陳敏恒化工原理課后思考題答案

1、第一章 流體流動問題1. 什么是連續(xù)性假定? 質(zhì)點的含義是什么? 有什么條件?答1假定流體是由大量質(zhì)點組成的、彼此間沒有間隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)。 質(zhì)點是含有大量分子的流體微團，其尺寸遠小于設(shè)備尺寸，但比起分子自由程卻要大得多。問題2. 描述流體運動的拉格朗日法和歐拉法有什么不同點?答2前者描述同一質(zhì)點在不同時刻的狀態(tài)；后者描述空間任意定點的狀態(tài)。問題3. 粘性的物理本質(zhì)是什么? 為什么溫度上升, 氣體粘度上升, 而液體粘度下降?答3分子間的引力和分子的熱運動。通常氣體的粘度隨溫度上升而增大，因為氣體分子間距離較大，以分子的熱運動為主；溫度上升，熱運動加劇，粘度上升。液體的粘度隨溫度增

2、加而減小，因為液體分子間距離較小，以分子間的引力為主，溫度上升，分子間的引力下降，粘度下降。問題4. 靜壓強有什么特性?答4 靜壓強的特性： 靜止流體中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的壓力；作用于任意點所有不同方位的靜壓強在數(shù)值上相等；壓強各向傳遞。問題5. 圖示一玻璃容器內(nèi)裝有水，容器底面積為810-3m2，水和容器總重10N。 (1)試畫出容器內(nèi)部受力示意圖(用箭頭的長短和方向表示受力大小和方向)； (2)試估計容器底部內(nèi)側(cè)、外側(cè)所受的壓力分別為多少？哪一側(cè)的壓力大？為什么？ 題5附圖 題6附圖答51）圖略，受力箭頭垂直于壁面、上小下大。 2）內(nèi)部壓強p=gh=10009

3、.810.5=4.91kPa；外部壓強p=F/A=10/0.008=1.25kPa內(nèi)部壓強4.91kPa。因為容器內(nèi)壁給了流體向下的力，使內(nèi)部壓強大于外部壓強。問題6. 圖示兩密閉容器內(nèi)盛有同種液體，各接一U形壓差計，讀數(shù)分別為R1、R2，兩壓差計間用一橡皮管相連接，現(xiàn)將容器A連同U形壓差計一起向下移動一段距離，試問讀數(shù)R1與R2有何變化？(說明理由)答6容器A的液體勢能下降，使它與容器B的液體勢能差減小，從而R2減小。R1不變，因為該U形管兩邊同時降低，勢能差不變。問題7. 為什么高煙囪比低煙囪拔煙效果好?答7由靜力學(xué)方程可以導(dǎo)出p=H(冷-熱)g，所以H增加，壓差增加，拔風(fēng)量大。問題8.

4、什么叫均勻分布? 什么叫均勻流段? 答8前者指速度分布大小均勻；后者指速度方向平行、無遷移加速度。問題9. 伯努利方程的應(yīng)用條件有哪些?答9重力場下、不可壓縮、理想流體作定態(tài)流動，流體微元與其它微元或環(huán)境沒有能量交換時，同一流線上的流體間能量的關(guān)系。問題10. 如圖所示，水從小管流至大管，當(dāng)流量V、管徑D、d及指示劑均相同時，試問水平放置時壓差計讀數(shù)R與垂直放置時讀數(shù)R的大小關(guān)系如何？為什么？.(可忽略粘性阻力損失)答10R=R，因為U形管指示的是總勢能差，與水平放還是垂直放沒有關(guān)系。 題10附圖 題11附圖問題11. 理想液體從高位槽經(jīng)過等直徑管流出?？紤]A點壓強與B點壓強的關(guān)系，在下列三個

5、關(guān)系中選擇出正確的： (1)pB pA答11選（1）pBpA；因為管道出口通大氣，出口壓力等于pA，而B處的位置比出口處高，所以，壓力較低。問題12. 層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是什么?答12是否存在流體速度u、壓強p的脈動性，即是否存在流體質(zhì)點的脈動性。問題13. 雷諾數(shù)的物理意義是什么?答13慣性力與粘性力之比。問題14. 何謂泊謖葉方程? 其應(yīng)用條件有哪些?答14P=32uL/d2 。不可壓縮流體在直圓管中作定態(tài)層流流動時的阻力損失計算。問題15. 何謂水力光滑管? 何謂完全湍流粗糙管?答15當(dāng)壁面凸出物低于層流內(nèi)層厚度，體現(xiàn)不出粗糙度過對阻力損失的影響時，稱為水力光滑管。在Re很大，與Re無

6、關(guān)的區(qū)域，稱為完全湍流粗糙管。問題16. 非圓形管的水力當(dāng)量直徑是如何定義的? 能否按ude2 /4計算流量?答16定義為4A/。不能按該式計算流量。問題17. 在滿流的條件下，水在垂直直管中向下流動，對同一瞬時沿管長不同位子的速度而言，是否會因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度? 答17因為質(zhì)量守恒，直管內(nèi)不同軸向位子的速度是一樣的，不會因為重力而加快，重力只體現(xiàn)在壓強的變化上。問題18. 如附圖所示管路，試問：(1) B閥不動(半開著)，A閥由全開逐漸關(guān)小，則h1，h2，(h1h2)如何變化？(2) A閥不動(半開著)，B閥由全開逐漸關(guān)小，則h1，h2，(h1h2)如何變化？ 題18附

