2022年化工原理下册课后思考题答案 .pdf
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1、学而不思则惘,思而不学则殆第六章传热问题 1.传热过程有哪三种基本方式? 答 1直接接触式、间壁式、蓄热式。问题 2.传热按机理分为哪几种 ? 答 2传导、对流、热辐射。问题 3.物体的导热系数与哪些主要因素有关? 答 3与物态、温度有关。问题 4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿? 答 4流动流体的载热。问题 5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热? 答 5加热面在下,制冷面在上。问题 6.液体沸腾的必要条件有哪两个? 答 6过热度、汽化核心。问题 7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作?为什么? 答 7核状沸腾状态。以免设备烧毁。问题 8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面
2、着手? 答 8改善加热表面, 提供更多的汽化核心; 沸腾液体加添加剂, 降低表面张力。问题 9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体? 答 9避免其积累,提高 。问题 10.为什么低温时热辐射往往可以忽略, 而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式? 答 10因 Q与温度四次方成正比,它对温度很敏感。问题 11.影响辐射传热的主要因素有哪些? 答 11温度、黑度、角系数(几何位置)、面积大小、中间介质。问题 12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数?答 12相变热远大于显热;沸腾时汽泡搅动;蒸汽冷凝时液膜很薄。问题 13.有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银制的。将刚
3、烧开的水同时充满两壶。实测发现,陶壶内的水温下降比银壶中的快,这是为什么?答 13陶瓷壶的黑度大,辐射散热快;银壶的黑度小,辐射散热慢。问题 14.若串联传热过程中存在某个控制步骤, 其含义是什么 ? 答 14该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和,传热速率由该步骤所决定。问题 15.传热基本方程中 , 推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些? 答 15K、qm1Cp1 、qm2Cp2 沿程不变;管、壳程均为单程。问题 16.一列管换热器,油走管程并达到充分湍流。用133的饱和蒸汽可将油从40加热至 80。若现欲增加50% 的油处理量,有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法,以保持油的出口温
4、度不低于80,这个方案是否可行?答 16可行。问题 17.为什么一般情况下 , 逆流总是优于并流 ?并流适用于哪些情况 ? 答 17逆流推动力 tm 大,载热体用量少。热敏物料加热,控制壁温以免过高。问题 18.解决非定态换热器问题的基本方程是哪几个? 答 18传热基本方程,热量衡算式,带有温变速率的热量衡算式。问题 19.在换热器设计计算时,为什么要限制大于 0.8?答 19当0.8 时,温差推动力损失太大,tm 小,所需 A变大,设备费用增加。第七章蒸发问题 1.蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些? 答 1溶质常析出在加热面上形成垢层;热敏性物质停留时间不得过长;与其它单元操作相比节
5、能更重要。问题 2.提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪?降低单程汽化率的目的是什么? 答 2. 不仅提高 ,更重要在于降低单程汽化率。减缓结垢现象。问题 3.为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域? 答 3. 因该区域的给热系数 最大。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页学而不思则惘,思而不学则殆问题 4.提高蒸发器生产强度的途径有哪些? 答 4.u,降低单程汽化率, K;提高真空度, t ,增加传热推动力。问题 5.试分析比较单效蒸发器的间歇蒸发和连续蒸发的生产能力的大小。设原料液浓度、温度、完成液浓度、
6、加热蒸汽压强以及冷凝器操作压强均相等?答 5. 单效间歇蒸发起先 小,生产能力大。问题 6.多效蒸发的效数受哪些限制? 答 6. 经济上限制: W/D的上升达不到与效数成正比,W/A的下降比与效数成反比还快;技术上限制:必须小于 T-t ,而 T-t 是有限的。问题 7.试比较单效与多效蒸发之优缺点? 答 7. 单效蒸发生产强度高,设备费用低,经济性低。多效蒸发经济性高。00 第八章气体吸收问题 1.吸收的目的和基本依据是什么?吸收的主要操作费用花费在哪? 答 1吸收的目的是分离气体混合物。基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。操作费用主要花费在溶剂再生,溶剂损失。问题 2.选择吸
7、收溶剂的主要依据是什么?什么是溶剂的选择性 ? 答 2溶解度大,选择性高,再生方便,蒸汽压低损失小。溶剂对溶质溶解度大,对其他组份溶解度小。问题 3.E,m,H 三者各自与温度、总压有何关系? 答 3m=E/P=HCM/P,m 、E、H均随温度上升而增大, E、H基本上与总压无关, m反比于总压。问题 4.工业吸收过程气液接触的方式有哪两种? 答 4级式接触和微分接触。问题 5.扩散流 JA, 净物流 N,主体流动 NM, 传递速率 NA相互之间有什么联系和区别?答 5N=NM+JA+JB,NA=JA+NMCA/CM。JA、JB浓度梯度引起; NM 微压力差引起; NA溶质传递,考察所需。问题
8、 6.漂流因子有什么含义 ?等分子反向扩散时有无漂流因子?为什么?答 6P/PBm表示了主体流动对传质的贡献。无漂流因子。因为没有主体流动。问题 7.气体分子扩散系数与温度、压力有何关系?液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系? 1.81 答 7D气T/P,D液T/。问题 8.修伍德数、施密特数的物理含义是什么? 答 8Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比。Sc=/ D表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。问题 9.传质理论中,有效膜理论与表面更新理论有何主要区别? 答 9表面更新理论考虑到微元传质的非定态性,从kD推进到 kD0.5。问题 10.传质过程中,什么时侯气相阻力控制?什么
