（2012.06.14）★化工单元操作技术期末复习答疑（文本）
申奕：快考试了，希望大家抓紧时间复习，有问题可在此提问
流体流动部分复习提纲
1、流体的性质：密度、重度、黏度等。
2、流体静力学：
压强：在垂直方向上作用于流体单位面积上的力，称为流体的静压强，简称压强，计算公式：；
压强的单位及其换算；压强的表示方式：表压强＝绝对压强－当地外界大气压强，真空度＝当地外界大气压强－绝对压强；
流体静力学方程式及其应用：，该式适用于在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体。利用静力学基本原理可以测量流体的压强、容器中液位及计算液封高度等。
3、流体流动现象：
流体的流速和流量：流体在流动时，单位时间内通过管道任一截面的流体量称为流体的流量。表示方法：体积流量，以qv表示，单位为m3/s；质量流量，以qm表示，单位为kg/s；两者之间的关系为：qm = qv；单位时间内，流体在流动方向上经过的距离称为流速。它等于流体的体积流量qv与管道截面积A之比，即。
定态流动和非定态流动：在流动过程中，流体在各截面上的温度、压强、流速等参数仅随所在空间位置变化，而不随时间变化，这种流动称之为定态流动；在流动过程中，流体在各截面上的温度、压强、流速等参数不但随所在空间位置而变化而且随时间变化，则称为非定态流动。
流体的流动形态：层流和湍流。
雷诺数：，流体在圆形直管内流动时，当Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区；当Re≥4000时，流动为湍流，此区称为湍流区；当2000 4、流体流动的基本方程： 定态流动的物料衡算--连续性方程：，对于不可压缩流体， ＝常数，连续性方程可写为。对于圆形管道：。 定态流动系统中的能量衡算--伯努利方程式及其应用：对于定态系统，系统内的能量积累为0，即：，该式适用于连续定态流动不可压缩性流体（液体）。伯努利方程的应用于管道中流量与流速的确定，设备相对位置的确定，流体输送设备所需功率的确定。 5、流动阻力： 直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力，范宁公式：或。层流时：摩擦系数 是雷诺数Re的函数， =64/Re。湍流时：。 局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力，局部阻力有两种计算方法：阻力系数法和当量长度法。 6、流量与流速的测量：测速管（毕托管）、孔板流量计、转子流量计的工作原理及其基本结构。 流体输送机械部分复习提纲 1、离心泵的结构及工作原理 离心泵的结构：叶轮，它的作用是将原动机的机械能直接传给液体，提高液体的动能和静压能。叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式（即敞式）三种。泵壳，它的作用有汇集液体和转能装置。轴封装置，它的作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。 离心泵的工作原理； 气缚现象：当启动离心泵时，若泵内未能灌满液体而存在大量气体，则由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的惯性离心力很小，因而叶轮中心处不能形成吸入液体所需的真空度，这种虽启动离心泵，但不能输送液体的现象称为气缚现象。 2、离心泵的性能参数、特性曲线及其影响因素 离心泵的性能参数：流量：它是指泵能输送的液体量。用符号qv表示，单位为m3/h。扬程：它是指单位重量（1N）液体经泵后所获得的能量。用符号H表示，单位为m液柱。效率，在液体输送过程中，外界能量通过泵传递给液体，其中不可避免地有能量损失，故泵所作的功不可能全部为液体所获得。用符号 表示。轴功率，它是指泵轴所需的功率，也就是直接传动时原动机传给泵轴的功率，用符号P表示，单位是W（或J/s）。 离心泵的特定曲线：离心泵的主要性能参数之间的关系由实验确定，测出的流量与扬程、功率, 效率之间的关系曲线称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线。H（扬程）～qv（流量）、P（轴功率）～qv（流量）、（效率）～qv（流量）。 流体物理性质对特定曲线的影响，泵的转速和叶轮直径对特许曲线的影响。 3、离心泵的工作点和流量调节 离心泵的工作点：管路特性曲线与泵的性能曲线的交汇点为泵的工作点。离心泵的稳定工作点具有唯一性。 流量调节：改变泵出口阀的开度--改变管路特性、改变叶轮转速--改变泵的特性和车削叶轮直径 4、离心泵的安装与选型 离心泵的允许安装高度：，当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生气蚀现象。 离心泵的选型； 5、离心泵的串并联操作 串联泵：两台完全相同的泵串联，每台泵的流量与压头相同，则串联组合泵的压头为单 台泵的2倍，流量与单台泵相同。 并联泵：台完全相同的泵并联，每台泵的流量和压头相同，则并联组合泵的流量为单台的2倍，压头与单台泵相同。 6、其他类型的输送机械 往复泵：结构、主要工作原理、主要性能参数（流量、扬程、功率和效率）、流量调节（旁路调节法和调节活塞的冲程或往复频率），往复泵具有自吸功能。 隔膜泵和计量泵：结构和工作原理。 旋转泵：属于容积式泵，它的工作原理是因为泵中转子的旋转作用，排出和吸入被输送液体，故旋转泵亦称为转子泵。 7、常用气体输送机械 气体输送机械的一般特点和分类； 离心式通风机、鼓风机和往复式压缩机的结构特点及其工作原理。 例题： 1、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750 mmHg，则两处的绝对压强差为1900mmHg。 2、水在变径的管路中作定态流动小管内径为20mm，大管内径为40mm，且小管中的流速为1.6m/s则大管中水的流速为0.4m/s。 3、压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 4、直径为 57mm×3.5mm的细管逐渐扩到 108mm×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为1m/s。 5、相对密度为1.8的液体密度为1800kg/m3。 6、离心泵最常用的调节方法是改变出口管路中阀门开度。 7、天津的大气压强分别为101.33kPa，苯乙烯真空精馏塔的塔顶要求维持5.3kPa的绝对压强，则真空表上读数为96.03kPa。 8、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2×105。 9、离心泵的安装高度有一定限制的原因主要是防止产生气蚀现象。 10、流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是抛物线型曲线。其管中心最大流速为平均流速的2倍，摩擦系数λ与Re关系为 64/Re 。 11、相对密度为1.5的液体密度为 1500 kg/m3。 12、流体的流动型态分为层流和湍流两种。 1、水以2m?s-1的流速在φ35mm×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa?s，密度为1000kg?m-3,其流动类型为（A）。 A、湍流； B、层流； C、过渡流； D、不确定； 2、某厂要安装一根输水量为45m3/h的管道，已知水流速为1.5m/s则管径应为（C）。 A、100mm； B、200mm； C、103mm； D、 105mm； 3、往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。