化工原理課后思考題答案陳敏恒三版

第一章.假定流體是由大量質(zhì)點組成的、彼此間沒有問隙、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潮團，其尺F遠小于設(shè)備尺但比起分子自由程卻要大得益.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):M分子間的引力和分子的熱運動「通常氣體的粘度隨溫境一升而增大，因為氣體分子間距芮較大，以分子的熱運動為主；溫度上升，熱運動加劇，粘度二升匚液體的粘度隨溫度增加而減小，因為液體分子間距離較小，以分子間的引力為主.溫展二升，分子間的引力下降，粘度下降;.靜壓強的將性：①靜.：:施體中任意界面一只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的壓力；②作用于任意點所有不同方位的靜壓強在數(shù)值上相等；③壓強各向傳遞..1；圖略，受力箭頭垂直于壁面、二小下大「2）內(nèi)部壓強9=Pgh=1333X5,BIX3.5=4.SlkPa；外部壓強p="A=10/mR=L如kP豕內(nèi)部壓強4,Slk?a：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二區(qū)容器盤的液體勢能下降，使它與容器E的液體勢能苣減小，從而已減小「民不變，因為該口形管兩邊同時降低，勢能差不變U7,由靜力學(xué)方程可以導(dǎo)出白口=用。*。苻2，所以H增加,壓差增加，撥風(fēng)量大n.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：.重力場下、不可壓縮、理想流體作定態(tài)流動，流體概元與其它微元或環(huán)境沒有能量交換時，同一流線上的流體間能量的關(guān)系二.斤*因為口形管指示的是總勢能差，與水平放還是重直放沒有關(guān)系：il選c.）m中工因為管道出口通大氣，出口壓力等于8而b處的位置比出口處高，所以，壓力較低;.是否存在流體速度必壓強口的脈動性，即是否存在流體質(zhì)點的脈動性：IX慣性力與粘性力之比?.iP=32UuL/^:不可壓縮施體在直圓管中作定態(tài)層流流動時的阻力損失計算二.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：在除很大，、與3無關(guān)的區(qū)域.稱為完全湍施粗糙管?.定義為4A/1U不能按該式計算遮量:：.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)在壓強的變化二:.⑵hi下降，星下降，（It-hiJF降；⑵hi二升，樂二升，色…；F降二1P9.印、01下降，參、參二升：20-不一定，具體要看管躇狀況是否變化=第二章1.流體輸送機械向單位重量流體所提供的能量?川;?二2,離心泵的壓頭與流量,轉(zhuǎn)速，葉片形狀及直徑大小有關(guān)二左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「它的蛾點是產(chǎn)生同樣理詒壓頭所需泵體體積比前彎葉片的大二.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，帶度小，壓差小，吸不上液體「灌泵、排氣「.離心泵的特性曲線指出?.，Q?等，上?賽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「5.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匚調(diào)節(jié)出口阿，改變泵的轉(zhuǎn)速：.隨著江面的上升，管躇特性曲線下移，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，所以真空表瀆數(shù)減小，壓力表瀆數(shù)增加U.從型譜圖上看，管路特性曲線應(yīng)該逋過H=3m、邸=。點和H=13m、加加i7h點，顯然，管踣特性曲線很陡，.屬于高阻管踣，應(yīng)當(dāng)采用串聯(lián)方式：.泵的汽蝕是指液體在泵的最低壓強處（葉輪人口;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)務(wù)的沖擊，引起振動和腐蝕的現(xiàn)象二規(guī)定泵的實際汽蝕余量必須大于允許汽館余量；通過計算，飾定泵的實際安裝高度低于允許安裝高度U.流量由泵決定，與管踣特性無美U.往復(fù)泵同樣有汽蝕問題「這是由液體汽化壓強所決定的匚.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)閉出口閩.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闋，使電機負荷最?。?