化工装备复习题.docx
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化工装备复习题
《化工单元操作》复习题
(一)填充题
1.化学工业中将具有共同的物理变化,遵循共同的物理学规律,以及具有共同作用的基本操作称为“化工单元操作”。
2.化工单元操作按其理论基础可分为动量传递(流体流动与输送)、热量传递和质量传递三类。
3.1atm=10330mmH2O=101.325kPa。
4.1kgf/cm2=10mH2O=0.9807MPa
5.常压下气体的密度按式来计算。
当式中的气体常数R=8.314kJ/(kmol⋅K)时,气体的压强的单位必须为kPa。
6.设备内绝压为300mmHg,其真空度为450mmHg(当地大气压为750mmHg)。
7.一设备的真空表读数为300mmHg,其绝对压强为60kPa(当地大气压为760mmHg)。
8.对不可压缩流体,当体积流量一定时,流速与管径的平方成反比;若体积流量不变,管径减小一倍,管内流体流速为原来的4倍。
9.流体的流量不变,将管径增加一倍,则雷诺数为原来的1/2倍。
10.流体的流量不变,仅将管长增加一倍,则流动阻力为原来的2倍。
11.液体的粘度随温度的升高而降低;气体的粘度随温度升高而升高。
12.雷诺数的计算式为Re=duρ/μ。
当雷诺数Re≤2000时,流体的流动型态为层流(滞流);当雷诺数Re≥4000时,流体的流动型态为湍流(紊流)。
13.流体的流动型态分为层流、湍流两种,可用Re(或雷诺数)的大小来判断。
14.滞流流动时,流体在圆形管内的流速分布呈抛物线形状,管中心处的最大流速是管内平均流速的2倍。
15.流体在圆形管内作滞流流动时,摩擦系数λ=64/Re,直管阻力与流速的1次方成正比,与管径的4次方成反比。
16.流体在管内作湍流流动时,摩擦系数λ随Re数增加而减小,随增加ε/d而增加。
17.流体在管内流动处于完全湍流区时,直管阻力与流体流速的2次方成正比,在此区域内摩擦系数λ仅与ε/d(相对粗糙度)有关,而与Re无关。
18.当量直径的定义式为4倍的流通面积除以润湿周边的长度,套管环隙的当量直径为外管的内径减去内管的外径。
19.流体流经管路的阻力损失由直管阻力和局部阻力组成。
20.某溶液的密度为900kg/m3,粘度为9cP,在内径为40mm的管内作层流流动时,其最大平均流速为0.5m/s,管中心处的质点速度为1m/s。
21.一正方形管道,流通面积为0.4m2,其当量直径为0.632m。
22.流体在管内作层流流动,若流量不变,仅将管径减小一倍,管路的流动阻力为原来的16倍;若流体在管内作完全湍流流动,流量不变,也将管径减小一倍(相对粗糙度不变),管路的阻力为原来的32倍。
23.离心泵启动前应先(使泵壳里充满被输送的液体)灌泵,并应在关闭出口阀的情况下启动,以保护电机;选用离心泵时一般工作效率以不低于其最高效率的92%为合理。
24.减小流体流动阻力的办法有减小管长,适当增大管径,减小管壁的绝对粗糙度(ε),在流体中加入少量添加剂以改善其流动性能(减小μ),减少管件数量,管子入口采用流线型进口,弯管内安装导流叶片。
25.液体密度增加,离心泵的流量不变,扬程不变,效率不变,轴功率增大。
26.液体粘度增加,离心泵的流量下降,扬程下降,效率下降,轴功率增大。
27.传热的三种基本方式是热传导,热对流和热辐射。
28.工业生产中的换热方法有间壁式换热,混合式换热和蓄热式换热。
29.载热体换热量的计算方法有显热法,潜热法和焓差法。
30.换热器中冷、热流体的相对流向有逆流、并流、错流和折流。
31.传热系数的单位是W/(㎡·K);给热系数的单位是W/(㎡·K);导热系数的单位是W/(m·K)。
