2025年化工原理液體攪拌測(cè)試題(附答案)一、選擇題1.以下哪種攪拌器適用于低黏度液體的快速混合？()A.槳式攪拌器B.渦輪式攪拌器C.推進(jìn)式攪拌器D.錨式攪拌器答案：C解析：推進(jìn)式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)速高，適用于低黏度液體的快速混合。槳式攪拌器適用于低黏度液體的簡(jiǎn)單混合；渦輪式攪拌器適用于中黏度液體的攪拌；錨式攪拌器適用于高黏度液體的攪拌。2.攪拌功率與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？()A.攪拌器直徑B.攪拌器轉(zhuǎn)速C.液體密度D.容器材質(zhì)答案：D解析：攪拌功率與攪拌器直徑、攪拌器轉(zhuǎn)速、液體密度等因素有關(guān)。根據(jù)攪拌功率的計(jì)算公式，這些因素都會(huì)影響攪拌功率的大小。而容器材質(zhì)對(duì)攪拌功率沒(méi)有直接影響。3.當(dāng)攪拌器的雷諾數(shù)Re<10時(shí)，攪拌處于()。A.層流狀態(tài)B.過(guò)渡流狀態(tài)C.湍流狀態(tài)D.無(wú)法確定答案：A解析：雷諾數(shù)是判斷流體流動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)Re<10時(shí)，流體的黏性力起主導(dǎo)作用，攪拌處于層流狀態(tài)。當(dāng)10<Re<104時(shí)，為過(guò)渡流狀態(tài)；當(dāng)Re>104時(shí)，為湍流狀態(tài)。4.以下關(guān)于攪拌器安裝位置的說(shuō)法，正確的是()。A.攪拌器應(yīng)安裝在容器底部B.攪拌器應(yīng)安裝在容器中心C.攪拌器安裝位置對(duì)攪拌效果沒(méi)有影響D.攪拌器安裝位置應(yīng)根據(jù)具體情況確定答案：D解析：攪拌器的安裝位置應(yīng)根據(jù)具體情況確定，如攪拌目的、液體性質(zhì)、容器形狀等。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于一些需要均勻混合的情況，攪拌器安裝在容器中心可能較好；但對(duì)于一些特殊的攪拌要求，如底部物料的懸浮等，攪拌器可能需要安裝在靠近底部的位置。5.為了提高攪拌效果，可采取的措施不包括()。A.增加攪拌器轉(zhuǎn)速B.增大攪拌器直徑C.減少液體黏度D.降低攪拌器高度答案：D解析：增加攪拌器轉(zhuǎn)速、增大攪拌器直徑都可以提高攪拌的強(qiáng)度，從而提高攪拌效果。減少液體黏度可以使液體更容易流動(dòng)，也有利于攪拌。而降低攪拌器高度不一定能提高攪拌效果，甚至可能會(huì)影響攪拌的均勻性。6.以下哪種攪拌器的混合效果較好，但能耗較高？()A.槳式攪拌器B.渦輪式攪拌器C.推進(jìn)式攪拌器D.框式攪拌器答案：B解析：渦輪式攪拌器能產(chǎn)生較強(qiáng)的徑向流和軸向流，混合效果較好。但由于其轉(zhuǎn)速較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以能耗也較高。槳式攪拌器混合效果一般，能耗較低；推進(jìn)式攪拌器適用于低黏度液體的快速混合，能耗相對(duì)較低；框式攪拌器適用于高黏度液體的攪拌，能耗也相對(duì)較高，但混合效果不如渦輪式攪拌器。7.攪拌器的功率準(zhǔn)數(shù)與()有關(guān)。A.雷諾數(shù)B.弗勞德數(shù)C.韋伯?dāng)?shù)D.以上都是答案：A解析：攪拌器的功率準(zhǔn)數(shù)是雷諾數(shù)的函數(shù)。在不同的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，功率準(zhǔn)數(shù)有不同的變化規(guī)律。弗勞德數(shù)主要與液體的流動(dòng)形態(tài)和攪拌器的離底距離等有關(guān)；韋伯?dāng)?shù)主要與液體的表面張力等有關(guān)，它們與功率準(zhǔn)數(shù)沒(méi)有直接的關(guān)系。