化工单元操作技术知识点习题解答Word格式.docx
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化工单元操作技术知识点习题解答Word格式.docx
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该题目主要考核离心泵和往复泵常用的流量调节方法。
7.降尘室内,颗粒可被分离的必要条件是气体在室内的停留时间
应≥颗粒的沉降时间
。
该题目主要考核降尘室中颗粒可被分离的必要条件。
8.过滤操作有恒压过滤和恒速过滤两种典型方式。
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。
9.精馏塔的作用是提供气液接触进行传热和传质的场所。
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。
10.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。
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
1.单位体积的流体所具有的质量称为(B)。
A.比容B.密度
C.压强D.相对密度
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。
2.密度为1000kg/m3的流体,在Φ108×
4的管内流动,流速为2m/s,流体的粘度为1cp,其Re为(D)。
A.105B.2×
107
C.2×
106D.2×
105
该题主要考核流体流动中雷诺准数的计算方法,即
3.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)=700mmHg,当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为(D)。
A.500B.1250
C.1150D.1900
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。
4.离心泵的工作点是指(D)。
A.与泵最高效率时对应的点B.由泵的特性曲线所决定的点
C.由管路特性曲线所决定的点D.泵的特性曲线与管路特性曲线的交点
该题目主要考核对于离心泵工作点的理解。
在一定的管路系统中(指进出口压力、输液高度、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。
5.离心泵的扬程随着流量的增加而(B)。
A.增加B.减小
C.不变D.无规律性
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。
6.下列用来分离气—固非均相物系的是(C)。
A.板框压滤机B.转筒真空过滤机
C.袋滤器D.三足式离心机
该题目主要考核单元操作分离设备所处理的分离物系。
板框式压滤机分离液-固物系,转筒真空过滤机为液-固物系,袋滤器分离气-固物系,三足式离心机分离固-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
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型管式,然而螺旋板式换热器为板面式换热器的一种。
8.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λ1和λ2,其对应的温度差为Δt1和Δt2,若Δt1>
Δt2,则λ1和λ2的关系为(A)。
A.λ1<
λ2B.λ1>
λ2
C.λ1=λ2D.无法确定
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:
,其中每层的热通量相等q1=q2,且壁厚b1=b2,Δt1>
Δt2,则λ1<
λ2。
9.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
该题目主要考核哪些单元操作过程涉及到质量传递。
其中萃取、吸收和精馏分离中都涉及到质量传递,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。
10.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/hB.50kmol/h
C.25kmol/hD.125kmol/h
该题目主要考核精馏过程中回流比的概念。
回流比
,根据题目可知R=2,D=50kmol/h,则L=100kmol/h。
11.某精馏塔的理论板数为17块(包括塔釜),全塔效率为0.5,则实际塔板数为(D)块。
A.34B.31
C.33D.32
该题目主要考核精馏塔的全塔效率的计算。
,根据题目中已知条件,NT=16(排除塔釜),E=0.5,则NP=32。
12.选择吸收剂时不需要考虑的是(D)。
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
该题目主要考核选择合适吸收剂的相关要求,其中吸收剂的密度对于吸收过程影响不大。
13.在进行吸收操作时,吸收操作线总是位于平衡线的(A)
A.上方B.下方
C.重合D.不一定
该题目主要考核吸收过程的操作线方程。
根据吸收过程的操作线曲线可知,吸收操作线是位于平衡线的上方。
14.下列叙述正确的是(D)。
A.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介质
该题目主要考核干燥过程相关基础知识。
空气的吸湿能力在一定温度时1千克空气的湿含量与在此温度时的饱和状态空气的湿含量之差,为该空气的吸湿能力。
而相对湿度,指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
在湿空气中,1kg绝干空气的体积和相应Hkg水汽的体积之和称为湿空气的比体积或湿容积。
湿球温度是标定空气相对湿度的一种手段,其涵义是,某一状态下的空气,同湿球温度表的湿润温包接触,发生绝热热湿交换,使其达到饱和状态时的温度。