32.圆筒壁与平壁导热的不同点是其导热面积随传热方向(半径)而变化。
33.两种玻璃棉,一种密度为300kg/m3,一种密度为500kg/m3,同用为保温材料,密度为300kg/m3的玻璃棉保温性能好。
34.对圆形管路外包以两种导热系数不同的材料进行保温,应将导热系数小的材料放在内层,保温效果好。
35.金属的导热系数随纯度的增加而增大;气体的导热系数随温度升高而增大。
36.两层平壁导热,当tw1-tw2大于tw2-tw3时,说明第一层导热热阻大于第二层的导热热阻,若两层的壁厚相同,则必然有λ1小于λ2。
37.传热平均温度差常用对数平均值法,当∆t大/∆t小≤2时,则可用算术平均值计算。
38.对流给热热阻主要集中在靠近传热壁面处的层流内层内,因此减薄它的厚度是强化传热的重要途径。
39.强化传热的途径,有增加增大换热器单位体积的传热面积、增大传热系数和增大平均温度差三条主要途径。
40.当两流体的给热系数α1>>α2时,传热系数K。
若要提高K值关键是提高α2的数值。
41.用饱和蒸汽冷凝放出的热量去加热空气,在此种情况下换热管的壁面温度总是接近于蒸汽温度,而要提高传热系数K,关键在于提高空气一侧的给热系数。
42.换热管的壁面温度总是接近于给热系数大的一侧流体主体温度。
43.在设计列管换热器时,确定冷热两流体流动通道时应考虑,粘度大、流量小的流体宜走壳程;不清洁、易结垢的流体宜走管程。
44.吸收是分离气体混合物的单元操作,它是利用混合气体中各组分在吸收剂中的溶解度差异,而达到分离目的。
45.亨利系数E的数值大小表示气体溶于液体中的难易程度。
亨利系数越大,气体在液体中的溶解度越小。
46.相平衡常数m与压强和温度有关,压强升高,m值减小,温度升高,m值增大。
47.吸收操作和解吸操作都与温度和压强有关。
较低的温度和较高的压强对吸收操作有利;而较高的温度和较低的压强对解吸操作有利。
48.双膜理论认为:
吸收质是以分子扩散方式通过气液两膜,传质阻力主要集中在气液两膜内。
49.要获得同样浓度的气体溶液,对易溶气体所需的压强较低,而对难溶气体所需的压强较高。
50.对压强不太高的稀溶液,相平衡常数m与亨利系数E的关系是m=E/P,亨利系数E与溶解度系数H的关系是H=ρS/MSE。
51.吸收操作能够进行的条件是Y大于Y*,解吸操作能够进行的条件是Y小于Y*,过程能够达到的最大限度是X等于X*。
52.当操作线位于平衡线上方时,塔内进行的是吸收操作;而操作线位于平衡线下方时,塔内进行的是解吸操作。
53.传质设备有两类常用的塔器,在填料塔内,气液两相组成沿塔高呈连续变化;在板式塔内,气液两相组成沿塔高呈阶跃式变化。
54.吸收操作线方程式为Y=2.5X+0.3,平衡线方程为Y*=1.5X,其解吸因数为0.6,若吸收剂用量为1320kmol/h,则惰性气流量为528kmol/h。
55.由于塔壁面处的填料层空隙率大,阻力小,而使得液体在下降的过程中,有朝塔壁面处汇集的趋向称为塔壁效应。
56.蒸馏是利用被分离的混合液中各组分的挥发性不同,而使得各组分得以分离。
57.在一定的压强下,混合液的汽液平衡线偏离对角线越远,表示混合液越容易分离。
58.相对挥发度数值的大小,可以用来判断混合液能被分离的难易程度,其相对挥发度越大,混合液越容易分离;当相对挥发度等于1时,则表示该混合液不能用普通蒸馏分离。
59.精馏塔的塔顶温度最最低,塔底温度最最高,整个精馏塔的温度由上向下逐渐升高。
60.当F=1000kmol/h,xF=0.4,xD=0.8(以上均为摩尔分率),塔顶的馏出液最大流量Dmax=50kmol。
61.理论塔板指的是离开该板的汽液两相互为平衡。
