化工原理简答

流体流动

1.层流与湍流的本质区别

答:是否存在流速u,压强P的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。

2.什么是流体流动的边界层?边界层分离的条件是什么?

答:流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域为边界层,即边界影响未及的区域。

流道扩大造成逆压强梯度,逆压强梯度容易造成边界层的分离

3.动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时,二者关系如何?

答:机械能守恒定律应用于实际流体时,由于流体的粘性导致机械能的耗损,在机械能恒算式中将出现Hf项,但动量守恒只是将力和动量变化率联系起来,未涉及能量和消耗问题。

4.何谓轨线?何谓流线?为什么流线互不相交?

答:轨线是某一流体质点的运动轨迹,描述的是同一质点在不同时刻的位置(拉格朗日)

流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向,描述的是同一瞬间不同质点的速度方向(欧拉)

同一点在指定某一时刻只有一个速度。

5.什么是连续性假设?质点的涵义是什么?

答:假定流体是由大量质点组成的,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质

质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比分子自由程却要大得多

6.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?

答:分子间的引力和分子的热运动

气体分子间距较大,以分子的热运动为主,温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体分子间距较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。

7.物体因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。

答:Ⅰ假塑性流体Ⅱ涨塑性流体Ⅲ宾汉塑性流体Ⅳ触变性流体Ⅴ粘弹性流体

8.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?

答:由静力学方程可以导出△P=H(ρ冷-ρ热)g,所以H增加,压强增加,拔风量大

9.均匀流段有何特点?流体均匀流过等直径弯管的流动能否视为均匀流段?为什么?

答:特点:各流线都是平行的直线并与截面垂直,固定态流动条件下的流体没有加速度,势能分布服从静力学定理。流段截面上各点的总势能总是相等。不能视为均匀流动,因为在其流段截面上各点的总势能不相等。

10.化工厂那些计算要应用流体静力学基本方程式?适用的条件是什么?

答:压强与压强差的测量、液位的测量、液封高度的计算,

条件:静止、连续、同一流体。

11.在化工厂中柏努利方程主要应用于那些方面?应用条件有哪些?

答:确定管道中流体的流量、确定设备间的相对位置、确定输送设备的有效功率、确定管路中流体的压强、非稳态流动系统的计算。

条件:重力场下,不可压缩,理想流体做定态流动,流体微元与其他微元或环境没有能量交换时,同一流线上的流体间能量的关系12.何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?

答:当壁面凸出物低于层流内层厚度,体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时,称为水力光滑管。在R e很大,λ与R e无关的区域,称为完全湍流粗糙管。

14.伯努利方程的物理意义

答:在流体流动中,位能,压强能,动能可相互转换,但其和保持不变。

15.转子流量计的特点是什么?孔板流量计的缺点是什么?设孔板流量计的中心问题是什么?

答:转子流量计的特点:恒流速、恒压差,孔板流量计的缺点:阻力损失大,中心问题是选择合适的面积比以期兼顾适宜的读数和阻力损失。

16.转子流量计的构造及测量原理。

答:构造:倒锥形玻璃管,转子,外壳。

原理:当流体自下而上流过垂直的锥形管时,转子受到两个力的作用:一是垂直向上的推动力,二是垂直向下的净重力。当流量加大,使压力差大于转子的净重力时,转子就上升;当流量减少,使压力差小于转子的净重力时,转子就下沉;当压力差与转子净重力相等时,转子处于平衡状态,即停留在一定位置上。在玻璃管外表面上刻有读数,根据转子停留位置,即可读出被测流体的流量。

17.什么时候摩擦因素不受雷诺常数影响,只与粗糙度有关?

答:在湍流区,入随粗糙度增加而上升,随R e增加而下降,有一个转折点,超过此转折点后入与R e无关,只与粗糙度有关。

18.量纲分析法的步骤。

答:1.列出影响过程的主要因素。

2.通过无量纲化减少变量数目。

3.通过实验值确定无量纲得出函数关系。

19.Z1+p1/ρg=Z2+p2/ρg(1),p=pa+ρgh(2);这两个静力学方程式说明些什么?答:(1)静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点,深度相同,它的压强亦相同。(2)液体内部任一点的压强是液面深度的函数,距离液面越深,则压强越大,当液面压强变化,必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。

20.什么是液体连续稳定流动?流体流动的连续性方程的意义如何?