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，壓頭為以全風(fēng)壓為tVd,按3P=Pgh可知h與。無關(guān)時，占P與P成正比：.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.混含（均相分散i液液，氣液，液固，強化傳熱二.因調(diào)勻度與?樣尺度有關(guān)，引入混合尺度反映更全面二.①產(chǎn)生強大的總體流動，②產(chǎn)生強烈的湍動或強弊切力場：.旋槳式適用于宏觀調(diào)勻，而不適用于固體顆粒懸浮液；渦輪式適用于小尺度均勻，而不適用于周體顆粒懸浮液；大葉片低轉(zhuǎn)速攪拌器適用于高粘度液體或固體題粒懸浮液，而不適合于低粘度液體混合「.①提高轉(zhuǎn)速「②阻」二液體圓周運動，加擋板，破壞對稱性;③裝導(dǎo)流筒，消除短路、消除死區(qū)U.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「.混合效果與小試相符.第四章.顆粒群的平均直徑以比表面積相等為基準(zhǔn)：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被的大小有關(guān);.數(shù)學(xué)模型法的主要步驟有①簡化物埋模型②建立數(shù)學(xué)模型③模型檢臉，實臉定模型參數(shù)?.過濾速率udj/dt=A0/n(q浜)中,11與“艮、巾、H、q、qe均有關(guān)1=.、尤為過濾常數(shù):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)匚恒壓下才為常數(shù)?.topt對生產(chǎn)能J*=V/ET)最大而言「在V-T圖上體現(xiàn)為斜率，切線處可獲最大斜率，即為Tpt：.考察方法是跟蹤法，所以過濾面積為八，而小體現(xiàn)在過濾時間里二不，濾精厚度B與g= +d—公成正比，例如，轉(zhuǎn)速愈快，生產(chǎn)能力愈大，而漉僻愈?。?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)過濾二第五章.Q=E/Pu/2}c它與Rep(=4up，U；、3有關(guān)1:.Uz^d1(PP；g/(lBU)：前提F￡<2c當(dāng)顆?？珊苄?，H很小時「.沉降室底面根和沉降速度：不影響「高度小會使停留時間短，但沉降羽離也短了二.分離效率、壓降二.低負荷時，沒有足夠的囹心力;椎底往往負壓，若不密封會漏入氣體且將顆粒帶起;.狹義流態(tài)化指操作氣速口小于m的流化床，廣義流化床則工括流化床、域流床和氣力輸送「.增加分布板殂力，加內(nèi)部構(gòu)件，用小直徑寬分布裁粒，細顆粒高氣速操作二空穴的惡性循環(huán);山①系統(tǒng)司一密閉;②輸送管線設(shè)置比鋪設(shè)道眸更方便；③設(shè)備緊湊，易連續(xù)化、自動化;④同時可進行其他單元操作，第六章1.直接接觸式、間壁式、蓄熱式：2傳導(dǎo)、對流、熱薜射;.與物態(tài)、溫度有關(guān);.流動流體的載熱，：.加熱面在下，制冷面在上「邑過熱度、汽化核心二.核狀滂騎狀態(tài)「以免設(shè)密燒毀「

B.13.11.L2.13.1支第1.2.6.B.13.11.L2.13.1支第1.2.6.避免其積累，提高口;因與溫度四次方成正比，它對溫度很敏感;溫度、黑，度、角系藪(幾何位置)、面積大小、中間介質(zhì)匚①相變熱遠大于顯熱：②滂騰時汽泡攪動；蒸汽冷覆時液膜很薄匚陶祝壺的黑度大，薜射散熱快；銀壺的黑度小，薜射散熱慢二該步驟殂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「、%—云弟沿程不變；管、殼程均為單程：可行「逆流推動力白51大，裁熱體用量少「熱敏物料加熱，控制壁溫以免過高二傳熱基本方程，熱量衡算式，帶有溫變速率的熱量衡算式匚當(dāng)時，溫差推動力損失太大，白5小，所需工變大，設(shè)備請用增加「八 章吸收的目的是分離氣體混合物「基本依據(jù)是氣體混合物中各組份在溶劑中的溶解度不同;操作費用主要花素在溶劑再生，溶劑損失「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「中/EEO/艮二、、H均隨溫度上升而增大，、H基本上與總壓無關(guān)，二反比于總壓二級式接觸和撇分接觸：2由8J3jtkMLttCi/Ck：及、上濃度梯度引起；心激壓力差引起：由溶質(zhì)傳遞，考察所需二卬詡加表示了主體流動對傳質(zhì)的貢獻;7.無漂流因子.因為沒有主體流動;7.16.17.16.17.1B.