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且不受直接辐射的空气中,所测得的纱布表面温度,以此作为空气接近饱和程度的一种度量。
周围空气的饱和差愈大,湿球温度表上发生的蒸发愈强,而其湿度也就愈低。
15.影响干燥速率的主要因素除了湿物料、干燥设备外,还有一个重要因素是(C)。
A.绝干物料B.平衡水分
C.干燥介质D.湿球温度
该题目主要考核影响干燥速率的主要因素有哪些。
主要有湿物料、干燥设备和干燥介质。
三、判断题
1.设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强愈小。
(√)
该题目主要考核真空度的概念。
真空度=大气压-绝对压力。
2.过滤速率与滤液粘度和滤渣厚度成反比。
(√)
该题目主要考核影响过滤速率的影响因素。
其中过滤介质性质中的粘度越大则过滤速率越小,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。
3.离心泵送液体的粘度越大,则流量越大。
(Х)
该题目主要考核离心泵性能参数的影响因素。
若流体粘度大于常温下的清水的粘度,则泵的流量、压头、效率都会下降,但轴功率上升。
4.降尘室的长与降尘室的生产能力无关。
(Х)
该题目主要考核影响降尘室生产能力的因素。
理论上降尘室的生产能力只与其沉降面积b.l及颗粒的沉降速度ut有关,而与降尘室的高度H无关。
5.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,提高传热效果。
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。
6.在化工生产中应用最广泛的蒸馏方式为简单蒸馏。
该题目主要考核不同蒸馏方式的特点。
简单蒸馏是将原料液一次加入蒸馏釜中,在一定压强下加热至沸,使液体不断汽化。
适合于混合物的粗分离,特别适合于沸点相差较大而分离要求不高的场合。
而精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离操作,广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
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,各部分相对位置如图所示。
输水管为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34.5m3/h,水流经全部管道(不包括喷头)的能量损失为160J/kg。
水的密度取1000kg/m3。
求:
(1)水在管内的流速
(2)泵的有效功率(kw)
1.解:
(1)求u:
u2=Ws/A2ρ=Vs/(d2π/4)=(34.5/3600)/[π/4(0.070)2]=2.49m/s
(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:
z1g+u12/2+P1/ρ+We=z2g+u22/2+P2/ρ+∑hf1-2
各量确定如下:
z1=0,z2=26m,u1≈0,u2=u=2.49m/s,P1表=0,P2表=6.15×
104Pa,Σhf1-2=160J/kg
③将已知量代入伯努利方程,可求出We
We=z2g+u22/2+P2/ρ+∑hf1-2
=26×
9.81+(2.49)2/2+6.15×
104/1000+160=479.66J/kg
④求Ne。
Ws=Vsρ=(34.5/3600)×
1000=9.853kg/s
而Ne=WeWs=479.6×
9.583=4596.7≈4.597kw
2.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0.5(易挥发组分的摩尔分率)。
塔顶馏出液量和塔釜液量相同。
塔顶为全凝器。
塔釜用间接蒸汽加热。
精馏段操作线方程为:
y=0.8x+0.18
试求:
(1)塔顶和塔底产品的组成;
(2)提馏段操作线方程式;
解:
(1)物料衡算:
即:
先求
:
根据精馏段方程:
(2)用饱和蒸汽进料:
提馏段操作方程:
2.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绝干气;
进干燥器前t1=120℃;
出干燥器时t2=70℃,H2=0.05kg水/kg绝干气;
物料的状况:
进干燥器前θ1=30℃,w1=20%(湿基);
出干燥器时θ2=50℃,w2=5%(湿基);
绝干物料比热:
Cs=1.5kJ/kg·
℃。
干燥器的生产能力为53.5kg/h(按干燥产品计)。
绝干空气流量L(kg绝干气/h)
3.解:
则:
4.在内管为φ180×
10mm的套管换热器中,将流量为3500kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃,其平均比热Cp=2.38kJ/(kg·℃),环隙走冷却水,其进出口温度分别为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。
(1)冷却水用量;
(2)计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及管长。
(1)冷却水用量:
W1Cp1(T1-T2)=W2Cp2(t2-t1)
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℃
Δtm并=(60-10)/Ln(60/10)=27.91℃
Q=KAΔtm
Q=W1Cp1(T1-T2)=3500
2.38
(100-60)=3.332
10
kJ/h
A逆=3.332×
108/(2000×
32.74×
3600)=1.41m2
3.14×
0.18×
L=1.41
∴L逆=2.5m
A并=3.332×
27.91×
3600)=1.66m2
L=1.66
∴L并=2.94m
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