7、圖 題19附圖答18(1)h1下降，h2下降，(h1-h2)下降；(2)h1上升，h2上升，(h1-h2)下降。問題19. 圖示的管路系統(tǒng)中，原1, 2 ,3閥全部全開，現(xiàn)關(guān)小1閥開度，則總流量V和各支管流量V1, V2, V3將如何變化？答19qV、qV1下降，qV2、qV3上升。問題20. 是否在任何管路中, 流量增大阻力損失就增大; 流量減小阻力損失就減小? 為什么?答20不一定，具體要看管路狀況是否變化。第二章 流體輸送機械問題1. 什么是液體輸送機械的壓頭或揚程? 答1流體輸送機械向單位重量流體所提供的能量(J/N)。問題2. 離心泵的壓頭受哪些因素影響?答2離心泵的壓頭與流量，轉(zhuǎn)速

8、，葉片形狀及直徑大小有關(guān)。問題3. 后彎葉片有什么優(yōu)點? 有什么缺點? 答3后彎葉片的葉輪使流體勢能提高大于動能提高，動能在蝸殼中轉(zhuǎn)換成勢能時損失小，泵的效率高。這是它的優(yōu)點。它的缺點是產(chǎn)生同樣理論壓頭所需泵體體積比前彎葉片的大。問題4. 何謂氣縛現(xiàn)象? 產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么? 如何防止氣縛?答4因泵內(nèi)流體密度小而產(chǎn)生的壓差小，無法吸上液體的現(xiàn)象。原因是離心泵產(chǎn)生的壓差與密度成正比，密度小，壓差小，吸不上液體。灌泵、排氣。問題5. 影響離心泵特性曲線的主要因素有哪些?答5離心泵的特性曲線指HqV，qV，PqV。影響這些曲線的主要因素有液體密度，粘度，轉(zhuǎn)速，葉輪形狀及直徑大小。問題6. 離心泵

9、的工作點是由如何確定的? 有哪些調(diào)節(jié)流量的方法?答6離心泵的工作點是由管路特性方程和泵的特性方程共同決定的。調(diào)節(jié)出口閥，改變泵的轉(zhuǎn)速。問題7. 一離心泵將江水送至敞口高位槽, 若管路條件不變, 隨著江面的上升,泵的壓頭He, 管路總阻力損失Hf, 泵入口處真空表讀數(shù)、泵出口處壓力表讀數(shù)將分別作何變化？答7隨著江面的上升，管路特性曲線下移，工作點右移，流量變大，泵的壓頭下降，阻力損失增加；隨著江面的上升，管路壓力均上升，所以真空表讀數(shù)減小，壓力表讀數(shù)增加。問題8. 某輸水管路, 用一臺IS50-32-200的離心泵將低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽, 閥門開足后, 流量僅為3m3/h左右?，F(xiàn)擬

10、采用增加一臺同型號的泵使輸水量有較大提高, 應(yīng)采用并聯(lián)還是串聯(lián)? 為什么? 答8從型譜圖上看，管路特性曲線應(yīng)該通過H=3m、qV=0點和H=13m、qV=3m3/h點，顯然，管路特性曲線很陡，屬于高阻管路，應(yīng)當(dāng)采用串聯(lián)方式。問題9. 何謂泵的汽蝕? 如何避免汽蝕?答9泵的汽蝕是指液體在泵的最低壓強處(葉輪入口)汽化形成氣泡，又在葉輪中因壓強升高而潰滅，造成液體對泵設(shè)備的沖擊，引起振動和腐蝕的現(xiàn)象。規(guī)定泵的實際汽蝕余量必須大于允許汽蝕余量；通過計算，確定泵的實際安裝高度低于允許安裝高度。問題10. 什么是正位移特性?答10流量由泵決定，與管路特性無關(guān)。問題11往復(fù)泵有無汽蝕現(xiàn)象？答11往復(fù)泵同樣

11、有汽蝕問題。這是由液體汽化壓強所決定的。問題12. 為什么離心泵啟動前應(yīng)關(guān)閉出口閥, 而旋渦泵啟動前應(yīng)打開出口閥？答12這與功率曲線的走向有關(guān)，離心泵在零流量時功率負荷最小，所以在啟動時關(guān)閉出口閥，使電機負荷最??；而旋渦泵在大流量時功率負荷最小，所以在啟動時要開啟出口閥，使電機負荷最小。問題13. 通風(fēng)機的全風(fēng)壓、動風(fēng)壓各有什么含義? 為什么離心泵的 H 與無關(guān), 而風(fēng)機的全風(fēng)壓PT 與有關(guān)?答13通風(fēng)機給每立方米氣體加入的能量為全壓，其中動能部分為動風(fēng)壓。因單位不同，壓頭為m，全風(fēng)壓為N/m2，按P=可知與無關(guān)時，P與成正比。問題14. 某離心通風(fēng)機用于鍋爐通風(fēng)。如圖a、b所示, 通風(fēng)機放在

