《化工單元過程與操作》完整章節(jié)習(xí)題

PAGEPAGE1緒論、第一章練習(xí)題一、不定項(xiàng)選擇題：1.以下物理量單位表示不正確的是（）A.壓力kPaB.密度g/cm3C.黏度PaD.體積流速m/s2.流速和流量的關(guān)系是（）A.Vs=AuB.Vs=A/uC.Ws=ρuD.Ws=ρuA3.離心泵的性能參數(shù)有（）A.流量VB.揚(yáng)程HC.效率ηD.軸功率NE.轉(zhuǎn)速n4.離心泵的能量損失有哪幾種形式（）A.容積損失B.水力損失C.摩擦損失D.機(jī)械損失二、填空題：1.Re的表達(dá)式為_________________，當(dāng)流體在圓管內(nèi)流動，Re≤2000時為______流；Re≥4000時為______流；2000＜Re＜4000時為______流。2.化工單元操作中的“三傳”指的是__________傳遞、__________傳遞和__________傳遞。3.1atm=_________mmHg=_________mH2O=__________Pa=__________kPa=________MPa4.某設(shè)備上壓力表讀數(shù)為77kPa，該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為760mmHg，其絕對壓強(qiáng)為______Pa；若改為真空表讀數(shù)為77kPa，此時絕對壓強(qiáng)為______Pa。5.伯努利方程中的項(xiàng)稱為______壓頭，項(xiàng)稱為______壓頭，z項(xiàng)稱為______壓頭，靜壓頭與位壓頭之和稱為______壓頭。6.單元操作學(xué)統(tǒng)一的研究方法是_________________和_________________。7.SI制，長度單位是______，質(zhì)量單位是______，時間單位是______，溫度單位是______，物質(zhì)的量單位是______。8.常見的流速u單位是_________，質(zhì)量流速G單位是_________，體積流量Vs單位是_________，質(zhì)量流量Ws單位是_________。9._________是形成流體流動阻力的場所，決定了流動阻力的大小，源于其造成的阻力稱為_________________或_________________。10.動量傳遞的總阻力形式為_________，可見該總阻力與傳遞面積成______比，面積越大，總阻力越______。11.由摩擦因數(shù)圖可知：（1）層流區(qū)，λ與Re及的關(guān)系為____________________________________________________________________________；（2）湍流區(qū)，λ與Re及的關(guān)系為__________________________________________________________________________________________________________________________；（3）完全湍流區(qū)，λ與Re及的關(guān)系為_____________________________________________________________________________________________________________________。12.符合牛頓黏性定律的流體稱為__________流體，不符合的稱為__________流體。非牛頓流體分為__________流體和__________流體。而黏性流體中，黏性與時間無關(guān)的有_______________________________________________，與時間有關(guān)的有______________________________________________________________。例如：干酪、巧克力為__________流體，蛋黃醬、動物血、果醬為__________流體，，濃淀粉溶液、蜂蜜為__________流體。13.單級離心泵由動部件_________________和靜部件_________________兩大部分組成。其中葉輪有______________________________________三種結(jié)構(gòu)。14.兩臺相同的泵，可以串聯(lián)或并聯(lián)操作，稱為________操作。串聯(lián)時，每臺泵的壓頭相加后等于泵組的__________。但是串聯(lián)泵組中的每臺泵如果單獨(dú)連在管路中，單聯(lián)泵的流量______（以下填＜、＞、＝、≠）串聯(lián)泵組的流量或串聯(lián)泵組中每臺泵的流量；并聯(lián)時，泵組的流量______每臺泵流量之和，泵組的壓頭______泵組中每臺泵的壓頭。并聯(lián)泵組中的每臺泵單獨(dú)連在管路中，單聯(lián)泵的壓頭______并聯(lián)泵組的壓頭。15.