冶金反应工程学习题

冶金反应工程学习题

第一章绪论

客观题部分

1. 判断题冶金反应工程学的研究对象是:

a) 冶金化学反应 b) 冶金反应器 c) 冶金反应器及器内的化学反应。 2. 判断题冶金反应工程学是为了:

a)弄清冶金化学反应机理 b)弄清冶金化学反应步骤

c)解决化学理论问题 d)解决工程实际问题。

3. 单选择题冶金反应工程学的研究目的是:

a)研究化学反应能否进行 b)研究化学反应的速度如何

c)研究反应器内的化学反应进程如何 d)研究反应器的总速度和总效率问题。

4. 判断题冶金反应工程学的主要研究方法是:

a)对反应器进行过程解析 b)对反应器进行结构解析

c) 对反应器进行改造 d)对反应器进行组合。

5. 判断题冶金反应的特点有:

a) 规模大、产量高 b)能耗高、污染严重

c)温度高、气固液多相并存 d)反应物、生成物复杂。

6. 单选择题冶金反应工程学的动力学是:

a)化学动力学b)微观动力学c)宏观动力学d) 气体动力学。 7. 判断题 1)宏观动力学是传统物理化学中的化学动力学，它是在分子碰撞理

论和由量子力学、统计力学导出的绝对反应速度理论基础上，研究纯化学反应的微观机理、步骤和速度的学科。2)宏观动力学是考虑了热量、动量和质量传递过程，并把决定上述各传递过程速度的操作条件与反应进行速度之间

的关系，用数学公式联系起来，它不追究化学反应本身的微观机理。仅给出一个综合反应速度来描述过程的进行。

8. 判断题所谓传递(或称传输)是指:1)电力的输送 2)热量的传递 3)电

磁波信号的传递 4)动量、热量和质量的传递。

9. 判断题“传递现象”是指1)流体力学、传热学和传质学三门各自独立的学

科体系，相互之间没有联系。2)动量、热量和质量的传递，是一门研究三类物理量传输的速率过程及其相互联系的科学。

10. 选择题冶金反应装置中的流体流动和混合情况、温度和浓度分布情况如何

1)都直接影响反应过程，2)与反应过程无关。最终离开反应装置的物料组成则

3)完全由构成该物料的诸微元在装置内的停留时间和所经历的温度和浓度的

变化决定 4)仅与化学反应微观机理有关。

11. 判断题冶金反应工程学研究的重要基础是:

1)物理学2)物理化学3)宏观动力学4)化学。

主观题部分

1. 冶金反应工程学是怎样一个学科,

2. 冶金反应有什么特点,均相化学反应速度与多相反应速度有何区别,

3. 微观动力学与宏观动力学有何区别,

4. 以粗钢生产为例，简述何谓过程系统、分系统、亚分系统,

5. 简述反应装置的的三种放大方法及适用范围，何谓“放大效应”,

6. 何谓“数学模型法”,它大致可分为几个步骤,

7. 举例说明何谓数学模型,

8. 冶金反应工程研究中的数学模型一般都包括哪几种,

9. 冶金反应装置如何分类,

【答案】

客观题

1、答案 c)、

2、(答案 d)、

3、答案 d)、

4、答案 a)、

5、(答案 c)、

6、答案 c)、

7、答案 2)、

8、答案 4)

9、答案 2)、10、答案 1)、3) 、11、答案 3)

二章宏观动力学基础

客观题部分

1. 判断题对于反应而言，1)微观动力学研究它的反应机理，即研aA，bB,cC，dD

究A与B经过哪些步骤得到产物C和D，哪一步是限制步骤，求得反应速度常数k和

反应级数n，最后考虑温度的影响，求出反应的活化能E，给出反应速度表达式。2)微

观动力学研究反应物A和B如何达到反应区，产物C和D又怎样离开反应区，以及反

应热的传递和反应区中温度分布对反应本身的影响。

而言，1)微观动力学在理论上是基于液体理论2. 判断题对于反应 aA，bB,cC，dD

和固体理论，运用气体分子运动的碰撞理论和由统计力学、量子力学得到的绝对反应速

度理论，研究化学反应机理，预测反应速度。2)微观动力学研究化学反应速度和物质

传递与反应热传递速度及它们之间相互关系。

3. 判断题 1)冶金宏观动力学把化学反应和与其相关的物质传递及能量传递结合起来研

究，给出包括反应速度和物质传递速度的体系综合速度的数学表达式，并与表征反应器

内流动、混合和质量与能量传递的数学模型表达式相关联，去求解反应器的主要性能指

标和反应操作的最佳条件 2)冶金宏观动力学是基于液体理论和固体理论，运用气体分

子运动的碰撞理论和由统计力学、量子力学得到的绝对反应速度理论，它只研究化学反

应机理，预测反应速度。不研究反应物如何达到反应区，产物怎样离开反应区，以及反

应热的传递和反应区中温度分布对反应本身的影响。

4. 判断题 1)冶金宏观动力学是以化学动力学为基础，接受它的全部理论成果。如对化学

反应机理研究，化学反应级数，反应速度常数，反应活化能等，都是冶金宏观动力学必

要的重要参数。把化学反应的研究置于反应器的环境中，强调反应过程与物质和能量传

递过程的相互联系，并用数学语言来描述，着眼于数学模型的真实、简单和实用，是冶

金宏观动力学的特征。2)冶金宏观动力学是基于液体理论和固体理论，运用气体分子

运动的碰撞理论和由统计力学、量子力学得到的绝对反应速度理论，它只研究化学反应

机理，预测反应速度。不研究反应物如何达到反应区，产物怎样离开反应区，以及反应

热的传递和反应区中温度分布对反应本身的影响。

5. 选择题在一定温度下，化学反应，按反应物A与B的aA，bB,qQ，sS

dNdNdNQSBrrr消耗速度定义的反应速度为 1) 2) 3) 4),,,,,SQBdtdtdt

dNAr。 ,,Adt

6. 选择题在一定温度下，化学反应，按产物Q与S的生成aA，bB,qQ，sS

dNdNdNQBArrr速度定义的反应速度为 1) 2) 3) 4),,,,,AQBdtdtdt

dNS。 r,,Sdt

7. 判断题在一定温度下，化学反应，的化学计量关系式为:aA，bB,qQ，sS

dNdNdNdN1111QSAB，式中，，和 1)是反应方程式中各

as,,,,,,,bqadtbdtqdtsdt

组分的化学计量系数 2)分别表示四种物质的量3)分别表示这四种物质的反应速度。 8. 判断题在一定温度下，化学反应，的化学计量关系式为:aA，bB,qQ，sS

dNdNdNdN1111QSAB，式中，，， 1)分别表示四NNN,,,,,,,NSABQadtbdtqdtsdt 种物质的量 2)分别表示这四种物质的反应速度3)是反应方程式中各组分的化学计量系数。

dN1j9. 判断题以下各式中按固体单位质量计的反应速度为:1)、2)r,jvVdtj dNdNdCNdX111jjjj0j,,,、3)、4)、5)。 rrrr,,,,,jjjjvWdtvSdtvdtvVdtjjjj dN1j10. 判断题以下各式中按单位流体体积计的反应速度为:1)、2)r,jvVdtj dNdNdCNdX111jjjj0j,,,、3)、4)、5)。 rrrr,,,,,jjjjvWdtvSdtvdtvVdtjjjj

dNdN11jj,11. 判断题以下各式中按转化率计的反应速度为:1)、2)、

rr,,jjvVdtvWdtjj

dCdNNdX11jjj0j,,3)、4)、5)。 rrr,,,,jjjvSdtvdtvVdtjjj

dN1j12. 判断题以下各式中按单位相界面积计的反应速度是:1)、2)r,jvVdtj dNdNdCNdX111jjjj0j,,,、3)、4)、5)。 rrrr,,,,,jjjjvWdtvSdtvdtvVdtjjjj NaA013. 判断题在一定温度下，化学反应，且有，aA，bB,qQ，sSX,XABbNB0式中，X和X 分别为:1)反应方程式中各组分的化学计量系数 2)分别表示四种物质AB

的量3)分别表示这四种物质的反应速度 4)反应物A和B的转化率。

14. 判断题基元反应是1)需要经过两步以上的简单反应才能完成的复杂反应2)只需一步就能完成的简单反应。

15. 判断题对于化学反应

aA，bB，？,qQ，sS，？

根据质量作用定律，在一定温度压力下，其反应速度为

ab，该反应的反应级数可表示为:1) 、2)a + b 、3)a x b r,kCC？a，b，？,nAB

16. 判断题 1)反应级数不能为零、2)反应级数不能为负、3)反应级数只能为整数、4)反应级是实际上参与反应的分子个数、5)反应级数可以是可以是分数，甚至是负数。