12、爐子前與放在爐子后比較, 在實際通風(fēng)的質(zhì)量流量、電機所需功率上有何不同?為什么? 題14 附圖答14風(fēng)機在前時，氣體密度大，質(zhì)量流量大，電機功率負荷也大；風(fēng)機在后時，氣體密度小，質(zhì)量流量小，電機功率負荷也小。第三章 液體攪拌問題1. 攪拌的目的是什么? 答1混合(均相)，分散(液液，氣液，液固)，強化傳熱。問題2. 為什么要提出混合尺度的概念? 答2因調(diào)勻度與取樣尺度有關(guān)，引入混合尺度反映更全面。問題3. 攪拌器應(yīng)具備哪兩種功能?答3產(chǎn)生強大的總體流動，產(chǎn)生強烈的湍動或強剪切力場。問題4. 旋漿式、渦輪式、大葉片低轉(zhuǎn)速攪拌器, 各有什么特長和缺陷? 答4旋槳式適用于宏觀調(diào)勻，而不適用于固體顆粒

13、懸浮液；渦輪式適用于小尺度均勻，而不適用于固體顆粒懸浮液；大葉片低轉(zhuǎn)速攪拌器適用于高粘度液體或固體顆粒懸浮液，而不適合于低粘度液體混合。問題5. 要提高液流的湍動程度可采取哪些措施?答5提高轉(zhuǎn)速。阻止液體圓周運動，加擋板，破壞對稱性。裝導(dǎo)流筒，消除短路、消除死區(qū)。問題6. 大小不一的攪拌器能否使用同一根功率曲線? 為什么？答6只要幾何相似就可以使用同一根功率曲線，因為無因次化之后，使用了這一條件。問題7. 選擇攪拌器放大準(zhǔn)則時的基本要求是什么? 答7混合效果與小試相符。第四章 流體通過顆粒層的流動問題1. 顆粒群的平均直徑以何為基準(zhǔn)? 為什么? 答1顆粒群的平均直徑以比表面積相等為基準(zhǔn)。因為顆

14、粒層內(nèi)流體為爬流流動，流動阻力主要與顆粒表面積的大小有關(guān)。問題2. 數(shù)學(xué)模型法的主要步驟有哪些?答2數(shù)學(xué)模型法的主要步驟有簡化物理模型建立數(shù)學(xué)模型模型檢驗，實驗定模型參數(shù)。問題3. 過濾速率與哪些因素有關(guān)?答3過濾速率u=dq/d=P/r(q+qe)中，u與P、r、q、qe均有關(guān)。問題4. 過濾常數(shù)有哪兩個? 各與哪些因素有關(guān)? 什么條件下才為常數(shù)?答4K、qe為過濾常數(shù)。K 與壓差、懸浮液濃度、濾餅比阻、濾液粘度有關(guān)；qe 與過濾介質(zhì)阻力有關(guān)。恒壓下才為常數(shù)。問題5. opt 對什么而言? 答5opt 對生產(chǎn)能力(Q=V/)最大而言。Q在V圖上體現(xiàn)為斜率，切線處可獲最大斜率，即為opt 。問

15、題6. 回轉(zhuǎn)真空過濾機的生產(chǎn)能力計算時, 過濾面積為什么用而不用？該機的濾餅厚度是否與生產(chǎn)能力成正比？答6考察方法是跟蹤法，所以過濾面積為，而體現(xiàn)在過濾時間里。不，濾餅厚度與成正比，例如，轉(zhuǎn)速愈快，生產(chǎn)能力愈大，而濾餅愈薄。問題7強化過濾速率的措施有哪些？答7強化過濾速率的措施有改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)；改變顆粒聚集狀態(tài)；動態(tài)過濾。第五章 顆粒的沉降和流態(tài)化問題1. 曳力系數(shù)是如何定義的? 它與哪些因素有關(guān)?答1=FD/(Apu2/2 )。它與Rep(=dpu/)、有關(guān)。問題2. 斯托克斯定律區(qū)的沉降速度與各物理量的關(guān)系如何? 應(yīng)用的前提是什么? 顆粒的加速段在什么條件下可忽略不計？答2 ut=d2(p-

16、)g/(18)。前提Re2。當(dāng)顆粒dp很小，ut很小時。問題3. 重力降塵室的氣體處理量與哪些因素有關(guān)? 降塵室的高度是否影響氣體處理量?答3沉降室底面積和沉降速度。不影響。高度小會使停留時間短，但沉降距離也短了。問題4. 評價旋風(fēng)分離器性能的主要指標(biāo)有哪兩個?答4分離效率、壓降。問題5. 為什么旋風(fēng)分離器處于低氣體負荷下操作是不適宜的? 錐底為何須有良好的密封?答5低負荷時，沒有足夠的離心力。錐底往往負壓，若不密封會漏入氣體且將顆粒帶起。問題6. 廣義流態(tài)化和狹義流態(tài)化的各自含義是什么?答6狹義流態(tài)化指操作氣速u小于ut的流化床，廣義流化床則包括流化床、載流床和氣力輸送。問題7. 提高流化質(zhì)