泵業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)際汽蝕余量要比hn大_________m以上。16.氣體輸送機(jī)械包括__________________________________________________________。其中通風(fēng)機(jī)分為__________和__________通風(fēng)機(jī)，按壓力分為______________________。風(fēng)壓分為__________、__________和__________。三、簡答題：1.單元操作的特點(diǎn)2.食品物料及加工過程的特點(diǎn)3.物理量準(zhǔn)數(shù)化的優(yōu)點(diǎn)是4.使用離心泵的注意事項(xiàng)5.常用獲取真空的方法四、名詞解釋1.氣蝕現(xiàn)象2.氣縛現(xiàn)象3.邊界層分離五、計(jì)算題1.如圖所示，泵的吸入管內(nèi)徑為95mm，排出管內(nèi)徑為62mm，兩測壓表盤中心間垂直距離因安裝誤差為0.01m，泵的轉(zhuǎn)速為2900r/min，用20℃的水測定，測出流量為6L/s，泵出口處壓力表讀數(shù)為0.15MPa，泵入口處壓力表讀數(shù)為-0.031MPa，功率表測得電動機(jī)所消耗的功率為1.5kW，泵由電動機(jī)直接帶動，電動機(jī)的效率為95%。試求該泵在輸送條件下的壓頭、軸功率和效率。2.某煙道氣的組成為CO213%、H2O11%、N276%，溫度為400℃，壓強(qiáng)為100kPa，以上百分?jǐn)?shù)若分別為體積和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求混合氣體的密度。3.以Ф60mm×3.5mm的水煤氣鋼管滿流輸送15℃的清水，設(shè)流速2.0m/s，求水的質(zhì)量流量、質(zhì)量流速和體積流量。4.用泵將貯池中常溫下的水送至位于樓頂?shù)乃壑?，貯液池水面維持恒定，各部分的相對位置如圖所示。已知輸水管的直徑為Φ57×3.5mm，排出管出口處的壓強(qiáng)為常壓，送水量為15.5m3/h，水流經(jīng)全部管道（不包括管出口）的能量損失為50J/kg，試求泵的功率（效率η取0.65）。

第二章練習(xí)題計(jì)算題1.用光滑小球在黏性流體中自由沉降可測定該液體的黏度。測試時用玻璃筒盛滿待測液體，將直徑為6mm的鋼球在其中自由沉降，下落距離為200mm，記錄鋼球的沉降時間?，F(xiàn)用此法測試一種密度為1300kg/m3的糖漿，記錄的沉降時間為7.32s，鋼球的相對密度為7.9，試求此糖漿的黏度。2.一臺過濾機(jī)在恒壓下進(jìn)行過濾操作，過濾進(jìn)行到30min時，共獲得濾液4.50m3，過濾介質(zhì)的阻力可以忽略不計(jì)，試問當(dāng)過濾進(jìn)行到1h可獲得多少濾液，此時的過濾速率為多少m3/s？填空過濾機(jī)洗滌過程中，表示洗滌速率，表示過濾終了速率，則二者的關(guān)系是_______________________________。乳濁液分為兩類：例如牛奶，油為_________相（填“分散”或“連續(xù)”），稱為_______________乳化液；而奶油中，油為_________相，稱為_______________乳化液。在外力場作用下，利用________________________________________，使兩相發(fā)生相對運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)化合物分離的操作稱為沉降分離。根據(jù)外力場不同可分為_________沉降和_________沉降。顆粒充填時設(shè)備受到振動，則空隙率ε_________（填“大”、“小”）；采用濕法充填，則空隙率ε_________；大小不一的顆粒床層空隙率ε_________；器壁處空隙率ε_________。過濾的原料液通常稱為_________或_________，過濾用的多孔性材料，稱為_________，留在其上面的固體顆粒，稱為_________或_________，通過濾餅和介質(zhì)上的清液，稱為_________。根據(jù)過濾推動力的不同將過濾分為_________、_________、_________、_________等。濾餅洗滌有兩種方式，一種為_______________，特點(diǎn)是_____________________________________________________________________________________________________；另一種為_______________，特點(diǎn)是______________________________________________________________________________________________________________________。7.完全疏水的石蠟HLB=______，完全親水的聚乙二醇HLB=______。