化工单元操作考试答案.docx

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化工单元操作考试答案

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化工单元操作培训考试姓名

一、名词解释（共计20分）

1.气缚

答：

离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体，此种现象称为气缚。

2.汽蚀

答：

液体在泵内发生部分汽化,生成的气泡将随液体从低压区进入高压区,在高压区气泡会急剧收缩、凝结,使其周围的液体以极高的流速冲向刚消失的气泡中心，造成极高的局部冲击压力，直接冲击叶轮和泵壳,发生噪音,并引起震动。

长时间受到冲击力反复作用以及液体中微量溶解氧对金属的化学腐蚀作用,叶轮的局部表面出现斑痕和裂纹,甚至呈海绵状损坏,这种现象称为汽蚀。

3.精馏

答：

根据溶液中各组分挥发度的差异，利用液体多次部分汽化、汽体多次部分液化，将溶液分离成两个溶液的过程。

4.萃取

答：

利用溶液中组分在同一溶剂中的溶解度的差异，从溶液中提取被溶解的溶质的过程。

5.扬程

答：

指泵对单位重量（1N）的液体所提供的有效能量。

6.喘振

答：

对离心式压缩机，当流量减小到最小值时，出口压力会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时，流量再次减少，管道中介质又产生倒流，如此周而复始。

此现象称为喘振。

7.气体吸收率

答：

所谓吸收率指的是单位时间内在塔内被吸收的吸收质物质的量与气相带入该塔的吸收质物质的量之比。

8.液泛

答：

当降液管中液体向下流动阻力增大时，管内液面上升，当超过上层塔板的出口堰时，则产生液体倒流，即液泛又称为淹塔。

9.最小回流比

答：

回流比越小，需要的板数越多，当需要无穷多的理论板才能完成分离要求，将对应的回流比称为最小回流比，以

表示。

10.对流传热

答：

对流传热是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程。

二、选择题（共计20分）

1.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

2.液体通过离心泵后其获得的能量最终形式是（B）。

A.速度B.压力C.热力学能D.位能

3.当离心泵输送的液体沸点低于水的沸点时，则泵的安装高度应（B）。

A.加大B.减小C.不变D.无法确定

4.下列不是用来调节离心泵流量的选项是（D）。

A.调节离心泵出口阀的开度B.改变叶轮转速

C.改变叶轮直径D.调节离心泵的旁路调节阀

5.化工厂常见的间壁式换热器是（A）。

A.固定管板式换热器B.板式换热器C.釜式换热器D.蛇管式换热器

6.两种流体的对流传热膜系数分别为α1和α2，当α1＜＜α2时，欲提高传热系数，提高（A）的值才有明显的效果。

A.αlB.α2C.α1和α2D.与两者无关

7.下列哪一种不属于列管式换热器？

（C）

A.U形管式B.浮头式C.螺旋板式D.固定管板式

8.蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数α值（A）。

A.降低B.升高C.不变D.都有可能

9.精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的泡点回流改为过冷液体回流，则塔顶产品组成xD变化为（C）

A.变小B.不变C.变大D.不确定

10.精馏塔釜温度过高会造成（B）

A.轻组分损失增加B.塔顶馏出物作为产品不合格

C.釜液作为产品质量不合格D.可能造成塔板严重漏液

11.精馏塔塔底产品纯度下降，可能是（A）

A.提馏段板数不足B.精馏段板数不足C.再沸器热量过多D.塔釜温度升高

12.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.蒸汽质量依次减少

13.塔板上造成气泡夹带的原因是（A）

A.气速过大B.气速过小C.液流量过大D.液流量过小

14.有关灵敏板的叙述，正确的是（A）

A.是操作条件变化时，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，反应塔顶产品组成下降

D.板上温度升高，反应塔底产品组成增大

15.吸收过程能够进行的条件是（B）

A.p=p*B.p＞p*C.p＜p*D.不需条件

16.吸收塔尾气超标，可能引起的原因是（D）

A.塔压增大B.吸收剂降温C.吸收剂用量增大D.吸收剂纯度下降

17.在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其他条件不变，但入口气量增加，则出口气体吸收质组成将（A）

