化工原理課后思考題答案

1、化工原理（王志魁第四版）課后 思考題答案第二章流體輸送機(jī)械 2-1流體輸送機(jī)械有何作用？答：提高流體的位能、靜壓能、流速，克服管路 阻力。2-2離心泵在啟動(dòng)前，為什么泵殼內(nèi)要灌滿液 體？啟動(dòng)后，液體在泵內(nèi)是怎樣提高壓力的？泵 入口的壓力處于什么狀體？答：離心泵在啟動(dòng)前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在 空氣。由于空氣的密度很小，所產(chǎn)生的離心力也 很小。此時(shí)，在吸入口處所形成的真空不足以將 液體吸入泵內(nèi)。雖啟動(dòng)離心泵，但不能輸送液體（氣縛）；啟動(dòng)后泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片之間的液體隨 葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體沿著葉 片間的通道從葉輪中心進(jìn)口位置處被甩到葉輪 外圍，以很高的速度流入泵殼，液體流到蝸

2、形通 道后，由于截面逐漸擴(kuò)大，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o 壓能。泵入口處于一定的真空狀態(tài)（或負(fù)壓）2-3離心泵的主要特性參數(shù)有哪些？其定義與 單位是什么？1、流量qv:單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送到液體體積， m3/s, m3/min, m3/h.。2、揚(yáng)程H:單位重量液體流經(jīng)泵所獲得的能 量，J/N，m3、功率與效率：軸功率P:泵軸所需的功率?；螂妱?dòng)機(jī)傳 給泵軸的功率。有效功率Pe：效率：2-4離心泵的特性曲線有幾條？其曲線的形狀 是什么樣子？離心泵啟動(dòng)時(shí)，為什么要關(guān)閉出口 閥門？答：1、離心泵的H、P、與qv之間的關(guān)系曲線 稱為特性曲線。共三條；2、離心泵的壓頭H 般隨流量加大而下降離心泵的軸功率P在流量為

3、零時(shí)為最小，隨流 量的增大而上升。與qv先增大，后減小。額定流量下泵的效率 最高。該最高效率點(diǎn)稱為泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的值 稱為最佳工況參數(shù)。3、關(guān)閉出口閥，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流減至最 小，以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。2- 5什么是液體輸送機(jī)械的揚(yáng)程？離心泵的揚(yáng) 程與流量的關(guān)系是怎樣測定的？液體的流量、泵 的轉(zhuǎn)速、液體的粘度對(duì)揚(yáng)程有何影響？ 答：1、單位重量液體流經(jīng)泵所獲得的能量2、在泵的進(jìn)、出口管路處分別安裝真空表和 壓力表，在這兩處管路截面1、2間列伯努利方 程得：3、離心泵的流量、壓頭均與液體密度無關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當(dāng)被輸送液體 密度發(fā)生變化時(shí)，H-Q與n -Q曲線基本不變， 但泵的軸功率與

4、液體密度成正比。當(dāng)被輸送液體 的粘度大于常溫水的粘度時(shí)，泵內(nèi)液體的能量損 失增大，導(dǎo)致泵的流量、揚(yáng)程減小，效率下降， 但軸功率增加，泵的特性曲線均發(fā)生變化。2- 6在測定離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系時(shí)，當(dāng)離 心泵出口管路上的閥門開度增大后， 泵出口壓力 及進(jìn)口處的液體壓力將如何變化？ 答：泵出口壓力變小，進(jìn)口處真空度增加2- 7離心泵操作系統(tǒng)的管路特性方程是怎樣推 導(dǎo)的？它表示什么與什么之間的關(guān)系？ 答：當(dāng)離心泵安裝到特定的管路系統(tǒng)中操作時(shí)， 若貯槽與受液槽兩液面保持恒定，則泵對(duì)單位重 量(1N)流體所做的凈功為，忽略令，得管路特性方程2- 8管路特性方程中的與k的大小，受哪些因素 影響？答：與液

5、面高度差和靜壓差有關(guān)。k與管路長度、 管徑、摩擦系數(shù)及局部阻力系數(shù)有關(guān)。2- 9離心泵的工作點(diǎn)是怎樣確定的？流量的調(diào) 節(jié)有哪幾種常用的方法？答：1、離心泵在管路中正常運(yùn)行時(shí)，泵所提供 的流量和壓頭應(yīng)與管路系統(tǒng)所要求的數(shù)值一致。 安裝于管路中的離心泵必須同時(shí)滿足管路特性 方程與泵的特性方程，即管路特性方程和泵的特 性方程H =f(Q)，聯(lián)解上述兩方程所得到兩特性 曲線的交點(diǎn)，即離心泵的工作點(diǎn)。2、改變口閥開度(改變管路特性曲線)；改變 泵的轉(zhuǎn)速(改變泵的特性曲線)；離心泵并聯(lián)操 作；離心泵的串聯(lián)操作。2- 10何謂離心泵的氣蝕現(xiàn)象？如何防止發(fā)生氣 蝕？答：1、當(dāng)葉片入口附近的最低壓力等于或小 于

