非均理想流動(dòng)及反應(yīng)器

1、非理想流動(dòng)及反應(yīng)器1.停留時(shí)間分布的密度函數(shù)在t0時(shí)，E（t）=_。（0）2.停留時(shí)間分布的密度函數(shù)在t0時(shí)，E（t）_。（0）3.當(dāng)t=0時(shí)，停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）=_。（0）4.當(dāng)t=時(shí)，停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）=_。（1）5.停留時(shí)間分布的密度函數(shù)E（）=_E（t）。（）6.表示停留時(shí)間分布的分散程度的量_。（）7.反應(yīng)器物料的停留時(shí)間的分布曲線是通過物理示蹤法來測(cè)定的，根據(jù)示蹤劑的輸入方式不同分為_、_、_、_。（脈沖法、階躍法、周期示蹤法、隨機(jī)輸入示蹤法）8.平推流管式反應(yīng)器時(shí)，E（t）=_。（）9.平推流管式反應(yīng)器時(shí)，E（t）=_。（0）10.平推流管式反應(yīng)器時(shí)，F(xiàn)（t）=_。（

2、1）11.平推流管式反應(yīng)器時(shí)，F(xiàn)（t）=_。（0）12.平推流管式反應(yīng)器其E（）曲線的方差_。（0）13.平推流管式反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_。（0）14.全混流反應(yīng)器t=0時(shí)E（t）=_。（）15.全混流反應(yīng)器其E（）曲線的方差_。（1）16.全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_。（）17.偏離全混流、平推流這兩種理想流動(dòng)的非理想流動(dòng)，E（）曲線的方差為_。（01）22.脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_。（E（t）曲線）23.階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_。（F(t)曲線）24.非理想流動(dòng)不一定是由_造成的。（返混）25.非理想流動(dòng)不一定是由返混造成的，但返混造成了_。（停留時(shí)

3、間分布）26.為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴(kuò)散過程的相似性，在_的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_。（平推流、軸向分散模型）27.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)_。（）28.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混程度就_。（愈小）49.脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_。（A）A. E（t）曲線 B. F（t）曲線 C. I（t）曲線 D. y（t）曲線50.階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_。（B）A. E（t）曲線 B. F（t）曲線 C. I（t

4、）曲線 D. y（t）曲線51.平推流流動(dòng)的E（t）曲線的方差_。（A）A. 0 B. 01 C. 1 D. 152.全混流流動(dòng)的E（t）曲線的方差_。（C）A. 0 B. 01 C. 1 D. 160停留時(shí)間分布密度函數(shù)E（t）的含義？ 答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，相對(duì)于某瞬間t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體，在反應(yīng)器出口流體的質(zhì)點(diǎn)中，在器內(nèi)停留了t到t+dt之間的流體的質(zhì)點(diǎn)所占的分率為E（t）dt（分）。 。61.停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，相對(duì)于某瞬間t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體，在出口流體中停留時(shí)間小于t的物料所占的分率為F（t）。62.簡(jiǎn)述描述停留

5、時(shí)間分布函數(shù)的特征值？ 答：用兩個(gè)最重要的特征值來描述平均停留時(shí)間和方差。1） 定義式為：，平均停留時(shí)間是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的一次矩，又稱E（t）的數(shù)學(xué)期望。2） 是表示停留時(shí)間分布的分散程度的量，在數(shù)學(xué)上它是指對(duì)于平均停留時(shí)間的二次矩。63.簡(jiǎn)述尋求停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其分類？ 答：通過物理示蹤法來測(cè)反應(yīng)器物料的停留時(shí)間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測(cè)的無(wú)化學(xué)反應(yīng)活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動(dòng)系統(tǒng)，通過觀測(cè)該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時(shí)間的變化來確定系統(tǒng)物料的停留時(shí)間分布。根據(jù)示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法

6、和隨機(jī)輸入法。64.簡(jiǎn)述脈沖示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？答：脈沖示蹤法是在定常態(tài)操作的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)的入口處在t=0的瞬間輸入一定量M克的示蹤劑A，并同時(shí)在出口處記錄出口物料中示蹤劑的濃度隨時(shí)間的變化。對(duì)應(yīng)的曲線為E(t)曲線，。65.簡(jiǎn)述階躍示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？ 答：階躍示蹤法是對(duì)于定常態(tài)的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)，在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)模式不變，并在切換的同時(shí)，在出口處測(cè)出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時(shí)間的變化。對(duì)應(yīng)的曲線為F（t），。66.簡(jiǎn)述建立非理想流動(dòng)的流動(dòng)模型的步驟？ 答：1）通過冷態(tài)模型實(shí)驗(yàn)測(cè)定