17. 判断题对于给定的化学反应，反应速度 1)只与反应速度常数有关、2)只与反应物浓度有关、3)只与反应体系温度有关、4)与反应速度常数和反应物浓度有关。 18. 判断题对于反应器中的化学反应，反应速度 1)仅与反应体系的温度、压力和组成，以及有无催化剂的存在这些因素有关，与其他因素无关、2)不仅与反

应体系的温度、压力和组成，以及有无催化剂的存在这些因素有关，还与各种物理传递过程有关的体系参数(如流动条件，混合程度，质量和热量传递参数等)有关。

19. 判断题某反应物A在反应前的初始浓度为 1.0 mol/L ，反应结束后变为0.2 mol/L ，则反应物A的转换率为:1)20% 、2)50% 、 3)80% 、4)75% 。 20. 判断题反应动力学参数是指: 1)反应结束后的反应物浓度、2)反应结束后的反应体系温度、3)反应速度常数和反应级数、4)反应物的转化率。

主观题部分

1. 以反应为例，说明化学(微观)动力学与宏观动力学各自aA，bB,cC，dD

的研究对象及任务。

2.反应速度是如何定义的,导出常见的几种定义形式

3. 何谓反应的物料转化率,对于反应，分别导出反应物A、aA，bB,qQ，sS

B的转化率表达式及二者之间的关系式。

4. 何谓反应级数,它是如何定义的,

5. 根据质量作用定律和阿雷尼乌斯公式，分析影响反应速度的因素有哪些,

6. 动力学实验反应器有何用途,它有哪些分类,

7. 何谓反应动力学模型,对于一级反应A?Q，和多级反应A+B?Q如何通过动力学实验数据建立反应动力学模型,

8. 常见的动力学实验数据处理方法有哪几种，处理的目的如何,

9. 简述积分法、微分法、半衰期法、时间比法处理动力学实验数据的原理及步骤。

10. 液体A按一级反应在间歇反应器分解，5分钟A转化50%，若A转化90%需要多少时间,

11. 某液相反应物按1/2级反应转化，10分钟有75%转化为产物，15分钟时有多少反应物转化为产物,完全转化需要多少时间,

12. 在间歇反应器中，初始浓度为1 mol/L的某反应物8分钟转化了80%，18分钟转化了90%，写出该反应的速度方程式。

13. 根据以下反应及实验数据，求该反应的反应级数。

反应:2H2 + 2NO ? N2 + 2H2O

总压力 kPa 26.7 32.0 37.3 42.7 43.5

半衰期 s 265 186 115 104 67 客观题

1、答案 1)、

2、答案 1)、

3、答案 1)、

4、答案 1)、

5、答案 2)、4)、

6、答案 1)、4)、

7、答案 1)、

8、答案 1)

9、答案 2)、10、答案 1)、11、答案5)、12、答案 3)、13、答案 4)、14、答案 2)、15、答案 1)、16、答案 5)、17、答案 4)、18、答案 2)、19、答案 3)、20、答案 3)、

主观题

1、参考答案要点:参见冶金宏观动力学概论(序言)、

2、参考答案要点:参见2.1.1 反应速度小节。、

3、参考答案要点:参见2.1.1小节。、

4、参考答案要点:参见2.1.2小节。、

5、参考答案要点:参见2.1.3小节。、

6、参考答案要点:参见2.2.1小节。、

7、参考答案要点:参见2.2.2小节。、

8、参考答案要点:参见2.3小节。、

9、参考答案要点:参见2.3、2.4、2.5小节。、

10、参考答案要点:参见2.2.2小节。

11、参考答案要点:参见2.2、2.3、2.4、2.5小节。、

12、参考答案要点:参见2.2、2.3、2.4、2.5小节。、

13、参考答案要点:参见2.2、2.3、2.4、2.5小节。

第五章理想反应器

客观题部分

1. 选择题反应器中进行的过程可分解为化学过程和包括流动、传质、传热在内的传递过

程，其中1)化学过程的化学反应规律只与设备条件有关，与反应条件无关、2)流动、

传质、传热等传递过程对化学反应速度无影响、3)化学反应规律与设备大小无关、4)

传递过程伴随化学反应发生，虽然它并不改变化学反应的规律，但能影响反应场所的条

)传递规律可随设备而变，与所进行的化学反应类别件，从而影响最终的反应结果。5

并无直接关系。

2. 判断题在有物料流动的冶金反应器中，1)传质和传热现象独立发生，与流动现象无关、

2)传质现象与流动现象相关，但传热现象与流动现象无关、3)流动在传递现象中起决

定性作用，流动现象必然伴生传热和传质现象。

3. 选择题间歇反应器，亦称间歇式全混槽(釜)，间歇搅拌槽(釜)等，其基本特征是:

1)其中的化学变化仅与热变化有关，2)其中的化学变化和热变化仅与时间有关，3)

反应器内物料的浓度和温度是位置的函数，与时间无关，4)反应器内物料的浓度和温

度是时间的函数，与位置无关。

4. 判断题 1)间歇反应器内物料的浓度和温度时时处处均相同、2)间歇反应器内物料的

浓度时时处处均相同，温度不同、3)间歇反应器内物料的温度时时处处均相同，浓度

不同、4)同一时刻，间歇反应器内物料的浓度和温度处处相同。

5. 判断题 1)不同时刻，间歇反应器内物料的浓度和温度不同，2)不同时刻，间歇反应

器内物料的浓度相同，温度不同，3)不同时刻，间歇反应器内物料的浓度和温度完全

相同。

6. 判断题活塞流反应器亦称理想管式反应器，平推流反应器，理想置换反应器。活塞流

反应器器内物料浓度1)沿流动方向(轴向)是均匀的，2)沿径向是均匀的，仅沿流动

方向(轴向)有变化，3)不仅沿流动方向(轴向)有变化，沿径向也有变化，4)不论

沿轴向还是沿径向均无变化。

7. 判断题当物料的流量一定时，活塞流反应器器内物料浓度1)仅与管径有关，与管长无

关，2)仅与管长有关，与管径无关，3)与管长和管径都有关4)与管长和管径都无关。 8. 判断题等温气相反应，如果反应开始时只有反应物J，则膨胀率

为:1)50%、 J,2P,j

2)100%、3)200%

9. 判断题等温气相反应，如果反应开始时有反应物J和惰性气体各1/2，则膨胀J,2P

为:1)50%、 2)100%、3)200% 率,j

10. 判断题活塞流反应器器内发生恒容反应，此时，物料在反应器中的真实停留时间和空t

时 1)数值上不相等、2)数值上相等。 ,

11. 判断题活塞流反应器器内发生变容反应，此时，物料在反应器中的真实停留时间和空t

时 1)数值上不相等、2)数值上相等。 ,

12. 判断题全混流反应器也有多种名称，如连续搅拌槽式反应器(CSTR)，连续流动搅拌

釜反应器(CFSTR)，理想混合反应器，返混反应器等。其基本特征是:1)器内物料的

浓度和温度时时处处均相同、2)器内物料的浓度时时处处均相同，温度不同、3)器内

物料的温度时时处处均相同，浓度不同、4)不同时刻，器内物料的浓度和温度各不相

同。

13. 判断题 1)不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度和温度不同，2)不同时刻，全混

流反应器器内物料的浓度相同，温度不同，3)不同时刻，全混流反应器器内物料的浓

度和温度完全相同。

14. 判断题图5-7分别为三种理想反应器的反应物浓度、转化率及反应速度曲线，其中1)

图(a)为活塞流反应器的浓度、转化率、反应速度的变化图、2)图(b)为活塞流反

应器的浓度、转化率、反应速度的变化图2)图(c)为活塞流反应器的浓度、转化率、

反应速度的变化图。

15. 判断题图5-7分别为三种理想反应器的反应物浓度、转化率及反应速度曲线，其中1)

图(a)为全混流反应器的浓度、转化率、反应速度的变化图、2)图(b)为全混流反

应器的浓度、转化率、反应速度的变化图 3)图(c)为全混流反应器的浓度、转化率、

反应速度的变化图。

C 1 j0

(a)

0 0 t t t

1 C j0

(b)

0 0 l l

C j0

(c)