A.增加B.减少C.不变D.不定

18.萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的交点M位于（B）。

A.溶解度曲线上方区B.溶解度曲线下方区C.溶解度曲线上D.任何位置均可

19.三角形相图内任一点，代表混合物的（C）个组分含量。

A.一B.二C.三D.四

20.下列不适宜作为萃取分散相的是（A）。

A.体积流量大的相B.体积流量小的相

C.不易润湿填料等内部构件的相D.黏度较大的相

三、判断正误（共计10分）

1.（×）泵对流体的机械能就是升举高度。

2.（×）流体在水平管内作稳定连续流动时，当流经直径小处，流速会增大，其静压力也会升高。

3.（√）离心泵关闭出口阀运转时间不宜过大，否则会引起不良后果。

4.（×）离心压缩机的“喘振”现象是由于进气量超过上限所引起的。

5.（√）工业设备的保温材料，一般都是取热导率较小的材料。

6.（×）在列管换热器中，采用多程结构，可增大换热面积。

7.（×）精馏塔釜压升高将导致塔釜温度下降。

8.（√）精馏塔内的温度随易挥发组分浓度增大而降低。

9.（√）在气体吸收过程中，操作气速过大会导致大量的雾沫夹带，甚至造成液泛，使吸收无法进行。

10.（×）填料塔不可以用来作萃取设备。

四、简答题（共计20分）

1.说明强化传热的途径。

（1）增大传热面积

增大传热面积是强化传热的有效途径之一，增加α值小的那一侧的传热面积，会大大提高换热器的传热速率。

可采用小直径管，用螺旋管、波纹管代替光滑管，采用翅片式换热器都是增大传热面积的有效方法。

（2）增大平均温度差

当换热器中两侧流体都变温时，应尽可能从结构上采用逆流或接近逆流的流向以得到较大的传热温度差。

（3）增大传热系数

提高传热系数是提高传热效率的最有效途径。

欲提高K值，就必须减小对流传热热阻、污垢热阻和管壁热阻,通常采用的措施有:

①提高流速，层流边界层随之减薄，流速增大传热系数增大。

②增强流体的湍动程度。

如管内装有麻花铁、螺旋圈等添加物，它们能增大壁面附近流体的扰动程度，减小层流边界层的厚度，增大传热系数。

③防止结垢和及时清除垢层，以减小污垢热阻。

2.简要解释t-x-y相图。

P=101.3kPa

（1）横轴为汽（液）组成，纵轴为温度。

E点代表难挥发组分的沸点，F表示易挥发组成沸点。

（2）两曲线将系统分为三个区域，EHGCF线称露点线，以上区域为汽相区，表示为过热蒸汽。

EQLJF线称泡点线，以下区域为液相区，表示为过冷液体。

两曲线之间为气液两相区。

（3）两曲线上的点呈对应关系，即表示气液平衡时，两相组成。

QH（LG、JC）为平衡的气液相组成。

对应温度即为体系所处温度t3。

（4）t-x-y相图随压力而变化，此图是P=101.3kPa条件下相图。

3.离心泵发生汽蚀的可能因素有哪些？

答：

离心泵发生汽蚀的因素主要有：

（1）输送液体温度过高。

（2）作用输送液体液面上的压力过小。

（3）输送液体液面距离心泵叶轮以下垂直高度过大。

（4）离心泵入口管上流动阻力过大，如管太细、阀开度过小或被堵塞。

4.换热器有哪些类型？

答：

换热器类型

（1）按用途分为加热器、预热器、冷却器、冷凝器、再沸器、蒸发器等。

（2）按结构分为管式、板式和特殊式。

换热器结构

（1）管式换热器主要有

①蛇管式换热器

②套管式换热器

③列管式换热器：

固定管板式换热器、U型管式换热器和浮头式换热器

（2）板式换热器

①夹套式换热器

②螺旋板式换热器

五、计算题（共计30分）

1.高位槽水面保持稳定，水面距水管出口为5m，所用管路为φ108

4mm钢管，若管路损失压头为4.5m水柱，求该系统每小时的送水量。

解：

根据柏努利方程

其中：

z1=5m，z2=0，p1=p2，u1=0，He=0，h损=4.5m

得：

因此，u2=3.13m/s

输送水量

2.换热器壁面的一侧为水蒸汽冷凝，其对流传热系数为10000W/（m2·℃）；壁面的另一侧为被加热的冷空气，其对流传热系数为10W/（m2·℃），壁厚2mm，其导热系数为45W/（m·℃）。

求传热系数。

解：

3.将1200㎏/h含苯0.45（摩尔分数，下同）和甲苯0.55的混合液在连续精馏塔中分离，要求馏出液含苯0.95，釜液含苯不高于0.1，求馏出液、釜残液的流量以及塔顶易挥发组分的回收率。

解：

苯和甲苯的摩尔质量分别为78㎏/kmol和92㎏/kmol。

进料液的平均摩尔质量

F＝1200/85.7=14.0kmol/h

全塔物料衡算

得：

W=F-D=14.0-5.76=8.24kmol/h

塔顶易挥发组分回收率：