（C） A、增加、增加； B、减小、增加； C、增加、不变； D、减小、减小； 4、水以5m?s-1的流速在φ38mm×4mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa?s，密度为1000kg?m-3,Re数大小为。（A） A、 1.5×105； B、2.0×105； C、1.0×105； D、2.5×105； 5、往复泵的流量调节可采用（B）。 A、在出口加装调节阀门； B、在旁路加装调节阀门； C、改变叶轮直径； D、改变转速； 6、局部阻力的计算方法有和。（C） A、静力学方程、伯努利方程； B、连续性方程、伯努利方程； C、当量长度法、阻力系数法； D、伯努利方程、能量守恒方程； 7、开口U管压差计是基于原理的测压装置。（D） A、连续性方程； B、伯努利方程； C、能量守恒方程； D、静力学方程； 8、转子流量计的转子位子越高，流量。（ A） A、越大； B、越小； C、不变； D、不知道； 9、在稳定流动过程中，流体流经各等截面处的体积流量。（ C ） A、越大； B、越小； C、相等； D、不知道； 1/某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为2.0m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为18m。碱液流经所有管路的能量损失为32.0J/kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为30.0kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率。 2、用油泵从密闭的容器中送出20℃的戊烷。容器内戊烷液面上的绝对压力为3.50×105Pa。液面降到最低时，在泵中心线以下2.8m。戊烷在30℃时密度为600kg/m3,饱和蒸汽压为3.55× 105Pa。泵吸入管口的压头损失为1.8m水柱，所选用的泵气蚀余量为3m，请问该泵是否能正常工作，并指明原因。 精馏操作是分离均相物系的常用方法之一。其操作过程中不仅存在传递质量，而且涉及动量和热量传递，是对前面已经学过的知识较为全面的运用。通过本章的学习学员应理解精馏的概念、基本流程和工作原理，掌握精馏塔的全塔衡算、操作线方程、理论板数的计算和回流比的确定。 本章学习的重点是物料衡算和操作关系以及理论板数的计算和回流比的确定。学员应能够利用上述知识对两组份精馏过程进行计算和优化。 在精馏一章中需要大家掌握：蒸馏分离的依据及目的；精馏的流程；两组分精馏塔的计算及操作线方程；进料热状况的影响；全回流及最小回流比的概念。 下面我们通过几道习题，对上面的知识点做个回顾： 1．蒸馏操作的依据。 解：液体均具有挥发成蒸汽的能力，但液体不同挥发性不同。蒸馏操作是借混合液体中各组分挥发性差异而达到分离目的的。 2．两组分物系的相对挥发度越大，则表示采用精馏方法分离该物系越（ A ）。 A．容易 B．困难 C．完全 D．无法判断 解：相对挥发度是溶液中两组分挥发度之比，相对挥发度越大越易采用精馏的方法分离。 3．某精馏塔的馏出液量是50kmol/h，回流比是3，则精馏段的回流量是。 解：回流比R=L/D，带入数据得L=150 kmol/h 4. 某精馏塔的馏出液量是80 kmol/h，进料量为120 kmol/h，则釜残液的流量是。 解：由总物料衡算式：F=D+W，带入数据W=40 kmol/h 5．某二元混合物，进料量为100 kmol/h，xF = 0.6，要求塔顶xD 不小于0.9，则塔 顶最大产量为。 解：由易挥发组分物料衡算式： FXF=DXD+WXW，进塔易挥发组分为60 kmol/h，DXD≦60，解得D=66.7 kmol/h 6．精馏塔的主要部件有。 解：精馏塔应包括塔身，塔顶冷凝器，及塔釜再沸器。 7．精馏（多级蒸馏）的本质是。 解：精馏的核心是回流，是否具有回流也是精馏与蒸馏的本质区别。 8．精馏时若为全回流则回流比R为，理论板数为（最多，最少）。 解：精馏操作中两个极限状态是全回流与最小回流，全回流时对应的L最大，D=0，因此，R=∞，所需理论板最多。因此操作时，增大回流量可以提高塔顶轻组分组成。 9．精馏操作中有几种进料热状况。 解：精馏操作中有5种进料热状况，分别为冷液进料理q>1，汽液混合进料0 过热蒸气进料q<0 , 饱和液体进料q=1, 饱和蒸汽进料q=0, 10．在连续精馏塔中分离苯和甲苯混合液。已知原料液流量为12000kg/h，苯的组成为40%（质量分率，下同）。要求馏出液组成为97%，釜残液组成为2%。试求馏出液和釜残液的流量kmol/h；馏出液中易挥发组分的回收率和釜残液中难挥发组分的回收率。 解：苯的摩尔质量为78kg/mol，甲苯的摩尔质量为92kg/h。 原料液组成： 馏出液组成： 釜残液组成： 原料液的平均摩尔质量 kg/k mol 原料液摩尔流量： 全塔物料衡算，可得： kmol/h kmol/h 馏出液中易挥发组分回收率为： 釜残液难挥发组分回收率为： 11.将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为650kmol/h，试求： （1）每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少kmol/h的釜液？ （2）回流比R为多少？ （3）精馏段操作线方程？ 解：：（1） V=L+D D=V-L=850-650=200kmol/h F = 788.6 kmol/h, W = 788.6-200 = 588.6kmol/h （2）R=L/D=3.25 （3）带入数据得到精馏段操作线方程？ 12.在苯-甲苯的精馏系统中，若已知物料的相对挥发度为α=2.4，原料液、馏出液组成分别为XF=0.5，XD=0.96（以上均为摩尔分数），实际采用回流比R=2.0，塔顶采用全凝器，泡点进料，试计算从上先下数，第二块塔板的气液相组成。 解：由相平衡方程 因为是全凝器：y1=xD=0.96 带入平衡方程和操作线方程依次计算：x1=0.909，y2=0.929，x2=0.845 吸收是化工生产中分离气体混合物的方法，通过本章的学习学员应了解吸收装置的结构和特点；理解吸收单元操作的基本概念、吸收传质机理、相平衡与吸收的关系。 本章学习的重点是气体吸收过程的相平衡关系，吸收过程的计算。学员应能够进行低浓度气体吸收过程的计算，分析填料塔的操作特性。 通过学习掌握：吸收操作线方程、吸收塔物料衡算，吸收剂最小用量、填料层高度的计算；理解：吸收单元操作的基本概念、相平衡与吸收的关系；了解：分子扩散、费克尔定律、扩散系统、双膜理论的概念。 习题： 1.称为吸收是利用而使气体中不同组分分离的操作。 解：吸收操作的依据是：气体混合物各组分在液体中溶解度的差异。 2．某吸收过程，已知ky=4 10-1 kmol/m2?s，kx=8 10-4 kmol/m2?s，由此可知该过程为液膜控制过程。 解：液膜吸收系数的倒数1/ky，称为液膜阻力。同理气膜吸收系数的倒数1/kx，称为气膜阻力。液膜阻力》气膜阻力，因此为液膜控制过程。 3.最小液气比是什么？。 解：当吸收剂用量减少到B点与平衡线OE相交时，即塔底流出液组成与刚进塔的混合气组成达到平衡。这是理论上吸收液所能达到的最高浓度，但此时吸收过程推动力为零，因而需要无限大相际接触面积，即需要无限高的塔。这实际生产上是无法实现的。只能用来表示吸收达到一个极限的情况，此种状况下吸收操作线BJ的斜率称为最小液气比，以（L／V）min表示；相应的吸收剂用量即为最小吸收剂用量，以Lmin表示。根据生产实践经验，一般情况下取吸收剂用量为最小用量的1.1—2.0倍是比较适宜的 4.吸收操作的目的是分离（ A ）。 A．气体混合物 B．液体均相混合物 C．气液混合物 D．