8.當(dāng)攪拌器的葉片數(shù)量增加時(shí)，攪拌功率會(huì)()。A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定答案：A解析：當(dāng)攪拌器的葉片數(shù)量增加時(shí)，攪拌器與液體的接觸面積增大，阻力也增大，從而導(dǎo)致攪拌功率增大。9.以下關(guān)于攪拌器選型的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()。A.低黏度液體可選用推進(jìn)式攪拌器B.高黏度液體可選用錨式攪拌器C.中黏度液體可選用渦輪式攪拌器D.所有液體都可以使用同一種攪拌器答案：D解析：不同黏度的液體需要選用不同類型的攪拌器。低黏度液體流動(dòng)性好，可選用推進(jìn)式攪拌器進(jìn)行快速混合；高黏度液體流動(dòng)性差，需要選用錨式等適用于高黏度的攪拌器；中黏度液體可選用渦輪式攪拌器。所以并不是所有液體都可以使用同一種攪拌器。10.攪拌過(guò)程中，液體的循環(huán)流量與()有關(guān)。A.攪拌器轉(zhuǎn)速B.攪拌器直徑C.液體黏度D.以上都是答案：D解析：攪拌器轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的動(dòng)力越大，液體的循環(huán)流量越大；攪拌器直徑越大，攪拌范圍越廣，液體循環(huán)流量也會(huì)相應(yīng)增加；液體黏度越小，流動(dòng)性越好，循環(huán)流量也會(huì)越大。所以液體的循環(huán)流量與攪拌器轉(zhuǎn)速、攪拌器直徑、液體黏度等因素都有關(guān)。二、填空題1.攪拌的目的主要包括混合、______、______和傳熱等。答案：分散；溶解2.攪拌器的類型主要有槳式、______、______、錨式和框式等。答案：渦輪式；推進(jìn)式3.攪拌功率的計(jì)算通常采用______法，其關(guān)鍵是確定______。答案：準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)；功率準(zhǔn)數(shù)4.攪拌過(guò)程中，液體的流動(dòng)形態(tài)主要有______、______和過(guò)渡流三種。答案：層流；湍流5.攪拌器的安裝高度一般指攪拌器中心到______的距離。答案：容器底部6.為了防止攪拌過(guò)程中液體產(chǎn)生漩渦，可在容器內(nèi)安裝______。答案：擋板7.攪拌器的雷諾數(shù)Re反映了______力與______力的相對(duì)大小。答案：慣性；黏性8.攪拌器的弗勞德數(shù)Fr反映了______力與______力的相對(duì)大小。答案：慣性；重力9.攪拌器的選型應(yīng)根據(jù)______、______、攪拌目的等因素來(lái)確定。答案：液體黏度；容器大小10.攪拌過(guò)程中，提高攪拌效果的主要途徑是增加______和改善______。答案：攪拌強(qiáng)度；流動(dòng)狀態(tài)三、判斷題1.攪拌器的轉(zhuǎn)速越高，攪拌效果就一定越好。()答案：×解析：攪拌效果不僅與攪拌器轉(zhuǎn)速有關(guān)，還與攪拌器類型、液體性質(zhì)、容器形狀等多種因素有關(guān)。過(guò)高的轉(zhuǎn)速可能會(huì)導(dǎo)致液體飛濺、能耗增加等問(wèn)題，不一定能提高攪拌效果。2.攪拌功率只與攪拌器的尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)，與液體性質(zhì)無(wú)關(guān)。()答案：×解析：攪拌功率與攪拌器的尺寸、轉(zhuǎn)速以及液體的密度、黏度等性質(zhì)都有關(guān)。液體的性質(zhì)會(huì)影響攪拌過(guò)程中的阻力和流動(dòng)狀態(tài)，從而影響攪拌功率。3.層流攪拌時(shí)，液體的混合主要依靠分子擴(kuò)散。