0 V 0 V V

图5-7 不同型式反应器中浓度、转化率、反应速度的变化图

主观题部分

1. 何谓均相反应器,均相反应器分那几类,

2. 理想反应器有哪几种,其假定条件各是什么,

3. BCMT是什么反应器,导出BCMT的基础设计方程。

4. 用间歇反应器进行等温定容反应，已知反应动力学方程式为

2,，，。求转化率kmol(L,min)k,1.97L(Kmol,min)C,0.005kmolLr,kCA0AA 分别为、0.8、0.9时，所需要的反应时间,若日处理量为20.4kmolA，x,0.6A 转化率为80,，每批操作的非生产时间为1.5h，计算反应器体积为多少,设反应器装料系数为0.80。

5. 导出BCMT的热平衡计算方程，并说明何谓最大绝热温变,

6. 有等容下的液相反应，在间歇反应器内进行。已知A，B,P

32，，，N=N=2.5kmol，V,1m，?，,,H,11800kJkmolU,1836kJm,h,A0B0

在70?的恒温条件下进行反应，经过1.5h后，转化率达到90,，若加热介质的最高温度为?，为达到75,的转化率，传热表面应如何配置, T,200m

7. CPFR是什么反应器,分别导出CPFR在恒容和变容条件下的基础设计方程。

，，8. 假定物系体积V随转化率X的变化为线性关系，即 V,V1，,X0jj给出膨胀率的定义。

9. 等温气相反应，设1)反应开始时只有反应物J，2)开始时，除反应J,2P

物J以外还有50,的惰性气体，计算反应物全部转化后系统的膨胀率各为多少。

10. 何谓反应器的空间时间(空时),若均相气体反应在215?和507KPa下，按照的反应在一活塞流反应器中进行，已知在此条件下的动力学方程为A,3P ,212 当进料含50,惰性气体时，分别用解析解法、图解，，mol/L,sr,10CAA 法、及数值解法计算:转化率为80,时所需要的空时。

11. 导出CPFR的热平衡计算方程，并讨论等温和绝热两种情况下的特点，说明何谓绝热温升,

12. CCMT是什么反应器,分别导出CCMT的基础设计方程。

13.简述CCMT中，物料停留时间有何特点,平均停留时间的含义如何,

14. 用全混流反应器进行等温定容反应，已知反应动力学方程式为

2,，，。求转化率kmol(L,min)k,1.97L(Kmol,min)C,0.005kmolLr,kCA0AA 为时，反应器体积为多少, x,0.6A

15. 下式为全混流反应器的热平衡计算方程，说明该式的用途、多项式中每

T,,个单项及符号的含义。，，，，,FcdT，r,,HV,UAT,T,0,,,ivijmT,0T0,,

16. 在全混流反应器中进行一级不可逆反应:

A,B-1反应器内维持在163?操作，此时反应速度常数k,0.8h。已知下列数据:A 和B的定容比热均为2.09kJ/(kg?k)，A和B的密度均为0.9kg/L;反3应热，，，C=3.6kmol/m，A的反应率为0.97，进料速度,,H,86800J/molA0 为133.7kg/h，进料温度为20?。求反应器体积和传热量各为多少,

17. 以C,t，X,t和r,t作图，讨论BCMT、CPFR、CCMT三种理想jjj

反应器各自的性能、特点，区别和联系。

18. 试证明，化学反应、反应条件及处理量相同时，使用全混流反应器比使用活塞流反应器需要更大的反应器容积。

19. 比较三种理想反应器的生产能力，讨论如何根据各种条件选择合适的反应器,

k20. 恒容单分子一级不可逆反应，其反应速度为 A,,,R

,dCA ，初始时反应物浓度为C，A转化50%时，用时5分钟，,k CA0 Ad t 求该反应速度表达式。

等温恒容

21. 间歇式反应器中进行的等温恒容一级反应，其动力学方程为:

ra=0.02CA/min，当反应物初始浓度1)0.1 mol/L、2)0.5 mol/L时，求1)反应

30 min后A的浓度各为多少,转化率为多少,2)当CA=0.001 mol/L时，需要多少反应时间,

22. 间歇式反应器中进行的等温恒容二级反应，其动力学方程为:

ra=18.5CA?2/L.min，当反应物初始浓度1)0.5 mol/L、2)2 mol/L时，求1)初始反应速度，2)转化率达到50%时，需要多少反应时间,3)当CA=0.005 mol/L时，需要多少反应时间,

23. 在一个有效容积为2.5立方米的BCMT中，进行等温恒容液相反应 A+B=P r/kmol.s、CA0=CB0=4 kmol/m?3，反应物转化率80%，a=kCACB、k=0.00278m?3 A的处理量为0.684 kmol/min。当反应物转化率和A的处理量不变时，求: 1)若在管径为0.125m的CPFR中进行反应，所需管长为多少, 2)若在CCMT中进行反应,所需反应器有效容积为多少,

【答案】

客观题

1、答案4)、5)、

2、答案3)、

3、答案2)、4)。、

4、答案4)。、

5、答案1)、

6、答案2)、

7、答案2)、

8、答案2)、

9、答案1)、10、答案2)、11、答案1)、12、答案1)。、13、答案3)14、答案2)、15、答案3)、

主观题

1、参考答案要点:参见5.1小节。

2、参考答案要点:参见5.1小节。

3、参考答案要点:参见5.2小节。

4、参考答案要点:参见5.2小节。

5、参考答案要点:参见5.2小节。

6、参考答案要点:参见5.2小节。

7、参考答案要点:参见5.3小节。

8、参考答案要点:参见5.3小节。

9、参考答案要点:参见5.3小节。

10、参考答案要点:参见5.3小节。

11、参考答案要点:参见5.3小节。

12、参考答案要点:参见5.4小节。

13、参考答案要点:参见5.4小节。

14、参考答案要点:参见5.4小节。

15、参考答案要点:参见5.4小节。

16、参考答案要点:参见5.4小节。

17、参考答案要点:参见5.5小节。

18、参考答案要点:参见5.5小节。

19、参考答案要点:参见5.5小节。

20、参考答案要点:参见5.1、5.2、5.3、5.4小节。

21、参考答案要点:参见5.1、5.2、5.3、5.4小节。

22、参考答案要点:参见5.1、5.2、5.3、5.4小节。

23、参考答案要点:参见5.1、5.2、5.3、5.4小节。第六章非理想流动

客观题部分

1. 判断题在实际工业反应器中，物料的流动与理想流动模型往往都有程度不同的偏离，

这种流动属于非理想流动。1)造成与活塞流偏离的情况有:涡流和湍动引起的轴向混

合，层流引起的径向流速不均，填充不均匀引起的短路和沟流，此外也可能存在死角等。

2)造成与活塞流偏离的情况有:短路、死角以及由于搅拌引起的再循环等。 2. 选择题停留时间是指物料从进入反应器开始，到离开反应器为止，在反应器中所经历

的时间。1)无论是间歇式反应器、活塞流反应器还是全混流反应器，物料在反应器中

的停留时间完全相同，2)无论是间歇式反应器、活塞流反应器还是非理想流动反应器，

物料在反应器中的停留时间完全相同，3)对于间歇式反应器和活塞流反应器，同时进

入反应器的物料具有相同的停留时间，4)对于全混流反应器和非理想流动反应器，同

时进入反应器的物料具有不同的停留时间。

3. 判断题根据停留时间分布密度函数的定义可知，停留时间分布密度函数的物理意义

E(t)dt 表示 1)在流出反应器的流体中，停留t到t+dt之间的流体所占的分率，2)在同

时进入反应器内的流体中，停留t到t+dt之间的流体所占的分率， 4. 判断题根据内部年龄分布密度函数的定义可知，内部年龄分布密度函数的物理意义

I(t)dt 表示 1)在仍留在反应器内的流体中，停留t到t+dt之间的流体所占的分率，2)