食品行業(yè)用于油包水型油溶性乳化劑的HLB值多為_________；用于水包油型水溶性乳化劑的HLB值多為_________。三、判斷1．球形度越大，Фn值越小，且Фn值總小于1。（）2.各向同性床層的一個重要特點(diǎn)是床層橫截面上可供流體通過的自由截面與床層截面之比在數(shù)值上等于空隙率ε。（）3.一般亂堆床的空隙率在0.47~0.70。（）4.qe稱為介質(zhì)常數(shù)，反映了過濾介質(zhì)的阻力。（）5.乳化劑是除了油相和水相之外的第三種物質(zhì)，能使分散相分散并能使乳化液穩(wěn)定。（）6.一般HLB值在1-20之間，HLB=10是親水、親油的分界線。（）四、簡答提高流化質(zhì)量的措施有哪些？乳化液穩(wěn)定性的主要因素有哪些？乳化分散的方法有哪幾種？氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)是？5.攪拌器強(qiáng)化湍動的措施有哪些？

第三章練習(xí)題一、名詞解釋1.導(dǎo)熱系數(shù)2.間壁傳熱3.黑體4.白體（鏡體）5.灰體二、填空1.λ金屬、λ非金屬、λ氣體、λ液體的關(guān)系是____________________________________________。絕大多數(shù)純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而__________，隨純度的提高而__________；而非金屬的λ值隨溫度的升高而__________，隨密度的增加而__________。2.對液體的導(dǎo)熱系數(shù)而言，λ金屬液體________λ一般液體（填“＜、＞”），多數(shù)金屬液體的λ值隨溫度的升高而__________，而非金屬液體的λ值隨溫度的升高而__________，其中水的λ值__________（填“最大”、“最小”）。3.氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而__________，隨壓力的升高而__________。4.飽和蒸汽在冷卻壁面的冷凝過程，根據(jù)冷凝液與壁面的接觸狀況分為_________________和_________________兩種。冷凝過程中，冷凝液能潤濕壁面，在壁面上形成連續(xù)的冷凝液膜，則稱為_________________；反之，則在壁面上形成液滴，隨機(jī)沿壁面流下，稱為_________________。二者中對流傳熱系數(shù)大的是_________________。5.熱傳導(dǎo)的必要條件是____________________________________________。6.導(dǎo)熱系數(shù)的單位是_________________，對流傳熱系數(shù)的單位是_________________。7.描述導(dǎo)熱過程的定律是_________________，描述對流傳熱過程的定律是_________________，描述熱輻射過程的三個定律是_________________、_________________、_________________。8.工業(yè)中的液體沸騰分為_________________和_________________兩種。9.間壁式換熱器按傳熱壁面特點(diǎn)可分為__________、__________和__________三種。三、不定項(xiàng)選擇1.黑體的含義是（）A.A=1B.R=1C.D=1D.A+R+D=12.灰體的含義是（）A.R=1B.R+D=1C.A+R=1D.A+D=13.傳熱的方式有（）A.傳導(dǎo)B.對流C.沸騰D.輻射四、簡答1.簡述對流傳熱系數(shù)的影響因素。2.間壁傳熱的三個步驟。3.管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和選用步驟。4.傳熱過程的強(qiáng)化措施。5.提高傳熱平均溫差的措施有哪些？6.減小熱阻的方法有哪些？五、計(jì)算題1.有一平壁的厚度為200mm，平壁的內(nèi)側(cè)溫度t1為600℃，外側(cè)溫度t2為200℃，導(dǎo)熱系數(shù)為λ=1+0.001tW/(m·℃)。試求傳過平壁的熱通量和平壁內(nèi)的溫度分布。導(dǎo)熱系數(shù)按常數(shù)計(jì)算。2.食品生產(chǎn)廠家為了對加熱蒸汽管進(jìn)行保溫，在外徑150mm的蒸汽管外包厚度為100mm的保溫層，保溫材料用公式λ=0.103+0.000198t，蒸汽管外t=180℃，保溫層外溫度為40℃，求每米管長的熱損失。3.現(xiàn)用一列管式換熱器加熱某種油料，油在管外流動，進(jìn)口溫度為100℃，出口溫度為160℃；加熱劑在管內(nèi)流動，進(jìn)口溫度為250℃，出口溫度為180℃，試分別計(jì)算并流與逆流時的平均溫度差。4.熱空氣在冷卻管外流過，對流傳熱系數(shù)為90W/(m2·K)，冷卻水在管內(nèi)流過，對流傳熱系數(shù)為1000W/(m2·K)，冷卻管外徑16mm，管壁厚1.5mm，管材的導(dǎo)熱系數(shù)為40W/(m·K)，試求：①傳熱系數(shù)K；②管外給熱系數(shù)α0增加1倍，傳熱系數(shù)K；③管內(nèi)給熱系數(shù)αi增加1倍，傳熱系數(shù)K；④改善換熱過程K的有效途徑。