部分互溶的均相混合物 解：工业生产中常常会遇到均相气体混合物的分离问题。为了分离混合气体中的各组分，通常将混合气体与选择的某种液体相接触，气体中的一种或几种组分便溶解于液体内而形成溶液，不能溶解的组分则保留在气相中，从而实现了气体混合物分离的目的。这种利用各组分溶解度不同而分离气体混合的操作称为吸收。 5．“液膜控制”吸收过程的条件是难溶气体，气膜阻力可忽略。 解：对于难溶气体,H值很小,在kG和kL数量级相同或接近的情况下，存在如下关系，即，此时吸收过程阻力的绝大部分存在于液膜之中，气膜阻力可以忽略，意即液膜阻力控制着整个吸收过程，吸收总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力。这种吸收称为液膜控制吸收。 6. 对气体吸收有利的操作条件应是加压和降温。 解：由温度和压力对溶解度的影响可知 7．在吸收过程中，若有明显化学反应，则称此吸收过程为化学吸收。 解：按过程有无化学反应分类吸收可分为：物理吸收：吸收过程中溶质与吸收剂之间不发生明显的化学反应；化学吸收：吸收过程中溶质与吸收剂之间有显著的化学反应。 8．在吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，为完成一定的任务，则（ C ）。 A．回收率趋向最高 B．吸收推动力趋向最大 C．填料层高度趋向无穷大 D．总费用最低 解：当吸收剂用量减少到B点与平衡线OE相交时，即塔底流出液组成与刚进塔的混合气组成达到平衡。这是理论上吸收液所能达到的最高浓度，但此时吸收过程推动力为零，因而需要无限大相际接触面积，即需要无限高的塔。 9．在一填料塔中，用洗油逆流吸收混合气体中的苯。已知混合气体的流量为1600m3/h，进塔气体中含苯5％（摩尔分数，下同）要求吸收率为90％，操作温度为25℃，压力为101.3kPa ,洗油进塔浓度为0.0015,相平衡关系为Y*=26X，操作液气比为最小液气比的1.5倍。试求吸收剂用量及出塔洗油中苯的含量。 解：先将摩尔分数换算为摩尔比 根据吸收率的定义 混合气体中惰性气体量为 由于气液相平衡关系Y*=26X，则 实际液气比为 L=62.2×37.9=2.36 kmol/h 出塔洗油苯的含量由下式计算: 10．用填料塔吸收塔回收焦炉气中的氨，焦炉气中氨的浓度为8g/标准，混合气处理量为4500标准 /h。要求氨的回收率为95%。操作压强为101.33kPa，温度为30℃。若用 水作为吸收剂，则气液平衡关系可表示约为Y*=1.2X（Y、X为摩尔比）。操作液气比为最小液气比的1.5倍确定用水量kg/h？ 解：用水量 先求最小用水量，即 其中 故=1.5×0.063=0.0945kmol/s=6120kg/h 申奕：今天的教学活动到此结束，再见。 化工单元操作 作者：易卫国页数：324 出版：化学工业出版社ISBN：90232 上一个：化工制图习题集（第3版） 下一个：现代制造技术 化工单元操作 《化工单元操作》根据高职教育的特点、要求和教学实际，按照“工作过程系统化”课程开发方法，打破本科教材的常规，不再以传统的“三传”为主线来安排教学次序，而是将化工原理、化工装备、电器与仪表等课程的相关知识有机融合，以典型化工生产单元操作及其设备为纽带，进行理实一体化的模块化内容设计，且精简理论，删除繁琐的公式推导过程和纯理论型计算，放弃对过程原理及理论计算“过深、过细、过全、过难”的描述。 全书共分“流体流动及输送技术、传热技术（传热、冷冻）、分离技术（非均相物系的分离——沉降和过滤、蒸发、干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶、新型分离方法——膜分离和吸附）”三大模块，十一个子模块，各子模块均涵盖“技术应用”、“设备或流程认知”、“相关知识获取”、“操作方法”、“故障处理”、“安全生产”及“节 能”等内容，突出对学生工程应用能力、实践技能和综合素质的培养。 本教材可作为高职高专化工技术类及相关专业的教材，亦可供化工企业生产一线的工程技术人员参考。 绪论 任务一了解化工生产过程及单元操作 一、化工生产过程与单元操作 二、单元操作的分类 任务二了解本课程的性质、内容和课程目标 一、本课程的性质、内容 二、课程目标 任务三了解解决工程问题的基本思路和方法 任务四正确使用单位 一、单位和单位制 二、单位换算 习题 模块一流体流动及输送 任务一认知流体输送设备及管路 一、贮罐 二、化工管路 三、输送设备 任务二获取流体输送知识 一、流体的基本物理量 二、静力学方程式及其应用 三、连续性方程式及其应用 四、柏努利方程式及其应用 五、流体流动阻力及降低措施 六、流体的基本物理量的检测 任务三熟悉流体输送机械 一、液体输送机械 二、气体输送机械 任务四离心泵的操作 一、操作方法 二、故障分析及处理 《化工单元操作》试题 使用教材：化工单元操作试题范围：全册 出版社：化学工业出版社版次：第一版 学校名称： 一、填空题 1.化工单元操作主要包括：机械过程、物质传递过程、热力过程、 、。 2反应系统的三大平衡指的是、、三大平衡。 3.流体的粘度随温度而变化，流体的粘度随温度升高而， 气体的粘度随温度的升高而。 4.热力学温度和摄氏度的换算关系为。 5. 和是使气体液化的有效手段。 6.精馏与蒸馏的的区别在于。 7.回流比是影响分馏操作和的重要因素。 8.能自动排泄介质，防止设备或管路破坏，压力正常后又能自动闭合，具有这种作用的阀门叫。 9.相对挥发度愈大，液体混合物分离愈。 10.在分馏塔中沸点最或最高的组分最易从塔顶馏出。 二、单项选择题 1.有关单元操作的叙述错误的是（） A.是化工生产过程的核心 B.是《化工单元操作》的研究对象 C.是基本物理操作 D.用于不同的化工生产过程中其基本原理和作用相同 2.化工原理中的“三传”是指（） A.动能传递、势能传递、化学能传递 - 1 - B.动能传递、内能传递、物质传递 C.动量传递、能量传递、热量传递 D.动量传递、质量传递、热量传递 3.下列操作不属于单元操作的是（）。 A.流体输送 B.传热 C. 氧化还原反应 D. 过滤 4.下列哪种设备不是属于沉降设备（） A.沉降槽 B.旋风分离器 C.降尘室 D.袋滤器 5.热量传递的基本方式是（） A.恒温传热和稳态变温传热 B.传导传热、对流传热与辐射传热 C.气化、冷凝与冷却 D.导热给热和热交换 6.在精馏塔中，加料板以上（不包括加料板）的塔部分称为（） A.精馏段 B.提馏段 C.进料段 D.混合段 7.对于一定分离任务的分馏塔，若在最小回流比下操作，所需的理论 总复习 流体流动 重点：柏努利方程 ∑+++=+++f e E P u gz W P u gz ρρ22 22121122 Kg J / ∑+++=+++f e h g P g u z h g P g u z ρρ22 2212 1122 m N J =/ 压强降)(2222 2212 11f f e p E P u gz W P u gz ?+++ =+++ ∑ρρρρρρ Pa m J =3 / 一、位能z/gz/ρgz z 是相对值，是相对于所取水平面的垂直高度。 二、动能（两个知识点：连续性方程，流量计） 1、连续性方程 定态流动与非定态流动 定态流动时对所有流体有：常数====n n n A u A u A u ρρρ 322111 对不可压缩流体有：常数====n n A u A u A u 2211 对圆管有：2 12 2212 21 22 14 4d d d d A A u u == =ππ 2、流量计 孔板、文丘里、转子三种，利用V=uA 来测量。 孔板、文丘里：A 一定，Δu 与ΔP 根据柏努利方程成一定关系，而ΔP 由压差计测得。故该两种流量计由孔板或文氏管与压差计相连组成。 V S 增大，Δu 增大，ΔP 增大，A 不变。 转子：f f f f A gV gV P ρρ-= ? V S 增大，转子上移，A 增大，Δu 不变，ΔP 不变。 