(完整)化工單元操作試題(含答案)一、選擇題1.流體在圓形直管中作層流流動(dòng)時(shí)，其管中心最大流速umax與平均流速u的關(guān)系為（A.uB.uC.uD.u答案：B解析：對(duì)于流體在圓形直管中作層流流動(dòng)，根據(jù)層流流動(dòng)的速度分布規(guī)律，管中心最大流速umax2.離心泵的揚(yáng)程是指（）A.液體的升揚(yáng)高度B.1kg液體經(jīng)泵后獲得的能量C.1N液體經(jīng)泵后獲得的能量D.泵的吸液高度答案：C解析：離心泵的揚(yáng)程是指單位重量（1N）液體經(jīng)泵后獲得的能量，故答案選C。3.當(dāng)離心泵內(nèi)充滿空氣時(shí)，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因?yàn)椋ǎ〢.氣體的粘度太小B.氣體的密度太小C.氣體比液體更容易起漩渦D.氣體破壞了液體的連續(xù)性答案：B解析：氣縛現(xiàn)象是由于泵內(nèi)充滿空氣，空氣密度遠(yuǎn)小于液體密度，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力小，無(wú)法在泵入口形成足夠的真空度來(lái)吸入液體，所以選B。4.在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)的是（）A.顆粒的幾何形狀B.顆粒的尺寸大小C.流體的水平流速D.顆粒與流體的密度差答案：C解析：塵粒的沉降速度與顆粒的幾何形狀、尺寸大小、顆粒與流體的密度差有關(guān)，而與流體的水平流速無(wú)關(guān)，水平流速只影響顆粒在降塵室中的停留時(shí)間，所以選C。5.過(guò)濾操作中，濾液流動(dòng)遇到的阻力主要是（）A.過(guò)濾介質(zhì)阻力B.濾餅阻力C.過(guò)濾介質(zhì)和濾餅阻力之和D.過(guò)濾設(shè)備的阻力答案：C解析：在過(guò)濾操作中，濾液流動(dòng)遇到的阻力是過(guò)濾介質(zhì)和濾餅阻力之和，隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾餅厚度增加，濾餅阻力逐漸成為主要阻力，所以選C。6.對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式中普朗特?cái)?shù)Pr反映的是（）A.流動(dòng)狀態(tài)對(duì)給熱的影響B(tài).自然對(duì)流對(duì)對(duì)流傳熱的影響C.流體物性對(duì)對(duì)流傳熱的影響D.傳熱面形狀、位置對(duì)給熱的影響答案：C解析：普朗特?cái)?shù)Pr=Cpμλ，其中7.在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，下面兩項(xiàng)判斷正確的是（）①空氣宜走管程②飽和蒸汽宜走殼程-A.①對(duì)②對(duì)-B.①對(duì)②錯(cuò)-C.①錯(cuò)②對(duì)-D.①錯(cuò)②錯(cuò)答案：A解析：空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)較小，走管程可以提高流速，從而提高對(duì)流傳熱系數(shù)；飽和蒸汽走殼程便于排出冷凝液，所以空氣宜走管程，飽和蒸汽宜走殼程，①②都正確，選A。8.精餾操作的依據(jù)是（）A.混合物各組分溶解度的差異B.混合物各組分揮發(fā)度的差異C.混合物各組分密度的差異D.混合物各組分沸點(diǎn)的差異答案：B解析：精餾操作是利用混合物各組分揮發(fā)度的差異，通過(guò)多次部分汽化和部分冷凝，使混合物得到分離，所以選B。9.在精餾塔中，加料板（）A.是精餾段與提餾段的分界板B.不是精餾段與提餾段的分界板C.是進(jìn)料板以上為精餾段，以下為提餾段D.以上說(shuō)法都不對(duì)答案：A解析：加料板是精餾段與提餾段的分界板，加料板以上為精餾段，加料板以下為提餾段，所以選A。10.吸收操作的依據(jù)是（）A.氣體混合物中各組分在吸收劑中溶解度的差異B.氣體混合物中各組分揮發(fā)度的差異C.氣體混合物中各組分密度的差異D.氣體混合物中各組分沸點(diǎn)的差異答案：A解析：吸收操作是利用氣體混合物中各組分在吸收劑中溶解度的差異，使某些組分溶解于吸收劑中，從而實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離，所以選A。11.