表面更新理論考慮到潮元傳質(zhì)的非定態(tài)性，從2推進到mky?kK時，氣和阻力控制：mkyAkx時，液相阻力控制「①G、L為常量，②等溫過程，③傳質(zhì)系數(shù)沿塔高不變;分肉任務(wù)難易與設(shè)備效能高低相對分開，便于分析:塔段的物料衡算二返混是少量流體自身由下游返回至上游的現(xiàn)象;完成指定分離任務(wù)所需塔高為無窮大時的液氣比二無「通常，如金yi瓜(L/G)m=(yi-^)/相平衡和物料衡算工對數(shù)平均推動力法，吸收因數(shù)法，數(shù)值積分法:和平衡分別為直線和過原點直線二氣體流經(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:3.15-1.5m=1&,七、H士、L:亡一K…Lt均有利于吸收u加.傳熱過程數(shù)學(xué)描述可視作二小時的吸收過程的情況「21.①G、L沿程變化，②三等溫，③傳質(zhì)分系數(shù)與濃度有關(guān)”.溶質(zhì)是否與液相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)二高的選擇性，較高的吸收速率，降低平衡濃度y”2,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.分離濯體混合物.液體中各組分揮發(fā)度的不同：.加熱和冷卻的費用..自由度為E注｛P一定，七?4或y；七一定，P?4或￡；戶一定后，E=l=.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;.強正偏差出現(xiàn)最低恒沸點；強負偏差出現(xiàn)最高恒沸點:.范拉方程、馬古斯方程「.Pt.av：9.因為此時尸s,沒有實現(xiàn)相對分離;史平衡蒸餡是連續(xù)操作且一級平衡；簡單蒸僧是間歇操作且瞬時一級平衡：13.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，僅為一綴平衡「.周開該板的汽液兩相達到相平衡的理想化塔板匚的一塊塔板之后的實際增濃與理想增濃之比匚.在沒有加科、出科的情況下，塔段內(nèi)的汽相或液和摩爾流量各自不變，組分摩爾汽化熱相近，熱損失不計，顯然差不計二.一摩爾加科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,;.塔段物料衡算二液汽比為常數(shù)（恒摩爾流］.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):.達到指定分再要求所需理論板數(shù)為無窮第時的回施比，是設(shè)計型計算將有的問題「氣液兩相濃度在恒濃區(qū)幾乎不變;.設(shè)備費“操作費之和最小*IS.能「1支塔板溫，度對外界干擾反映最靈敏的塔板「.操作靈活「適用于小批量物料分離二.相同點：都加入第三組份改變相對揮發(fā)懂；區(qū)別：①前者生成新的最低恒沸物，加入組分塔從塔頂出；后者不形成新恒滂物，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，后者在顯然,消耗熱量較少：.選擇簍組分精儲的流程方案需考慮①經(jīng)濟上優(yōu)化；②物性；③產(chǎn)品純度;.對分離起控制作用的兩個組分為關(guān)贊組分.揮發(fā)度大的為輕關(guān)贊組分：揮發(fā)度小的為重美鬟組分「上維關(guān)強組分更易揮發(fā)的為輕組分；比重關(guān)劈組分更難揮發(fā)的為重組分二.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)臐饣藶榱愣亓鹘品俣ㄋ?、塔底的濃境分布與全回流時相近「2。①至塔物料衡算，得塔頂、塔底濃境；②確定平均a,用芬斯克方程算最少埋論板數(shù)Nmin；③用恩德伍德公式計算Rmin,R；④查吉利蘭圖，算N⑤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：26.①全塔物料衡算?得塔頂、塔底濃度；②用恩德伍德公式計算Rmin,R，汽液相流率L、V：③建立操作線方程，偷定xq,yq；④碑定虻?和平衡計算式；⑤從塔頂往下交替和平衡、操作方程計算至塔底，并進行濃度校核二第十章二①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.總體兩相逆流，每塊板上均勻錯流二.鼓泡狀態(tài)：氣量低，氣泡數(shù)量少.液層清晰二泡沫狀態(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)相二噴射狀態(tài)：氣量很大，液體以泄滴形式存在，氣相為連續(xù)相=.由泡沫狀態(tài)轉(zhuǎn)為噴射狀態(tài)的臨界點二.液沫夾帶、氣泡夾帶、氣體的不均勻流動、海體的不均勻流動二.是由過量液沫夾帶引起還是由溢流管降灌困難造成的二.夾帶海泛、溢流液泛、漏液二.因為實際塔板上液體并不是完全混和｛返混）的，而理詒板以板上液體完全混和f返混）為假定=S.