6、輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將在此 處汽化或者是溶解在液體中的氣體析出并形成 氣泡。含氣泡的液體進(jìn)入葉輪高壓區(qū)后，氣泡在 高壓作用下急劇地縮小而破滅，氣泡的消失產(chǎn)生 局部真空，周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡 所占據(jù)的空間，造成沖擊和振動(dòng)。金屬表面受到 壓力大，頻率高的沖擊而剝蝕以及氣泡內(nèi)夾帶的 少量氧氣等活潑氣體對(duì)金屬表面的電化學(xué)腐蝕 等，使葉輪表面呈現(xiàn)海綿狀、魚鱗狀破壞。這種 現(xiàn)象稱為汽蝕。2、為了避免氣蝕的發(fā)生，泵的安裝高度不能 太高，可用泵規(guī)格表中給出的氣蝕余量對(duì)泵的安 裝高度加以限制。2- 11影響離心泵最大允許安裝高度的因素有哪 些？答：最大允許安裝高度；環(huán)境大氣壓，工作溫度

7、 下的液體飽和蒸氣壓，允許氣蝕余量，吸入管路 的壓頭損失。2- 12往復(fù)泵有沒有氣蝕現(xiàn)象？ 答：往復(fù)泵一樣有氣蝕問題，只是相對(duì)較小，但 在實(shí)際使用中一樣需要滿足入口壓力要求。2- 13往復(fù)泵的流量由什么決定？與管路情況是否有關(guān)？答：；往復(fù)泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及 往復(fù)頻率所決定，（即單位時(shí)間內(nèi)活塞掃過的體 積）。與管路情況（幾乎）無關(guān)。2- 14往復(fù)泵的揚(yáng)程（對(duì)液體提供壓頭）與什么 有關(guān)？最大允許揚(yáng)程是由什么決定的？ 答：1、2、最大允許揚(yáng)程由泵的機(jī)械強(qiáng)度、密封性能及電動(dòng)機(jī)的功率等決定。2- 15何謂通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓？其單位是什么？如 何計(jì)算？答：全風(fēng)壓：單位體積氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得 的

8、總機(jī)械能。單位是Pa,2- 16通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓與靜風(fēng)壓及動(dòng)風(fēng)壓有什么 關(guān)系？答：全風(fēng)壓為靜風(fēng)壓和動(dòng)風(fēng)壓之和。2-仃為什么通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓與氣體密度有關(guān)？ 在選用通風(fēng)機(jī)之間，需要把操作條件下的全風(fēng)壓 用密度換算成標(biāo)定條件下的全風(fēng)壓。 但為什么離 心泵的壓頭H與密度無關(guān)？答：因?yàn)橥L(fēng)機(jī)全壓，所以和密度有關(guān)離心泵的理論壓力第三章沉降與分離3- 1固體顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)在 層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)）與湍流區(qū)（牛頓區(qū)）有 何不同？答：10-4 Re 2的區(qū)域稱為層流區(qū)或斯托克斯 定律區(qū)。；湍流區(qū)或牛頓（Newton）定律區(qū)（500Re2x105）3- 2球形顆粒在流體中從靜止開始沉降，經(jīng)歷哪兩個(gè)階

9、段？何謂固體顆粒在流體中的沉降速 度？沉降速度受哪些因素影響？答：1、加速階段和等速階段2、勻速階段中顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度 ut 稱為沉降速度3、影響因素由沉降公式可以確定。dp、及阻 力系數(shù)有關(guān)。重點(diǎn)掌握層流區(qū)3- 3固體顆粒在流體中沉降，其雷諾數(shù)越大，流 體粘度對(duì)沉降速度的影響如何？答：粘度越大沉降速度越小。3- 4固體顆粒在流體中沉降，其沉降速度在層流 層區(qū)（斯托克斯區(qū)）和湍流區(qū)（牛頓區(qū)）與顆粒 直徑的關(guān)系有何不同？答：沉降速度在層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)），與顆 粒粒徑的平方成正比；在湍流區(qū)（牛頓區(qū)），與顆粒粒徑的平方根成 正比。3- 5某微小顆粒在水中按斯托克斯定律沉降，試 問在50C

10、水中的沉降速度與在 20C水中的沉降 速度比較，有何不同？答：按照沉降速度在層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)）， 液體溫度升高，粘度降低，密度降低，所以沉降 速度增加。3- 6球形顆粒于靜止流體中在重力作用下的自 由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受哪 些因素影響?答：重力，浮力，阻力；沉降速度受 dp、及 阻力系數(shù)有關(guān)3- 7利用重力降塵室分離含塵氣體中的顆粒，其 分離條件是什么？3- 8何謂臨界粒徑？何謂臨界沉降速度？ 答：臨界粒徑：能100%除去的最小粒徑；臨界 沉降速度。3- 9用重力降塵室分離含塵氣體中的塵粒， 當(dāng)臨 界粒徑與臨界沉降速度為一定值時(shí)，含塵氣體的 體積流量與降塵室的底面積及高度有

