《化工单元操作技术》知识点、习题解答

《化工单元操作技术》知识点、习题解答一、填空题粘度的物理意义是促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。λ与Re无关，与ε/dλ与雷诺系数的关系线趋近于水平线。解答：该题目主要考核对莫狄图的理解。其中在此图中完全湍流区的特点为：摩擦系数λ与Re无关，与ε/d有关，且λ与雷诺系数的关系线趋近于水平线。3流、和折流四种。4．某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是传热壁面上形成污垢，产生附加热阻，使K值下降。解答：该题目主要考核影响热量传递的因素，主要为污垢热阻的增大使得K值下降。解答：该题目主要考核离心泵及旋涡泵的正确开启方法。解答：该题目主要考核离心泵和往复泵常用的流量调节方法。应≥颗粒的沉降时间t。解答：该题目主要考核降尘室中颗粒可被分离的必要条件。过滤操作有恒压过滤和恒速过滤两种典型方式。解答：该题目主要考核过滤操作的两种方式：恒压过滤和恒速过滤。精馏塔的作用是提供气液接触进行传热和传质的场所。解答：该题目主要考核精馏塔的作用：提供气液接触进行传热和传质的场所。空气进入干燥器之前一般都要进行了预热，其目的是提高空气干球温度，而降低空气的相对湿度。解答：该题目主要考核空气进入干燥器之前一般都要进行了预热目的：提高空气干球温度，而降低空气的相对湿度。二、选择题单位体积的流体所具有的质量称为（B 。比容 B．密度C．压强 D．相对密度解答：该题主要考核密度的基本概念，即为单位体积的流体所具有的质量。密度为1000kg/3Φ108×2m/1c，其Re为（DA．105B．2×107C．2×106主D．2×105要考核流体流动中雷诺准数的计算方法，即Re

du

0.1210001103

2105。某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg750mmHg，则两处的绝对压强差为（D。A．500 B．1250C．1150 D．1900解答：该题目主要考核真空度及表压的计算方法。表压=绝对压力-大气压，真空度=大气压-绝对压力，根据上两式所示可知，表压+真空度=两处的绝对压强差=1900mmHg。离心泵的工作点是指（D 。与泵最高效率时对应的点 B．由泵的特性曲线所决定的点由管路特性曲线所决定的点 泵的特性曲线与管路特性曲线的交点（液高度、管路及管件的尺寸及件数、阀门的开启度等一定，当泵的转速一定时，它只有一个稳定的工作点。该点由泵的Q-H曲线与该管路的Q-He曲线的交点决定。离心泵的扬程随着流量的增加而（B 。增加 B．减小C．不变 D．无规律性解答：该题目主要考核离心泵特性曲线。离心泵的特性曲线是将由实验测定的Q、H、N、η等数据标绘而成的一组曲线。其中扬程H-流量Q曲线为扬程随流量的增大而减小。下列用来分离气—固非均相物系的是（C 。板框压滤机 B．转筒真空过滤机C．袋滤器 D．三足式离心机液物系。7．下列哪一种不属于列管式换热器（C。A．U型管式B．浮头式C．螺旋板式D．固定管板式解答：该题目主要考核换热器的类型，其中列管式换热器包括固定管板式、浮头式和U管式，然而螺旋板式换热器为板面式换热器的一种。2 1 双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为和其对应温度差为Δt1和Δt，若Δt>Δt，则和λ2的关系为（A 2 1 A．λ1B．λ1>λ2C．λ1=λ2 D．无法确定tq解答该题目主要考核傅里叶定律的应用其中单层平壁定态热传导的计算公式： b ，其中每层的热通量相等q1=q2，且壁厚b1=b2，Δt1>Δt2，则λ19．下述分离过程中不属于传质分离过程的是（D 。A．萃取分离 B．吸收分离C．精馏分离 D．离心分离涉及到质量传递，然而离心分离是借助于离心力，使比重不同的物质进行分离的方法。某精馏塔的馏出液量是50kmol/h，回流比是2，则精馏段的回流量是（A 。A．100kmol/h B．50kmol/hC．25kmol/h D．125kmol/hR解答：该题目主要考核精馏过程中回流比的概念。回流比kmol/h，则L=100kmol/h。

LD某精馏塔的理论板数为17（包括塔釜全塔效率为0.则实际塔板数（D 块。A．34 B．31C．33 D．32E解答：该题目主要考核精馏塔的全塔效率的计算。N=1（排除塔釜E=0.，则N=3。12．选择吸收剂时不需要考虑的是（ D