三、静压能（两个知识点：静力学基本方程，密度ρ） 1、静力学基本方程 ①压强单位及换算： O mH mmHg at Pa atm 2533.10760033.110013.11===?= ②压强表示法 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强 真空度= -表压强 ③表达式：gh P P ρ+=0或)(2112z z g P P -+=ρ ④等压面：等高、静止、连通、同一流体（分液器） 《化工单元操作》课程标准 课程名称：化工单元操作 适用专业：应用化工、石油化工的等化工类相关专业 课程类别：专业核心课 修课方式：必修 《 课程时数：256学时 一、课程性质和任务 （一）课程定位 《化工单元操作》是承前启后、由理及工的桥梁，主要研究化工过程中各种单元操作，是一门强调工程观念、定量运算、设计、操作能力的训练，强调理论和实际相结合、提高分析问题、解决问题的能力及应用知识的综合技能课程，是高职院校化工类专业学生在具备了必要的数学、物理、物理化学、化工制图和计算技术等基础知识之后必修的专业课，目的使学生获得今后从事化工生产过程与化工生产工艺操作、管理等必备的技能。课程内容是以化工生产企业工段长以上岗位职工所需的职业能力为依据进行设置，其功能是使学生掌握常用的化工单元操作过程和反应过程的相关原理及相应设备操作及维护技能，会进行化工单元过程方案的选择、设备的选用及部分设备的简单设计，为今后学习《化工工艺》、《反应过程与技术》、《精细化工生产技术》、《石油加工生产技术》等核心课程的学习打下坚实的基础，注重培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力、人际沟通能力，为走上工作岗位打下良好的基础。 (二)课程设计思路 。 按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体”的总体设计要求，以化工专业工程技术人员的相关工作任务和职业能力分析为依据，构建工作过程完整的课程体系。 该门课程以培养化工单元过程方案选择能力、设备选用与简单设计能力、装置的操作运行能力为基本目标，打破传统的学科完整体系，构建工作过程完整的学习过程，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学习者在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学习者的自学能力与就业能力。 化工单元操作思考题 离心泵思考题 1．为什么离心泵启动前一定要打开入口阀灌泵？ 答：离心泵开始工作时，若泵内有气体因为空气的密度比液体的密度小得多，在叶轮旋转时所产生的离心力不足以在泵内造成足够的真空度（真空度很小），贮槽液面和泵入口处的静压差很小，不能推动液体进入泵内，产生气缚。因此，在开泵前必须使泵的吸入系统内充满液体，也就是灌泵。 2．为什么离心泵启动前要关闭出口阀？ 答：离心泵是靠叶轮的高速旋转将液体甩出泵外，流量越大，所消耗的功率越大，当流量为零时轴功率最小，所以离心泵启动时，为了减小启动功率，保护电机，可将出口阀关闭。待电机运转到额定转速后，再逐渐打开出口阀。 3．离心泵为什么会抽空？泵抽空有哪些现象，如何处理？ 答：泵抽空原因是由于泵运转中进入泵内的液体不能满足需要，发生供不应求的现象，而这时泵还在高速运转，就会抽空。 泵抽空的原因：（1）塔、罐、容器的液面低或空；（2）油品带水，温度高会气化；（3）入口阀开得过小；（4）两泵同时运行（5）入口阀未打开或芯掉；（6）入口阀堵。 泵抽空的现象：压力、电流下降并波动、流量小或无、管线发出“叮、叮”响声，管线、泵体剧烈振动、严重时造成密封漏或泵盖垫漏。 处理方法：（1）关小出口阀，开打入口阀，并打开放空阀进行排气；（2）提高吸入泵液位，如液面低，可停泵，待液面上升后再启动；（3）若抽空时密封漏，可进行换泵；（4）若进口管线堵塞，要吹扫管线；入口阀芯坏掉要更换泵。4．离心泵轴承发热的原因是什么？有何危害？如何处理？ 答：原因；（1）润滑油（脂）液面过高或过低、变质、脏；（2）冷却水、封油不足或管路堵；（3）滚珠架松、落、卡、花点；（4）安装质量差；（5）同心度不正；（6）机泵振动（7）机环甩脱或不转；（8）超负荷运行。 严重时，会烧坏轴承，造成停泵，给生产带来损失最大。 处理：（1）调整液面或换油（2）搞通管路，加大油量或封油量（3）更换轴承（4）联系谦恭处理。 第八章其他化工单元操作过程 【例8-1】在中央循环管蒸发器内将NaOH水溶液由10%浓缩至20%，试求：（1）利用图8-2求50kPa时溶液的沸点。 （2）利用经验公式计算50kPa时溶液的沸点。 解：由于中央循环管蒸发器内溶液不断地循环，故操作时器内溶液浓度始终接近完成液的浓度。 从附录中查出压强为101.33kPa及50kPa时水的饱和温度分别为100℃及81.2℃，压强为50kPa时的汽化热为2304.5kJ/kg。 （1）利用图8-2求50kPa压强下的沸点50kPa压强下水的沸点为81.2℃，在图8-2的横标上找出温度为81.2℃的点，根据此点查出20%NaOH水溶液在50kPa压强下的沸点为88℃。 （2）利用经验公式求50kPa压强下的沸点用式8-5求20%NaOH水溶液的杜林线的斜率，即 k=1+0.142x=1+0.142×0.2=1.028 再求该线的截距，即 y m=150.75x2－2.71x=150.75×0.22－2.71×0.2=5.488 又由式8-4知该线的截距为 y m=t A′－kt w′=5.488 将已知值代入上式，得 t A′－1.028×81.2=5.488 解得t A′=88.96℃ 即在50kPa压强下溶液沸点为88.96℃。 由于查图8-2时引入误差，以及式8-5及式8-6均为经验公式，也有一定的误差，故二种方法的计算结果略有差异。 【例8-2】在单效蒸发器中每小时将5400kg、20%NaOH水溶液浓缩至50%。原料液温度为60℃，比热容为3.4kJ/（kg·℃），加热蒸汽与二次蒸汽的绝对压强分别为400kPa及50kPa。操作条件下溶液的沸点为126℃，总传热系数K o为1560W/（m2·℃）。加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排除。热损失可以忽略不计。试求： （1）考虑浓缩热时：①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗量；②传热面积。 （2）忽略浓缩热时：①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗量；②若原料液的温度改为30℃及126℃，分别求①项。 表8-1 蒸发器的总传热系数K值 蒸发器的型式 总传热系数W/（m2·℃） 水平沉浸加热式600～2300 标准式（自然循环）600～3000 化工高级工_化工总控工试题库 专业资料 化工总控工技能鉴定复习题一.单项选择题: 1. 化工单元操作的特点是( )。 A.属于物理性操作 B.属于化学性操作 C.属于专用操作 D.遵循不同基本原理 2. 理想流体在水平管道中流动，若某处管道截面缩小时，则动能( )。 A.减少 B.增大 C.不变 D.不能确定 3. 下列说法正确的是:( )。 A.液体粘度随温度的升高而增大 B.气体的粘度随温度的升高而减小 C.液体粘度随温度的升高而减小 D.气液粘度都随温度的升高而减小 4. 下列说法正确的是:( )。 A.湍流时，摩擦系数λ与管壁粗糙度无关, B.滞流时，摩擦系数λ与Re成正比 C.理想流体在流动时的内摩擦力为零 D.滞流时，摩擦系数λ与管壁粗糙度大小有关 35. 密度为1000kg/m，粘度为1mPa.s的水在φ108×4mm的无缝钢管内流动，流速为3m/s，则流动类型为( )。 