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呢，可用表觀操作線進行問題的圖解求算，而后者沒有二.因兩者定義基準(zhǔn)不同「:0.①過量液沫夾帶；②漏液;③溢流淹泛;④液量F限作口于臺加川）；③泄量上限（HtAf/[^jnax-s工上、丁操作極限的氣體流量之比.二.①通過能力；②板效率；③板壓降：④操作彈性：⑤結(jié)構(gòu)簡單成本低二12.用工表示重組分摩爾分率，且重組分從氣相傳至淹相時，噴射狀態(tài)對負系統(tǒng)出仃有利，泡沫狀態(tài)對正系統(tǒng)正口/&>0）有利二：3.①比表面積②空隙率口③填料的幾何形狀二拉西環(huán)，鮑爾環(huán)，弧戮形填料，矩戮形填料，階梯形埴料，網(wǎng)體填料等二14.埴料塔內(nèi)隨著氣速逐漸由小到大，氣淹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)折點即為泛點二：5.分離效果相當(dāng)于一塊理論板的填料層高度=工.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，處理量較大，設(shè)計要求比較準(zhǔn)硝的場合二第十一章I.2.3.4.7.I.2.3.4.7.各組分溶解度的不同;①與物料中的B組份不完全互溶.②對A組份具有選擇性的溶解度，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)親：②萃取占P，仃較小，使不易分相，設(shè)名變得復(fù)雜「■①出現(xiàn)共沸，或口<1，皿；②低濃度：③熱敏性物料「相平衡的兩相無限/近變成一相時的組成所對應(yīng)的點「不一定是「IlSc萃取相、萃余相各自脫溶后為萃取液、萃余液二0=1不可用萃取方法分離：自二oo為B、S完全不互溶物系匚溫度低B、S互溶境小，和平衡有利些.但粘度等對操作不利，所以要適當(dāng)選擇「通過計算可以蠲定.當(dāng)達到指定濃度所需埋論級為無窮軍時.相應(yīng)的花為《/E>.兩相極限通過能力；傳質(zhì)系數(shù)ya或HT包前者決定了設(shè)名的直徑‘后者決定了塔高二州一的（1一族）兩相速度達到極大時，部分分散和液滴被連續(xù)相帶走：而使分散和流量減少的狀況稱為液泛I此時的分散和滯液率為臨界滯液率.兩相的空塔速度為兩相極限速懂U.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、分散匚.當(dāng)丑仃/m其時，d-c（分散相向連續(xù)相傳質(zhì)）有利于液滴分散：當(dāng)日仃/*口時，c-d（連續(xù)相向分散相傳質(zhì)）有利于液滴分散;.應(yīng)考慮：d仃/dx的正負，兩相流量比，粘度大小，潤濕性.安全性等;2.I」超臨界流體作溶劑進行萃取，等溫變壓.等壓變溫二16.在液膜的兩邊同時進行萃取和反萃取：乳狀液膜、支撐液膜二第十二章1.溶液結(jié)晶.熔觥結(jié)晶.升華結(jié)晶.反應(yīng)沉淀匚溶液的過飽和「2冷卻，蒸發(fā)濃縮匚.分離純度高，溫度低，相變熱?。?晶體概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?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.討飽和狀離「

當(dāng)溶液濃度處于不飽和狀態(tài)，用于穩(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)溶液濃境大于超溶解懂曲線濃懂時.屬于不穩(wěn)區(qū)：&晶核生成，晶體成長：7.初級均相成核，初級非均相成核，二次成核二亂小品體溶解與大晶體成長同時發(fā)生的現(xiàn)象二.過飽和度占e大，有利于成核：過飽和度3e小，有利于晶體成長「.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，.施體中的吸附質(zhì)借助于范德華力而富集于吸附劑固體表面的現(xiàn)象二吸附劑對流體中各組分選擇性的吸附「.變溫，變壓，變濃度，宜挨：.活性炭，硅跤，活性氧化鋁.活性土，沸石分子篩，吸附樹脂等『活性炭親有機物，硅跤極性、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、蟀選分子、選擇性強.吸附樹喈可引入不同的官能團「分子蟀是晶格結(jié)構(gòu)一定.慨孔大小均一，能起蟀選分子作用的吸附劑，：.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：.隨著流體相濃懂的增加，吸附等溫線斜率降低二.先將朗格繆爾模型線性比‘二二一區(qū),+上，然后實測P、■斷定參數(shù)XmkL：式 p九.