在流出反应器的流体中，停留t到t+dt之间的流体所占的分率，

5. 判断题根据停留时间分布函数的定义可知，停留时间分布函数的物理意义F(t)dt 表示

1)在流出反应器的流体中，停留t到t+dt之间的流体所占的分率，2)在流出反应器的

流体中，停留时间小于t的流体所占的分率，

6. 判断题脉冲注入法是1)指瞬间把所有的示踪迹都注入到进口处的物流中，在保持流

量不变的条件下，测定出口物流中示踪迹浓度C随时间的变化。2)当容器内流体达到

定常流动后，在t=0的时刻，把流体中示踪迹浓度由C=0阶跃地变为C，然后记录出口0

流体中示踪迹浓度C随时间的变化。

,0，tt,0,,7. 判断题1) 阶跃注入法的数学描述为: ，且有,(tt),0,,，tt0, ,,0，tt,0,,，2)脉冲注入法的数学描述为: ，且

有,(t,t)dt,1,(tt),00,,,,,，tt0,

, ,(t,t)dt,10,,,

8. 判断题脉冲注入法实验可以得到无因次浓度C=C/C 曲线，则:1)无因次浓度C=C/C 00

曲线就是停留时间分布密度曲线，即，2)无因次浓度C=C/C 曲线

C,,E(t),E(,)0

C就是停留时间分布曲线，即。 ,F(t)C0

9. 判断题阶跃注入法实验可以得到无因次浓度C=C/C 曲线，则:1)无因次浓度C=C/C 00

曲线就是停留时间分布密度曲线，即，2)无因次浓度C=C/C 曲线

C,,E(t),E(,)0

C就是停留时间分布曲线，即。 ,F(t)C0

10. 选择题停留时间分布密度E(θ)曲线铺展的宽度是判断各种流型的最直观的特征，所谓

宽度的定量量度是物料的停留时间对平均停留时间的离散度，即方差。1)活塞流的方

差最小，全混流的方差最大，2)活塞流E(θ)曲线最窄，全混流E(θ)曲线最宽，3)活塞

流的方差最大，全混流的方差最小，4)活塞流E(θ)曲线最宽，全混流E(θ)曲线最窄。 11. 判断题方差的大小是返混程度的一个度量。1)全混流的方差等于1，表示返混程度最

大;活塞流的方差等于零，表示无返混。非理想流动的方差介于0和1之间，其返混程

度界于最大返混和无返混之间，2)活塞流的方差等于1，表示返混程度最大;全混流的

方差等于零，表示无返混。非理想流动的方差介于0和1之间，其返混程度界于最大返

混和无返混之间，

12. 判断题宏观尺度上的混合: 这是指在容器整个范围内大量物料对流运动的混合现象。

1)全混流是表示在宏观尺度上混合程度的最大极限状态，所以也把全混流称作宏观完

全混合。2)活塞流是表示在宏观尺度上混合程度的最大极限状态，所以也把活塞流称

作宏观完全混合。

13. 选择题微观尺度上的混合:1不同的微元若能均匀地溶混为一体，并达到分子尺度上的

均匀，则称之为微观完全混合;2)在发生混合时，微元之间完全互不溶混，称之为微

观完全不混合;3)对一种宏观完全混合状态来说，在微观上不是完全分离就是微观完

全混合。

14. 判断题返混是 1)微观完全混合;2)宏观完全混合;3)不同停留时间物料间的混合;

4)相同停留时间物料间的混合。

15. 判断题混合的早晚 1)对化学反应无影响;2)对一级对化学反应无影响;3)对二级

化学反应无影响。

16. 判断题分离程度 1)对化学反应无影响;2)对一级对化学反应无影响;3)对二级化

学反应无影响。

17. 判断题轴向扩散模型是1)在活塞流的基础上叠加一个轴向扩散项而成，模型参数是

人因工程学总复习题

考试题型： 一、简答题（每小题5分，共40分） 二、计算题（每小题15分，共30分） 三、论述题（每小题15分，共30分） 人因工程学(HUMAN FACTORS) 总复习题 一、人因工程学概述 (1)人因工程学的定义和研究目的 人因工程学就是按照人的特性设计和改进人机环境系统的科学。研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究人的工作、生活中怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。美国的人因工程学 命名多采用人因工程学。 人因工程学研究目的是：研究人—机—环境三者之间关系的学科。特别突出系统设计中以人为主体的设计原则。人因工程学在实现工业工程的效率、质量、 成本、安全和健康方面起到重要作用。 (2)人因工程学发展经历了哪几个阶段 人因工程的发展过程基本经历以下几个阶段： 1) 萌芽阶段：19世纪，主要是泰勒等人创立的科学管理时期，主要以提高 生产效率、人员选拔培训作为主要研究容，人机关系中，主要是强调人适应机器。 2) 初始阶段(一战与二战期间)：这一期间主要围绕如何提高效率。研究的容 包括人的疲劳研究，人员培训，选拔研究，心理学的研究等。对组织影响生产力 的因素进行分析，研究。 3) 成长阶段(二战－60年代)：研究人机界面如何有效匹配，对人机系统的研 究由人适应机器到机器设备如何适应人。 4) 发展阶段(20世纪70年代－至今)：人因工程研究三大趋向：①研究领域 不断扩大，向人机环境系统优化方向发展；②应用围越来越广；③在高技术领域 的特殊作用。 (3)人因工程学的研究容 研究人的生理和心理特征； 研究人一机一环境系统整体设计； 研究人机界面设计； 研究工作场所设计和改善； 研究工作环境及其改善； 研究作业方法及其改善； 研究系统的安全和可靠性； 研究组织与管理的效率。 (4)人因工程学有哪些研究方法 调查法：包括访谈法、考察法和问卷法。 观测法：研究者通过观察、测定和记录自然情境下发生的现象，来认识研究对象的方法。 实验法：在人力控制条件下系统改变一定变量因素，以引起研究对象相应变

冶金反应工程学试题(2)

冶金反应工程学试题（2） 一、选择题 （每题4分） 1、 冶金反应工程学是为了：[ ] a ）弄清冶金化学反应机理 b ）弄清冶金化学反应步骤 c ）解决化学理论问题 d ）解决工程实际问题。答案 d ） 2、 冶金反应工程学的主要研究方法是：[ ] a ）对反应器进行过程解析 b ）对反应器进行结构解析 c) 对反应器进行改造 d ）对反应器进行组合。答案 a ） 3、 所谓传递（或称传输）是指：[ ] 1） 电力的输送 2）热量的传递 3）电磁波信号的传递 4）动量、热量和质量的传递。答案 4） 4、在一定温度下，化学反应 S Q B A s q b a +→+，的化学计量关系式为：dt dN s dt dN q dt dN b dt dN a S Q B A 1111-=-=-=-，式中a ，b ，q 和s 是：[ ] 1）是反应方程式中各组分的化学计量系数 2）分别表示四种物质的量3）分别表示这四种物质的反应速度。答案 1） 5、反应动力学参数是指： [ ] 1）反应结束后的反应物浓度、2）反应结束后的反应体系温度、3）反应速度常数和反应级数、4）反应物的转化率。答案 3） 6、在有物料流动的冶金反应器中，[ ] 1）传质和传热现象独立发生，与流动现象无关、2）传质现象与流动现象相关，但传热现象与流动现象无关、3）流动在传递现象中起决定性作用，流动现象必然伴生传热和传质现象。答案3） 7、间歇反应器，亦称间歇式全混槽（釜），间歇搅拌槽（釜）等，其基本特征是：[ ] [ ] 1）其中的化学变化仅与热变化有关，2）其中的化学变化和热变化仅与时间有关，3）反应器内物料的浓度和温度是位置的函数，与时间无关，4）反应器内物料的浓度和温度是时间的函数，与位置无关。答案2）、4）。 8、等温气相反应2P J →，如果反应开始时有反应物J 和惰性气体各1/2，则膨胀率j ε 为：[ ] 1）50%、 2）100%、3）200% 答案1） 9、以下说法正确的是[ ] 1）不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度和温度不同，2）不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度相同，温度不同，3）不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度和温度完全相同。答案3） 10、活塞流反应器器内发生恒容反应，此时，物料在反应器中的真实停留时间t 和空时τ[ ] 1）数值上不相等、2）数值上相等。答案2）