()答案：√解析：在層流狀態(tài)下，流體的流動(dòng)比較規(guī)則，液體的混合主要依靠分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即分子擴(kuò)散。4.攪拌器安裝在容器中心時(shí)，攪拌效果一定是最好的。()答案：×解析：攪拌器安裝在容器中心不一定能獲得最好的攪拌效果。攪拌效果還與攪拌目的、液體性質(zhì)等因素有關(guān)。例如，對(duì)于一些需要特殊流動(dòng)模式的攪拌過(guò)程，攪拌器可能需要安裝在其他位置。5.增加攪拌器的葉片數(shù)量可以提高攪拌效果，但會(huì)增加攪拌功率。()答案：√解析：增加攪拌器的葉片數(shù)量可以增加攪拌器與液體的接觸面積，提高攪拌的強(qiáng)度，從而提高攪拌效果。但同時(shí)，葉片數(shù)量增加會(huì)導(dǎo)致阻力增大，攪拌功率也會(huì)相應(yīng)增加。6.攪拌器的選型只需要考慮液體的黏度。()答案：×解析：攪拌器的選型需要綜合考慮液體的黏度、容器大小、攪拌目的、操作條件等多種因素。液體黏度只是其中一個(gè)重要的因素，但不是唯一的因素。7.攪拌過(guò)程中，液體的循環(huán)流量越大，攪拌效果就越好。()答案：×解析：液體的循環(huán)流量只是影響攪拌效果的一個(gè)因素。雖然較大的循環(huán)流量有助于液體的混合，但如果液體的流動(dòng)狀態(tài)不合理，如存在死區(qū)等，即使循環(huán)流量大，攪拌效果也不一定好。8.攪拌器的功率準(zhǔn)數(shù)是一個(gè)常數(shù)，與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)。()答案：×解析：攪拌器的功率準(zhǔn)數(shù)是雷諾數(shù)的函數(shù)。在不同的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，功率準(zhǔn)數(shù)有不同的變化規(guī)律。9.為了提高攪拌效果，可以無(wú)限制地增加攪拌器的轉(zhuǎn)速。()答案：×解析：無(wú)限制地增加攪拌器的轉(zhuǎn)速會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，如能耗增加、設(shè)備磨損加劇、液體飛濺等，而且不一定能持續(xù)提高攪拌效果。所以不能無(wú)限制地增加攪拌器的轉(zhuǎn)速。10.攪拌過(guò)程中，使用擋板可以完全消除液體的漩渦。()答案：×解析：使用擋板可以有效地減弱液體的漩渦，但不能完全消除。在實(shí)際攪拌過(guò)程中，仍然可能會(huì)存在一些輕微的漩渦現(xiàn)象。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述攪拌的作用和目的。(1).混合：使不同成分的液體均勻混合，如將兩種或多種溶液混合成均勻的混合物。(2).分散：將一種液體以微小液滴的形式分散到另一種液體中，例如制備乳液。(3).溶解：加速固體在液體中的溶解過(guò)程，提高溶解速率和溶解程度。(4).傳熱：促進(jìn)液體與外界的熱量交換，使液體溫度均勻，提高傳熱效率。(5).反應(yīng)：在化學(xué)反應(yīng)中，攪拌可以使反應(yīng)物充分接觸，提高反應(yīng)速率和反應(yīng)的均勻性。2.列舉常見(jiàn)的攪拌器類型，并說(shuō)明其適用范圍。(1).槳式攪拌器：適用于低黏度液體的簡(jiǎn)單混合和低速攪拌，如一些對(duì)混合要求不高的稀溶液的攪拌。(2).渦輪式攪拌器：適用于中黏度液體的攪拌，能產(chǎn)生較強(qiáng)的徑向流和軸向流，混合效果較好，常用于化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜攪拌。(3).推進(jìn)式攪拌器：適用于低黏度液體的快速混合和循環(huán)，如在大型儲(chǔ)罐中對(duì)低黏度液體進(jìn)行攪拌。(4).