在逆流吸收塔中，增加吸收劑用量，而混合氣體的處理量不變，則該吸收塔中操作線方程的斜率（）A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定答案：A解析：吸收塔操作線方程的斜率為L(zhǎng)V，其中L為吸收劑用量，V為混合氣體的處理量。增加吸收劑用量L，而V不變，則L12.萃取操作中，選擇萃取劑的主要原則不包括（）A.萃取劑與原溶劑互不相溶B.萃取劑對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解度C.萃取劑的沸點(diǎn)要高D.萃取劑與溶質(zhì)的分離要容易答案：C解析：選擇萃取劑的主要原則包括萃取劑與原溶劑互不相溶、對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解度、與溶質(zhì)的分離要容易等。萃取劑的沸點(diǎn)高低不是選擇萃取劑的主要原則，所以選C。13.干燥過(guò)程中，當(dāng)物料表面的水汽分壓等于干燥介質(zhì)中的水汽分壓時(shí)，物料的含水量稱為（）A.自由含水量B.平衡含水量C.結(jié)合水分D.非結(jié)合水分答案：B解析：當(dāng)物料表面的水汽分壓等于干燥介質(zhì)中的水汽分壓時(shí)，物料與干燥介質(zhì)達(dá)到平衡，此時(shí)物料的含水量稱為平衡含水量，所以選B。14.以下哪種設(shè)備不屬于傳熱設(shè)備（）A.列管式換熱器B.板式換熱器C.精餾塔D.套管式換熱器答案：C解析：列管式換熱器、板式換熱器、套管式換熱器都是常見的傳熱設(shè)備，而精餾塔主要用于混合物的分離，雖然在精餾過(guò)程中也有傳熱現(xiàn)象，但它不是專門的傳熱設(shè)備，所以選C。15.在流體輸送過(guò)程中，以下哪種閥門適用于調(diào)節(jié)流量（）A.截止閥B.閘閥C.球閥D.止回閥答案：A解析：截止閥的閥盤沿著閥座的中心線移動(dòng)，可通過(guò)改變閥盤與閥座之間的流通面積來(lái)調(diào)節(jié)流量；閘閥主要用于全開或全關(guān)的場(chǎng)合，不適用于調(diào)節(jié)流量；球閥適用于快速啟閉；止回閥用于防止流體倒流，不能調(diào)節(jié)流量，所以選A。二、填空題1.牛頓粘性定律的表達(dá)式為_，其中比例系數(shù)μ稱為_。答案：τ=2.離心泵的主要性能參數(shù)有_、_、___和效率。答案：流量；揚(yáng)程；功率3.過(guò)濾操作中，恒壓過(guò)濾的過(guò)濾速率隨過(guò)濾時(shí)間的增加而___（增大、減小、不變）。答案：減小4.對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在_，強(qiáng)化對(duì)流傳熱的關(guān)鍵在于_。答案：層流內(nèi)層；減薄層流內(nèi)層的厚度5.精餾塔的塔頂產(chǎn)品稱為_，塔底產(chǎn)品稱為_。答案：餾出液；釜?dú)堃?.吸收過(guò)程中，氣相吸收總系數(shù)KY與氣膜吸收系數(shù)kY、液膜吸收系數(shù)kX答案：17.萃取操作中，分配系數(shù)kA是指___。答案：溶質(zhì)在萃取相中的濃度與在萃余相中的濃度之比8.干燥過(guò)程中，物料的臨界含水量Xc的大小與_、_等因素有關(guān)。答案：物料的性質(zhì)；干燥介質(zhì)的條件9.流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，其摩擦系數(shù)λ不僅與_有關(guān)，還與_有關(guān)。答案：雷諾數(shù)Re；相對(duì)粗糙度10.旋風(fēng)分離器的分離效率主要取決于_、_等因素。答案：顆粒的尺寸；旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)尺寸三、判斷題1.流體的粘度隨溫度的升高而減小。（）答案：×解析：對(duì)于液體，粘度隨溫度的升高而減?。粚?duì)于氣體，粘度隨溫度的升高而增大，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。2.離心泵啟動(dòng)前必須灌滿液體，以防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。（）答案：×解析：離心泵啟動(dòng)前必須灌滿液體，是為了防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生，而氣蝕是由于泵入口壓力過(guò)低，液體汽化產(chǎn)生氣泡，氣泡破裂沖擊葉輪等部件造成的，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。