62.回流比越大,操作线离对角线越近。
当采用全回流操作时,操作线与对角线重合,此时操作线方程可写为y=x。
63.操作线方程表达了相邻的两层塔板上一层塔板下降的液相与下一层塔板上升的汽相之间的关系。
64.图解法确定理论塔板时,以两段操作线交点处的所对应的塔板为加料板,这样使所需的理论塔板数最少。
65.全回流操作时,操作线方程可写为y=x,此时对应的塔板数称为最小理论塔板数。
66.对一定的工艺条件,回流比增加,所需的理论塔板数减小;对一定的精馏塔,操作时若增加回流比,塔顶馏出液中的易挥发组分浓度增大,塔底残液中难挥发组分浓度增大。
67.精馏塔操作时,若发现馏出液xD下降,为使之合格,最简单的操作方法是增大回流比。
若既要提高xD,又不改变馏出液量D,则冷却水及加热蒸汽的消耗量增大。
(二)选择题
1、某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1(表压)=1200mmHg(1mmHg=133.322Pa)和p2(真空度)=700mmHg,当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为DmmHg。
A、500B、1250C、1150D、1900
2、常拆的小管径管路通常用A连接。
A、螺纹B、法兰C、承插式D、焊接
3、离心泵的安装高度有一定限制主要原因是B。
A、防止产生“气缚”现象B、防止产生气蚀C、受泵的扬程限制D、受泵的功率限制
4、密度为1000kg/m3的流体,在Φ108×4mm的管内流动,流速为2m/s,流体的黏度为1cP(1cP=0.001Pa·s),其Re为D。
A、105B、2×107C、2×106D、2×105
5、离心泵的扬程随流量的增加而B。
A、增加B、减小C、不变D、无规律性
6、启动离心泵前应A。
A、关闭出口阀B、打开出口阀C、关闭入口阀D、同时打开入口阀和出口阀
7、离心泵操作中,能导致泵出口压力过高的原因是C。
A、润滑油不足B、密封损坏C、排出管路堵塞D、冷却水不足
8、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为A。
A、Q增大,N增大B、Q增大,N先增大后减小C、Q增大,N减小D、Q增大,N先减小后增大
9、为了防止A现象发生,启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀。
A、电机烧坏B、叶轮受损C、气缚D、气蚀
10、离心泵最常用的流量调节方法是B。
A、改变吸入管路中阀门开度B、改变出口管路中阀门开度C、安装回流支路,改变循环量的大小D、车削离心泵的叶轮
11、离心泵铭牌上标明的扬程是D。
A、功率最大时的扬程B、最大流量时的扬程C、泵的最大量程D、效率最高时的扬程
12、离心泵内导轮的作用是C。
A、增加转速B、改变叶轮转向C、减小能耗D、密封
13、流体流动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着D。
A、压力B、动能C、湍流D、黏性
14、一定量的水在圆形直管内呈层流流动,若将管内径增加一倍,产生的流动阻力将为原来的C。
A、1/2B、1/4C、1/16D、1/32
15、采用出口阀调节离心泵流量时,开大出口阀门扬程C。
A、增大B、不变C、减小D、先增大后减小
16、工程上,常以B流体为基准,计量流体的位能、动能和静压能,分别称为位压头、动压头和静压头。
A、1kgB、1NC、1molD、1kmol
17、选离心泵是根据泵的A。
A、扬程和流量选择B、轴功率和流量选择C、扬程和轴功率选择D、转速和轴功率选择