第四、五章練習(xí)題一、不定項(xiàng)選擇題： 1.以下為氣膜控制的是（）A.水吸收NH3B.水吸收HClC.水吸收O2D.水吸收CO22.晶體的最小基本單元是（）A.晶胞B.晶格C.晶核D.晶種3.散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，可分為（）A.拉西環(huán)B.鮑爾環(huán)C.階梯環(huán)D.矩鞍形E.弧鞍形4.填料所用的材質(zhì)有（）A.陶瓷B.塑料C.石墨D.玻璃E.金屬二、填空題：1.熱殺菌是以_______________________________________為主要目標(biāo)的熱加工，可分為_________________和_________________。2.結(jié)晶的必要條件是_______________________________；結(jié)晶的方法有_______________、_______________和_________________。3.氣體擴(kuò)散系數(shù)的范圍在_________________，隨溫度的升高而____________，隨壓力的升高而____________。液體擴(kuò)散系數(shù)比氣體____________，與____________成正比，與____________成反比。4.描述吸收操作中的兩相平衡關(guān)系稱為_________________，其三種形式分別為___________________，___________________，___________________。5.KG≈kG時，傳質(zhì)阻力幾乎集中于______相，這種情況稱為______膜控制過程；若KL≈kL時，傳質(zhì)阻力幾乎集中于______相，這種情況稱為______膜控制過程。6.描述動量通量的定律是___________________，描述熱量通量的定律是___________________，描述質(zhì)量通量的定律是___________________。7.按塔板形式區(qū)分，典型的板式塔主要有____________、____________、____________。8.填料層高度的計(jì)算方法分為___________________和___________________。三、簡答題：1.蒸發(fā)的目的？2.蒸發(fā)器選型的要求。3.冷凍濃縮的優(yōu)點(diǎn)是？4.常見的屬于傳質(zhì)過程的單元操作有哪些？5.簡述雙膜理論的要點(diǎn)。6.簡述三傳的類似律。7.板式塔設(shè)計(jì)的程序是？8.液體分布器設(shè)計(jì)的基本要求。四、名詞解釋1.吸收操作2.擴(kuò)散系數(shù)3.蒸發(fā)4.單效蒸發(fā)5.等摩爾擴(kuò)散6.單向擴(kuò)散五、計(jì)算題1.用標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器對蘋果汁進(jìn)行濃縮，在穩(wěn)定狀態(tài)下，稀果汁以1.0kg/s的流量進(jìn)料，稀果汁的濃度為11%總固形物，濃縮果汁的濃度為75%總固形物，稀果汁比熱容為3.9kJ/(kg·℃)，生蒸汽的壓強(qiáng)為300kPa，進(jìn)料溫度為20℃，產(chǎn)品在蒸發(fā)器內(nèi)的沸點(diǎn)為59.7℃，假定總傳熱系數(shù)為850W/(m2·K)。假如忽略沸點(diǎn)升高，蒸發(fā)器的熱損失按照加熱蒸汽提供熱量的3%計(jì)算，蒸汽在飽和狀態(tài)下冷凝，冷凝液也在飽和溫度下被排出，計(jì)算濃縮產(chǎn)品的質(zhì)量流量、蒸汽用量、蒸發(fā)器的換熱面積。2.酒精水溶液中含酒精20%（體積分?jǐn)?shù)），酒精和水混合總體積近似按相加計(jì)算，純酒精的密度為790kg/m3，水的密度1000kg/m3，試分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量比和摩爾比表示溶液的組成。若將此溶液全部汽化成101.3kPa下的混合氣體，求酒精的分壓，用摩爾分率和摩爾比表示氣體的組成。