11、什么關(guān) 系？答：成正比3- 10當(dāng)含塵氣體的體積流量一定時(shí)，臨界粒徑 及臨界沉降速度與降塵室的底面積 WL有什么 關(guān)系。答：成反比3- 11如果已知含塵氣體中的臨界沉降速度，女口 何計(jì)算多層隔板式降塵室的氣體處理量？答：3- 12何謂離心分離因數(shù)？提高離心分離因數(shù)的 途徑有哪些？答：離心分離因數(shù)：同一顆粒所受到離心力與重 力之比；3-13離心沉降與重力沉降有何不同？答：在一定的條件下，重力沉降速度是一定的， 而離心沉降速度隨著顆粒在半徑方向上的位置不同而變化。3-14對(duì)于旋風(fēng)分離器，提高離心分離因數(shù)的有 效方法是什么？ 3-15要提高過濾速率，可以采取哪些措施？ 答：過濾速率方程3-16恒壓過

12、濾方程式中，操作方式的影響表現(xiàn) 在哪里？3- 17恒壓過濾的過濾常數(shù) K與哪些因素有關(guān)？答：第四章傳熱4- 1根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，有哪三種基本傳熱方 式？他們的傳熱機(jī)理有何不同？答：根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，熱的傳遞有三種基本 方式：熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱和輻射傳熱。熱傳導(dǎo)（簡稱導(dǎo)熱）：熱量不依靠宏觀混合運(yùn) 動(dòng)而從物體中的高溫區(qū)向低溫區(qū)移動(dòng)的過程。在對(duì)流傳熱：由流體內(nèi)部各部分質(zhì)點(diǎn)發(fā)生宏觀運(yùn) 動(dòng)而引起的熱量傳遞過程，只能發(fā)生在有流體流 動(dòng)的場合。熱輻射：因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的 傳遞?？梢栽谕耆婵盏牡胤絺鬟f而無需任何介 質(zhì)。4- 2傅立葉定律中的負(fù)號(hào)表示什么意思？ 答：熱量傳遞的方向沿著溫度梯度下

13、降的方向。4- 3固體、液體、氣體三者的熱導(dǎo)率比較，哪個(gè) 大，哪個(gè)小？答：一般固體 液體氣體4- 4純金屬與其合計(jì)比較，熱導(dǎo)率哪個(gè)大？答：純金屬大于合金4- 5非金屬的保溫材料的熱導(dǎo)率為什么與密度 有關(guān)？答：密度小，則所含的空氣越多，氣體的導(dǎo)熱系 數(shù)低于固體。4- 6在厚度相同的兩層平壁中的熱傳導(dǎo)， 有一層 的溫度差較大，另一層較小。哪一層熱阻大。 答：溫差大的熱阻大，熱導(dǎo)率低。4- 7在平壁熱傳導(dǎo)中，可以計(jì)算平壁總面積A的 導(dǎo)熱速率Q,也可以計(jì)算單位面積的導(dǎo)熱速率（即熱流密度）。而圓筒壁熱傳導(dǎo)中，可以計(jì)算 圓筒壁內(nèi)、外平均面積的導(dǎo)熱速率 Q，也可以計(jì) 算單位圓周長度的壁面導(dǎo)熱速率 ql,為什

14、么不能 計(jì)算熱流密度？答：圓筒壁的傳熱面積和熱流密度不再是常量， 但傳熱速率在穩(wěn)態(tài)時(shí)是常量4- 8輸送水蒸氣的圓管外包覆兩層厚度相同、 熱 導(dǎo)率不同的保溫材料。若改變兩層保溫材料的先 后次序，其保溫效果是否改變？若被保溫的不是 圓管而是平壁，保溫材料的先后順序?qū)Ρ匦Ч?是否有影響？答：圓 筒 壁：有影響平壁沒有影響4- 9對(duì)流傳熱速率方程中的對(duì)流傳熱系數(shù)a與哪些因素有關(guān)答：流動(dòng)狀態(tài)（氣、液、蒸汽）、流體的性質(zhì)（熱導(dǎo)率、熱容、粘度、密度）、壁面形狀等流體有無相變化、流體流動(dòng)的原因、流動(dòng)狀態(tài)、 流動(dòng)物性和壁面情況（換熱器結(jié)構(gòu)）等都影響對(duì) 流傳熱系數(shù)。4- 10流體在圓管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)對(duì)流換熱系數(shù)a

15、 的計(jì)算式中，Pr的指數(shù)n由什么決定？流體在 管內(nèi)的流速及管徑對(duì)a的影響有多大？管長、 彎 管的曲率對(duì)管內(nèi)對(duì)流傳熱有何影響？答：被加熱n=0.4;被冷卻n=0.3在傳熱管的長度小于進(jìn)口段以前，管子愈短， 則邊界層愈薄，就愈大。曲率越大，就愈大。4- 11水的對(duì)流傳熱系數(shù)一般比空氣大，為什 么？答：按照強(qiáng)制對(duì)流公式4- 12為什么滴狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)比膜狀冷 凝的大？由于壁面不容易形成滴狀冷凝，蒸汽冷 凝多為膜狀冷凝。影響膜狀冷凝的因素有哪些？ 答：在滴狀冷凝過程中，壁面的大部分面積直接 暴露在蒸汽中，在這些部位沒有液膜阻礙著熱 流，故滴狀冷凝的傳熱系數(shù)可比膜狀冷凝高十倍 左右。影響膜狀冷凝的