A.滞流 B.湍流 C.无法确定 D.过渡流 6. 用U形压差计，测量某一点压强时，如果是R在通大气一侧。则读数为( )。 A.大气压 B.绝压 C.真空度 D.表压 7. 下列说法不正确的是:( )。 A.在稳定流动的并联管路中，主管流量等于各并联管路流量之和。 B.在稳定流动的并联管路中，并联管路各支管段的压力降相等。 C.往复泵的排液能力与结构及管路情况有关。 D.当液面上方的压强一定时，静止液体内任一点压强的大小与该点距离液面的深度成正比。 38. 标准状态下，煤气的密度为0.464kg/m，则该煤气在104kPa及25?时的密度为:( )。 3333A.0.436kg/m B.0.646kg/m C.0.634 kg/m D.0.342 kg/m 9. 鲁南地区的大气压约为100kPa，当某设备的压力表读数为0. 1MPa时，那么保持同样的操作条件，在高原地区操作时其表压为( ) kPa。(已知高原地区的大气压为90 kPa)。 A.10 B.190 C.290 D.110 10. 下列说法不正确的是:( )。 A.所谓绝热压缩是指在压缩过程中，气体与外界毫无热量交换。 B.往复式压缩机的容积系数等于零时，其吸气量也为零。 C.用阀门开度调节管路流量其实质是通过改变管路截面大小，从而达到调节流量的目的。 D.多级压缩时，每一级的压缩比，约等于总压缩比的级数次根。 11. 下列说法正确的是:( )。 A.所有的泵都可用出口阀来调节流量。 B.沉降速度大的颗粒容易从流体中分离出来。 C.当两个给热系数相差较大时，欲提高传热系数K值，关键在于提高较大的α值。 D.对间壁式换热器，壁温总是比较接近热阻大的那一侧流体的温度。 12. 下列说法正确的是:( )。 化工单元操作与控制 习题集 顾晓吴，郑剑编 健雄职业技术学院 化学工程与生物技术系 化工技术工程中心 目录 项目一输送系统的操作与设计 (1) 项目二换热系统的操作与控制 (9) 项目三过滤设备的操作与控制 (19) 项目四干燥设备的操作与控制 (21) 项目五蒸馏系统的操作与控制 (28) 项目六吸收系统的操作与控制 (37) 项目七萃取系统的操作与控制 (49) 习题1 附图 1 2 h 1 项目一 输送系统的操作与设计 1． 根据附图所示的双液体U 管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m 3和998 kg/m 3，压差计的读数R ＝300mm 。两扩大室的内径D 为60mm ，U 管的内径d 为6mm 。 解：已知d=6mm, D=60mm, R=300mm=0.3m, ρ水=998kg/m 3, ρ液=920kg/m 3。由U 型管压力计可知，右边的液面较左面的液面高度差为 mm m D d R h 3003.04 /601463004/142222==????=??=ππππ ()()).6Pa(256300.081.99203.09.81920998gh gR 表压油油水=??+??-=+-=∴ρρρP 2． 为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa （表压），试求水封管插入液面下的深度h 。 解：已知P=10Kpa ，ρ=998kg/m 3，由公式gh P ρ=可知： 02m .19.8)/(9981010g /P h 3=??==ρ 3． 硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。 已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3 /h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解：已知V s =9 m 3/h, ρ=1831 kg/m 3, d 1=76mm-4mm ?2=68mm=0.068m, d 2=57mm-3.5mm ?2=50mm=0.05m, 故可得 (1) 4.58kg/s 16479kg/h 18319V m m s s2s1==?=?==ρ (2)689m/s .0h /4m .24794/068.0.1439 4/d V u 22 1s s1==?== π 27m/s .1h /7m .45834 /05.0.1439 4/d V u 2 22s s2==?== π (3))/(8.12614 /068.014.3 4.58 4/m m G 22 21s11s11s m kg d A ?=?=== π )/(8.23334 /05.014.3 4.584/m m G 2 2 22s22s22s m kg d A ?=?=== π 4． 在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103 Pa ，在北京操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强， 真空表的读数应为多少？兰州地区的平均 习题2 附图 化工单元操作技术 1、小批量、多品种的精细化学品生产适用于( )过程。间歇操作?? 2、催化剂按形态可分为( )。固态液态气态 3、氯乙烯聚合只能通过( ) 自由基聚合? 4、透平式压缩机属于( )压缩机。离心式 5、釜式反应器的换热方式有夹套式、蛇管式、回流冷凝式和( )。外循环式 6、催化剂中毒有( )两种情况。.暂时性和永久性? 7、裂解乙烯过程正确的操作条件是( )。高温、高压、短时间 8、CH4+H20=CO+3H：+Q达到平衡时，升高温度化学平衡向( )移动。正反应方向 9、对属于易燃易爆性质的压缩气体，在启动往复式压缩机前，应该采用( )将缸内、管路和附属容器内的空气或其他非工作介质置换干净，并达到合格标准，以杜绝爆炸和设备事故的发生。氮气 10、工业上固体催化剂是由( )组成的。活性组分、助催化剂和载体 11、俗称“人造羊毛”的聚丙烯腈纤维（即腈纶）的缩写代号是( )。PAN 12、薄层固定床反应器主要用于( )。快速反应 13、任何牌号的聚丙烯必须要加的稳定剂是( )。卤素吸收剂 14、气固相催化反应器分为固定床反应器和( )反应器。流化床 15、平推流的特征是( )。流体物料的浓度和温度在与流动方向垂直的截面上处处相等，不随时间变化 16、乙炔与氯化氢加成生产氯乙烯，通人反应器的原料乙炔量为1000kg/h，出反应器的产物组成中乙炔含量为300kg/h，已知按乙炔计生成氯乙烯的选择性为90%，则按乙炔计氯乙烯的收率为( )。63% 17、化学反应热不仅与化学反应有关，而且与( )。与以上三种情况都有关 18、间歇式反应器出料组成与反应器内物料的最终组成( )。相同? 19、熔融指数与相对分子质量的关系是( )。熔融指数高，分子量低 20、对于纯物质来说，在一定压力下，它的泡点温度和露点温度的关系是( )。相同 21、化工生产过程是指从原料出发，完成某一化工产品生产的全过程，其核心县口( )。工艺过程 22、一个反应过程在工业生产中采用什么反应器并无严格规定，但首先以满足( )为主。工艺要求 化工原理复习题（下册） 吸收与精馏 一.选择题 1.吸收操作的依据是（B）。 A.挥发度差异 B.溶解度差异 C.温度差异 D.密度差异 2.在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会____A_____。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 3.在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ B ） A.Sh B.Re C.Ca D.Sc 4.