錨式攪拌器：適用于高黏度液體的攪拌，能使靠近容器壁的液體也得到較好的攪拌，常用于高黏度物料的混合和傳熱。(5).框式攪拌器：與錨式攪拌器類似，適用于高黏度液體的攪拌，攪拌范圍較大，能使物料在整個(gè)容器內(nèi)得到較好的混合。3.說(shuō)明攪拌功率的影響因素及計(jì)算方法。影響攪拌功率的因素主要有：-(1).攪拌器直徑：攪拌器直徑越大，攪拌時(shí)與液體的接觸面積越大，攪拌功率越大。-(2).攪拌器轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速越高，攪拌的強(qiáng)度越大，攪拌功率也越大。-(3).液體密度：液體密度越大，攪拌時(shí)的阻力越大，攪拌功率越大。-(4).液體黏度：液體黏度越大，流動(dòng)性越差，攪拌時(shí)的阻力越大，攪拌功率越大。攪拌功率的計(jì)算方法通常采用準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)法。首先根據(jù)攪拌器的類型、操作條件等確定功率準(zhǔn)數(shù)，然后通過(guò)功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)等的關(guān)系計(jì)算攪拌功率。具體公式為：P=Npρn3D5，其中P為攪拌功率，4.分析攪拌過(guò)程中液體產(chǎn)生漩渦的原因及危害，并提出防止措施。產(chǎn)生漩渦的原因：-(1).攪拌器的旋轉(zhuǎn)使液體具有切向速度，當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速較高時(shí)，液體在離心力的作用下會(huì)向容器壁移動(dòng)，從而在中心形成漩渦。-(2).液體的黏性較小，流動(dòng)性較好，容易形成漩渦。危害：-(1).漩渦會(huì)使空氣卷入液體中，導(dǎo)致液體中含有氣泡，影響產(chǎn)品質(zhì)量。-(2).漩渦會(huì)降低攪拌效果，使液體的混合不均勻。-(3).漩渦會(huì)增加攪拌功率的消耗，降低能源利用效率。防止措施：-(1).在容器內(nèi)安裝擋板：擋板可以破壞液體的切向流動(dòng)，減少漩渦的形成。-(2).改變攪拌器的安裝位置：如將攪拌器偏心安裝或傾斜安裝，也可以減少漩渦的產(chǎn)生。-(3).降低攪拌器的轉(zhuǎn)速：適當(dāng)降低攪拌器的轉(zhuǎn)速可以減弱離心力的作用，從而減少漩渦的形成。5.簡(jiǎn)述攪拌器選型的基本原則。(1).根據(jù)液體黏度選型：低黏度液體可選用推進(jìn)式攪拌器；中黏度液體可選用渦輪式攪拌器；高黏度液體可選用錨式或框式攪拌器。(2).根據(jù)攪拌目的選型：如果是簡(jiǎn)單混合，可選用槳式攪拌器；如果是分散、乳化等要求較高的攪拌，可選用渦輪式攪拌器。(3).根據(jù)容器大小選型：對(duì)于小型容器，可選用小型攪拌器；對(duì)于大型容器，需要選用功率較大、攪拌范圍廣的攪拌器。(4).考慮操作條件：如溫度、壓力等，選擇適合操作條件的攪拌器材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。(5).經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足攪拌要求的前提下，選擇成本較低、能耗較小的攪拌器。五、計(jì)算題1.已知攪拌器的直徑D=0.5m，轉(zhuǎn)速n=100r解：首先將轉(zhuǎn)速n的單位轉(zhuǎn)換為r/s，n=10060r/s≈1.67r2.某攪拌器在液體中攪拌時(shí)，功率準(zhǔn)數(shù)Np=5，攪拌器直徑D=0.6m，轉(zhuǎn)速n=解：先將轉(zhuǎn)速n的單位轉(zhuǎn)換為r/s，n=12060=2r/s。3.有一攪拌器用于攪拌低黏度液體，已知攪拌器直徑D1=0.4m，轉(zhuǎn)速n1=150r/mi解：根據(jù)攪拌功率與攪拌器直徑和轉(zhuǎn)速的關(guān)系P=Npρn3D5，由于液體密度和功率準(zhǔn)