16、因素有：(1) 冷凝液膜兩側(cè)的溫度差當(dāng)液膜呈滯流 流動(dòng)時(shí)，若溫度差加大，則蒸汽冷凝速率增加， 因而液膜層厚度增加，使冷凝傳熱系數(shù)降低。(2) 流體物性由膜狀冷凝傳熱系數(shù)計(jì)算式可 知，液膜的密度、粘度及導(dǎo)熱系數(shù)，蒸汽的冷凝潛熱，都影響冷凝傳熱系數(shù)（3）蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度運(yùn) 動(dòng)時(shí)，和液膜間產(chǎn)生一定的摩擦力，若蒸汽和液 膜同向流動(dòng)，則摩擦力將是液膜加速，厚度減薄， 使傳熱系數(shù)增大；若逆向流動(dòng)，則相反。但這種 力若超過液膜重力，液膜會(huì)被蒸汽吹離壁面，此 時(shí)隨蒸汽流速的增加，對(duì)流傳熱系數(shù)急劇增大。（4）蒸汽中不凝氣體含量的影響若蒸汽中含 有空氣或其它不凝性氣體，則壁面可能為氣體（導(dǎo)熱系數(shù)很

17、?。铀谏w，增加了一層附加熱 阻，使對(duì)流傳熱系數(shù)急劇下降。因此在冷凝器的 設(shè)計(jì)和操作中，都必須考慮排除不凝氣。含有大 量不凝氣的蒸汽冷凝設(shè)備稱為冷卻冷凝器，其計(jì) 算方法需參考有關(guān)資料。（5）冷凝壁面的影響若沿冷凝液流動(dòng)方向積 存的液體增多，則液膜增厚，使傳熱系數(shù)下降， 故在設(shè)計(jì)和安裝冷凝器時(shí)，應(yīng)正確安放冷凝壁 面。例如，對(duì)于管束，冷凝液面從上面各排流到 下面各排，使液膜逐漸增厚，因此下面管子的傳 熱系數(shù)比上排的要低。為了減薄下面管排上液膜 的厚度，一般需減少垂直列上的管子數(shù)目，或把 管子的排列旋轉(zhuǎn)一定的角度，使冷凝液沿下一根管子的切向流過，4-13液體沸騰的兩個(gè)基本條件是什么？ 答：一是液體

18、的溫度要達(dá)到沸點(diǎn)，二是需要從外 部吸熱。4-14為什么核狀沸騰的對(duì)流傳熱系數(shù)比膜狀沸 騰的傳熱系數(shù)大？影響核狀沸騰的因素主要有 哪些？答：核狀沸騰，氣泡的生成速度、成長速度以及 浮升速度都加快。氣泡的劇烈運(yùn)動(dòng)使液體受到劇 烈的攪拌作用，增大。膜狀沸騰傳熱需要通過氣 膜，所以其值比核狀沸騰小。影響核狀沸騰的因素主要有：液體物性；溫 度差；操作壓力；加熱面狀況；設(shè)備結(jié)構(gòu)、加熱 面形狀和材料性質(zhì)以及液體深度等。4-15同一液體，為什么沸騰時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù) 比無相變化時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)大？ 答：因?yàn)橄嘧儫岜纫后w的熱容大很多，所以沸騰 時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)比無相變化時(shí)的對(duì)流傳熱系 數(shù)大。4-16換熱器中冷熱流

19、體在變溫條件下操作時(shí)， 為什么多米用逆流操作？在什么情況下可以米 用并流操作？答：逆流時(shí)的平均溫度差最大，并流時(shí)的平均溫 度差最小，其它流向的平均溫度差介于逆流和并 流兩者之間，因此就傳熱推動(dòng)力而言，逆流優(yōu)于 并流和其它流動(dòng)型式。當(dāng)換熱器的傳熱量 Q即 總傳熱系數(shù)K 一定時(shí)，采用逆流操作，所需的 換熱器傳熱面積較小。在某些生產(chǎn)工藝要求下，若對(duì)流體的溫度有 所限制，如冷流體被加熱時(shí)不得超過某一溫度， 或熱流體被冷卻時(shí)不得低于某一溫度，則宜采用 并流操作。4- 17換熱器在折流或錯(cuò)流操作時(shí)的平均溫差如 何計(jì)算？答：根據(jù)冷、熱流體的進(jìn)、出口溫度，算出 純逆流條件下的對(duì)數(shù)平均溫度差 ； 按下式計(jì)算因數(shù)