已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa 则（A） A.t1 《化工单元操作技术》课程标准 课程代码：00520205、00520209 适用专业：应用化工技术 学时：196 学分：11 开课学期：第二学期、第三学期、第四学期 第一部分前言 1.课程性质与地位 《化工单元操作技术》是应用化工技术专业的一门重要专业基础课程，核心能力课程，主要讲解化工生产中通用的物理操作过程，涉及化工生产中的流体输送、精馏、传热、吸收和干燥等单元操作，首次把学生带入化工生产领域真实和复杂的问题中，它的前续课程有《基础化学》、《化工制图与AutoCAD》等，后续课程有《化工生产技术》、《离子膜法制碱工艺》、《聚氯乙烯生产技术》、《炼焦工艺》等，在基础课和专业课之间起到了承上启下的桥梁作用，在整个课程体系中起到个承上启下的作用。学生通过该课程的学习，具备化工操作工和化工中控工工作岗位的能力，可取得“化工总控工”职业资格，因而该课程的学习是化工类专业学生综合职业能力培养和职业素质养成的重要支撑。 2.课程的设计思路 课程本着服务地方区域经济的原则，依据应用化工技术专业人才培养目标，深入企业调研，在满足企业岗位需求的基础上，融入化工总控工职业标准，从当前学情分析结合教学对象，确定课程的教学目标；打破传统的知识体系，以工作过程为导向序化课程内容，整合原来分散在《化工单元操作技术》、《化工仿真》、《化工设备使用与维护》等课程中的相关知识，由易到难设计贴近工作实践的学习情境、寻找企业真实项目载体、并以完成项目的工作过程为导向来设计工作任务进行教学内容的重构，对于每步工作任务，以“学生为中心”，从学生实际出发，精心设计提炼教学方案；最终构建“以能力为本位，理论突出应用，实践为重”的教学内容，突出教学内容职业化。 针对课堂教学活动需要、课程重难点和学生特点采用多样化的教学方法，激发学生学习兴趣，树立学习自信心。在以项目载体、任务驱动教学为主，实训教学、仿真教学、多媒体教学手段为辅的基础上，采用微课资源，引进角色转换轮岗操作法、以赛促教教学方法、分层次教学、互动启发式教学方法、问题探究式教学、分组讨论式、案例教学法、生活举例法、头脑风暴法、分类归纳法等教学方法创新教学做一体化教学模式。 本着以能力为本位的教学原则，打破传统的考核模式，探索构建时间灵活化、评价指标多元化、评价方式多样化、评价主体多元化的以能力为本位的评价考核体系，完成从知识、能力、职业素质三方面进行综合评价，过程性评价与终结性评价方式相结合评价，制定“量化评价”指标，构建合理的“评价”分值结构的目标，调动学生学习的积极性和主动性，发挥学生的学习潜能和创造性，使学生对自己的学习目标树立自信心。 典型化工单元操作过程安全技术 第一部分流体输送单元操作过程 在工业生产过程中，经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方，这些输送过程就是物料输送。在现代化工业企业中，物料输送是借助于各种输送机械设备实现的。由于所输进的物料形态不同(块状、粉态、液态、气态等)，所采取的输送设备也各异。 一、屏护（用于电机外壳、泵的转动部分保护外壳） 屏护就是使用屏障、遮栏、护罩、箱盒等将带电体与外界隔离。配电线路和电气设备的带电部分如果不便于包以绝缘或者单靠绝缘不足以保证安全的场合，可采用屏护保护。 用金属材料制成的屏护装置，为了防止屏护装置意外带电造成触电事故，必须将屏护装置接地或接零。 屏护装置一般不宜随便打开、拆卸或挪移，有时其上还应装有连锁装置（只有断开电源才能打开）。 @ 屏护装置还应与以下安全措施配合使用。屏护装置应有足够的尺寸，并应与带电体之间保持必要的距离。被屏护的带电部分应有明显的标志，标明规定的符号或涂上规定的颜色，遮栏、栅栏等屏护装置上应根据被屏护对象挂上“止步！”、“禁止攀登，高压危险！”、“当心触电”等警告牌；配合屏护采用信号装置和连锁装置。 前者一般用灯光或仪表指示有电，后者采用专门装置，当人体越过装置可能接近带电体时，所屏护的装置自动断电。 — 图1—1 警告牌 二、电机的安全知识（接地或接零） 1. 保护接地 保护接地就是将电气设备在故障情况下可能出现危险电压的金属部分（如外壳等）用导线与大地做电气连接。 2. 保护接零 保护接零是指将电气设备在正常情况下不带电的金属部分（外壳），用导线与低压电网的零线（中性线）连接起来。 【 3. 保护接零的原理 保护接零一般与熔断器、自动开关等保护装置配合，当发生碰壳短路时，短路电流就由相线流经外壳到零线（中性线），再回到中性点。由于故障回路的电阻、电抗都很小，所以有足够大的故障电流使线路上的保护装置（熔断器等）迅速动作，从而将故障的设备断开电源，起到保护作用 三、流体输送中的安全知识（消除流体流动中在管路中产生的静电） 1．工艺控制法 工艺控制法就是从工艺流程、设备结构、材料选择和操作管理等方面采取措施，限制静电的产生或控制静电的积累，使之达不到危险的程度。 （1）限制输送速度 降低物料移动中的摩擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数，可限制静电的产生。例如，油品在管道中流动所产生的流动电流或电荷密度的饱和值近似与油品流速的二次方成正比，所以对液体物料来说，控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。为了不影响生产率，将最大允许流速定为安全流速，使物料在输送中不超过安全流速的规定。 … （2）加速静电电荷的逸散 在产生静电的任何工艺过程中，总是包括着产生和逸散两个区域。在静电产生的 化工单元操作相关知识 1.什么是化工单元操作 一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干个化学反应实现的。 尽管化工产品千差万别，生产工艺多种多样，但这些产品的生产过程所包含的物理过程并不是很多，而且是相似的。比如，流体输送不论用来输送何种物料，其目的都是将流体从一个设备输送至另一个设备；加热与冷却的目的都是得到需要的操作温度；分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合物等。 因此把这些包含在不同化工产品生产过程中，发生同样物理变化，遵循共同的物理学规律，使用相似设备，具有相同功能的基本物理操作，称为单元操作。 2.单元操作按其遵循的基本规律分类： 3.（1）遵循流体动力学基本规律的单元操作：包括流体输送、沉降、过滤、固 体流态化等； 4.（2）遵循热量传递基本规律的单元操作：包括加热、冷却、冷凝、蒸发等； 5.（3）遵循质量传递基本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、萃取、结晶、干 燥等；（物质从物体或空间的某一部分转移到另一部分的现象） 6.流体输送单元操作的相关知识 什么叫流体输送 流体输送指的是流体以一定流量沿着管道（或明渠）由一处送到另一处。流体输送在化工生产中的作用 化工生产处理的物料多数为流体，按工艺要求在各化工设备和机器之间输送这些物料，是实现化工生产的重要环节。化工生产中物料的种类很多，被输送流体的性质如密度、粘度、毒性、腐蚀性、易燃性与易爆性等各不相同，而且流体的，压力从高真空到高压，每小时的输送量从到100m3以上,所以输送流体所用的流体输送机械有多种形式，制作材料也是多种多样的。 化工生产中常用的流体输送机械有哪些 常用的有离心泵、往复泵、高油压泵、旋转泵等。 化工生产中常用流体输送机械的制作材料主要有哪些 化工生产中，流体大都用密闭的管道输送。为调节流量，改变流向以及实现流体的分流或合流，管道中装有阀门、弯头和三通等管件。管道和管件由碳钢、铸铁、不锈钢、铜、铝和铅等金属材料或塑料、陶瓷、玻璃和石墨等非金属材料制成，其中以碳钢和铸铁应用最广。 7.沉降单元操作的相关知识 沉降分为哪两类 沉降的结果使分散体系发生相分离。