冶金反应工程

冶金反应工程结课论文 化学反应工程学正是研究流动、混合、传热、传质等宏观动力学因素对化学反应的影响的学科。从本质上说，冶金工程是化学工程的一种，习惯上人们称冶金为高温化工。冶金反应工程学是应用传输过程理论和冶金过程动力学等来研究冶金生产及其设备的合理设计、最优操作、最优控制的工程理论和方法的学科，它是建立在现代工艺理论、现代测试技术和现代计算技术基础上的正在发展的新学科。和反应器紧密结合。 传统开发途径：“实验室——中间试验——工业生产” 冶金反应工程的特点是在宏观动力学的基础上更多地考虑操作条件和反应器，主要内容有： ①反应器内的基本现象； ②反应器的比拟放大设计； ③过程的最优化； ④反应器动态特性； ⑤冶金过程的数学、物理模拟。 中间试验曾被誉为工业化的摇篮。但在计算机广泛应用后，依据反应工程学的原理作数学模拟实验，可以减少中间试验层次实现高倍数放大，甚至直按利用实验室资料设计反应器，这就使得研制新工艺的速度大大加快，代价显著减少。 冶金反应工程学在冶金过程动力学和传输理论的基础上解析冶金过程的各种特性，寻求过程中各主要参变量之间的相互关系，找出其数学表达式（数学模型）；根据各种假设和实验条件，利用计算机解出各参变量之间的定量关系，借以确定最优的反应设备设计和工艺操作参数，以达到操作自动控制的目的。 由物质转化的综合反应速度式，结合物料平衡、热量平衡及动量平衡建立的冶金过程数学模型是冶金反应工程学的关键性问题。早在60年代，冶金过程数学模型的研究已开始进行。1969年召开了第一次冶金过程数学模型国际会议。1973年召开了第一次钢铁冶金过程数学模型国际会议。鞭岩和森山昭合写的第一本命名为《冶金反应工程学》的专著于1972年问世，对钢铁冶金过程及其反应设备进行了较系统的分析。1971年赛凯伊（J.Szekely）和西梅利斯(N.J. Themelis)所著的《冶金过程中的速率现象》和1979年孙（H.Y.Sohn）和沃兹沃斯(M.E. Wadsworth)合写的《提取冶金过程的速率》二书，对火法及湿法冶金过程动力学作了较全面的论述。这些专门著作对冶金反应工程学的建立发展起了促进的作用。中国冶金学家叶渚沛在60年代初期就明确提出把传输现象的概念及计算机技术应用到冶金过程研究的建议。70年代后期，中国冶金工作者开展了喷射冶金、高炉炼铁、真空脱气、连铸等方面的数学模型工作，取得了一些成果。 在1957年第一次欧洲化学反应工程会议确认了化学反应工程这个名称后，1971年，日

冶金反应工程学复习题

冶金反应工程学复习题 冶金反应工程学复习题 一、填空题 1 、冶金生产中的（）、（）、（）、加热、相变、变形、再结晶过等程，都在 （）中进行，其热力学、动力学规律都符合（）的理论研究成果。 2 、冶金反应工程学是（）的研究工业装置（反应器）中的（）、（）、（），明确其对冶金反应过程的影响及其规律的科学。是运用解析手段分析所提出的数学模型；为改进（）性能、提高（）、提高（）提供保证的“中观”的技术科学。 3 、冶金反应工程学是以（）为研究对象，以（）为目的，在明确冶金（）和各类 （）的基础上，研究伴随各种传递过程规律，并把二者密切结合起来形成自己独特的学科体系。 4 、微观动力学研究的主要内容是研究机理和预测速度，反应速度的预测是通过测定反应的 1 ）（）、2）（）、3）求反应活化能E 、4 ）给出反应速度表达式来实现的。 5 、冶金宏观动力学目的为：1）弄清化学反应本身的规律（热力学、动力学）； 2 ） 弄清试验体系内物质的（）规律；3）用（）平衡关系联立求解（1）、（2）之间的相互联系。 6 、在实际反应中，反应速度受到压力、温度、物质的浓度、催化剂、（）、（）等因素影响，当温度、压力一定时，反应速度决定于（）和催化剂的素影响。 7 、在实际冶金过程的均相反应中，通常使用的反应器有（）、（）、（）和（）等四种基本型式。 8 、停留时间分布可用应答技术中的（）和（）测定；前者测定的是停留时间（），后者测定的是停留时间（）。 9 、物料混合分为（）和（）的混合，后者是微元体之间均匀混合为一体，并达到）的均匀； 其形成原因为湍动、湍旋的分割加（）。 10、冶金反应过程中的数学模型有（）、（）和（）模型三种。 、用（）可直接检测出停留时间分布（）；用（）可直接检测出停留时间（）。 11 12、一级反应的混合早晚对反应结果（）影响；二级反应的混合早晚对反应结果（） 影 响。 13 、冶金过程中气体/ 流体之间的传质模型主要用( )理论、( )论、( )论和 )等理论来描述。 二、名词解释

化工反应工程答案_第二章

2反应动力学基础 2.1在一体积为4L 的恒容反应器中进行A 的水解反应，反应前 A 的含量为 12.23% （重 量），混合物的密度为1g/mL ,反应物A 的分子量为88。在等温常压 试求反应时间为的的水解速率 解：利用反应时间与组分A 的浓度变化数据，作出Q ?t 的关系曲线，用镜 面法求得t=3.5h 时该点的切线，即为水解速率。 切线的斜率为 器 °- 125mOl/Lh 由（2.6 ）式可知反应物的水解速率为 2.2 「A dC A dt °.125mol / l.h F A dF A 故反应速率可表示为: F A °（1 X A ） Q °C A °（1 X A ） Q °C A°dX A 「A Q 0C A0 dX A dV R C A0 dX A d(V R /Q 。) dX A /d(V R /Q °) 0.65 °.°4 0.34 故CO 的转化速率为 1.79 C A0 P A0 RT 0.1013 0.03 6.38 10 4mol/l 在一管式反应器中常压300C 等温下进行甲烷化反应： CO 3H 2 CH 4 H 2O 催化剂体积为10ml ，原料气中CO 的含量为3%其余为N,H 2气体，改变进口原 料气流量Q 0进行实验，测得出口 CO 的转化率为： 试求当进口原料气体流量为 50ml/min 时CO 勺转化速率。 解： 是一个流动反应器，其反应速率式可用（2.7 ）式来表示 dF A dV R 用X A ?V R /Q 。作图，过V R /Q 0=0.20min 的点作切线，即得该条件下的 值 a 。

r A C AO d —A 6.38 10 4 1.79 1.14 10 3mol /l.min d (V R / Q o ) 2.3已知在Fe-Mg 催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为： r k w y COSOf kmol/kg h 式中y cO 和 y 为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔分率，0.1MPa 压力及700K 时反 应速率常数 k W 等于0.0535kmol/kg.h 。如催化剂的比表面积为30n i /g ，堆密度为 1.13g/cm 3，试计算: 1) ( 1)以反应体积为基准的速率常数 k V o (2) (2)以反应相界面积为基准的速率常数 k g o (3) (3)以分压表示反应物系组成时的速率常数 k g o (4) (4)以摩尔浓度表示反应物系组成时的速率常数 k c o 解：利用(2.10)式及(2.28 )式可求得问题的解。注意题中所给比表面 的单位换算成nVm 3。 (1)k v b k w 1.13 103 0.0535 60.46kmol/m 3 .h — A 1 —A 解得—=82.76% b 3k w 1.78 b 30 103 (1 )0.45 0.0535 '0.1013， (8.31 10 3 700).45 6 2 10 6kmol /m .h °1508kgg 5 c, )45 0.0535 0.333(7^7)0.45(4^) 0.1 kmol kg .h 2.4在等温下进行液相反应A+4C+D 在该条件下的反应速率方程为： r A 0.8C A .5c B .5mol /l min 若将A 和B 的初始浓度均为3mol/l 的原料混合进行反应，求反应 4min 时A 的 转化率。 解： 1.5mol/l 「A 由 ( 2.6 ) 由题中条件知是个等容反应过程，且 ， 故可把反应速率式简化，得 O.8C A .5CB .5 0.8C A 0.8C A 0(1 式可知 A 和 B 的初始浓度均相等，即为 — A )2 dC A dt 代入速率方程式 c d —A A0 dt 化简整理得 d —A 「A d C AO (1 —A ) c C A0 dt d —A dt 2 2 O.8C AO (1 —A ) (1 —A ) 积分得 0.8C A0dt 0.8C A°t w n k w

人因工程学课后习题及解答.doc

《人因工程学》课后复习思考题答案 郭伏、钱省三主编 第一章 一、简述人因工程学的定义。 答：人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。 人一机-?环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。 为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。 二、人因工程学的发展历程经历了哪几个阶段？ r萌芽时期（2。世纪初期） J 人因工程学的兴起时期（1910—1940年） ] 人因工程学的成长时期（1940—1960年） I 人因工程学的发展时期（I960年以后） 1.人因工程学的萌芽时期 20世纪初，美国人泰勒（科学管理的创始人）进行了著名的铁铲实验和时间研究实验，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。 与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究,创立了通过动素分析改进操作动作的方法。 在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。 20世纪初，虽然己孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。由于机器进步很快，使人难以适应，因此大玷存在着伤害人身心的问题。 2.人因工程学的兴起时期 这一?阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景°该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。 自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”, 这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。 3.人因工程学的成长时期 这一阶段包括笫二次世界大战至20世纪60年代。二战以前，人与机器装备的匹配，主要是通过选拔和培训，使人去适应机器装备。