18、液体液封高度的确定是根据C。
A、连续性方程B、物料衡算式C、静力学方程D、牛顿黏性定律
19、离心泵输送液体的黏度越大,则有D。
A、泵的扬程越大B、流量越大C、效率越大D、轴功率越大
20、离心泵性能曲线中的扬程流量线是在C一定的情况下测定的。
A、效率B、功率C、转速D、管路布置
21、用潜热法计算流体间的传热量B。
A、仅适用于相态不变化而温度变化的情况B、仅适用于温度不变化而相态变化的情况C、仅适用于既有相态变化,又有温度变化的情况D、以上均错
22、用水蒸汽气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸汽走壳程。
为强化传热,下列措施中最为经济有效的是C。
A、增大换热器尺寸以增大传热面积B、在壳程设置折流挡板C、改单管程为双管程D、减少传热壁面厚度
23、可在器内设置搅拌器的是B换热器。
A、套管B、釜式C、夹套D、热管
24、列管换热器中下列流体宜走壳程的是D。
A、不洁净或易结垢的流体B、腐蚀性的流体C、压力高的流体D、被冷却的流体
25、多层串联平壁稳定导热,各层平壁的导热速率C。
A、不相等B、不能确定C、相等D、下降
26、夏天电风扇之所以能解热是因为B。
A、它降低了环境温度B、产生强制对流带走了人体表面的热量C、增强了自然对流D、产生了导热
27、有一种30℃流体需要加热到80℃,下列热流体的热量都能满足要求,应选D有利于节能。
A、400℃的蒸汽B、300℃的蒸汽C、200℃的蒸汽D、150℃的蒸汽
28、在管壳式换热器中,用饱和蒸汽冷凝以加热空气,下面两项判断为A。
甲:
传热管壁面温度接近加热蒸汽温度。
乙:
总传热系数接近于空气侧的对流给热系数。
A、甲、乙均合理B、甲、乙均不合理C、甲合理、乙不合理D、甲不合理、乙合理
29、在稳定变温传热中,流体的流向选择B时,传热平均温度差最大。
A、并流B、逆流C、错流D、折流
30、下列哪一种不属于列管换热器C。
A、U形管式B、浮头式C、螺旋板式D、固定管板式
31、下列不属于强化传热的方法是D。
A、加大传热面积B、加大传热温度差C、加大流速D、加装保温层
32、空气、水、金属固体热导率(导热系数)分别为λ1、λ2、λ3,其大小顺序正确的是B。
A、λ1>λ2>λ3B、λ1<λ2<λ3C、λ2>λ3>λ1D、λ2<λ3<λ1
33、冷、热流体在换热器中进行无相变逆流传热,换热器用久后形成污垢层,在同样的条件操作条件下,与无垢层相比,结垢换热器的传热系数B。
A、变大B、变小C、不变D、不确定
34、用120℃的饱和蒸汽加热原油,换热后蒸汽冷凝成同温度的冷凝水,此时两流体的平均温度差的关系为(Δtm)并流C(Δtm)逆流。
A、小于B、大于C、等于D、不定
35、为减少圆形管道热损失,采用包覆三种保温材料λa、λb、λc,若三层保温材料厚度相同,热导率(导热系数)λa>λb>λc,则包覆的顺序从内到外依次为D。
A、a、b、cB、b、a、cC、c、a、bD、c、b、a
36、以下不能提高传热速率的途径是A。
A、延长传热时间B、增大传热面积C、增加传热温度差D、提高传热系数
37、总传热系数与下列哪个因素无关A。
A、传热面积B、流体流动状态C、污垢热阻D、传热间壁壁厚
38、要求热流体从300℃降到200℃,冷流体从50℃升高到260℃,宜采用A换热。
A、逆流B、并流C、逆流或并流D、以上都不正确
39、对于间壁式换热器,流体的流动速度增加,其热交换能力将C。
A、减小B、不变C、增加D、不能确定
40、下列哪个选项不是列管换热器的主要构成部件。
B
A、外壳B、蛇管C、管束D、封头
41、当X*>X时,A。
A、发生吸收过程B、发生解吸过程C、吸收推动力为零D、解吸推动力为零
