化工原理課后思考題2-14

化工原理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?1．(J/N)2.?2．3.??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?離心泵的特性曲線指H～q～q

～q。影響這些曲線的主要因素有液體密度，粘度，ｅ V轉(zhuǎn)速，葉輪形狀及直徑大小。

V ａ V問題6.離心泵的工作點是由如何確定的?有哪些調(diào)節(jié)流量的方法?6．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H,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？f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。8.某輸水管路,用一臺IS50-32-2003m3m3/h聯(lián)還是串聯(lián)?為什么?8．H=3m、q=0H=13m、q=3m3/hV V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"?滅，造成液體對泵設(shè)備的沖擊，引起振動和腐蝕的現(xiàn)象。裝高度。問題10.什么是正位移特性?10．汽蝕現(xiàn)象？答11．往復(fù)泵同樣有汽蝕問題。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？12．小。13.?為什么離心泵的H與ρ無關(guān),而風(fēng)機的全風(fēng)壓PT與ρ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。m，N/m2，按ΔP=ρｇｈ可知ｈ與ρ無關(guān)時，ΔPρ14.ab所示,通風(fēng)機放在爐子前與放在爐子后比較,在??題14 附圖14．風(fēng)機在后時，氣體密度小，質(zhì)量流量小，電機功率負(fù)荷也小。第三章液體攪拌問題1.攪拌的目的是什么?1．2.?2．3.?答3．①產(chǎn)生強大的總體流動，②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?問題5.要提高液流的湍動程度可采取哪些措施?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？6．7.?答7．混合效果與小試相符。第四章流體通過顆粒層的流動1.??1．因為顆粒層內(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?2．3.?3．u=dq/dτ=ΔP/rφμ(q+qe)中，uΔP、r、φ、μ、q、qe4.???答4．K、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.τopt對什么而言?5．τopt對生產(chǎn)能力(Q=V/ΣτQV～τ即為τopt。問題6.,過濾面積為什么用Ａ而不用Ａφ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Ａ，而φ體現(xiàn)在過濾時間里。δ與q

q成正比，例如，轉(zhuǎn)速愈快，生產(chǎn)能力愈大，而濾餅愈薄。K K q2ne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①改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)；②改變顆粒聚集狀態(tài)；③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)?1．ζ=F/(Aρu2/2Rep(=duρ/μ)、ψ有關(guān)。D p p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？2．ut

-ρ)g/(18μ)。p前提Re<2。當(dāng)顆粒d很小，u很小時。p t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(fù)荷下操作是不適宜的?錐底為何須有良好的密封?答5．低負(fù)荷時，沒有足夠的離心力。錐底往往負(fù)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?6．uut問題7.提高流化質(zhì)量的常用措施有哪幾種?何謂內(nèi)生不穩(wěn)定性?7．空穴的惡性循環(huán)。問題8.氣力輸送有哪些主要優(yōu)點?同時可進行其他單元操作。第六章傳熱1.?1．2.?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．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?8．9.?9．避免其積累，提高α。10.,而高溫時熱輻射則往往成為主要的傳熱方式10．Q11.?11．溫度、黑度、角系數(shù)（幾何位置、面積大小、中間介質(zhì)。12.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)？12．①13.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？13．14.,?14．15.,推導(dǎo)得出對數(shù)平均推動力的前提條件有哪些?答15．K、qCp、qCp沿程不變；管、殼程均為單程。m1 1 m2 216.1334080℃。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案是否可行？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?17．逆流推動力Δtm18.?18．19.Ψ0.8？答19．當(dāng)Ψ≤0.8時，溫差推動力損失太大，Δtm小，所需A變大，設(shè)備費用增加。第七章蒸發(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?1．更重要。2.?2.不僅提高α，更重要在于降低單程汽化率。減緩結(jié)垢現(xiàn)象。3.3.因該區(qū)域的給熱系數(shù)α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。5.完成液濃度、加熱蒸汽壓強以及冷凝器操作壓強均相等？答5.單效間歇蒸發(fā)起先Δ小，生產(chǎn)能力大。問題6.多效蒸發(fā)的效數(shù)受哪些限制?6.經(jīng)濟上限制：W/DW/A制：ΣΔT-t0T-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1.?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。2.?2．溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。3.E,m,H?3．m=E/P=HC/P，m、E、H，E、HmM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。5.擴散流JA,N,NM,NA相互之間有什么聯(lián)系和區(qū)別5．N=N+J+JN=J+NC/CM A B A A MA MJ、J濃度梯度引起；N微壓力差引起；N溶質(zhì)傳遞，考察所需。A B M A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?為什么？6．P/PBm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?