17、量的常用措施有哪幾種? 何謂內(nèi)生不穩(wěn)定性?答7增加分布板阻力，加內(nèi)部構(gòu)件，用小直徑寬分布顆粒，細顆粒高氣速操作。空穴的惡性循環(huán)。問題8. 氣力輸送有哪些主要優(yōu)點?答8系統(tǒng)可密閉； 輸送管線設(shè)置比鋪設(shè)道路更方便； 設(shè)備緊湊，易連續(xù)化、自動化；同時可進行其他單元操作。第六章 傳熱問題1. 傳熱過程有哪三種基本方式?答1直接接觸式、間壁式、蓄熱式。問題2. 傳熱按機理分為哪幾種?答2傳導(dǎo)、對流、熱輻射。問題3. 物體的導(dǎo)熱系數(shù)與哪些主要因素有關(guān)?答3與物態(tài)、溫度有關(guān)。問題4. 流動對傳熱的貢獻主要表現(xiàn)在哪兒?答4流動流體的載熱。問題5. 自然對流中的加熱面與冷卻面的位置應(yīng)如何放才有利于充分傳熱?答5

18、加熱面在下，制冷面在上。問題6. 液體沸騰的必要條件有哪兩個?答6過熱度、汽化核心。問題7. 工業(yè)沸騰裝置應(yīng)在什么沸騰狀態(tài)下操作? 為什么?答7核狀沸騰狀態(tài)。以免設(shè)備燒毀。問題8. 沸騰給熱的強化可以從哪兩個方面著手?答8改善加熱表面，提供更多的汽化核心；沸騰液體加添加劑，降低表面張力。問題9. 蒸汽冷凝時為什么要定期排放不凝性氣體?答9避免其積累，提高。問題10. 為什么低溫時熱輻射往往可以忽略, 而高溫時熱輻射則往往成為主要的傳熱方式?答10因Q與溫度四次方成正比，它對溫度很敏感。問題11. 影響輻射傳熱的主要因素有哪些?答11溫度、黑度、角系數(shù)（幾何位置）、面積大小、中間介質(zhì)。問題12.

19、 為什么有相變時的對流給熱系數(shù)大于無相變時的對流給熱系數(shù)？答12相變熱遠大于顯熱；沸騰時汽泡攪動；蒸汽冷凝時液膜很薄。問題13. 有兩把外形相同的茶壺，一把為陶瓷的，一把為銀制的。將剛燒開的水同時充滿兩壺。實測發(fā)現(xiàn)，陶壺內(nèi)的水溫下降比銀 壺中的快，這是為什么？答13陶瓷壺的黑度大，輻射散熱快；銀壺的黑度小，輻射散熱慢。問題14. 若串聯(lián)傳熱過程中存在某個控制步驟, 其含義是什么?答14該步驟阻力遠大于其他各步驟的阻力之和，傳熱速率由該步驟所決定。問題15. 傳熱基本方程中, 推導(dǎo)得出對數(shù)平均推動力的前提條件有哪些?答15K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不變；管、殼程均為單程。問題16. 一列

20、管換熱器，油走管程并達到充分湍流。用133的飽和蒸汽可將油從40加熱至80。若現(xiàn)欲增加50%的油處理量， 有人建議采用并聯(lián)或串聯(lián)同樣一臺換熱器的方法，以保持油的出口溫度不低于80，這個方案是否可行？答16可行。問題17. 為什么一般情況下, 逆流總是優(yōu)于并流? 并流適用于哪些情況?答17逆流推動力tm大，載熱體用量少。熱敏物料加熱，控制壁溫以免過高。問題18. 解決非定態(tài)換熱器問題的基本方程是哪幾個?答18傳熱基本方程，熱量衡算式，帶有溫變速率的熱量衡算式。問題19. 在換熱器設(shè)計計算時，為什么要限制大于0.8？答19當(dāng)0.8時，溫差推動力損失太大，tm小，所需A變大，設(shè)備費用增加。第七章 蒸

21、發(fā)問題1. 蒸發(fā)操作不同于一般換熱過程的主要點有哪些?答1溶質(zhì)常析出在加熱面上形成垢層；熱敏性物質(zhì)停留時間不得過長；與其它單元操作相比節(jié)能更重要。問題2. 提高蒸發(fā)器內(nèi)液體循環(huán)速度的意義在哪? 降低單程汽化率的目的是什么?答2. 不僅提高，更重要在于降低單程汽化率。減緩結(jié)垢現(xiàn)象。問題3. 為什么要盡可能擴大管內(nèi)沸騰時的氣液環(huán)狀流動的區(qū)域?答3. 因該區(qū)域的給熱系數(shù)最大。問題4. 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的途徑有哪些?答4. u，降低單程汽化率，K；提高真空度，t，增加傳熱推動力。問題5. 試分析比較單效蒸發(fā)器的間歇蒸發(fā)和連續(xù)蒸發(fā)的生產(chǎn)能力的大小。設(shè)原料液濃度、溫度、完成液濃度、加熱蒸汽 壓強以及冷凝