42、为改善液体壁流现象的装置是B。
A、填料支撑装置B、液体分布装置C、液体再分布装置D、除沫装置
43、对气体吸收有利的操作条件应是A。
A、低温+高压B、高温+高压C、低温+低压D、高温+低压
44、利用气体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作称为C。
A、蒸馏B、萃取C、吸收D、解吸
45、吸收操作的目的是分离A。
A、气体混合物B、均相液体混合物C、气液混合物D、部分互溶的均相混合物
46、温度A,将有利于解吸操作。
A、升高B、降低C、变化D、不变
47、在吸收操作中,保持吸收剂用量不变,随着气体速度增加,塔压的变化趋势是A。
A、变大B、变小C、不变D、不确定
48、低浓度逆流吸收操作,若气体流量、进出口组成及吸收剂进口组成一定,减小吸收剂用量,传质推动力将B。
A、变大B、变小C、不变D、不确定
49、在吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,为完成某一任务,则D。
A、回收率趋向最高B、吸收推动力趋向最大C、总费用最低D、填料层高度趋向无穷大
50、在吸收操作中,操作温度升高,其他条件不变,相平衡常数mA。
A、变大B、变小C、不变D、不确定
51、用水吸收下列气体时,D属于液膜控制。
A、氯化氢B、氨C、三氧化硫D、二氧化碳
52、吸收塔开车时,应C。
A、先通入气体后喷淋液体B、增大喷淋量总是有利于吸收操作的C、先喷淋液体后通入气体D、先进气体或液体都可以
53、在填料吸收塔中,为了保证吸收剂液体的均匀分布,塔顶需设置B。
A、液体分布装置B、液体再分布装置C、冷凝器D、塔釜
54、在吸收操作过程中,在塔的负荷范围内,当混合气体处理量增大时,为保持回收率不变,可采取的措施有B。
A、减小吸收剂用量B、增大吸收剂用量C、增加操作温度D、减小操作压力
55、在吸收操作中,其他条件不变,只增加操作温度,则吸收率将B。
A、变大B、变小C、不变D、不确定
56、在吸收塔操作过程中,当吸收剂用量增加时,出塔溶液浓度A,尾气中溶质浓度。
A、下降,下降B、增高,增高C、下降,增高D、增高,下降
57、完成指定的生产任务,采取A措施能使填料层的高度降低。
A、减少吸收剂中溶质的含量B、用并流代替逆流操作C、减少吸收剂用量D、吸收剂循环使用
58、吸收操作大多采用填料塔。
下列B不属于填料塔构件。
A、液体分布器B、疏水器C、填料D、液体再分布器
59、对难溶气体,如要提高其吸收速率,较为有效的手段是A。
A、增大液相流速B、增大气相流速C、减小液相流速D、减小气相流速
60、吸收过程中一般多采用逆流流程,主要是因为B。
A、流体阻力最小B、传质推动力最大C、流程最简单D、操作最方便
61、不影响理论塔板数的是进料的D。
A、位置B、热状态C、组成D、进料量
62、精馏塔中自上而下C。
A、分为精馏段、加料板和提馏段三个部分B、温度依次降低C、易挥发组分浓度依次降低D、蒸汽量依次减少
63、在其他条件不变的情况下,增大回流比能C。
A、减少操作费用B、增大设备费用C、提高产品纯度D、增大塔的生产能力
64、若要把双组分混合液分离成较纯的两个部分,则应采用C。
A、平衡蒸馏B、一般蒸馏C、精馏D、无法确定
65、以下说法正确的是B。
A、冷液进料q=1B、汽液混合液进料0<q<1C、过热蒸汽进料q=0D、饱和液体进料q<1
66、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/hC、25kmol/hD、125kmol/h
67、当分离沸点较高,而且又是热敏性混合液时,精馏操作压力应采用B。