20、R和P： 根據(jù)R和P的值，從算圖中查出溫度差校正 系數(shù)； 將純逆流條件下的對(duì)數(shù)平均溫度差乘以溫度 差校正系數(shù)，即得所求的。4- 18換熱器的總傳熱系數(shù)的大小，受哪些因素 影響？怎樣才能有效地提高總傳熱系數(shù)？ 答：取決于流體的物性、傳熱過程的操作條件及 換熱器的類型等；K值總是接近于a小的流體的對(duì)流傳熱系 數(shù)值，關(guān)鍵在于提高a小一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)； 減慢污垢形成速率或及時(shí)清除污垢。4- 19在換熱器中，用飽和蒸汽在換熱管外冷凝 發(fā)熱，加熱管內(nèi)流動(dòng)的空氣?？倐鳠嵯禂?shù)接近哪 種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)？壁溫接近哪種流體的 溫度？忽略污垢和管壁熱阻。要想增大總傳熱系 數(shù)，應(yīng)增大哪個(gè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)？ 答：

21、總傳熱系數(shù)接近空氣一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)； 壁溫接近飽和蒸汽的溫度；要想增大總傳熱系 數(shù)，應(yīng)增大空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)。4- 20何謂透熱體、白體、黑體、灰體？ 答：能透過全部輻射能的物體，稱為透熱體；能 全部反射輻射能的物體，稱為白體；能全部吸收 輻射能的物體，稱為黑體或絕對(duì)黑體；能夠以相 等的吸收率吸收所有波長輻射能的物體， 稱為灰 體。4- 21何謂黑度？影響固體表面黑度的主要因素 有哪些？答：在同一溫度下，實(shí)際物體的輻射能力與黑體 的輻射能力之比，定義為灰體的黑度。影響固體表面黑度的主要因素有：物體的性 質(zhì)、溫度及表面情況（如表面粗糙度及氧化程 度）。4- 22黑度大的灰體對(duì)投射來的熱輻射能的

22、反射 率是大還是小？他的輻射能力是大還是??？ 答：?。淮?- 23保溫瓶的夾層玻璃表面為什么鍍一層反射 率很高的材料？夾層抽真空的目的是什么？ 答：減少熱輻射；降低熱傳導(dǎo)；4- 24兩個(gè)灰體表面間的輻射傳熱速率與哪些因 素有關(guān)？答：它們的吸收率和反射率，形狀和大小以及相 互間的位置和距離等因素。4- 25常用的強(qiáng)化或削弱物體之間輻射傳熱的輻 射有哪兩種？答：改變物體表面的黑度；采用遮熱板。4-26兩物體的溫度分別是200C及100C,若將 溫度各提高300 C，維持其溫差不變，其輻射傳 熱的熱流量是否變化？答：增大4- 27有的列管式換熱器為什么做成多管程的？ 答：可以增大管程流速，提高對(duì)流換

23、熱系數(shù)。4- 28下列流體在列管換熱器中宜走管程還是殼 程？答：（1）腐蝕性流體宜走管程，避免同時(shí)腐蝕管 程和殼程（2）高壓流體宜走管程，避免制造較厚的殼 體（3）飽和水蒸氣冷凝放熱宜走殼程，以利于 排出冷凝液（4）溫度不太高，需要冷卻的流體宜走殼程， 有利于散熱（5）需要提高流速的無相變流體宜走管程4- 29換熱器的強(qiáng)化傳熱中，最有效的途徑是增 大總傳熱系數(shù)K，如何增大K值？ 答：根據(jù)公式可以采取如下措施： 提過對(duì)流換熱系數(shù)，尤其是提高較小一層的對(duì)流 換熱系數(shù)降低污垢熱阻，及時(shí)清洗換熱器，降低熱傳導(dǎo)熱阻，選擇導(dǎo)熱率大的材料，降低換 熱壁的厚度。第五章吸收5- 1選擇吸收劑時(shí)，應(yīng)從哪幾個(gè)方面考

24、慮？答：(1)溶解度 吸收劑對(duì)溶質(zhì)組分的溶解度 越大，則傳質(zhì)推動(dòng)力越大，吸收速率越快，且吸 收劑的耗用量越少。(2) 選擇性吸收劑應(yīng)對(duì)溶質(zhì)組分有較大的溶 解度，而對(duì)混合氣體中的其它組分溶解度甚微， 否則不能實(shí)現(xiàn)有效的分離。(3) 揮發(fā)度在吸收過程中，吸收尾氣往往為 吸收劑蒸汽所飽和。故在操作溫度下，吸收劑的 蒸汽壓要低，即揮發(fā)度要小，以減少吸收劑的損 失量。(4) 粘度吸收劑在操作溫度下的粘度越低， 其在塔內(nèi)的流動(dòng)阻力越小，擴(kuò)散系數(shù)越大，這有 助于傳質(zhì)速率的提高。(5) 其它所選用的吸收劑應(yīng)盡可能無毒性、 無腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉 易得，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。5- 2對(duì)于物理吸附，