3.降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的底面積和顆粒的沉降速度有關(guān)，而與降塵室的高度無(wú)關(guān)。（）答案：√解析：降塵室的生產(chǎn)能力Vs=Abu4.過(guò)濾操作中，過(guò)濾介質(zhì)的阻力始終小于濾餅的阻力。（）答案：×解析：在過(guò)濾初期，過(guò)濾介質(zhì)的阻力可能大于濾餅的阻力；隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾餅厚度增加，濾餅阻力逐漸增大并成為主要阻力，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。5.對(duì)流傳熱系數(shù)α越大，說(shuō)明對(duì)流傳熱過(guò)程越容易進(jìn)行。（）答案：√解析：對(duì)流傳熱系數(shù)α表示單位溫度差下，單位傳熱面積的對(duì)流傳熱速率，α越大，在相同的溫度差和傳熱面積下，對(duì)流傳熱速率越大，說(shuō)明對(duì)流傳熱過(guò)程越容易進(jìn)行，所以該說(shuō)法正確。6.在精餾塔中，回流比越大，精餾段操作線的斜率越大。（）答案：√解析：精餾段操作線方程為yn+1=RR+7.吸收過(guò)程中，增加吸收劑用量，可提高吸收速率和吸收程度。（）答案：√解析：增加吸收劑用量，可增大吸收過(guò)程的推動(dòng)力，從而提高吸收速率；同時(shí)，吸收劑用量增加，可使吸收更完全，提高吸收程度，所以該說(shuō)法正確。8.萃取操作中，選擇性系數(shù)β越大，說(shuō)明萃取劑的選擇性越好。（）答案：√解析：選擇性系數(shù)β=kAkB，β9.干燥過(guò)程中，物料的平衡含水量與干燥介質(zhì)的溫度和濕度有關(guān)。（）答案：√解析：物料的平衡含水量是物料與干燥介質(zhì)達(dá)到平衡時(shí)的含水量，它與干燥介質(zhì)的溫度和濕度有關(guān)，不同的溫度和濕度條件下，物料的平衡含水量不同，所以該說(shuō)法正確。10.流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其摩擦系數(shù)λ只與雷諾數(shù)Re有關(guān)。（）答案：√解析：對(duì)于層流流動(dòng)，摩擦系數(shù)λ=64R四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述離心泵的工作原理。(1).離心泵啟動(dòng)前需灌滿液體。(2).當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體在葉輪的帶動(dòng)下隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣，流速增大，動(dòng)能增加。(3).液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼流道逐漸擴(kuò)大，液體流速逐漸降低，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，使液體獲得較高的壓力，從而能被輸送到高處或遠(yuǎn)處。(4).同時(shí)，在葉輪中心處由于液體被甩出而形成低壓區(qū)，在外界大氣壓的作用下，液體不斷地從吸入管進(jìn)入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出的液體。2.簡(jiǎn)述過(guò)濾操作的基本原理和影響過(guò)濾速率的因素。基本原理：過(guò)濾是利用過(guò)濾介質(zhì)將懸浮液中的固體顆粒截留，而使液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的操作。在過(guò)濾過(guò)程中，懸浮液在推動(dòng)力（如壓力差）的作用下，流向過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒被過(guò)濾介質(zhì)截留形成濾餅，濾液則通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)排出。影響過(guò)濾速率的因素：(1).過(guò)濾推動(dòng)力：過(guò)濾速率與過(guò)濾推動(dòng)力成正比，增大過(guò)濾推動(dòng)力（如提高壓力差）可加快過(guò)濾速率。