答:流体在流动时,流体质点连续的充满其所在空间,流体在任一截面上的流动的流速、压强、密度等物理量不随时间而变化。

意义:流体流动过程的基本规律,它是根据质量守恒定律建立起的,连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择及其控制。

21.什么是牛顿粘性定律?何为黏度?温度对流体黏度有何影响?

答:单位面积上的内摩擦力称剪应力z=F/S,此关系式即为牛顿粘性定律;促使流体流动的产生单位速度梯度的剪应力;液体的黏度随温度的升高而降低,气体的黏度随温度的升高而增大。

22.应用柏努利方程的注意事项

答:1.作图并确定衡算范围2)截面的截取3)基准水平面的选取4)单位必须一致

流体输送机械

1.简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有几种?

答:流量的不均匀使往复泵不能用于某些对流量均匀性要求较高的场所,也使整个管路内的液体处于变速运动状态,不但增加了能量损失,且易产生冲击,造成水锤现象,并降低泵的吸入能力。

提高管路流量均匀方法:(1)采用多缸往复泵(2)装置空气室

流量调节方法:(1)旁路调节(2)改变活塞冲程和往复次数

2.离心泵的压头受哪些因素影响?

答:与流量,转速,叶片形状及直径大小有关

3.后弯叶片有什么优点?有什么缺点?

答:优点:后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转换成势能时损失小,泵的效率高

缺点:产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大

4.何谓“气缚”现象?产生此现象的原因是什么?对泵的操作有何危害?如何防止气缚?

答:因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象

原因:离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体。危害:离心泵在产生气缚时启动离心泵也不能完成输送任务。措施:灌泵,排气

5.离心泵特性曲线影响,离心泵性能的主要因素有哪些?

答:特性曲线指H e~q v,η~q v,P a~q v,主要因素:液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小。

6.离心泵的工作点是如何确定的?有哪些调节流量的方法?

答:工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的。

方法:调节出口阀开度,改变泵的转速,离心泵的串并联操作。7.何谓泵的汽蚀?对泵的操作有何危害?如何避免汽蚀?

答:泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处气化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而破碎,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和腐蚀的现象。

危害:离心泵在产生气蚀时将发出高频噪音,泵体振动,流量不能再增大,压头和效率都明显下降,以致无法继续工作。

措施:使叶片入口附近的压强高于输送温度下液体的饱和蒸汽压;使泵的实际安装高度低于允许安装高度。

8.什么是正位移特性,列举2种?往复泵有无汽蚀现象?

答:流量由泵决定,与管路特性无关,压头则受管路承受能力限制,往复泵、旋转泵。

有,这是由液体气化压强所决定的。

9.为什么离心泵启动前应关闭出口阀,而漩涡泵启动前应打开出口阀?

答:这与功率曲线的走向有关,离心泵在零流量时功率最小,所以在启动时关闭出口阀,使电机负荷最小;而漩涡泵在大流量时功率负荷最小,所以启动时要开启出口阀,使电机负荷最小,同时也避免出口管线的水力冲击。

10.通风机的全压,动风压各有什么含义?为什么离心泵的H与ρ无关,而风机的全压p T与ρ有关?

答:通风机给每立方米气体加入的能量为全压,其中动能部分为动风压。

因单位不同,压头为m,全风压为N/m2,按△P=ρg h可知h与ρ无关时,△P与ρ成正比。

11.某离心通风机用于锅炉通风,通风机放在炉子前与放在炉子后比较,在实际通风的质量流量,电机所需功率上有何不同?为什么?

答:风机在前,气体密度大,质量流量大,电机功率负荷也大

风机在后,气体密度小,质量流量小,电机功率负荷也小

化工原理简答

13.真空泵的主要特性

答:极限真空(残余压强),抽气速率(抽率)14.现想测定一离心泵特性的性能曲线,将此泵装在不同的管路上,进行测试时,所得的性能曲线是否一样?为什么?

答:一样,特性曲线是泵设计制造完成后,扬程与流量的关系曲线,不随管路特性改变,装在不同的管路上只是改变了管路特性,实验过程改变管路流量自然发生变化,但性能曲线没有发生变化,工作点发生变化,工作点就是管路特性曲线与性能曲线的交点,实验所测出来的是工作点,工作点在性能曲线上。

15.在化工生产和设计中,对流体输送机械的基本要求是什么?