22、器操作壓強均相等？答5. 單效間歇蒸發(fā)起先小，生產(chǎn)能力大。問題6. 多效蒸發(fā)的效數(shù)受哪些限制?答6. 經(jīng)濟上限制：W/D的上升達不到與效數(shù)成正比，W/A的下降比與效數(shù)成反比還快；技術(shù)上限制：必須小于T-t0，而T-t0是有限的。問題7. 試比較單效與多效蒸發(fā)之優(yōu)缺點?答7. 單效蒸發(fā)生產(chǎn)強度高，設(shè)備費用低，經(jīng)濟性低。多效蒸發(fā)經(jīng)濟性高。第八章 氣體吸收問題1. 吸收的目的和基本依據(jù)是什么? 吸收的主要操作費用花費在哪?答1吸收的目的是分離氣體混合物?；疽罁?jù)是氣體混合物中各組份在溶劑中的溶解度不同。操作費用主要花費在溶劑再生，溶劑損失。問題2. 選擇吸收溶劑的主要依據(jù)是什么? 什么是溶劑的選擇性

23、?答2溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。 溶劑對溶質(zhì)溶解度大，對其他組份溶解度小。問題3. E, m, H 三者各自與溫度、總壓有何關(guān)系?答3m=E/P=HCM/P，m、E、H均隨溫度上升而增大，E、H基本上與總壓無關(guān)，m反比于總壓。問題4. 工業(yè)吸收過程氣液接觸的方式有哪兩種?答4級式接觸和微分接觸。問題5. 擴散流JA , 凈物流N, 主體流動NM , 傳遞速率NA 相互之間有什么聯(lián)系和區(qū)別?答5N=NM+JA+JB, NA=JA+NMCA/CM。JA 、JB濃度梯度引起；NM微壓力差引起；NA溶質(zhì)傳遞，考察所需。問題6. 漂流因子有什么含義? 等分子反向擴散時有無漂流因子?

24、為什么？答6P/PBm 表示了主體流動對傳質(zhì)的貢獻。無漂流因子。因為沒有主體流動。問題7. 氣體分子擴散系數(shù)與溫度、壓力有何關(guān)系? 液體分子擴散系數(shù)與溫度、粘度有何關(guān)系?答7D氣T1.81/P，D液T/。問題8. 修伍德數(shù)、施密特數(shù)的物理含義是什么?答8Sh=kd/D表征對流傳質(zhì)速率與擴散傳質(zhì)速率之比。Sc=/D表征動量擴散系數(shù)與分子擴散系數(shù)之比。問題9. 傳質(zhì)理論中，有效膜理論與表面更新理論有何主要區(qū)別?答9表面更新理論考慮到微元傳質(zhì)的非定態(tài)性，從kD推進到k D0.5。問題10. 傳質(zhì)過程中，什么時侯氣相阻力控制? 什么時侯液相阻力控制?答10mkykx時，液相阻力控制。問題11. 低濃度

25、氣體吸收有哪些特點? 數(shù)學(xué)描述中為什么沒有總物料的衡算式?答11G、L為常量，等溫過程，傳質(zhì)系數(shù)沿塔高不變。問題12. 吸收塔高度計算中，將NOG與HOG分開, 有什么優(yōu)點?答12分離任務(wù)難易與設(shè)備效能高低相對分開，便于分析。問題13. 建立操作線方程的依據(jù)是什么?答13塔段的物料衡算。問題14. 什么是返混?答14返混是少量流體自身由下游返回至上游的現(xiàn)象。問題15. 何謂最小液氣比? 操作型計算中有無此類問題?答15完成指定分離任務(wù)所需塔高為無窮大時的液氣比。無。問題16. x2max與(L/G)min是如何受到技術(shù)上的限制的? 技術(shù)上的限制主要是指哪兩個制約條件?答16通常，x2max=y

26、2/m，(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)。相平衡和物料衡算。問題17. 有哪幾種NOG的計算方法? 用對數(shù)平均推動力法和吸收因數(shù)法求NOG的條件各是什么?答17對數(shù)平均推動力法，吸收因數(shù)法，數(shù)值積分法。相平衡分別為直線和過原點直線。問題18. HOG的物理含義是什么? 常用吸收設(shè)備的HOG約為多少?答18氣體流經(jīng)這一單元高度塔段的濃度變化等于該單元內(nèi)的平均推動力。0.151.5 m。問題19. 吸收劑的進塔條件有哪三個要素? 操作中調(diào)節(jié)這三要素, 分別對吸收結(jié)果有何影響?答19 t、x2、L。t，x2，L均有利于吸收。問題20. 吸收過程的數(shù)學(xué)描述與傳熱過程的數(shù)學(xué)描述有什么聯(lián)