2012冶金反应工程学复习

《冶金反应工程》 复习题 一、名词解释 1、冶金学:研究人类从自然资料中提取有用金属和制造材料的学科. 2、冶金反应工程学:以实际冶金反应过程为研究对象，冶金伴随各类传递过程的 冶金化学反应的规律。又以解决工程问题为目的，研究实现冶金反应的各类冶金反应器的特征，并把二者有机结合形成一门独特的学科体系. 3、化学动力学方法:研究冶金过程的速度和机理，以分析影响冶金反应进行的因 素和探索提高反应速度的途径。 4、宏观动力学:用数学公式将各传递过程速度的操作条件与反应进行速度联系 起来，从而确定一个综合反应速度来描述过程的进行，不考虑化学反应本身的微观机理。 5、过程系统：为完成物质的某种物理（化学）变化而设置的具有不同变换机能 的各个部分所构成的整体成为过程系统。各部分成为分系统，分析系统又由更小的亚分系统组成。 6、解析方法：运用流动、混合及分布函数的概念，在一定合理简化条件下，通 过动量、热量和物料的衡算来建立反应器操作过程数学模型，然后求解，寻求最佳操作参数。 7、数学模型:用数学公式来描述各类参数之间的关系，即对所研究的对象过程进 行定量描述。 8、间歇操作:一次将反应原料按配比加入反应器，等反应达到要求后，将物料一 次卸出。 9、反应器理论:就是研讨反应器内流动和混合对化学反应转化过程之影响的共 同性规律。 10.空混:流体在反应器内流动，不论其因何种原因而产生的流体粒子在反应器内相对位置发生变化而造成的物料微元之间的混合，称为空间混合，简称空混。 二、问答题 1、冶金中的搅拌方式有哪几种，并简要说明。 （1）气体搅拌利用氧枪等气体喷射枪进行吹气的同时引起对冶金熔 池的一种搅拌作用。 （2）电磁搅拌对钢水施加一个交变磁场，当磁场以一定速度切割钢 液时，会产生感应电势，这个电势可在钢液中产生感应电流J，载流 钢液与磁场的相互作用产生电磁力f，从而驱动钢液运动，达到搅拌 钢液的目的。 （3）循环搅拌典型的循环搅拌: RH、DH法。又称吸吐搅拌。 （4）物理搅拌机械搅拌器进行搅拌的方式。 2、如何理解冶金反应工程学在冶金生产和科学研究中的作用和任务？（1）．冶金反应工程研究内容和化学反应工程学基本相同，包括： 研究反应器内的基本现象。研究反应器内反应动力学的控制环节，以及流动、传热、传质等宏观因素的特征和它们对反应速率的影响。

化学反应工程第二章

第二章均相反应动力学基础 均相反应均相反应是指参予反应的各物质均处同一个相内进行化学反应。 在一个相中的反应物料是以分子尺度混合的，要求： ①必须是均相体系 (微观条件) ②强烈的混合手段 (宏观条件) ③反应速率远小于分子扩散速度 一、计量方程 反应物计量系数为负，生成物计量系数为正。 计量方程表示物质量之间关系，与实际反应历程无关； 计量系数只有一个公因子； 用一个计量方程表示物质量之间关系的体系称为单一反应，反之称为复合反应。 二、化学反应速率 单位时间、单位反应容积内组分的物质的量（摩尔数）的变化称之为该组分的反应速率。 反应物： 生成物： 对于反应 三、化学反应速率方程 r 是反应物系的组成、温度和压力的函数。 3 2223NH H N =+032223=--N H NH A A A dn r Vd d t C dt =- =-R R R dn r Vdt dC dt == A B S R A B S R αααα+=+S A B R A B S R r r r r αααα= = = A A A B r [k (T)][f( C ,C ,)] =

有两类；双曲函数型和幂函数型。 k-化学反应速率常数； a(b)-反应级数。 (1)反应级数 (i) 反应级数与反应机理无直接的关系，也不等于各组份的计量系数； (ii) 反应级数表明反应速率对各组分浓度的敏感程度； (iii) 反应级数是由实验获得的经验值，只能在获得其值的实验条件范围内加以应用。 (2)反应速率常数k [k]: s -1 ·(mol/m 3)1-n E ：是活化能，把反应分子“激发”到可进行反应的“活化状态”时所需的能量。 E 愈大，通常所需的反应温度亦愈高，反应速率对温度就愈敏感。 k 0 —指前因子,其单位与反应速率常数相同； E — 化学反应的活化能,J/mol ； R — 气体常数,8.314J/(mol .K)。 a b A A B r kC C =2 2 2 0.5 12H Br HBr HBr Br k c c r c k c = + exp[]E k k RT =-01 ln ln E k k R T =-? lnk 1/T

人因工程学课后习题及解答

课 后 习 题 集 解 答 第一章 一、简述人因工程学的定义。 答：人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器 以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。 为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。 二、人因工程学的发展历程经历了哪几个阶段？ 答：

发 世纪初期）萌芽时期（20 1940—人因工程学的兴起时期（1910 展 1.人因工程学的萌芽时期 20世纪初，美国人泰勒(科学管理的创始人)进行了着名的铁铲实验和时间研究实验，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。 与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法。 在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。 20世纪初，虽然已孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。由于机器进步很快，使人难以适应，因此大量存在着伤害人身心的问题。 2.人因工程学的兴起时期 这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器

的适应问题。 自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。 3.人因工程学的成长时期 这一阶段包括第二次世界大战至20世纪60年代。二战以前，人与机器装备的匹配，主要是通过选拔和培训，使人去适应机器装备。 二战期间，由于战争的需要，首先在军事领域开始了与设计相关学科的综合研． 究与应用，使人适应机器转入到使机器适应人的新阶段。 1945年第二次世界大战结束时，本学科的研究与应用逐渐从军事领域向工业等领域发展。并逐步应用军事领域的研究成果来解决工业与工程设计中的问题。 此外，美国、日本和欧洲的许多国家先后成立了学会。为了加强国际间交流，1960年正式成立了国际人类工效学会(IEA)，标志着该学科已经发展成熟，该组织为推动各国的人因工程发展起了重要作用。 4.人因工程学的发展时期 20世纪60年以后，人因工程学进入了一个新的发展时期。这个时期人因工程学的发展有三大基本趋向。 （1）研究领域不断扩大。研究领域扩大到：人与工程设施、人与生产制造、人与技术工艺、人与方法标准、人与生活服务、人与组织管理等要素

冶金反应工程学考试题答案

冶金反应工程学复习题答案 一、填空题 1 化学反应熔化凝固工业装置（反应器）原子、分子层次 2 定量液体流动传热传质反应器生产效率产品质量 3 实际冶金反应解决工程问题基础科学理论反应装置特性 4 反应机理求反应速率常数k和反应级数n 5 三传物质、热量、动量 6 混合程度三传物质的浓度 7 间歇反应器活塞流反应器全混流反应器非理想流动反应器 8 脉冲法阶跃法分布密度分布函数 9 宏观尺度上微观尺度上分子程度上分子扩散 10 机理半经验黑箱 11 脉冲法密度曲线阶跃法分布函数 12 无有 13 双膜渗透表面更新湍流传质 14 流化床管式连续移动式管式连续间歇式槽型 15 d b c a 二、名词解释 1、间歇反应器及其特点 a、由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺度上的均匀，且反应器内浓度处处相等， 因而排除了物质传递对反应得影响。 b、具有足够强的传热条件，温度始终相等，无需考虑反应器内的传递问题。 c、物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。 2:、活塞流反应器的特点 a、连续定态下，各个截面上的各种参数只是位置的函数，不随时间变化。 b、径向速度均匀，径向也不存在浓度梯度。 c、反应物料具有相同的停留时间。 3、全混流反应器的特点 反应器内物料的浓度和温度处处相等，且等于反应器流出物料的浓度和温度。 4、停留时间 物料从进入反应器开始到离开反应器为止，在反应器中所经历的时间。它与化学反应时间直接相关，是影响反应结果的重要参数。