25、在一定溫度下，如何判斷 氣體在水中的溶解的難與易？答：溶液濃度相同時(shí)，難溶氣體在溶液上方的 平衡分壓大。5- 3亨利定律中的E、H、m三者與溫度、壓力有什么關(guān)系？答：由；可得5- 4氣液相平衡關(guān)系中，（1）若溫度升高，亨 利常數(shù)將如何變化？ （ 2）在一定溫度下，氣相 總壓升高，相平衡常數(shù) m如何變化？若氣相組 成y為一定值，總壓升高，液相x將如何變化？答：（1）溫度升高，亨利常數(shù)增加（2）總壓增加，m減??；x增加5- 5若溶質(zhì)分壓為p的氣體混合物與溶質(zhì)濃度 為c的溶液接觸，如何判斷溶質(zhì)是從氣相向液向 傳遞還是從液向向氣相傳遞？答：根據(jù)公式與的關(guān)系來判斷，如果 ，從氣 相向液相傳遞5- 6氣體

26、分子擴(kuò)散系數(shù)與溫度、壓力有何關(guān) 系？液體分子擴(kuò)散系數(shù)與溫度、粘度有何關(guān)系？答：氣體分子擴(kuò)散系數(shù)與溫度的1.5次方成正 比，總壓力成反比；液體的擴(kuò)散系數(shù)與溫度成正 比，與粘度成反比。5- 7何謂對(duì)流傳質(zhì)的有效膜理論？如何根據(jù) 有效膜理論寫出傳質(zhì)速率方程式？答：單相對(duì)流傳質(zhì)的傳質(zhì)阻力全部集中在一層 虛擬的膜層內(nèi)，膜層內(nèi)的傳質(zhì)形式僅為分子擴(kuò) 散。有效膜厚zG由層流內(nèi)層濃度梯度線延長線 與流體主體濃度線相交于一點(diǎn) E,則厚度zG為 E到相界面的垂直距離。5- 8何謂兩相間傳質(zhì)的雙膜理論？其基本論 點(diǎn)是什么？答：（1）氣液兩相存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)為層流，A以分子擴(kuò)散方

27、式通過氣膜和液膜。（2）相界面處 兩相達(dá)平衡，無擴(kuò)散阻力。（3）有效膜以外主體 中，充分湍動(dòng)，溶質(zhì)主要以渦流擴(kuò)散的形式傳質(zhì)。5- 9在穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過程中，若氣液相平衡關(guān)系符 合亨利定律，如何應(yīng)用雙膜理論推導(dǎo)出總傳質(zhì)速 率方程式？氣相總傳質(zhì)系數(shù)KY （或液相總傳質(zhì) 系數(shù)KX ）與氣膜傳質(zhì)系數(shù)ky及液膜傳質(zhì)系數(shù) kx有何關(guān)系？答：氣相傳質(zhì)速率方程，5- 10在氣液兩相傳質(zhì)過程，什么情況下屬于氣 膜阻力控制，什么情況下屬于液膜阻力控制？答：當(dāng)時(shí)屬于氣膜阻力控制；當(dāng)時(shí)屬于液膜阻 力控制5- 11在逆流操作的吸收塔中，當(dāng)進(jìn)塔氣體組 成Y1及進(jìn)塔液體組成X2已定，最小液氣比與 溶質(zhì)的吸收率有何關(guān)系？答：由可知

28、，與吸收率成正比。5- 12傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)推動(dòng)力有何關(guān)系?傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)阻力有何關(guān)系？答：傳質(zhì)推動(dòng)力越小，則意味著過程的難度越 大，此時(shí)所需的傳質(zhì)單元數(shù)也就越大。傳質(zhì)阻力越大，填料層有效比表面越小，則每 個(gè)傳質(zhì)單元所相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨染驮酱蟆?-13氣相傳質(zhì)單元高度與氣相總壓力 p有何 關(guān)系？液相傳質(zhì)單元高度與液相總濃度 c有何關(guān) 系?答：5-14吸收因數(shù)的大小對(duì)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)有 何影響？如何說明其原因？5-15吸收率對(duì)有何影響？5-16在一定的條件下，若L、G、溫度t、總 壓p、吸收劑進(jìn)口組成X1等改變，對(duì)混合氣的 出口組成Y2有何影響？答:第六章蒸餾6- 1何謂拉烏爾定律？答：溶液中

29、溶劑 A的蒸汽分壓等于純?nèi)軇┑?蒸氣壓與其液相組成的乘積。6- 2何謂理想溶液？答：在全部范圍內(nèi)符合拉烏爾定律的溶液6- 3在一定總壓p下，理想溶液的氣液兩相達(dá) 到平衡時(shí)，液相組成x與平衡溫度的關(guān)系式如何 表示？氣相組成y與平衡溫度的關(guān)系式如何表 示？答:；6- 4何為泡點(diǎn)、露點(diǎn)？對(duì)于一定的壓力與組成， 二者大小關(guān)系如何？答：冷液恒壓加熱，溶液開始沸騰起泡的溫度 稱為泡點(diǎn)；過熱蒸汽恒壓冷卻，開始冷凝而析出 像露珠似的液滴對(duì)應(yīng)的溫度稱為露點(diǎn)。露點(diǎn)高于 泡點(diǎn)。6- 5雙組分理想溶液的氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)， 若已知平衡溫度t與液相組成x，如何計(jì)算氣相 組成y?反之，若已知總壓p與氣相組成y，如 何計(jì)算