27、系與區(qū)別?答20傳熱過程數(shù)學(xué)描述可視作 m=1 時的吸收過程的情況。問題21. 高濃度氣體吸收的主要特點有哪些?答21G、L沿程變化，非等溫，傳質(zhì)分系數(shù)與濃度有關(guān)。問題22. 化學(xué)吸收與物理吸收的本質(zhì)區(qū)別是什么? 化學(xué)吸收有何特點?答22溶質(zhì)是否與液相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。高的選擇性，較高的吸收速率，降低平衡濃度ye。問題23. 化學(xué)吸收過程中，何時成為容積過程? 何時成為表面過程?答23快反應(yīng)使吸收成表面過程；慢反應(yīng)使吸收成容積過程。第九章 精餾問題1. 蒸餾的目的是什么? 蒸餾操作的基本依據(jù)是什么?答1分離液體混合物。液體中各組分揮發(fā)度的不同。問題2. 蒸餾的主要操作費用花費在何處?答2加熱和

28、冷卻的費用。問題3. 雙組份汽液兩相平衡共存時自由度為多少?答3自由度為F=2(P一定，tx或y；t一定，Px或y)；P一定后，F(xiàn)=1。問題4. 何謂泡點、露點? 對于一定的組成和壓力, 兩者大小關(guān)系如何?答4泡點指液相混合物加熱至出現(xiàn)第一個汽泡時的溫度。露點指氣相混合物冷卻至出現(xiàn)第一個液滴時的溫度。對于一定的組成和壓力，露點大于或等于泡點。問題5. 非理想物系何時出現(xiàn)最低恒沸點, 何時出現(xiàn)最高恒沸點?答5強正偏差出現(xiàn)最低恒沸點；強負偏差出現(xiàn)最高恒沸點。問題6. 常用的活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式有哪幾個？答6范拉方程、馬古斯方程。問題7. 總壓對相對揮發(fā)度有何影響?答7P、。問題8. 為什么=1 時不能用

29、普通精餾的方法分離混合物?答8因為此時y=x，沒有實現(xiàn)相對分離。問題9. 平衡蒸餾與簡單蒸餾有何不同?答9平衡蒸餾是連續(xù)操作且一級平衡；簡單蒸餾是間歇操作且瞬時一級平衡。問題10. 為什么說回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是實現(xiàn)精餾的必要條件?答10唯其如此，才能實現(xiàn)汽液兩相充分接觸、傳質(zhì)，實現(xiàn)高純度分離，否則，僅為一級平衡。問題11. 什么是理論板? 默弗里板效率有什么含義?答11離開該板的汽液兩相達到相平衡的理想化塔板。經(jīng)過一塊塔板之后的實際增濃與理想增濃之比。問題12. 恒摩爾流假設(shè)指什么? 其成立的主要條件是什么?答12在沒有加料、出料的情況下，塔段內(nèi)的汽相或液相摩爾流量各自不變。組分摩

30、爾汽化熱相近，熱損失不計，顯熱差不計。問題13. q值的含義是什么? 根據(jù)q的取值范圍, 有哪幾種加料熱狀態(tài)?答13一摩爾加料加熱至飽和汽體所需熱量與摩爾汽化潛熱之比。它表明加料熱狀態(tài)。五種：過熱蒸汽，飽和蒸汽，汽液混和物，飽和液體，冷液。問題14. 建立操作線的依據(jù)是什么? 操作線為直線的條件是什么?答14塔段物料衡算。液汽比為常數(shù)（恒摩爾流）。問題15. 用芬斯克方程所求出的N是什么條件下的理論板數(shù)?答15全回流條件下，塔頂塔低濃度達到要求時的最少理論板數(shù)。問題16. 何謂最小回流比? 挾點恒濃區(qū)的特征是什么?答16達到指定分離要求所需理論板數(shù)為無窮多時的回流比，是設(shè)計型計算特有的問題。氣

31、液兩相濃度在恒濃區(qū)幾乎不變。問題17. 最適宜回流比的選取須考慮哪些因素?答17設(shè)備費、操作費之和最小。問題18. 精餾過程能否在填料塔內(nèi)進行?答18能。問題19. 何謂靈敏板?答19塔板溫度對外界干擾反映最靈敏的塔板。問題20. 間歇精餾與連續(xù)精餾相比有何特點? 適用于什么場合?答20操作靈活。適用于小批量物料分離。問題21. 恒沸精餾與萃取精餾的主要異同點是什么?答21相同點：都加入第三組份改變相對揮發(fā)度；區(qū)別：前者生成新的最低恒沸物，加入組分塔從塔頂出；后者不形成新恒沸物，加入組分從塔底出。操作方式前者可間隙，較方便。前者消耗熱量在汽化潛熱，后者在顯熱，消耗熱量較少。問題22. 如何選擇

32、多組分精餾的流程方案？答22選擇多組分精餾的流程方案需考慮經(jīng)濟上優(yōu)化；物性；產(chǎn)品純度。問題23. 何謂輕關(guān)鍵組分、重關(guān)鍵組分？何謂輕組分、重組分？答23對分離起控制作用的兩個組分為關(guān)鍵組分，揮發(fā)度大的為輕關(guān)鍵組分；揮發(fā)度小的為重關(guān)鍵組分。 比輕關(guān)鍵組分更易揮發(fā)的為輕組分；比重關(guān)鍵組分更難揮發(fā)的為重組分。問題24. 清晰分割法、全回流近似法各有什么假定？答24清晰分割法假定輕組分在塔底的濃度為零，重組分在塔頂?shù)臐舛葹榱恪?全回流近似法假定塔頂、塔底的濃度分布與全回流時相近。問題25. 芬斯克-恩德伍德-吉利蘭捷算法的主要步驟有哪些？答25全塔物料衡算，得塔頂、塔底濃度；確定平均，用芬斯克方程算最