答:(1)能适应被输送流体的特性

(2)能满足工艺上对流量和能量的要求

(3)结构简单,操作可靠和高效,投资和操作费用低。

16.说明离心泵叶轮的构造和作用。

答:构造:有若干弯曲的叶片组成,

作用:将原动机的机械能直接输送给液体,使液体的静压能和动能均有所提高。

17.影响离心泵性能的因素有哪些?

答:密度、粘度、转速、叶轮直径

18离心泵的主要性能参数有哪些?

答:流量、压头、轴功率、效率、气蚀余量.

19.何为轴封?有何作用?常用的轴封装置有哪些?

答:泵轴和泵壳之间的密封称轴封。

作用:防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出,或外界空气进入泵内。常用轴封:填料密封和机械密封

20.离心泵内能量损失包括哪几项?离心泵的效率与哪些因素有关?

答:(1)容积损失、机械损失、水力损失。

(2)与泵的类型、尺寸、制造精确度、液体的流量及性质等因素有关。

22.简述选用离心泵的一般步骤。

答:(1)根据输送液体的性质和操作条件,确定离心泵的类型

(2)确定输送系统的流量Q e和压头H e

(3)选择泵的型号,要求Q》=Q e,H》=H e,且效率较高

(4)核算泵的轴功率

23.简述离心通风机的选择步骤。

答:(1)根据管路布置和工艺条件,计算输送系统所需风压,并换算为风机实验条件下的风压

(2)根据输送气体的种类和风压范围,确定风机类型

(3)根据以风机进口状态计算的实际风量Q和实验条件下的风压

H r,从风机样本中查出适宜的型号。

24.为什么离心泵可用出口阀来调节流量?往复泵是否可采用同样方法调节流量?为什么?

答:有离心泵的工作点知,改变泵出口阀的开度,使局部阻力改变,而管路特性曲线改变,流量随之改变,而往复泵属容积式泵,压头与流量基本无关,若关闭出口阀门,则因泵内压力急剧增大,造成泵体、管路和电机的损坏,故不宜用出口阀来调节流量。

25.离心泵的扬程和升扬高度有什么不同?

答:扬程指泵给以单位重量液体的有效能量,液体获得能量后,可将液体升扬到一定高度,而且还要用于静压头的增量和动压头的增量及克服输送管路的压头损失。而升扬高度指将液体从地处送到高处的垂直距离,可见升扬高度仅为扬程的一部分,泵工作时扬程大于升扬高度。

26.离心泵的主要部件有哪些?各有什么作用?及离心泵的工作原理。

答:叶轮、泵壳、轴封装置。叶轮作用:将原动机的机械能直接输送给液体,使液体的静压能和动能均有所提高。泵壳有汇聚液体和

将部分动能转化为静压能的作用。轴封作用:防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出,或外界空气进入泵内。原理:依靠高速旋转的叶轮,泵内液体在惯性离心力的作用下,自叶轮中心被甩向外界并获得能量,最终体现为液体静压能的增加。

27.离心泵的压头H与离心通风机的全风压H T有何异同?它们与流体密度有关吗?

答:(1)离心泵的压头是指离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量,单位为M,与泵的结构、尺寸、转速以及流量有关;其测定通常用特定转速下200C清水为介质获得。

通风机的全风压指单位体积的气体通过风机时所获得的能量,单位为J/m3,风机性能表上的风压,一般都是在200C、1.013*105P a的条件下测得的。

(2)离心泵的压头与流体的密度无关,而通风机的全风压则与流体的密度有关。

28.不同类型的离心泵,其Q-H曲线的形状不同,有的较平(如图A线),有的较陡(图中B线),问:(1)当用离心泵来输送含有泥浆的液体,其部分泥浆会在管道内沉积,在此种情况下,宜选哪一类型Q-H线的离心泵才能避免流量发生过大的波动?(2)若用出口阀调节流量,对于哪一种形状的Q一H线离心泵较为理想?

