化工單元操作技術(shù)知識(shí)點(diǎn)、習(xí)題解答（精編版）

1、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(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

3、調(diào)節(jié)方法。7. 降塵室內(nèi)， 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(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.

4、單位體積的流體所具有的質(zhì)量稱為（b）。a 比容b密度c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/m 3 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）。a 105b2×107c 2×106d 2×105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redu0.1210002105。110 33. 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

5、，則兩處的絕對(duì)壓強(qiáng)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(jì)算方法。表壓=絕對(duì)壓力 -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)、閥門的開啟度等一定），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

6、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）。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(tài)熱傳導(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）。a 1 < 2b 1> 2c 1= 2d 無(wú)法確定qt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：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(guò)程中不屬于傳質(zhì)分離過(guò)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(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(guò)程中回流比的概念?；亓鞅萳d ，根據(jù)題目可知r=2，d=50kmol/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， 則實(shí)際塔板數(shù)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(jì)算。np100%，根據(jù)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(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)

10、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s 且不受

11、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。周圍空氣的飽和差愈大，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)

12、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

13、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。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×104

14、pa（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/m 3。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/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(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：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(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（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=+試求：（ 1）塔頂和塔底產(chǎn)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(jù)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(jìn)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(jìn)預(yù)熱器前t 0=20 ， h 0=水/kg 絕干氣；進(jìn)干燥器前t1=120；出干燥器時(shí)t 2=70 ， h 2=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=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）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(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=(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=(kg? )。基于傳熱外表面積的總傳熱系數(shù)k=2000w/(m 2· )，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：w 1cp1(t 1-t 2)= w 2