A、加压B、减压C、常压D、不确定
68、蒸馏操作的依据是组分间的C差异。
A、溶解度B、沸点C、挥发度D、蒸汽压
69、塔顶全凝器改为分凝器后,其他操作条件不变,则所需理论塔板数B。
A、增多B、减少C、不变D、不确定
70、两组分物系的相对挥发度越小,则表示分离该物系越B。
A、容易B、困难C、完全D、不完全
71、在再沸器中溶液C而产生上升蒸汽,是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少的条件。
A、部分冷凝B、全部冷凝C、部分汽化D、全部汽化
72、精馏操作时,增大操作压强,塔顶温度A。
A、增大B、减小C、不变D、不能确定
73、冷凝器的作用是提供B产品及保证有适宜的液相回流。
A、塔顶汽相B、塔顶液相C、塔底汽相D、塔底液相
74、精馏塔操作时,回流比与理论塔板数的关系是B。
A、回流比增大时,理论塔板数也增多B、回流比增大时,理论塔板数减少C、全回流时,理论塔板数最多,但此时无产品D、回流比为最小回流比时,理论塔板数最小
75、有关灵敏板的叙述,正确的是A。
A、操作条件变化时,塔内温度变化最大的那块板B、板上温度变化,物料组成不一定都变C、板上温度升高,反映塔顶产品组成下降D、板上温度升高,反映塔底产品组成增大
76、在一定操作压力下,塔釜、塔顶温度可以反映出B。
A、生产能力B、产品质量C、操作条件D、不确定
77、下列哪个选项不属于精馏设备的主要部分D。
A、精馏塔B、塔顶冷凝器C、再沸器D、产品贮槽
78、精馏塔温度控制最关键的部位是A。
A、灵敏板温度B、塔底温度C、塔顶温度D、进料温度
79、在蒸馏单元操作中,对产品质量影响最重要的因素是B。
A、压力B、温度C、塔釜液位D、进料量
80、下列说法错误的是B。
A、回流比增大时,操作线偏离平衡线越远,越接近对角线B、全回流时所需理论塔板数最小,生产中最好选用全回流操作C、全回流有一定的实用价值D、实际回流比应在全回流和最小回流比之间。
(三)是非题
1.流体的粘度随温度升高而减小。
()
2.流体的流量一定,当管径增加一倍时,雷诺数原来的1/2倍。
(√)
3.层流流动时,流体在圆形管内的流动阻力与流速的平方成正比。
()
4.流体在圆形管内作完全湍流流动时,流体的阻力与其流速的平方成正比。
(√)
5.流体的流动类型有层流、湍流和过渡流。
( )
6.流体在流动过程中,其动能、位能和静压能可以相互转换。
(√)
7.流体在管内作层流流动时,其摩擦系数可以用下式进行计算λ=64/Re。
()
8.流体在圆形管内流动时,管中心处的流速是平均流速的两倍。
()
9.流体的流量一定,所选的管径越小,其费用越低。
()
10.流体的密度与绝对压强成正比与绝对温度成反比。
()
11.流体在圆形管内作完全湍流流动时,摩擦系数λ与Re无关,仅于管路的相对粗糙度有关,且随相对粗糙度增加而增大。
(√)
12.离心泵进口管上的真空度为300mmHg,出口管上的表压为2300mmHg,进出管路上的压强差为2000mmHg。
()
13.套管环隙的当量直径为de=d1-d2,所以套管环隙的流通面积为
。
()
14.物质的导热系数随温度升高而增大。
()
15.保温材料的导热系数越大,保温效果越好。
()
16.冷热两流体的温度越高,所传递的热量越多。
()
17.圆筒壁导热与平壁的导热的不同之处,是导热面积沿热量传递方向变化。
(√)
18.对圆筒壁设备保温,包以两种导热系数不同的保温材料,无论将哪一种材料包在内层,只要厚度相同,其保温效
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