30、平衡溫度t與液相組成x？答：；6- 6雙組分理想溶液的相對(duì)揮發(fā)度如何計(jì) 算？與什么因素有關(guān)？的大小對(duì)兩組分的分離 有何影響？答：；與組分種類、系統(tǒng)總壓有關(guān)；數(shù)值越大， 兩組分就越容易分離。6- 7如何應(yīng)用平均相對(duì)揮發(fā)度表示平衡條件 下的液相組成x與氣相組成y之間的關(guān)系？答:，6- 8在一定的總壓p下，雙組分理想溶液的平 均相對(duì)揮發(fā)度是如何計(jì)算的？答：取最低溫度的值與最高溫度的值之幾何平 均值。6- 9相對(duì)揮發(fā)度=1時(shí)，用普通精餾是否能分 離混合物？答：不能6- 10何謂非理想溶液？在什么條件下出現(xiàn)最 低恒沸點(diǎn)或最高恒沸點(diǎn)？答：各組分的蒸氣壓不服從拉烏爾定律；當(dāng)組分蒸氣壓對(duì)拉烏爾定律有最大正偏

31、差時(shí)，出現(xiàn)最低恒沸點(diǎn)。6- 11平衡蒸餾與簡單蒸餾有何不同？答：簡單蒸餾過程為不穩(wěn)定過程。平衡蒸餾為 穩(wěn)定連續(xù)過程，生產(chǎn)能力大。6- 12精餾塔的塔頂液相回流及塔底的氣相回 流對(duì)溶液的精餾起什么作用？答：提供系統(tǒng)所需的熱量和冷量；改變產(chǎn)品的 組分濃度。6-13在板式精餾塔的塔板上，氣液兩相是怎 樣進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的？答：在板式精餾塔的塔板上，從上面板下來的 液體與從下面板上來的氣體在該板上接觸， 氣相 溫度高于液相溫度，氣相發(fā)生部分冷凝，把熱量 傳遞給液相，使液相部分氣化。難揮發(fā)組分 B 從氣相向液相傳遞。6-14何謂理論板？實(shí)際塔板上汽液兩相傳質(zhì) 情況與理論板有何不同？答：使氣液兩相達(dá)到平衡狀

32、態(tài)的塔板稱為一塊 理論板。實(shí)際塔板的分離程度要比理論板小。6-15精餾塔一般有精餾段與提餾段，他們的 作用有什么不同？答：精餾段得到含輕組分較多的產(chǎn)品， 提餾段 得到含重組分較多的產(chǎn)品。6-16上下相鄰兩層塔板的溫度、液相組成與 氣相組成有何不同？答：上板的溫度低于下面板；液相和氣相組成 高于下面板。6-17精餾塔中氣相組成、液相組成及溫度沿 塔高是如何變化的？答：精餾塔中氣相組成、液相組成下降； 溫度 升高。6-18，這3個(gè)物料衡算式中，各流量的摩爾 比與各組成的差值之比有什么規(guī)律？如何記 憶？答：等于另外兩個(gè)物料組成濃度差之比。6-19當(dāng)進(jìn)料流量F及組成一定時(shí)，若餾出液 流量D增多而釜液流

33、量 W減少時(shí)，餾出液的組 成及釜液的組成將如何變化？答：由可知，增加，減少。6-20當(dāng)一定時(shí)，若增大，將如何變化？及將 如何變化？答：由可知，增加，增加。6-21何謂恒摩爾流量的假設(shè)？其成立的條件 是什么？在精餾塔計(jì)算中有何意義？ 答：（1）恒摩爾汽流恒摩爾汽流是指在精餾塔內(nèi)， 從精餾段或提餾段每層塔板上升的汽相摩爾流 量各自相等，但兩段上升的汽相摩爾流量不一定相等。即精餾段 提餾段（2）恒摩爾液流恒摩爾液流是指在精餾塔內(nèi)， 從精餾段或提餾段每層塔板下降的液相摩爾流 量分別相等，但兩段下降的液相摩爾流量不一定 相等。即精餾段 提餾段6-22精餾塔的進(jìn)料狀態(tài)有幾種？他們對(duì)精餾 段及提餾段的下降液

34、體流量及上升蒸汽流量有 什么影響？答：有五種：冷液進(jìn)料；飽和液體（泡點(diǎn)）進(jìn) 料；汽液混合物進(jìn)料；飽和蒸汽（露點(diǎn)）進(jìn)料； 過熱蒸汽進(jìn)料。6-23何謂進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)？不同的進(jìn)料熱狀態(tài) 的q值有何不同？如何計(jì)算？答：單位進(jìn)料流量所引起的提餾段與精餾段下 降液體流量之差值。冷液進(jìn)料飽和液體（泡點(diǎn)）進(jìn)料q=1汽液混合物進(jìn)料飽和蒸汽（露點(diǎn)）進(jìn)料q =0過熱蒸汽進(jìn)料q 06-24若已知q值，如何從精餾段下降液體流 量L計(jì)算提餾段下降液體流量L ?又如何從精 餾段上升蒸汽流量V計(jì)算提餾段下降蒸汽流量 V ？答:；6-25操作線是表示哪一層塔板的氣相組成與 哪一層塔板的液相組成之間的關(guān)系？操作線為 直線的條件是什