33、少理論板數(shù)Nmin；用恩德伍德公式計算Rmin，R；查吉利蘭圖，算N；以加料組成、塔頂組成，用芬斯克方程、恩德伍德公式、吉利蘭圖，算加料位置。第十章 氣液傳質(zhì)設(shè)備問題1. 板式塔的設(shè)計意圖是什么? 對傳質(zhì)過程最有利的理想流動條件是什么?答1氣液兩相在塔板上充分接觸，總體上氣液逆流，提供最大推動力。總體兩相逆流，每塊板上均勻錯流。問題2. 鼓泡、泡沫、噴射這三種氣液接觸狀態(tài)各有什么特點?答2鼓泡狀態(tài)：氣量低，氣泡數(shù)量少，液層清晰。泡沫狀態(tài)：氣量較大，液體大部分以液膜形式存在于氣泡之間，但仍為連續(xù)相。噴射狀態(tài)：氣量很大，液體以液滴形式存在，氣相為連續(xù)相。問題3. 何謂轉(zhuǎn)相點?答3由泡沫狀態(tài)轉(zhuǎn)為噴射

34、狀態(tài)的臨界點。問題4. 板式塔內(nèi)有哪些主要的非理想流動?答4液沫夾帶、氣泡夾帶、氣體的不均勻流動、液體的不均勻流動。問題5. 夾帶液泛與溢流液泛有何區(qū)別?答5是由過量液沫夾帶引起還是由溢流管降液困難造成的。問題6. 板式塔的不正常操作現(xiàn)象有哪幾種?答6夾帶液泛、溢流液泛、漏液。問題7. 為什么有時實際塔板的默弗里板效率會大于1?答7因為實際塔板上液體并不是完全混和（返混）的，而理論板以板上液體完全混和（返混）為假定。問題8. 濕板效率與默弗里板效率的實際意義有何不同?答8濕板效率與默弗里板效率的差別在于前者考慮了液沫夾帶對板效的影響，可用表觀操作線進行問題的圖解求算，而后者沒有。問題9. 為什

35、么既使塔內(nèi)各板效率相等, 全塔效率在數(shù)值上也不等于板效率?答9因兩者定義基準(zhǔn)不同。問題10. 篩板塔負荷性能圖受哪幾個條件約束? 何謂操作彈性?答10過量液沫夾帶；漏液；溢流液泛；液量下限(how6mm)； 液量上限(HT Af /Lmax 35 s )。 上、下操作極限的氣體流量之比。問題11. 評價塔板優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)有哪些?答11通過能力；板效率；板壓降；操作彈性；結(jié)構(gòu)簡單成本低。問題12. 什么系統(tǒng)噴射狀態(tài)操作有利? 什么系統(tǒng)泡沫狀態(tài)操作有利?答12用 x 表示重組分摩爾分率， 且重組分從氣相傳至液相時， 噴射狀態(tài)對負系統(tǒng)(d/dx0)有利。問題13. 填料的主要特性可用哪些特征數(shù)字來表示?

36、 有哪些常用填料?答13比表面積，空隙率，填料的幾何形狀。 拉西環(huán)，鮑爾環(huán)，弧鞍形填料，矩鞍形填料，階梯形填料，網(wǎng)體填料等。問題14. 何謂載點、泛點?答14填料塔內(nèi)隨著氣速逐漸由小到大，氣液兩相流動的交互影響開始變得比較顯著時的操作狀態(tài)為載點；氣速進一步增大至出現(xiàn)壓降陡增的轉(zhuǎn)折點即為泛點。問題15. 何謂等板高度HETP?答15分離效果相當(dāng)于一塊理論板的填料層高度。問題16. 填料塔、板式塔各適用于什么場合?答16填料塔操作范圍小，宜處理不易聚合的清潔物料，不易中間換熱，處理量較小，造價便宜，較宜處理易起泡、腐蝕性、熱敏性物料，能適應(yīng)真空操作。板式塔適合于要求操作范圍大，易聚合或含固體懸浮物

37、，處理量較大，設(shè)計要求比較準(zhǔn)確的場合。第十一章 液液萃取問題1. 萃取的目的是什么? 原理是什么?答1分離液液混合物。 各組分溶解度的不同。問題2. 溶劑的必要條件是什么?答2與物料中的組份不完全互溶，對組份具有選擇性的溶解度。問題3. 萃取過程與吸收過程的主要差別有哪些?答3萃取中稀釋劑B組分往往部分互溶，平衡線為曲線，使過程變得復(fù)雜；萃取，較小，使不易分相，設(shè)備變得復(fù)雜。問題4. 什么情況下選擇萃取分離而不選擇精餾分離?答4出現(xiàn)共沸，或0時，（分散相向連續(xù)相傳質(zhì)）有利于液滴分散； 當(dāng)d/dx0時，（連續(xù)相向分散相傳質(zhì)）有利于液滴分散。問題14. 分散相的選擇應(yīng)考慮哪些因素?答14應(yīng)考慮：d