(2).過(guò)濾介質(zhì)和濾餅的阻力：過(guò)濾介質(zhì)的阻力和濾餅的阻力越大，過(guò)濾速率越小。濾餅的厚度、孔隙率、顆粒形狀等因素會(huì)影響濾餅的阻力。(3).懸浮液的性質(zhì)：懸浮液中顆粒的大小、形狀、濃度以及液體的粘度等都會(huì)影響過(guò)濾速率。顆粒越小、濃度越高、液體粘度越大，過(guò)濾速率越小。3.簡(jiǎn)述傳熱過(guò)程中強(qiáng)化傳熱的途徑。(1).增大傳熱面積：可以通過(guò)增加換熱器的管數(shù)、采用翅片管等方式增大傳熱面積，從而提高傳熱速率。(2).提高傳熱溫差：可以通過(guò)提高熱流體的溫度或降低冷流體的溫度來(lái)增大傳熱溫差，但要考慮實(shí)際的工藝條件和經(jīng)濟(jì)性。(3).提高傳熱系數(shù)K：減薄層流內(nèi)層的厚度：如提高流體的流速，可使層流內(nèi)層變薄，從而減小對(duì)流傳熱熱阻。選擇導(dǎo)熱系數(shù)大的流體：選用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體作為熱載體，可減小熱阻。及時(shí)清除傳熱面上的污垢：污垢的導(dǎo)熱系數(shù)一般較小，會(huì)增加熱阻，定期清除污垢可提高傳熱系數(shù)。4.簡(jiǎn)述精餾塔中精餾段和提餾段的作用。精餾段的作用：在精餾段，上升蒸汽中易揮發(fā)組分不斷被冷凝下來(lái)，使上升蒸汽中易揮發(fā)組分的含量不斷提高。同時(shí)，下降液體中的易揮發(fā)組分不斷被汽化，使下降液體中難揮發(fā)組分的含量相對(duì)增加。通過(guò)多次部分汽化和部分冷凝，實(shí)現(xiàn)了上升蒸汽中易揮發(fā)組分的提濃。提餾段的作用：在提餾段，下降液體中的易揮發(fā)組分繼續(xù)被上升蒸汽汽化，使下降液體中難揮發(fā)組分的含量進(jìn)一步提高，最終在塔底得到難揮發(fā)組分含量較高的釜?dú)堃?。同時(shí)，上升蒸汽中的難揮發(fā)組分不斷被冷凝，使上升蒸汽中易揮發(fā)組分的含量進(jìn)一步提高。5.簡(jiǎn)述吸收過(guò)程中選擇吸收劑的原則。(1).溶解度大：吸收劑對(duì)溶質(zhì)要有較大的溶解度，這樣可以提高吸收速率和吸收程度，減少吸收劑的用量。(2).選擇性好：吸收劑應(yīng)對(duì)溶質(zhì)有良好的選擇性，即對(duì)溶質(zhì)的溶解度大，而對(duì)混合氣體中其他組分的溶解度小，以便能有效地分離出溶質(zhì)。(3).揮發(fā)度低：吸收劑的揮發(fā)度要低，以減少在吸收過(guò)程中吸收劑的損失，降低操作成本。(4).粘度低：吸收劑的粘度低，有利于流體的流動(dòng)和傳質(zhì)，降低泵的功耗。(5).化學(xué)穩(wěn)定性好：吸收劑應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易分解、聚合等，以保證吸收過(guò)程的正常進(jìn)行。(6).腐蝕性?。何談?duì)設(shè)備的腐蝕性要小，以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備投資和維護(hù)成本。(7).價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛：選擇價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛的吸收劑，可降低生產(chǎn)成本。五、計(jì)算題1.某流體在圓形直管中作層流流動(dòng)，已知管內(nèi)徑d=50mm，管長(zhǎng)L=10m，流體的流量（1）管內(nèi)流體的平均流速u；根據(jù)流量公式V=uA，其中A=π4d2，（2）管內(nèi)流體的雷諾數(shù)Re，并判斷流型；Re=duρμ，將d=0.05m，（3）管內(nèi)流體的摩擦阻力損失hf。對(duì)于層流，摩擦系數(shù)λ=64Re，但本題為湍流，假設(shè)為光滑管，采用布拉修斯公式λ=0.31642.某離心泵的特性曲線方程為H=30?0.01Q2（H的單位為m，Q的單位為m（1）泵的工作點(diǎn)流量Q和揚(yáng)程H；泵的工作點(diǎn)是離心泵特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，即H=He，Q=Qe30?0.01Q2=10+（2）若將泵的轉(zhuǎn)速提高10%，此時(shí)泵的工作點(diǎn)流