為A和At2，若At1At2，則入1和入2的關(guān)系為（A）。A.入1入2B.入1入2C入1=入2D無法確定解答：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)的計算公式：九Atq=b，其中每層的熱通量相等q1=q2，且壁厚b1=b2,At1At2，則入1入2。9下述分離過程中不屬于傳質(zhì)分離過程的是（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

8、于離心力,使比重不同的物質(zhì)進(jìn)行分離的方法。10某精餾塔的餾出液量是50kmol/h，回流比是2,則精餾段的回流量是A）B50kmol/hD125kmol/hA100kmol/hC25kmol/h解答：該題目主要考核精餾過程中回流比的概念R=回流比D,根據(jù)題目可知R=2,D=50kmol/h,貝L=100kmol/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,則實際塔板數(shù)為（D）塊A34B31C33D32解答：該題目主要考核精餾塔的全塔效率的計算。NE=rxlOO%NP，根據(jù)題目中已知條件，叫=16（排除塔釜），E=0.5，則Np=32。12選擇吸收劑時不需要考慮的是（D）。

9、A對溶質(zhì)的溶解度對溶質(zhì)的選擇性C操作條件下的揮發(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于吸收過程影響不大。13.在進(jìn)行吸收操作時，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程的操作線方程。根據(jù)吸收過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.空氣的相對濕度越大，吸濕能力越強B.濕空氣的比體積為1kg濕空氣的體積濕球溫度與絕熱飽和溫度必相等D.對流干燥中，空氣是最常用的干燥介質(zhì)解答：該題目主要考核干燥過程相關(guān)基礎(chǔ)知識?？諝獾奈鼭衲芰υ谝欢囟葧r1千克空氣的濕含量與在

10、此溫度時的飽和狀態(tài)空氣的濕含量之差，為該空氣的吸濕能力。而相對濕度，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水汽的體積之和稱為濕空氣的比體積或濕容積。濕球溫度是標(biāo)定空氣相對濕度的一種手段，其涵義是，某一狀態(tài)下的空氣，同濕球溫度表的濕潤溫包接觸，發(fā)生絕熱熱濕交換，使其達(dá)到飽和狀態(tài)時的溫度。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，所測得的紗布表面溫度，以此作為空氣接近飽和程度的一種度104量。周圍空氣的飽和差愈大，濕球溫度表上發(fā)生的蒸發(fā)愈強，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

11、重要因素是（C）。A.絕干物料B.平衡水分C干燥介質(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、判斷題設(shè)備內(nèi)的真空度愈高，即說明設(shè)備內(nèi)的絕對壓強愈小。（V）解答：該題目主要考核真空度的概念。真空度=大氣壓-絕對壓力。過濾速率與濾液粘度和濾渣厚度成反比。（V）解答：該題目主要考核影響過濾速率的影響因素。其中過濾介質(zhì)性質(zhì)中的粘度越大則過濾速率越小，然而濾餅性質(zhì)中的濾餅厚度越厚則過濾阻力越大，即過濾速率越小。離心泵送液體的粘度越大，則流量越大。（X）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

12、、效率都會下降，但軸功率上升。降塵室的長與降塵室的生產(chǎn)能力無關(guān)。（X）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及顆粒的沉降速度坷有關(guān)，而與降塵室的高度H無關(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。W）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，管內(nèi)流體流動的形態(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單蒸餾。（X）解答：該題目主要考核不同蒸餾方式的特點。簡單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中，在一定壓強下加熱至沸，使液體不斷汽化。適合于混合物的粗分離，特別適合于沸點相差

13、較大而分離要求不高的場合。而精餾是一種利用回流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法，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、冶金等部門。四、計算題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，各部分相對位置如圖所示。輸水管為申76x3mm鋼管，排水管出口與噴頭連接處的壓強為6.15xlO4Pa（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1解：（1）求u：=Ws/A2p=Vs/(d2n/4)=(34.5/3600)/n/4(0.070)2=2.49m/s（2）求Ne。取水池液面為1-1截面，且

14、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/p+We=z2g+u22/2+P2/p+hf1-2各量確定如下：z1=0,z?=26m,u,0,u?=u=2.49m/s,P,=0,P212121表2表=6.15x50PaLhf1-2=160J/kg將已知量代入伯努利方程，可求出WeWe=參+幻2/2+卩2巾+羽切2=26x9.81+(2.49)2/2+6.15x104/1000+160=479.66J/kg求Ne。Ws=Vsp=(34.5/3600)xl000=9.853kg/s而Ne=WeWs=479.6x9.583=4596

15、.7=4.597kw2.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：F=D+WFXf=DXD+Wxw即:100=D+W=2DD=50kmolw二50lmol/h先求xd:根據(jù)精餾段方程：y=0.8x+0.18召=8R=4筒=18即：xD=18(R+J=18x5=9100 x0.5=50 x0.9+50 xWx=100X5一50XO9=0

16、.1w2）用飽和蒸汽進(jìn)料：/.L=L=RD=4x50=200kmol/hV=VG-q)F=(R+1)DG-0)x100=(4+1)x50-100二150kmol/h提餾段操作方程：Lwxy二x-_wVV20050 x0.1x1501501.333x-0.0332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=20C。，H=0.01kg水/kg絕干氣；進(jìn)干燥器前t1=120C；出干燥器時t2=70C。，H2=0.05kg水/kg絕干氣；物料的狀況：進(jìn)干燥器前61=30C,w1=20%（濕基）；出干燥器時e2=50C,W2=5%（濕基）；絕干物料比熱：Cs=1.5k

17、J/kgC。干燥器的生產(chǎn)能力為53.5kg/h（按干燥產(chǎn)品計）。求：絕干空氣流量L（kg絕干氣,/h）wwX0.25X0.05263解：11w21w12G二G(1w)二53.5(10.05)二50.825kg/h22W二L(HH)二G(XX)2012則：L=皆=r輕=250-822k絕干氣山0.05-0.014.在內(nèi)管為180 x10mm的套管換熱器中，將流量為3500kg/h的某液態(tài)烴從100C。冷卻到60C。，其平均比熱Cp=2.38kJ/(kgC。)，環(huán)隙走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為40C和50C，平均比熱Cp=4.174kJ/(kgC。)。基于傳熱外表面積的總傳熱系數(shù)K=2000W/(m2C。)，且保持不變。設(shè)熱損失可以忽略。試求：(1)冷卻水用量；(2)計算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及管長。解：(1)冷卻水用量：W1Cp1(T1-T2)=W2Cp2(t2-t1)代入數(shù)據(jù)得：3500 x2.38x(100-6