5、固定床反应器的优缺点 优点：a、装置内的气流接近活塞流，可获得较高的转化率； b、可调节气体流量，控制和改变气体反应物的停留时间； c、可调节和控制反应体系的温度分布。 缺点：a、间歇式非稳态过程，更换物料需要时间，作业率受到影响： b、床层内传热条件差，要有控温手段。 6、移动床反应器的特点及其应用范围 特点：a、反应气体通过固料填充层流动，与固定床特性相似： b、固体物料在床层间缓慢了流动，原料颗粒可以连续供给，产物可以连续排出， 它属于逆流逆流式连续稳态反应器 c、反应效率（转化率）高，停留时间均匀、操作弹性大；即使气流速度变化大， 床层密度可视为不变。 应用范围：各种矿石的烧结、球团的烧结、炼铁高炉、铜铅的古风熔炼炉炉身部分。 7、流化床反应器的特点 a、在流化床层内，颗粒呈剧烈的沸腾状态，传热效率高，床层温度均匀，主要用于热 效率大的反应； b、固体颗粒直径小，颗粒内部扩散阻力小，则反应效率较高适用于大规模的连续生产； c、颗粒运动接近全混流，需要采用多级反应器提高固体物料转化率。 8、两相以上复杂冶金反应装置的特点 a、反应过程中气-液-固三态并存； b、各相之间化学反应、相变互相发生； c、各相之间伴随着物质、热量的相互转移或流动。 9、高温炉渣/金属液-液相反应的动力学特点 a、因为反应温度高，冶金反应中传质过程为限制环节渣金反应一般可用双膜理论来描 述； b、渣金反应都是有电子传递的氧化还原反应，两者都是导体，反应必须涉及电化学问 题； c、实际上的渣金反应都是在高温下进行的，通常情况下，接口反应速度比通过边界层 的传质速度快，因此，该类反应往往受边界层的传质速度控制。但有些情况下也受化学反应控制。 10解释以下各反应中无因次量的物理意义（含义） 1）流体/固体反应的逆流式移动床反应器： Ψ---气相无因次浓度η---反应层无因次高度 ξ---无因次反应接口半径ω---无因次气模质量扩散速度常数 β---无因次产物层质量扩散速度常数α---无因次化学反应速度常数 φ---无因次反应性常数

人因工程学总结试题及答案

一名词解释 1. 掩蔽效应：不同的声音传到人耳时，只能听到最强的声音，而较弱的声音就听不到了，即弱声被掩盖了。这种一个声音被其它声音的干扰而听觉发生困难，只有提高该声音的强度才能产生听觉，这种现象称为声音的掩蔽。被掩蔽声音的听阈提高的现象，称为掩蔽效应 2. 人机界面：人与机之间存在一个互相作用的“面”，所有人机交流的信息都发生在这个作用面上，通常称为人机界面。 3. 大小编码：以相同形状而不同大小来区别控制器的功能和用途，这种形式的编码应用范围较小，通常在同一系统中只能设计大、中、小三种规格。 4. 局部照明：是指增加某一指定地点的照度而设置的照明。 5. 强度效应：是指光的刺激强度只有达到一定数量才能引起视感觉的特性。因此，可见光不仅可以用波长来表示，也可以用强度来表示。光的强度可用照射在某平面上的光通量，即照度来表示，其单位是勒克司 1．作业空间：人体在作业时或进行其他活动时（如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等），人体自由活动所需要的范围。 2. 视野：指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类。 3. 局部照明：为满足某些部位（通常限定在很小范围，如工作台面）的特殊需要而设置的照明。 4. 反应时指从刺激呈现，到人开始作出外部反应的时间间隔，也称为反应潜伏期。 5. 感觉阈值外界刺激都要达到一定的强度才能被人感受到，这一强度下的刺激量值称为该种感觉的感觉阈值。 1安全人机工程学：是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。 2、人机结合面：就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）。 3、人机功能分配：对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配给人或机，称为人机的功能分配。（或“对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配给人或机，称为人机的功能分配。”） 4、反应时间：人从接收外界刺激到作出反应的时间，叫做反应时间。它由知觉时间（ta）和动作时间(tg)两部分构成，即 T=ta+tg 。（或反应时间是指人从机械或外界获得信息，经过大脑加工分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。）

人因工程学课后郭伏习题及解答

人因工程学 课后习题集解答 第一章 一、简述人因工程学的定义。 答：人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。 人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。 为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。 二、人因工程学的发展历程经历了哪几个阶段？ 答： 1.人因工程学的萌芽时期 20世纪初，美国人泰勒(科学管理的创始人)进行了著名的铁铲实验和时间研究实验 ，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。 与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法。 在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。 20世纪初，虽然已孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。由于机器进步很快，使人难以适应，因此大量存在着伤害人身心的问题。 2.人因工程学的兴起时期 这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。 自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。 3.人因工程学的成长时期 这一阶段包括第二次世界大战至20世纪60年代。二战以前，人与机器装备的匹配，主

人因工程学学习指导与习题

人因工程学 学习指导与习题 2007．9

目录 第一章人因工程学概述 (1) 第二章人的因素 (6) 第三章微气候环境 (12) 第四章环境照明 (17) 第五章色彩环境 (23) 第六章噪声及振动环境 (27) 第七章空气环境 (35) 第八章体力工作负荷 (42) 第九章人的信息处理系统 (54) 第十章脑力工作负荷 (65) 第十一章人体测量 (69) 第十二章作业空间设计 (75) 第十三章人机系统 (81) 第十四章人机界面设计 (100) 第十五章劳动安全与事故预防 (107)

第一章人因工程学概述 一、要点与要求 本章的内容主要是了解学习人因工程学，以及应用人因工程学的基本理论和基本方法的一些共性知识。 1.了解人因工程学的命名、起源与发展。虽非本章的重点,但应有一个较全面的了解,有利于本学科的学习。 2.掌握人因工程学的定义。这是本章的重点之一,在众多定义中,要求能认知和表述《中国企业管理百科全书》中的人因工程学定义。 3.了解人因工程学的研究任务。了解它有助于理解人因工程学的定义，所以了解人因工程学的研究任务是必要的。 4.了解人因工程学的内容与应用领域。了解它将有助于了解学习的目的。 5.掌握人因工程学的研究方法和步骤。掌握人因工程学的主要研究方法，以及研究的步骤，是应用本学科的基础。 6.人因工程学研究应注意的问题。这是本章的又一个重点。希望能学会应注意的三个问题。 7.了解人因工程学与其它相关学科的联系。这将有助于拓展相关学科的学习。 本章主要是基本概念,考核将以单项选择题、判断改正题和名词概念解释为主,其次是少量的简答题。 二、重点与难点分析 1.人因工程学的命名。由于世界各国人因工程学的发展存在差异，以及研究的侧重点也存在差异,故导致学科名称的使用亦不相同。如，该学科在美国称为“Human Factors Engineering”（人的因素工程学）或“Human Engineering”（人类工程学），西欧国家称为“Ergonomics”（人类工效学），“Ergonomics”是希腊文，意为“工作法则”。由于该词比较全面地反映了学科本质，词意比较中立，因此，目前许多国家采用希腊文“Ergonomics”作为该学科的命名。日本采用该词的音译，称为人间工学。 2．人因工程学的定义。定义的主要目的是为了更好地了解其研究对象和研究目的。所以，尽管各国学者所下的定义各不相同,但在研究对象和研究目的两个方面却是一致的。在学习过程中能了解《中国企业管理百科全书》中的定义即可,一方面它按中国语言方式定义,便于学习；另一方面它的典型性强，即“研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。 3.人因工程学的研究任务。一般把生产系统或作业系统，都理解为广义的概念，人便是人-机-环境系统的主体，因此，工效学的主要研究任务是对人-机-环境系统进行综合分析,

反应工程课后答案完整版.

1 绪论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1）（1）反应的选择性； （2）（2）反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比）， A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A、n P和n c分别为： n A=n A0(1-X A)=7.672 mol n P=n A0Y P=18.96 mol n C=n A0(X A-Y P)=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W）、氧气（n O）和氮气（n N）的摩尔数分别为： n W=n W0+n P+2n C=38.30 mol n O=n O0-1/2n P-3/2n C=0.8788 mol n N=n N0=43.28 mol

2 反应动力学基础 2.4在等温下进行液相反应A+B→C+D，在该条件下的反应速率方程为： 若将A和B的初始浓度均为3mol/l的原料混合进行反应，求反应4min时A的转化率。 解：由题中条件知是个等容反应过程，且A和B的初始浓度均相等，即为1.5mol/l，故可把反应速率式简化，得 由（2.6）式可知 代入速率方程式 化简整理得 积分得 解得X A=82.76%。 2.6下面是两个反应的T-X图，图中AB是平衡曲线，NP是最佳温度曲线，AM是等温线，HB是等转化率线。根据下面两图回答： （1）（1）是可逆反应还是不可逆反应？ （2）（2）是放热反应还是吸热反应？ （3）（3）在等温线上，A,D,O,E,M点中哪一点速率最大，哪一点速率最小？

