1、化工單元操作技術知識點、習題解答一、填空題1. 粘度的物理意義是促使流體流動產生單位速度梯度的剪應力。解答：該題目主要考核流體粘度的物理意義。液體在流動時， 在其分子間產生內摩擦的性質， 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相關的阻力因子。粘度的物理意義是促使流體流動產生單位速度梯度的剪應力。2. 在完全湍流區， 摩擦系數與 re 無關，與 /d有關。 在完全湍流區則與雷諾系數的關系線趨近于水平線。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的特點為：摩擦系數 與 re 無關，與 /d有關，且與雷諾系數的關系線趨近于水平線。3. 在間壁式換熱器中，間壁兩邊流體

2、都變溫時，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冷凝有機蒸汽，經過一段時間運行后，發現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. 離心泵啟動前應關閉出口閥；旋渦泵啟動前應打開出口閥。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閥門調節流量；往復泵采用旁路調節流量。解答：該題目主要考核離心泵和往復泵常用的流量

3、調節方法。7. 降塵室內， 顆粒可被分離的必要條件是氣體在室內的停留時間應顆粒的沉降時間t 。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行傳熱和傳質的場所。解答：該題目主要考核精餾塔的作用：提供氣液接觸進行傳熱和傳質的場所。10. 空氣進入干燥器之前一般都要進行了預熱，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入干燥器之前一般都要進行了預熱目的：提高空氣干球溫度 ， 而降低 空氣的相對濕度 。二、選擇題1.

4、單位體積的流體所具有的質量稱為（b）。a 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量。2. 密度為 1000kg/m 3 的流體， 在 108×4的管內流動， 流速為 2m/s，流體的粘度為1cp，其 re 為（d）。a 105b2×107c 2×106d 2×105解答：該題主 要考核流體流 動中雷諾準數的計算方法， 即redu0.1210002105。110 33. 某設備進、出口測壓儀表中的讀數分別為p1（表壓） =1200mmhg 和 p2（真空度）=700mmhg ，當地大氣壓為750 mmhg

5、，則兩處的絕對壓強差為（d）。a 500c 1150b 1250d 1900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，根據上兩式所示可知，表壓+真空度 =兩處的絕對壓強差=1900 mmhg 。4離心泵的工作點是指（d）。a 與泵最高效率時對應的點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。在一定的管路系統中（指進出口壓力、輸液高度、管路及管件的尺寸及件數、閥門的開啟度等一定），當泵的轉速一定時，它只有一個穩定的工作點。該點由泵的q-h 曲線與該管路的

6、q-he 曲線的交點決定。5. 離心泵的揚程隨著流量的增加而（b）。a 增加b 減小c 不變d 無規律性解答：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、 等數據標繪而成的一組曲線。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b 轉筒真空過濾機c袋濾器d 三足式離心機解答： 該題目主要考核單元操作分離設備所處理的分離物系。板框式壓濾機分離液-固物系， 轉筒真空過濾機為液-固物系，袋濾器分離氣-固物系，三足式離心機分離固-液物系。7. 下列哪一種不屬于列管式換熱器（c）。a u 型管式b 浮頭式c螺

7、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 型管式，然而螺旋板式換熱器為板面式換熱器的一種。8. 雙層平壁定態熱傳導，兩層壁厚相同，各層的導熱系數分別為1 和 2，其對應的溫度差為 t1 和 t2，若 t1 >t2，則 1 和 2 的關系為（a）。a 1 < 2b 1> 2c 1= 2d 無法確定qt解答：該題目主要考核傅里葉定律的應用。其中單層平壁定態熱傳導的計算公式：b，其中每層的熱通量相等q1=q2，且壁厚b1=b2 ，t1>t2，則 1 < 2。9下述分離過程中不屬于傳質分離過程的是（d）。a 萃取分離b

8、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量傳遞。其中萃取、 吸收和精餾分離中都涉及到質量傳遞，然而離心分離是借助于離心力，使比重不同的物質進行分離的方法。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）。a 100 kmol/hb 50 kmol/hc 25 kmol/hd 125 kmol/hr解答：該題目主要考核精餾過程中回流比的概念。回流比ld ，根據題目可知r=2，d=50kmol/h ， 則 l=100 kmol/h 。11. 某精餾塔的理論板數為17 塊（包括塔釜） ，全塔效率為， 則實際塔板數為 （ d）塊。a

9、 34b 31c 33d 32nte解答：該題目主要考核精餾塔的全塔效率的計算。np100%，根據題目中已知條件，nt=16（排除塔釜） ，e=，則 n p=32。12. 選擇吸收劑時不需要考慮的是（d）。a 對溶質的溶解度b對溶質的選擇性c操作條件下的揮發度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要求，其中吸收劑的密度對于吸收過程影響不大。13. 在進行吸收操作時，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