35、么？答：相鄰兩層塔板之間的上升蒸汽組成與下降 液體組成之間的關(guān)系。6-26何謂塔頂液相回流比？何謂塔釜?dú)庀嗷?流比？他們的大小有什么聯(lián)系？用什么關(guān)系式 相互換算？答:，6-27精餾段操作線與提餾段操作線的斜率分 別是用什么表示的，是大于1還是小于1,為什 么？6-28對(duì)正在操作的精餾塔，增大精餾段的液 氣比對(duì)餾出液的組成有何影響？增大提餾段的 氣液比對(duì)釜液的組成有何影響？如何增大精餾 段的液氣比及提餾段的氣液比？答：增大精餾段的液氣比對(duì)餾出液的組成增 加；增大提餾段的氣液比對(duì)釜液的組成降低；增大冷凝器和加熱器的熱負(fù)荷。6-29對(duì)正在操作的精餾塔，增大塔頂液相回流 比對(duì)餾出液的組成有何影響？增大

36、塔釜?dú)庀嗷?流比對(duì)釜液的組成有何影響？怎樣操作才能增 大塔頂液相回流比及塔釜?dú)庀嗷亓鞅?？答：增大塔頂液相回流比，餾出液組成增加； 增大塔釜?dú)庀嗷亓鞅葘?duì)釜液的組成降低； 增大冷 凝器和加熱器的熱負(fù)荷。6-30何謂q線方程？ 5種進(jìn)料熱狀態(tài)下，q線 在y-x圖上的方位如何表示？6-31如何在y-x圖上繪制精餾段操作線及提 餾段操作線？需要已知哪些必要的數(shù)據(jù)？答：將精餾段操作線方程與對(duì)角線方程 聯(lián)解, 可得出精餾段操作線與對(duì)角線的交點(diǎn) a （、）； 再根據(jù)已知的 和，求出精餾段操作線在 軸的 截距，依此值在 軸上標(biāo)出點(diǎn)，直線即為精餾 段操作線。6-32如何用圖解法計(jì)算理論板數(shù)，如何確定進(jìn)料板位置？答

37、：用圖解法求理論板層數(shù)時(shí)，需先在x - y圖上作出精餾段和提餾段的操作線。自對(duì)角線上 的點(diǎn)開始，在精餾段操作線與平衡線之間作由水 平線和鉛垂線構(gòu)成的階梯。當(dāng)階梯跨過兩操作線 的交點(diǎn)d時(shí)，改在提餾段操作線與平衡線之間繪 階梯，直至階梯的垂線達(dá)到或跨過點(diǎn)為止。最優(yōu)進(jìn)料位置：塔內(nèi)汽相或液相組成與進(jìn)料組 成相等或相近的塔板?？缭絻刹僮骶€交點(diǎn)的梯 級(jí)，NT最少。6-33如何用逐板法計(jì)算理論板數(shù)，如何確定 進(jìn)料板位置？答：精餾段：y1=xD6-34在進(jìn)料流量F與進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q為一 定值條件下，若餾出液流量 D 一定，而增大塔 頂液相回流比R，塔內(nèi)汽液兩相循環(huán)量如何變 化？冷凝器熱負(fù)荷及蒸餾釜的熱負(fù)荷將如

38、何變 化？與如何計(jì)算？答：R V、V L、L 都增加；冷凝器熱 負(fù)荷及蒸餾釜的熱負(fù)荷將增加；，6-35當(dāng)餾出液及釜液的流量與組成為一定值， 若塔頂液相回流比 R 一定時(shí)，進(jìn)入塔內(nèi)的熱量與蒸餾釜的熱負(fù)荷之和為一定值。在這種條件 下，是進(jìn)料預(yù)熱好，還是增大蒸餾釜的熱負(fù)荷好 呢？答：進(jìn)料預(yù)熱好。6-36當(dāng)蒸餾釜的熱負(fù)荷為一定值，若進(jìn)料帶入 塔內(nèi)的熱量增多，則塔頂液相回流比 R將如何 變化？冷凝器熱負(fù)荷將如何變化答：液相回流比R增加，冷凝器熱負(fù)荷增加6-37在、一定的條件下，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù) q 值一定時(shí)，若塔頂液相回流比 R增大，對(duì)一定 分離要求所需理論板數(shù)將如何變化？對(duì)一定理 論板數(shù)的精餾塔，若 R增大，對(duì)餾出液的組成 和釜液的組成有何影響？答：，餾出液組成增加，釜液組成減少。6-38在、一定的條件下，塔頂液相回