7、實(shí)驗(yàn)裝置的停留時(shí)間分布； 2） 根據(jù)所得的有關(guān)E（t）或F（t）的結(jié)果通過合理的簡(jiǎn)化提出可能的流動(dòng)模型，并根據(jù)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定所提出的模型中所引入的模型參數(shù)； 3） 結(jié)合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)通過模擬計(jì)算來預(yù)測(cè)反應(yīng)結(jié)果； 4） 通過一定規(guī)模的熱模實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。67.簡(jiǎn)述非理想流動(dòng)軸向擴(kuò)散模型的特點(diǎn)？ 答：1）在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速； 2）在流動(dòng)方向上流體存在擴(kuò)散過程，該過程類似于分子擴(kuò)散，符合Fick定律； 3）軸向混合系數(shù)EZ在管內(nèi)為定值； 4）徑向不存在擴(kuò)散； 5）管內(nèi)不存在死區(qū)或短路流。 68.簡(jiǎn)述非理想流動(dòng)軸向擴(kuò)散模型的定義？ 答：為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平

8、推流效果，可借助這種返混與擴(kuò)散過程的相似性，在平推流的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克（Fick）定律加以定量描述。所以，該模型稱為“軸向分散模型”（或軸向擴(kuò)散模型）69.簡(jiǎn)述非理想流動(dòng)多級(jí)混合模型的特點(diǎn)？ 答：把實(shí)際的工業(yè)反應(yīng)器模擬成由n個(gè)容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時(shí)間分布對(duì)反應(yīng)過程內(nèi)的影響。設(shè)反應(yīng)器容積為V，物料流入速率為v0，則，。71.應(yīng)用脈沖示蹤法測(cè)定一容積為12 l的反應(yīng)裝置，進(jìn)入此反應(yīng)器的流體流速=0.8（l/min），在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑A，并同時(shí)測(cè)其出口物料中A的濃度CA隨時(shí)間的變化，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如

9、下：t（min）05101520253035CA（g/l）03554210試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定E（t）曲線的方差和。解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)滿足： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)是滿足的。 其中 由數(shù)據(jù)計(jì)算得如下表： t（min）05101520253035E（t）=CA/C000.030.050.050.040.020.010t2E（t）00.75511.251612.590 72.有一管式反應(yīng)裝置經(jīng)脈沖示蹤法實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下表所示的數(shù)：=0.8 m3/min；m=80kg；=80/0.8=100t(分)0246810121416CA（kg/m3）06.512.512.5105.02.51.

10、00試根據(jù)表列數(shù)據(jù)確定該裝置的有效容積V、平均停留時(shí)間、方差和。解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)： 一致性檢驗(yàn)表明，脈沖示蹤法所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是合理的。計(jì)算所得數(shù)據(jù)如下表所示： ti（分）024681012141600.0650.1250.1250.1000.0500.0250.010000.130.50.750.800.500.300.140000.262.04.56.45.03.601.9600 75.用多級(jí)全混流串聯(lián)模型來模擬一管式反應(yīng)裝置中的脈沖實(shí)驗(yàn)，已知，求1） 推算模型參數(shù)N； 2） 推算一級(jí)不可逆等溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率。解：1） 取N=4 2） 1.工業(yè)催化劑所必備的三個(gè)主要條件是：

11、_、_、_。（活性好、選擇性高、壽命長(zhǎng)）2.氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠_結(jié)合的，而化學(xué)吸附是靠_結(jié)合的。（范德華力、化學(xué)鍵力）3.氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是_分子層的，而化學(xué)吸附是_分子層的。（多、單）4.氣體在固體表面上發(fā)生吸附時(shí)，描述在一定溫度下氣體吸附量與壓力的關(guān)系式稱為_。（吸附等溫方程）33.下列哪種物質(zhì)屬于半導(dǎo)體催化劑_。（B）A. 金屬 B. 金屬硫化物 C. 金屬鹽類 D.酸性催化劑34.下列哪種物質(zhì)屬于絕緣體催化劑_。（D）A. 金屬 B. 金屬氧化物 C. 金屬鹽類 D.酸性催化劑36.下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是_。（B）A. 均勻表面

12、 B. 多分子層吸附 C. 分子間無(wú)作用 D. 吸附機(jī)理相同37.下列屬于理想吸附等溫方程的是_。（A）A. Langmuir型 B. Freundlich型 C. Temkin型 D. BET型38.測(cè)量氣固相催化反應(yīng)速率，在確定有無(wú)外擴(kuò)散影響時(shí)是在沒有改變_的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。（D）A. 催化劑裝置 B. 催化劑裝量 C. 進(jìn)料流量 D. 39.當(dāng)催化劑顆粒的微孔的孔徑小于分子的自由程_時(shí)，分子與孔壁的碰撞成了擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散稱為努森擴(kuò)散。（B）A. 0.01um B. 0.1um C. 1um D. 1nm40.催化劑顆粒擴(kuò)散的無(wú)因次擴(kuò)散模數(shù)值的大小反映了表面反應(yīng)速率與_之比

13、。（C）A. 擴(kuò)散速率 B. 外擴(kuò)散速率 C. 內(nèi)擴(kuò)散速率 D. 實(shí)際反應(yīng)速率41.氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為圓柱形則L=_。（C）A. 厚度/2 B. R C. R/2 D. R/342.氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為球形則L=_。（D）A. 厚度/2 B. R C. R/2 D. R/343.氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為平片形則L=_。（A）A. 厚度/2 B. R C. R/2 D. R/351.氣液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)在_范圍內(nèi)，反應(yīng)幾乎全部在在液相主體內(nèi)進(jìn)行的極慢反應(yīng)。（A）A. 0.02 B. 0.022 C