《人因工程》试题及答案

工程学院《人因工程》课程期中考试试卷2013—2014 学年第2学期 考试时间：100分钟任课教师: 学院、专业、班级学号姓名 一、选择题（每小题2分，共40分） 1、下面不属于人因工程学主要研究方法的是（ D ）。P17 A 调查法 B 实验法 C 测量法 D 工作分析 2、人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要（ A ）。P46 A.准确 B不准确 C 一样 3、误读率最小的仪表表面和刻度的配色哪对最佳（ C ）。 A 黑和白 B 白和黑 C 墨绿和白 D 深蓝和白 4、选择下列哪种形式的仪表误读率最低（ D ）。P204 A 圆形 B 水平直线形 C 竖直弧形 D 开窗式 5、人体长期处于低温条件下，会产生以下生理反应（ D ）。 A 神经兴奋性提高 B 人体机能增强 C 代谢率提高 D 神经传导能力减弱 6、以下哪种表盘的设计最合理（ B ） A B C D 7、模拟显示大都是靠指针指示。指针设计的人机学问题，主要从下列几方面考虑，但其中( A )不属于重点考虑范围。

A．材质 B．宽度 C．长度 D．形状 8、作业人员观测仪表盘是，当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼观察效果优劣依次为（ A ） A 左上限右上限左下限右下限 B 右上限左上限右下限左下限 C 左下限右下限左上限右上限 D 左上限左下限右上限右下限 9、人体测量的主要统计指标( C )。 A．平均值、标准差、百分比 B．平均值、标准差、百分比变换系数 C．平均值、标准差、百分位数 D．样本值、公差、百分位数 10、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸(像通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等)，应以第( D )百分位的值作为适用的人体尺寸。 A．5 B．50 C．80 D.99 11、常用的控制器分布在较远区域、需要手足有较大运动幅度的作业，宜采用（ A ）作业。 A 立姿 B 坐－立姿 C 坐姿 D 卧姿 12、站姿作业工作台高度应以（ B ）尺寸为依据设计。 A 站姿眼高 B 站姿肘高 C 站姿肩高 D 站姿腰高 13、在作业环境中的光源，( C )是最理想的。 A．白炽灯 B．荧光灯 C．自然光 D．霓虹灯 14、如果呈现的刺激只有一个，被试只在刺激出现时做出特定的反应，这时获得的反应时间称为( C )。 A．复杂反应时 B．选择反应时 C．简单反应时 D．刺激反应时 15、长排放置的多人座椅，中间不加分隔，即使落座者旁边有空位人们通常也不愿意坐上去，如果加上扶手，就可以提高座椅利用率。这体现了作业空间设计中的( A )理论。 A．个人心理空间 B．捷径反应 C．躲避行为 D．立姿作业 16、计算机操作人员比从事其他职业的人遭受更多的( C )损伤。 A．背部 B．手部 C．颈部和腕部 D．肩部 17、刻度盘指针式显示属于( C )。 A．屏幕式显示 B．直接显示 C．模拟显示 D．数字显示 18、操纵控制器的类型很多，按操纵控制器的身体部位不同划分，可分为( D ) P212 A. 手动控制器和声动控制器 B．调整控制器和转换控制器 C．开关控制器和转换控制器 D．手动控制器和脚动控制器 19、下列( B )不符合人机功能合理分配的原则。 A．笨重的、快速的、持久的由机器来做 B．快速的、持久的、可靠性高的由人来做

2013冶金反应工程学考题

2013冶金反应工程学考题 1、冶金反应工程学是（定量）的研究工业装置（反应器）中的（液体流动）、（传热)和（传质）过程，明确其对冶金反应过程的影响及其规律的科学。是运用解析手段分析所提出的数学模型；为改进（反应器）性能、提高（生产效率）、提高（生产质量）提供保证的“中观”的技术科学。 3、冶金反应工程学是以（实际冶金反应）为研究对象，以（解决工程问题）为目的，在明确冶金（基础科学理论）和各类（反应装置特性）的基础上，研究金属提炼过程中伴随的各种传递规律，并把二者密切结合起来形成自己独特的学科体系。 4、微观动力学研究的主要内容是研究机理和预测速度。反应速度的预测是通过测定反应的1）（反应机理）、2）（求反应速度常数k和反应级数n）、3）求反应活化能E、4）给出反应速度表达式来实现的。 5、冶金宏观动力学目的为：1）弄清化学反应本身的规律（热力学、动力学）；2）弄清试验体系内物质的（“三传”）规律；3）用（物质、热量、动量平衡）平衡关系联立求解（1）、（2)之间的相互联系。 6、在实际反应中，反应速度受到压力、温度、物质的浓度、催化剂、（混合程度）、（三传）等因素影响，当温度、压力一定时，反应速度决定于（物质反应界面浓度）和催化剂的素影响。 7、在实际冶金过程的均相反应中，通常使用的反应器有（间歇反应器）、（活塞流反应器）、（全混流反应器）和（非理想流动反应器）等四种基本型式。 8、停留时间分布可用应答技术中的（脉冲法）和（阶跃法）测定；前者测定的是停留时间（分布密度），后者测定的是停留时间的（分布函数）。 9、物料混合分为（宏观尺度上的混合）和（微观尺度）的混合，后者是微元体之间均匀混合为一体，并达到（分子尺度上）的均匀；其形成原因为湍动、湍旋的分割加（分子扩散）。 10、冶金反应过程中的数学模型有（机理）、（半经验）和（黑箱）模型三种。 11、用（脉冲法）可直接检测出停留时间分布（密度曲线）；用（阶跃法）可直接检测出停留时间（分布函数）。 12、一级反应的混合早晚对反应结果（无）影响；二级反应的混合早晚对反应结果（有）影响。 13、冶金过程中流体/流体之间的传质模型主要用（双膜）理论、（渗透）论、（表面更新）论和（湍流传质）等理论来描述。 1、间歇反应器及其特点 物质一次加入反应器中，反应物料的温度和浓度等操作参数随时间而变不随空间位置而变，所有物料质点在反应器内经历相同的反应时间，反应完成后，同时放出所有物料，完成一个生产周期。 其特点： 1）由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺寸上的均匀，且反应器内浓度处处相等，因而排除了物质传递，（传质）对反应的影响; 2）具有足够强的传质条件，温度始终相等，无需考虑器内的热量传递问题； 3）物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。 2、活塞流反应器的特点 1)连续稳定态下，各个截面上的各种参数只是位置的函数，不随时间变化； 2)径向速度均匀，径向也不存在浓度分布； 3)反应物料具有相同的停留时间。 3、全混流反应器的其特点 反应器内物料的浓度和温度处处相等，且等于反应器流出物料的浓度和温度。 4、停留时间 物料从进入反应器开始到离开反应器为止，在反应器中所经历的时间，它与化学反应时间直接相关，是影响反应结果的重要参数。 1.阐述冶金反应工程学的解析步骤 a、综合分析装置内发生的各种现象与子过程之间的相互作用关系；

人因工程学复习资料题目和答案

选择题 1、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第（ 3 ）百分位的值作为适用的人体尺寸； A、50 B、80 C、90 D、55 2、下列（3 ）不属于显示器的设计原则。 A、可见度高对观察距离、观察角度、显示符号的大小，给以最佳的处理。 B、明显度高使之醒目、消除背景干扰、提高区别能力。 C、忽略少部分视力缺陷者（如视弱、色弱者）。 D、阐明力强在所处环境中显示的意义明确，推断准确可靠，掌握容易。 3、下列（ 3 ）不属于控制器的编码形式。 A、形状编码和大小编码 B、位置编码和色彩编码 C、形状编码和状态编码 D、符号编码和大小编码 4、在设计语言传示装置时，以下（4 ）一般不予考虑。 A、语言的清晰度 B、语言的强度 C、噪声对语言传示的影响 D、地域性口音 5、工厂里一些危险品、重要开关、报警信号灯等，一般都采用（4 ）色作标志。 A、蓝 B、绿 C、黄 D、红 6、只有频率在（1 ）围的声音人耳才能感觉到，即才能引起听觉。 A、20～20000Hz B、10～20000Hz C、40～200000Hz D、30～200000Hz 7、温度计、速度计均属于（2 ） A、屏幕式显示 B、定量显示 C、定性显示 D、警告性显示 8、以下（b ）不属于知觉的基本特性。 A、整体性 B、保持性 C、理解性 D、恒常性 9、人们从较暗的环境进人较亮环境时，人眼的适应过程称为（c ）。 A、明知觉 B、明感觉 C、明适应 D、暗适应 选择题 1、（1）是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性工作实际上是在英国完成的。