NNT100%P ，根据题目中已知条件，A．对溶质的溶解度 B．对溶质的选择性C．操作条件下的挥发度 D．操作温度下的密度大。在进行吸收操作时，吸收操作线总是位于平衡线的（A ）上方 B．下方C．重合 D．不一定线是位于平衡线的上方。下列叙述正确的是（D 。空气的相对湿度越大，吸湿能力越强B．湿空气的比体积为1kg湿空气的体积C．湿球温度与绝热饱和温度必相等 D．对流干燥中，空气是最常用的干燥质1千克空气的绝干空气的体积和相应Hkg水汽的状态时的温度。该温度是用温包上裹着湿纱布的温度表，在流速大于2.5m/s且不受直接辐饱和差愈大，湿球温度表上发生的蒸发愈强，而其湿度也就愈低。影响干燥速率的主要因素除了湿物料干燥设备外还有一个重要因素（C 。绝干物料 衡水分C．干燥介质 湿球温度质。三、判断题设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强愈小（√ 解答：该题目主要考核真空度的概念。真空大气绝对压力。过滤速率与滤液粘度和滤渣厚度成反比（√ ）率越小，然而滤饼性质中的滤饼厚度越厚则过滤阻力越大，即过滤速率越小。离心泵送液体的粘度越大，则流量越大（Х ）则泵的流量、压头、效率都会下降，但轴功率上升。降尘室的长与降尘室的生产能力无关（Х ）b.lutH无关。工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管其目的是增加传热面积提高传热效√ 解答该题目主要考核影响传热效果因素当采用翅片管代替圆管时管内流体流动的形态发生改变，有利于湍流，增大K值。在化工生产中应用最广泛的蒸馏方式为简单蒸馏（Х ）四、计算题1．如附图所示，用泵将出水池中常温的水送至吸收塔顶部，水面维持恒定，各部分相对位φ76×3mm钢管，排水管出口与喷头连接处的压强为6.15×104Pa（表压，送水量为34.53/，水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为160J/k取1000kg/31）水在管内的流速2）泵的有效功率k）1）求u：（2）求Ne。①取水池液面为1-1’截面，且定为基准水平面，取排水管出口与喷头连接处为2-2’截面，如图所示。②在两截面间列出柏努利方程：1 1 e 2 2 2 1-2z1g+u2/2+P/ρ+W=zg+u2/2+P/ρ+∑hf1 1 e 2 2 2 1-2表 各量确定如下表 2③将已知量代入伯努利方程，可求出WeWe=z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf1-22=26×9.81+(2.49)2/2+6.15×104/1000+160=479.66J/kgN④求 。NeWs=Vsρ=(34.5/3600)×1000=9.853kg/s而Ne=WeWs=479.6×9.583=4596.7≈4.597kw2．在板式精馏塔内分离某二元理想溶液。原料液流量为100kmol/h，饱和蒸气进料，进料组成为易挥发组分的摩尔分率（1）塔顶和塔底产品的组成（2）提馏段操作线方程式；解：FDW

Fx Dx WxF D w即：100DW2D D50kmol W50lmol/hxD:y0.8x0.18R 0.8 RR1

D 0.18 xxR1 x

0.18R10.1850.91000.5500.950xW1000.5500.9x w 50

0.1用饱和蒸汽进料：LLRD450200kmol/hVV1qFR1D101004150100150kmol/h提馏段操作方程：yLxWxwV V200 500.1x 1.333x150 150采用常压的干燥装置干燥某种湿物料，已知操作条件如下：空气的状况：进预热器前t0=20℃，H0=0.01kg水/kg进干燥器前t1=120℃；出干燥器时t2=70℃，H2=0.05kg水/kg物料的状况：进干燥器前θ=3w=20（湿基；1 1出干燥器时θ=5w=5（湿基；2 2绝干物料比热：Cs=1.5kJ/kg·℃。53.5kg/h（按干燥产品计L（kg/h）

X 1 0.25w1 1ww1

X 2 0.0526w2 1ww2GG2

(1w2

)53.5(10.05)50.825kg/hWL(H H)G(XX)2 0 1 2G(XL 1

X2)50.825(0.250.0526)250.82kg绝干气/h则： H2H0

0.050.01在内管为φ180×10mm3500kg/h100℃冷却到60℃，其平均比热Cp=2.38kJ/(kg·℃),40℃和50℃，平均比热Cp=4.174kJ/(kg·℃)。基于传热外表面积的总传热系数K=2000W/(m2·℃)，且保持不变。设热损失可以忽略。试求）冷却水用量）均温差及管长。（）Cp1(1-2)=2Cp2(-1)代入数据得：3500×2.38×(100-60)=W2×4.174×(50-40)∴W2=7982kg/h（8分）（2）Δtm逆=(50-20)/Ln(50/20)=32.74