第六章練習(xí)題一、不定項(xiàng)選擇題： 1.工業(yè)上最常用的間歇蒸餾是（）A.閃蒸B.簡單蒸餾C.萃取精餾D.精餾2.以下是理想物系的是（）A.苯-甲苯B.甲醇-水C.甲醇-乙醇D.氫氧化鈉水溶液二、填空題：1.按操作是否連續(xù)，蒸餾可分為_______________和_________________；按蒸餾原理，分為_______________、_________________、_______________、_________________和_________________；按操作壓強(qiáng)，分為_______________、_________________、_______________；按混合物中組分的數(shù)目，分為_______________和_________________。2.分子蒸餾與一般真空蒸餾的區(qū)別是____________________。3.理想溶液氣液相平衡符合____________定律。4.回流比增大，設(shè)備費(fèi)用的變化情況是____________________，操作費(fèi)用的變化情況是____________________?？傎M(fèi)用的最低點(diǎn)所對應(yīng)的回流比即為____________________。5.恒沸點(diǎn)的特點(diǎn)是_________________________________________________。6.工業(yè)上最常用的簡單蒸餾是_____________過程，平衡蒸餾是_____________過程（填“間歇、連續(xù)”）。7.原料液進(jìn)入的板層稱為_____________，該板以上的塔段稱為_____________，以下稱為_____________。8.回流比是_____________和_____________的比值，用字母_____________表示。三、簡答題：1.恒摩爾流假設(shè)所需要滿足的條件是？2.最適宜的回流比是如何選擇的？請簡述之。四、名詞解釋1.簡單蒸餾2.閃蒸（平衡蒸餾）3.回流比五、計(jì)算題1.已知A與B的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可按下列安托因方程算得：式中p0的單位是mmHg，T的單位是K。問：①總壓為70mmHg（絕壓）時，A與B的沸點(diǎn)各為多少？②在上述總壓和68℃時，該物系可視為理想物系，此物系的平衡氣、液相濃度各為多少摩爾分?jǐn)?shù)？2.某二元物系，原料液濃度xF=0.35，連續(xù)精餾分離得塔頂產(chǎn)品濃度xD=0.92。已知塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分回收率η=0.9，求塔底產(chǎn)品濃度xW。以上濃度皆指易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。

第七章練習(xí)題一、簡答：吸收的目的。2.何為吸收操作？3.選擇吸收劑的原則（可做多選）。二、填空：按照被吸收的組分?jǐn)?shù)，吸收可分為________________和________________；按照吸收質(zhì)與溶劑之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，分為________________和________________；按照吸收過程中溶液的溫度是否發(fā)生明顯變化，分為________________和________________；按照氣體的濃度高低，分為________________和________________。三、計(jì)算：含有25%（體積分?jǐn)?shù)）CO2的某種混合氣體與水接觸，系統(tǒng)的溫度為20℃，總壓為101.3kPa。試求液相中CO2的平衡濃度CA*為多少？若系統(tǒng)溫度30℃，該平衡濃度又為多少？已知20℃、30℃時亨利系數(shù)分別為1.46×10某氣、液逆流的吸收塔，以清水吸收空氣-A混合氣中的A?？倝簽?大氣壓。已知塔底氣相中含A2.5%（摩爾分?jǐn)?shù)），水中含A的濃度為2×10-5（摩爾分?jǐn)?shù)）。試求塔底溫度分別為5℃及30℃時的吸收過程推動力。已知5℃時E=3.19×104kPa，30℃時E=6.17×104kPa。3.用清水逆流吸收混合氣中有害組分A，已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進(jìn)料混合氣組成為0.04（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下的平衡關(guān)系為y*=2.5x，試求：①L/G為（L/G）min的倍數(shù)；②所需塔高H；③若氣液流量和初始組成均不變，要求最終的尾氣排放濃度降至0.0033，求此時塔高應(yīng)增加多少？附：計(jì)算題第3題答案①∵兩式相比得：②∵∴③L、G、x2、y1均不變，此時由物料衡算式7-2，得，即解得：，此時

第八、九章一、簡答：1.萃取過程。2.簡述離子交換過程的機(jī)理。其中最慢的步驟是什么？3.提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施有哪些？4.浸取操作計(jì)算一般需確定哪些條件？二、選擇1.選擇性系數(shù)β的取值范圍是（）A.β=1B.β＜1C.β＞1D.無法確定2.物料與在一定條件下不能用干燥方法除去的水分稱為（）A.平衡水分B.自由水分C.結(jié)合水分D.非結(jié)合水分3.高分子合成膜主要有（）A.醋酸纖維素類B.硝酸纖維素類C.聚酰胺類D.聚砜類E.含氮雜環(huán)高聚物類三、填空：1.根據(jù)吸收劑表面分子提供的作用力形式不同，吸附可分為__________