38、/dx的正負，兩相流量比，粘度大小，潤濕性，安全性等。問題15什么是超臨界萃取？超臨界萃取的基本流程是怎樣的？答15用超臨界流體作溶劑進行萃取。 等溫變壓，等壓變溫。問題16液膜萃取的基本原理是什么？液膜萃取按操作方式可分為哪兩種類型？答16在液膜的兩邊同時進行萃取和反萃取。乳狀液膜、支撐液膜。第十二章 其它傳質(zhì)分離方法問題1結(jié)晶有哪幾種基本方法？溶液結(jié)晶操作的基本原理是什么？答1溶液結(jié)晶，熔融結(jié)晶，升華結(jié)晶，反應(yīng)沉淀。 溶液的過飽和。問題2溶液結(jié)晶操作有哪幾種方法造成過飽和度？答2冷卻，蒸發(fā)濃縮。問題3與精餾操作相比，結(jié)晶操作有哪些特點？答3分離純度高，溫度低，相變熱小。問題4什么是晶格、晶

39、系、晶習(xí)？答4晶體微觀粒子幾何排列的最小單元。按晶格結(jié)構(gòu)分類。形成不同晶體外形的習(xí)性。問題5超溶解度曲線與溶解度曲線有什么關(guān)系？溶液有哪幾種狀態(tài)？什么是穩(wěn)定區(qū)、介穩(wěn)區(qū)、不穩(wěn)區(qū)？答5在一定溫度下，開始析出結(jié)晶的溶液濃度大于溶解度，所以，超溶解度曲線在溶解度曲線上面。 飽和，不飽和，過飽和狀態(tài)。 當(dāng)溶液濃度處于不飽和狀態(tài)，屬于穩(wěn)定區(qū)。當(dāng)溶液濃度介于超溶解度曲線和溶解度曲線之間，屬于介穩(wěn)區(qū)。當(dāng)溶液濃度大于超溶解度曲線濃度時，屬于不穩(wěn)區(qū)。問題6溶液結(jié)晶要經(jīng)歷哪兩個階段？答6晶核生成，晶體成長。問題7晶核的生成有哪幾種方式？答7初級均相成核，初級非均相成核，二次成核。問題8什么是再結(jié)晶現(xiàn)象？答8小晶體溶

40、解與大晶體成長同時發(fā)生的現(xiàn)象。問題9過飽和度對晶核生成速率與晶體成長速率各自有何影響？答9過飽和度C大，有利于成核；過飽和度C小，有利于晶體成長。問題10選擇結(jié)晶設(shè)備時要考慮哪些因素？答10選擇時要考慮溶解度曲線的斜率，能耗，物性，產(chǎn)品粒度，處理量等。問題11什么是吸附現(xiàn)象？吸附分離的基本原理是什么？答11流體中的吸附質(zhì)借助于范德華力而富集于吸附劑固體表面的現(xiàn)象。 吸附劑對流體中各組分選擇性的吸附。問題12有哪幾種常用的吸附解吸循環(huán)操作？答12變溫，變壓，變濃度，置換。問題13有哪幾種常用的吸附劑？各有什么特點？什么是分子篩？答13活性炭，硅膠，活性氧化鋁，活性土，沸石分子篩，吸附樹脂等。活性

41、炭親有機物，硅膠極性、親水，活性氧化鋁極性、親水，活性土極性，沸石分子篩極性可改變、篩選分子、選擇性強，吸附樹脂可引入不同的官能團。分子篩是晶格結(jié)構(gòu)一定，微孔大小均一，能起篩選分子作用的吸附劑。問題14工業(yè)吸附對吸附劑有哪些基本要求？答14內(nèi)表面大，活性高，選擇性高，有一定的機械強度、粒度，化學(xué)穩(wěn)定性好。問題15有利的吸附等溫線有什么特點？答15隨著流體相濃度的增加，吸附等溫線斜率降低。問題16如何用實驗確定朗格繆爾模型參數(shù)？答16先將朗格繆爾模型線性化，然后實測p、x，確定參數(shù)xm、kL。問題17吸附床中的傳質(zhì)擴散可分為哪幾種方式？答17分子擴散，努森擴散，表面擴散，固體(晶體)擴散。問題18吸附過程有哪幾個傳質(zhì)步驟？答18外擴散，內(nèi)擴散，吸附。問題19何謂負荷曲線、透過曲線？什么是透過點、飽和點？答19固定床吸附器中，固體相濃度隨距離的變化曲線稱為負荷曲線。出口濃度隨時間的變化稱為透過曲線。 透過曲線中，出口濃度達到5%進口濃度時，對應(yīng)的點稱為透過點；出口濃度達到95%進口濃度時，對應(yīng)的點稱為飽和點。問題20固定床吸附塔中吸附劑利用率與哪些因素有關(guān)？答20傳質(zhì)速率，流體流速，相平衡。問題21常用的吸附分離設(shè)備有哪幾種類型？答21固定床，攪拌釜，流化