∝T1.81/P，D氣

∝T/μ。液問題8.修伍德數(shù)、施密特數(shù)的物理含義是什么?8．Sh=kd/DSc=μ/ρD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?9．k∝Dk∝D0.510.??答10．mky<<kx時，氣相阻力控制；mky>>kx時，液相阻力控制。11.?11．①G、L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?13．14.?14．返混是少量流體自身由下游返回至上游的現(xiàn)象。15.??15．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，x =y/m，(L/G)min=(y-y)/(x-x)。2max 2 1 2 1e 2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。0.15～1.5m。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、x、L。2t↓，x↓，L↑均有利于吸收。2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)系與區(qū)別?20．傳熱過程數(shù)學(xué)描述可視作m=121.?答21．①G、L沿程變化，②非等溫，③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y。e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?3．F=2(P，t～xy；t，P～xy)；P，F(xiàn)=14.?,?4．滴時的溫度。對于一定的組成和壓力，露點大于或等于泡點。5.,5．強正偏差出現(xiàn)最低恒沸點；強負(fù)偏差出現(xiàn)最高恒沸點。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7．P↑、α↓。問題8.為什么α=1時不能用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?9．10.?10．11.??11．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?12．組分摩爾汽化熱相近，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)?13五種：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)?1516.??16氣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：①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。②操作方式前者可間隙，較方便。③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.如何選擇多組分精餾的流程方案？2223.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？24．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25．①全塔物料衡算，得塔頂、塔底濃度；②確定平均α，用芬斯克方程算最少理論板數(shù)Nmin；③用恩德伍德公式計算Rmin，R；④查吉利蘭圖，算N；⑤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1．①氣液兩相在塔板上充分接觸，②總體上氣液逆流，提供最大推動力?？傮w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?2．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。3.?答3．由泡沫狀態(tài)轉(zhuǎn)為噴射狀態(tài)的臨界點。問題4.板式塔內(nèi)有哪些主要的非理想流動?4．5.?5．6.?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?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）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。9.,9．因兩者定義基準(zhǔn)不同。問題10.篩板塔負(fù)荷性能圖受哪幾個條件約束?何謂操作彈性?(how≥6mm)；(HTAf/Lmax≮3～5s)。11.?11．①12.??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(fù)系統(tǒng)(dσ/dx<0)有利，泡沫狀態(tài)對正系統(tǒng)(dσ/dx>0)有利。13.?13．①比表面積ａ，②空隙率ε，③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?15．16.?16．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，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1.?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?23.?答3．①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；②萃取Δρ，σ4.?答4．①出現(xiàn)共沸，或α<1.06；②低濃度；③熱敏性物料。問題5.什么是臨界混溶點?是否在溶解度曲線的最高點?5不一定是。問題6.分配系數(shù)等于1能否進行萃取分離操作?萃取液、萃余液各指什么?答6．能。萃取相、萃余相各自脫溶后為萃取液、萃余液。7.?β=1?β=∞意味著什么?7．β=(yA/yB)/(xA/xB)。β=1不可用萃取方法分離。β= 、S完全不互溶物系。問題8.萃取操作溫度選高些好還是低些好?8、S9.(S/F)min?9．S/F(S/F)min10.??10KyaHETPD，后者決定了塔高。問題11.什么是萃取塔設(shè)備的特性速度、臨界滯液率、液泛、兩相極限速度?答11．u K

u u (1D)C 兩相速度達到極大時，部分分散相液滴被連續(xù)相帶走，而使分散相流量減少的狀況稱為液泛。此時的分散相滯液率為臨界滯液率，兩相的空塔速度為兩相極限速度。問題12.何謂界面騷動現(xiàn)象?它對液液傳質(zhì)過程有何影響?12．因傳質(zhì)引起界面張力分布不均而造成的界面不規(guī)則運動。①提高傳質(zhì)系數(shù)；②影響液滴的合并、分散。問題13.傳質(zhì)方向、界面張力隨濃度變化的趨勢對液滴合并與再分散有何影響?答13．當(dāng)dσ/dx>0時，ｄ→ｃ（分散相向連續(xù)相傳質(zhì)）有利于液滴分散；dσ/dx<0，ｃ→ｄ（連續(xù)相向分散相傳質(zhì)）14.?14．應(yīng)考慮：dσ/dx15．什么是超臨界萃??？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。1616．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)？5．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？7．8．什么是再結(jié)晶現(xiàn)象？答8．小晶體溶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ΔC大，有利于成核；過飽和度ΔC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？10．11．吸附劑對流體中各組分選擇性的吸附。1212．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?；钚蕴坑H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？14．15．有利的吸附等溫線有什么特點？15．16．如何用實驗確定朗格繆爾模型參數(shù)？161

1 1

1，然后實測p、x，確定參數(shù)x

、k。x xk p x m Lm L m問題17．吸附床中的傳質(zhì)擴散可分為哪幾種方式？17．18．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(fù)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(fù)荷曲線。出口濃度隨時間的變化稱為透過曲線。5%95%時，對應(yīng)的點稱為飽和點。2020．傳質(zhì)速率，流體流速，相平衡。2121．固定床，攪拌釜，流化床。問題