9、时侯液相阻力控制 ? 答 10mkykx时,液相阻力控制。问题 11.低浓度气体吸收有哪些特点?数学描述中为什么没有总物料的衡算式? 答 11G、L为常量,等温过程,传质系数沿塔高不变。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页学而不思则惘,思而不学则殆问题 12.吸收塔高度计算中,将NOG 与 HOG 分开, 有什么优点 ? 答 12分离任务难易与设备效能高低相对分开,便于分析。问题 13.建立操作线方程的依据是什么? 答 13塔段的物料衡算。问题 14.什么是返混 ? 答 14返混是少量流体自身由下游返回至上游的现象。
10、问题 15.何谓最小液气比 ?操作型计算中有无此类问题? 答 15完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。无。问题16.x2max 与(L/G)min是如何受到技术上的限制的?技术上的限制主要是指哪两个制约条件?答 16通常, x2max=y2/m ,(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)。相平衡和物料衡算。问题 17.有哪几种 NOG 的计算方法 ?用对数平均推动力法和吸收因数法求NOG 的条件各是什么 ? 答 17对数平均推动力法,吸收因数法,数值积分法。相平衡分别为直线和过原点直线。问题 18.HOG 的物理含义是什么 ?常用吸收设备的 HOG 约为多少 ? 答 18气体
11、流经这一单元高度塔段的浓度变化等于该单元内的平均推动力。0.151.5m。问题 19.吸收剂的进塔条件有哪三个要素?操作中调节这三要素 , 分别对吸收结果有何影响? 答 19t 、x2、L。t ,x2,L均有利于吸收。问题 20.吸收过程的数学描述与传热过程的数学描述有什么联系与区别? 答 20传热过程数学描述可视作m=1时的吸收过程的情况。问题 21.高浓度气体吸收的主要特点有哪些? 答 21G、L沿程变化,非等温,传质分系数与浓度有关。问题 22.化学吸收与物理吸收的本质区别是什么?化学吸收有何特点 ? 答 22溶质是否与液相组分发生化学反应。高的选择性,较高的吸收速率,降低平衡浓度ye。
12、问题 23.化学吸收过程中,何时成为容积过程?何时成为表面过程 ? 答 23快反应使吸收成表面过程;慢反应使吸收成容积过程。第九章精馏问题 1.蒸馏的目的是什么 ?蒸馏操作的基本依据是什么? 答 1分离液体混合物。液体中各组分挥发度的不同。问题 2.蒸馏的主要操作费用花费在何处? 答 2加热和冷却的费用。问题 3.双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少? 答 3自由度为 F=2(P一定, t x 或 y;t 一定,Px 或 y) ;P一定后, F=1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页学而不思则惘,思而不学则殆问题
13、4.何谓泡点、露点 ?对于一定的组成和压力 , 两者大小关系如何 ? 答 4泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。对于一定的组成和压力,露点大于或等于泡点。问题 5.非理想物系何时出现最低恒沸点, 何时出现最高恒沸点 ? 答 5强正偏差出现最低恒沸点;强负偏差出现最高恒沸点。问题 6.常用的活度系数关联式有哪几个?答 6范拉方程、马古斯方程。问题 7.总压对相对挥发度有何影响? 答 7P、。问题 8.为什么 =1时不能用普通精馏的方法分离混合物? 答 8因为此时 y=x,没有实现相对分离。问题 9.平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同? 答 9平衡蒸
14、馏是连续操作且一级平衡;简单蒸馏是间歇操作且瞬时一级平衡。问题 10.为什么说回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必要条件? 答 10唯其如此,才能实现汽液两相充分接触、传质,实现高纯度分离,否则,仅为一级平衡。问题11. 什么是理论板 ?默弗里板效率有什么含义 ? 答 11离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。问题 12.恒摩尔流假设指什么 ?其成立的主要条件是什么? 答 12在没有加料、出料的情况下,塔段内的汽相或液相摩尔流量各自不变。组分摩尔汽化热相近,热损失不计,显热差不计。问题 13.q 值的含义是什么 ?根据 q 的取值范围 ,
15、有哪几种加料热状态 ? 答 13一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比。它表明加料热状态。五种:过热蒸汽,饱和蒸汽,汽液混和物,饱和液体,冷液。问题 14.建立操作线的依据是什么?操作线为直线的条件是什么? 答 14塔段物料衡算。液汽比为常数(恒摩尔流)。问题 15.用芬斯克方程所求出的N是什么条件下的理论板数 ? 答 15全回流条件下,塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数。问题 16.何谓最小回流比 ?挟点恒浓区的特征是什么? 答 16达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比,是设计型计算特有的问题。气液两相浓度在恒浓区几乎不变。问题 17.最适宜回流比的选取须考虑哪些因素
16、? 答 17设备费、操作费之和最小。问题 18.精馏过程能否在填料塔内进行? 答 18能。问题 19.何谓灵敏板 ? 答 19塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页学而不思则惘,思而不学则殆问题 20.间歇精馏与连续精馏相比有何特点?适用于什么场合 ? 答 20操作灵活。适用于小批量物料分离。问题 21.恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点是什么? 答 21相同点:都加入第三组份改变相对挥发度;区别:前者生成新的最低恒沸物,加入组分塔从塔顶出;后者不形成新恒沸物,加入组分从塔底出。操作方式
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