可利用悬浮在流体( 气体或液体)中的固体颗粒下沉而与流体分离。利用悬浮的固体颗粒本身的重力而获得分离的称做重力沉降。利用悬浮的固体颗粒的离心力作用而获得分离的称做离心沉降。 沉降分离跟哪些因素有关 沉降的推动力是悬浮颗粒受到的重力或惯性离心力，它正比于粒径的立方；而流体作用于沉降颗粒表面的阻力，正比于粒径的平方。因之颗粒越细，则沉降速度越小, 分离也越困难。通常,用重力沉降分离的最小粒径为30～40μm;用离心沉降分离的最小粒径为5～10μm。更小的颗粒则用电除尘、超声波除尘等分离方法。 化工单元操作复习题(含答案) 第一章流体流动 一、选择题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2、单位时间内流过管道任一截面积的流体质量称为 a 。 a.质量流量 b.质量流速 c.体积流量。 3．层流与湍流的本质区别是（）。 D A 湍流流速＞层流流速； B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数； D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6、流体的粘度愈大，它的流动性就 b 。 a.愈大 b.愈小 c.不变 7、流体在管中稳定流动时的流速与管内径的关系是 c 。 a.与管内径成正比 b.与管内径的平方成正比 c.与管内径的平方成反比 d.与管内径成反比。 8. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。 9、14、真空度为0.092MPa在标准大气压下，绝对压力为 b MPa。 a.0.092 b.0.009 c.760 d.0.1013 10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。 11.在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。 A A. 增大； B. 减小； C. 不变。 13．流体在管内作（）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。 A A 层流； B 湍流； C 过渡流； D 漩涡流。 二、填空题 1.1atm= mmH2O= kPa。 2.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是＿能量守恒定律＿。 3.液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大_。 4、若二甲胺的相对密度是0.68，则它的实际密度是 kg/m3 5、对不可压缩流体，当体积流量一定时，流速与管径的成反比；若体积流量 不变，管径减小一倍，管内流体流速为原来的倍。 6、在连通的同一种静止液体内部，同一水平面的流体压强。 7、当雷诺数Re≤2000时，流体的流动型态为；当雷诺数Re≥4000时，流体的流动型态为。 化工单元操作技术期末复习题 一、单项选择题 1．天津得大气压强分别为101、33kPa，苯乙烯真空精馏塔得塔顶要求维持5、3kPa得绝站压强、则真空表上读数为( )。 A．96．03kPa B．一96．03kPa C．106．63kPa D． 98．03kPa 2．流体流动中能量损失得根本原因在于流体存在着( )。 A．密度 B．湍流 C．黏性 D．动能 3．密度为1000kg／m3得流体，在Φ108×4得管内流动，流速为2m／s，流体得粘度为1cp，其只Re为( )。 A． 105 B．2×107 C． 2×106 D． 2×105 4．计量泵得工作原理就是( )。 A．利用离心力得作用输送流体 B．依靠重力作用输送流体 C．依靠另外一种流体得能量输送流体 D．利用工作室容积得变化输送流体 5．对离心泵错误得安装或操作方法就是( )。 A．吸入管直径大于泵得吸入口直径 B．启动前先向泵内灌满液体 C．启动时先将出口阀关闭 D．停车时先停电机，再关闭出口阀 6．微粒在降尘室内能除去得条件为：停留时间( )它得降尘时间。 A．不等于 B．大于或等于 C．小于 D．大于或小于 7．导热系数得单位为( )。 A．W/m·℃ B．W/m2·℃ C．W/kg·℃ D．W/S·℃ 8．物质导热系数得顺序就是( )。 A．金属＞一般固体＞液体＞气体 B．金属＞液体＞一般固体＞气体 C．金属＞气体＞液体＞一般固体 D．金属＞液体＞气体＞一般固体 9．两组分物系得相对挥发度越小，则表示采用精馏方法分离该物系越( )． A．容易 B．困难 C．完全 D．无法判断 10．某精馏塔得馏出液量就是50kmol／h，进料量为120kmol／h，则釜残液得流量就是( )． A．100kmol／h 13．50kmol／h C． 70kmol／h D．125kmol／h 11．精馏塔中由塔顶向下得第n-1、n、n+l层塔板，其气相组成关系为( )。 A． y n+1＞y n＞y n-1 B． y n+1=y n=y n-1 C． y n+1＜y n＜y n-1 D． y n+1≤y n≤y n-1 12．吸收操作得目得就是分离( )。 A．气体混合物 B．液体均相混合物 C．气液混合物 D．部分互溶得均相混合物 吸收与解吸 一．原理及典型流程 1. 原理 吸收解吸是石油化工生产过程中较常用的重要单元操作过程。吸收过程是利用气体混合物中各个组分在液体(吸收剂)中的溶解度不同,来分离气体混合物。被溶解的组分称为溶质或吸收质,含有溶质的气体称为富气,不被溶解的气体称为贫气或惰性气体。 溶解在吸收剂中的溶质和在气相中的溶质存在溶解平衡,当溶质在吸收剂中达到溶解平衡时,溶质在气相中的分压称为该组分在该吸收剂中的饱和蒸汽压。当溶质在气相中的分压大于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从气相溶入溶质中,称为吸收过程。当溶质在气相中的分压小于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从液相逸出到气相中,称为解吸过程。 2. 典型流程图 氧气吸收解吸装置流程图 1、氧气钢瓶 2、氧减压阀 3、氧压力表 4、氧缓冲罐 5、氧压力表 6、安全阀 7、氧气流量调节阀 8、氧转子流量计 9、吸收塔 10、水流量调节阀11、水转子流量计12、富氧水取样阀 13、风机14、空气缓冲罐 15、温度计16、空气流量调节阀 17、空气转子流量计 18、解吸塔 19、液位平衡罐 20、贫氧水取样阀21、温度计 22、压差计23、流量计前表压计24、防水倒灌阀 二．操作方法 1.吸收塔开停车 （1）开车操作规程 装置的开工状态为吸收塔解吸塔系统均处于常温常压下，各调节阀处于手动关闭状态，各手操阀处于关闭状态，氮气置换已完毕，公用工程已具备条件，可以直接进行氮气充压。 1.1、氮气充压 (1)确认所有手阀处于关状态。 (2)氮气充压 ①打开氮气充压阀，给吸收塔系统充压。 ②当吸收塔系统压力升至1.0Mpa(g)左右时,关闭N2充压阀。 ③打开氮气充压阀，给解吸塔系统充压。 ④当吸收塔系统压力升至0.5Mpa(g)左右时，关闭N2充压阀。 1.2、进吸收油 (1)确认 ①系统充压已结束。 ②所有手阀处于关状态。 (2)吸收塔系统进吸收油 ①打开引油阀V9至开度50％左右，给C6油贮罐D-101充C6 油至液位70%。 ②打开C6油泵P-101A(或B)的入口阀,启动P-101A(或 B)。 ③打开P-101A(或B)出口阀,手动打开FV103阀至30％左右给吸收塔T-101充液至50%。充油过程中注意观察D-101液位,必要时给D-101补充新油。 (3)解吸塔系统进吸收油 ①手动打开调节阀FV104开度至50％左右,给解吸塔T-102进吸收油至液位50%。 ②给T-102进油时注意给T-101和D-101补充新油,以保证D-101和T-101的液位均不低于50%。 1.3、C6油冷循环 化工单元操作习题(题库) 第一章流体流动 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．流体是由无数分子集团所组成的（）。 B A 空白； B 连续； C 辐射； D 漂流。 4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．气体是可压缩的（）。 C A 材料； B 物质； C 流体； D 部分。 6．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压强；B 表压强；C 静压强；D 真空度。 7．以绝对零压作起点计算的压强，称为（）。 A A 绝对压强； B 表压强； C 静压强； D 真空度。 8．以（）作起点计算的压强，称为绝对压强。 D A 大气压； B 表压强； C 相对零压； D 绝对零压。 9．当被测流体的（）大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。 D A 真空度； B 表压强； C 相对压强； D 绝对压强。 10．当被测流体的绝对压强（）外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。 A A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。 11．当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（）。 A A 压强表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。 12．（）上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 A A 压强表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。 13．压强表上的读数表示被测流体的（）比大气压强高出的数值，称为表压强。 D A 大气压；B 表压强；C 相对压强；D 绝对压强。 14．压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比（）高出的数值，称为表压强。 A A 大气压强；B 表压强；C 相对压强；D 绝对压强。 15．压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（）。 B A 真空度；B 表压强；C 相对压强；D 附加压强。 16．被测流体的（）小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压； B 表压强； C 相对压强； D 绝对压强。 17．被测流体的绝对压强（）外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。 B A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 《化工单元操作技术》知识点、习题解答 一、填空题 1. 粘度的物理意义是促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。 解答：该题目主要考核流体粘度的物理意义。液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度的物理意义是促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。 2．在完全湍流区，摩擦系数λ与 Re 无关，与ε/d 有关。在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于水平线。 解答：该题目主要考核对莫狄图的理解。其中在此图中完全湍流区的特点为：摩擦系数λ与 Re 无关，与ε/d 有关，且λ与雷诺系数的关系线趋近于水平线。 3．在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有并流、逆流、错流、和折流四种。 解答：该题目主要考核间壁式换热器中两流体流动的四种方式：并流、逆流、错流、和折流。 4．某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是传热壁面上形成污垢，产生附加热阻，使K 值下降。 解答：该题目主要考核影响热量传递的因素，主要为污垢热阻的增大使得K 值下降。 5．离心泵启动前应关闭出口阀；旋涡泵启动前应打开出口阀。 解答：该题目主要考核离心泵及旋涡泵的正确开启方法。 6．离心泵通常采用出口阀门调节流量；往复泵采用旁路调节流量。 解答：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θ应≥颗粒的沉降时间t θ。 解答：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。 解答：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。 解答：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 化工单元操作(张宏丽)(二版) ?作者：张宏丽刘兵闫志谦等 ?出版社：化学工业出版社 ?出版日期：2010年5月 ?ISBN：712207871 ?页数：272装帧：平装开本：16版次：2 ?市场参考价：￥32商品编号：2389865 绪论 一、本课程的学习内容和任务 二、单元操作的名称与分类 三、基本概念与方法 四、单位制和单位换算 复习题 习题 第一章流体流动 第一节流体流动的主要任务 一、流体的输送 二、压力、流速和流量的测量 三、为强化设备提供适宜的流动条件 第二节流体静力学 一、流体的压缩性 二、流体的主要物理量 三、流体静力学基本方程式 第三节流体动力学 一、流量方程式 二、稳定流动与不稳定流动 三、流体稳定流动时的物料衡算——连续性方程 四、流体稳定流动时的能量衡算——伯努利方程 五、伯努利方程的应用 第四节流体阻力 一、流体的黏度 二、流体流动的类型 三、圆管内流体的速度分布 四、流体阻力的计算 第五节流量的测量与调节 一、孔板流量计 二、文氏管流量计 三、转子流量计 第六节管路 一、管子 二、管件 三、阀件 四、管路的连接 五、管路的热补偿 六、管路的保温和涂色 复习题 习题 4次课——12学时 第二章液体输送 第一节液体输送的主要任务 第二节离心泵操作技术 一、离心泵的工作原理与构造 二、离心泵的性能参数与特性曲线 三、离心泵的安装高度与汽蚀现象 四、离心泵的工作点与流量调节 五、离心泵的操作、运转及维护 六、离心泵的类型与选择 第三节正位移泵操作技术 一、往复泵 二、旋转泵 三、旋涡泵 四、正位移泵的操作、运转及维护 第四节常见流体输送方式 一、压缩空气送料 二、真空输送 三、高位槽送料 四、液体输送机械送料 复习题 习题 2次课——6学时 第三章气体的压缩与输送 第一节气体压缩与输送的主要任务 第二节往复式压缩机 一、往复式压缩机的主要构造和工作原理 二、往复式压缩机的生产能力 三、多级压缩 四、往复式压缩机的操作、运转及维护第三节离心式气体输送机械 一、离心式通风机 二、离心式鼓风机和压缩机 第四节旋转式气体输送机械 一、罗茨鼓风机 二、液环压缩机 第五节真空泵 一、往复式真空泵化工单元操作
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