14、. 2 D. 252.氣液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)在_范圍內(nèi)，反應(yīng)為在液膜內(nèi)進(jìn)行的瞬間反應(yīng)及快速反應(yīng)。（D）A. 0.02 B. 0.022 C. 2 D. 253.氣液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)在_范圍內(nèi)，反應(yīng)為中等速率的反應(yīng)。（B）A. 0.02 B. 0.022 C. 2 D. 254.對(duì)于氣液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進(jìn)行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選用_裝置。（C）A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜55.對(duì)于氣液相反應(yīng)中等速率反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭旆磻?yīng)應(yīng)選用_裝置。（D）A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜56簡(jiǎn)述Langmuir等溫吸附方程

15、的基本特點(diǎn)？ 答：1）均勻表面（或理想表面）：即催化劑表面各處的吸附能力是均一的，吸附熱與表面已被吸附的程度如何無(wú)關(guān)； 2） 單分子層吸附； 3）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子； 4）吸附的機(jī)理均相同，吸附形成的絡(luò)合物均相同。58.氣固相催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)步驟？ 答：1）反應(yīng)物從氣流主體向催化劑的外表面和內(nèi)孔擴(kuò)散； 2）反應(yīng)物在催化劑表面上吸附； 3）吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成反應(yīng)的生成物； 4）反應(yīng)生成物從催化劑表面上脫附下來； 5）脫附下來的生成物向催化劑外表面、氣流主體中擴(kuò)散。 62.簡(jiǎn)述氣液反應(yīng)的宏觀過程：A（g） + bB（l） 產(chǎn)物（l）？ 答：1）反應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣

16、液相界面，在界面上假定達(dá)到氣液相平衡； 2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴(kuò)散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)； 3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向界面擴(kuò)散； 4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。 1.凡是流體通過不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作_。（固定床反應(yīng)器）2.固定床中催化劑不易磨損是一大優(yōu)點(diǎn)，但更主要的是床層內(nèi)流體的流動(dòng)接近于_，因此與返混式的反應(yīng)器相比，可用較少量的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力。（平推流）3.固定床中催化劑不易磨損是一大優(yōu)點(diǎn)，但更主要的是床層內(nèi)流體的流動(dòng)接近于平推流，因此與返混式的反應(yīng)器相比，可用_的催化劑和_的反應(yīng)器容積來獲得較大的生

17、產(chǎn)能力。（較少量、較?。?.目前描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型可分為_和_的兩大類。（擬均相、非均相）5.描述固定床反應(yīng)器的擬均相模型忽略了粒子與流體之間_與_的差別。（溫度、濃度）6.描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型，忽略了粒子與流體之間溫度與濃度的差別的模型稱之為_。（擬均相模型）7.描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型，考慮了粒子與流體之間溫度與濃度的差別的模型稱之為_。（非均相模型）8.描述固定床反應(yīng)器的擬均相模型，根據(jù)流動(dòng)模式與溫差的情況它又可分為平推流與有軸向返混的_模型，和同時(shí)考慮徑向混合和徑向溫差的_模型。（一維、二維）9.固定床中顆粒的體積相當(dāng)直徑定義為具有相同體積的球粒子直徑，表達(dá)式=_。（）

18、10.固定床中顆粒的面積相當(dāng)直徑是以外表面相同的球形粒子的直徑，表達(dá)式=_。（）11.固定床中顆粒的比表面相當(dāng)直徑是以相同的比表面的球形粒子直徑來表示，表達(dá)式=_。（）12.對(duì)于非球形粒子，其外表面積必大于同體積球形粒子的外表面積，故可定義顆粒的形狀系數(shù)_。（）13.顆粒的形狀系數(shù)對(duì)于球體而言，_，對(duì)于其他形狀的顆粒_。（=1、均小于1）14.固定床的_定義為水力半徑的四倍，而水力半徑可由床層空隙率及單位床層體積中顆粒的潤(rùn)濕表面積來求得。（當(dāng)量直徑）15.固定床中的傳熱實(shí)質(zhì)上包括了_、_以及_幾個(gè)方面。（粒內(nèi)傳熱、顆粒與流體間的傳熱、床層與器壁的傳熱）16.絕熱床反應(yīng)器由于沒有徑向床壁傳熱，一

19、般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用_模型來計(jì)算。（擬均相一維）18.對(duì)于固定床反應(yīng)器，當(dāng)某一參數(shù)變化到一定程度時(shí)就可能使床層溫度迅速升高，這種現(xiàn)象俗稱_，它是固定床反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作中所應(yīng)注意的問題。（飛溫）19.不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_。（A）A. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無(wú)溫度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度20.不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_。（A）A. 粒子與流體間有濃度差 B. 粒子與流體間無(wú)濃度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度21簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：凡是流體通過不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器。1） 催化