10、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c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解答：該題目主要考核干燥過程相關基礎知識。空氣的吸濕能力在一定溫度時1 千克空氣的濕含量與在此溫度時的飽和狀態空氣的濕含量之差，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。濕球溫度是標定的一種手段，其涵義是， 某一狀態下的空氣， 同濕球溫度表的濕潤溫包接觸，發生熱濕交換，使其達到飽和狀態時的溫度。該溫度是用溫包上裹著濕紗布的溫度表，在流速大于s 且不受

11、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量。周圍空氣的飽和差愈大，濕球溫度表上發生的蒸發愈強，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、干燥設備外， 還有一個重要因素是（c）。a 絕干物料b 平衡水分c干燥介質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、 干燥設備和干燥介質。三、判斷題1. 設備內的真空度愈高，即說明設備內的絕對壓強愈小。（ ） 解答：該題目主要考核真空度的概念。真空度=大氣壓 -絕對壓力。2. 過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濾速率的影響因素。其中過濾介質

12、性質中的粘度越大則過濾速率越小，然而濾餅性質中的濾餅厚度越厚則過濾阻力越大，即過濾速率越小。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、效率都會下降，但軸功率上升。4. 降塵室的長與降塵室的生產能力無關。（）解答：該題目主要考核影響降塵室生產能力的因素。理論上降塵室的生產能力只與其沉降面積及顆粒的沉降速度ut 有關，而與降塵室的高度h 無關。5. 工業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。當采用翅片管代替圓管時，管內流體

13、流動的形態 發生改變，有利于湍流，增大k 值。6. 在化工生產中應用最廣泛的蒸餾方式為簡單蒸餾。（ ）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得到高純度分離的方法，是工業上應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。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76×3mm鋼管，排水管出口與噴頭連接處的壓強為×104

14、pa（表壓），送水量為34.5m3/h，水流經全部管道（不包括噴頭）的能量損失為160j/kg 。水的密度取1000kg/m 3。求：（ 1）水在管內的流速（2）泵的有效功率（kw ）1解：（ 1）求 u：u2=ws/a 2=vs (d2 4)=3600)/ 42=2.49m/s（2）求 ne。取水池液面為1-1截面，且定為基準水平面，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：122z g+u 1 /2+p1/+w e= z 2g+u 2/2+p2/ + 1h-2f各量確定如下：z1=0， z2=26m ，u10， u2=u=2.49m/s， p1 表 =0，

15、p2 表=×104pa， hf 1-2=160j/kg將已知量代入伯努利方程，可求出wewe= z2g+u22/2+p2 / + 1h-2f=26 ×+2/2+ ×104/1000+160= j/kg求 n e。ws=v s =3600) × 1000=9.853kg/s而 n e=w ew s=× = 2. 在板式精餾塔內分離某二元理想溶液。原料液流量為100kmol/h ，飽和蒸氣進料，進料組成為（易揮發組分的摩爾分率）。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=+試求：（ 1）塔頂和塔底產品的組

16、成；（ 2）提餾段操作線方程式；解：（1） 物料衡算：fdwfx fdx dwxw即： 100dw2dd50kmolw50lmol / h先求 xd : 根據精餾段方程：y0.8 x0.18r0.8r4r1x d0.18r1即： x d0.18 r10.1850.91000.5500.950 xwx100w0.550500.90.1（2） 用飽和蒸汽進料：llrd450200kmol / hvv1q fr1 d101004150100150kmol / h提餾段操作方程：yl x vwxwv200 x500.11.333 x0.0331501502. 采用常壓的干燥裝置干燥某種濕物料，已知操作

17、條件如下： 空氣的狀況：進預熱器前t 0=20 ， h 0=水/kg 絕干氣；進干燥器前t1=120；出干燥器時t 2=70 ， h 2=0.05 kg 水/kg 絕干氣； 物料的狀況：進干燥器前1=30 ， w1=20% （濕基）；出干燥器時 2=50 ， w2=5%（濕基）； 絕干物料比熱：cs=kg ·。干燥器的生產能力為53.5kg/h （按干燥產品計） 。求：絕干空氣流量l （kg 絕干氣 /h）x 13. 解：w11w10.25w2x21w20.0526gg2 (1w2 )53.5(10.05)50.825kg / hw l(h 2h 0 )g( x 1x 2 )lg( x 1x 2 )50.825(0.250.0526)250.82kg絕干氣 /h則：h 2h 00.050.014. 在內管為 180× 10mm 的套管換熱器中，將流量為3500kg/h 的某液態烴從100冷卻到60，其平均比熱cp=(kg? )，環隙走冷卻水,其進出口溫度分別為40和 50，平均比熱cp=(kg? )。基于傳熱外表面積的總傳熱系數k=2000w/(m 2· )，且保持不變。設熱損失可以忽略。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：w 1cp1(t 1-t 2)= w 2