答:(1)选用Q~H线较陡的泵(即图中的B线),设曲线I为原来的管路特性曲线;曲线II为后来(阻力增大)的管路特性曲线,从图中可看出对A泵来说,工作点由

化工原理简答

M1变为M2对应的流量由Q m1到Q m2;对B泵来说

工作点由C1变到C2对应的流量由Q c1到

Q c2两泵流量变化(皆变小)的幅度B泵

Q c2)(2)对调节流量来说,A泵较好,而调节流量较为灵敏(变化幅度较大),

由图中工作点变化可知。

29.离心泵的优点.

答:(1)结构简单,操作容易,便于调节和自控(2)流量均匀,效率较高(3)

流量和压头适用范围广(4)适于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体

30.采用多级压缩的理由?

答:(1)避免排出气体温度过高(2)减少功耗,提高压缩机的经济性(3)提高气缸容积利用率(4)压缩机结构更为合理

非均相物系的分离和流态化

1.因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高,若气体质量及含尘情况不变,降尘室出口气体的含尘量将有何变化?原因何在?答:处于斯托克斯区时,含尘量升高;牛顿定律区时,含尘量降低斯托克斯区时,温度改变主要通过粘度的变化而影响沉降速度。因为气体年度随温度升高而增加,所以温度升高时沉降速度减小;牛顿定律区时,沉降速度与粘度无关,与ρ有一定关系,温度升高,气体ρ降低,沉降速度增大。

2.什么是自由沉降速度,颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性?

答:重力作用下,沉降速度的增大,颗粒受阻力增大,当阻力等于其重力时的速度。

不仅与颗粒和流体的特性有关,还与其它特性有关:干扰沉降、端效应、分子运动、非球形、液滴或气泡的运动。

3.在考虑流体通过固定床流动的压降时,颗粒群的平均直径是按什么原则定义的?

答:以比表面积相等作为准则

流动阻力主要由颗粒层内固体表面积的大小决定,而颗粒的形状并不重要

4.重力降尘室的气体处理量与哪些因素有关?降尘室的高度是否影响气体处理量?

答:沉降室底面积和沉降速度

不影响。高度小会使停留时间短,但沉降距离也短了

5.为什么旋风分离器处于低气体负荷下操作是不适宜的?锥底为何须有良好的密封?评价旋风分离器的性能指标有哪些?

答:低负荷时,没有足够的离心力

锥底往往负压,若不密封会漏入气体且将颗粒带起

临界直径、分离效率、压强降

6.旋风分离器的工作原理

答:上部为圆筒形,下部锥形。含尘气体由圆筒上部的进气管切向进入,受器壁的约束向下作螺旋运动。在惯性离心力作用下,颗粒被抛向器壁而与气流分离,再沿壁面落至锥底的排灰口,净化后的气体在中心轴附近由下而上作螺旋运动,最后由顶部排气管排出。

7.流化床的特点

答:优点:很易获得均匀的温度;恒定的压降

缺点:不均匀的接触,对实际过程不利,可能导致腾涌或节涌,和沟流。

8.在表面过滤方式中,何谓架桥现象?

答:在过滤操作开始阶段,会有部分颗粒浸入过滤介质网孔中,称为架桥现象

9.简述数学模型实验研究方法的主要步骤

答:(1)简化物理模型

(2)建立数学模型

(3)模型检验,试验定模型参数

10.过滤常数有哪两个?各与哪些因素有关?什么条件下才为常数?

答:K 、e q ;K 与压差,悬浮液浓度,滤饼比阻,滤液粘度有关;e q 与过滤介质阻力有关;恒压下才为常数

11.降尘室的处理能力与那些因素有关?其结构特点有哪些?

答:降尘室的生产能力只与降尘室底面积及颗粒的沉降速度有关,与降尘室的高度无关。降尘室结构简单,流动阻力小,但体积庞大,分离效率低,一般只适于d >50μm 的颗粒。

12.旋风分离器中固体颗粒是如何从气流中分离出来的?

答:旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备,含尘气体由圆筒上部进气管切向进入,受器壁的约束向下做螺旋运动,在惯性离心力的作用下,颗粒被抛向器壁而与气流分离,

再沿壁面落至锥底的排灰口,净化后的气体在中心轴附近由下而上做螺旋运动,最后由顶部排气管排出。

13.比较重力沉降和离心沉降的异同。

答:相同:都是在外力场作用下,利用分散相和连续相的密度差,是指发生相对远动而实现分离。

不同;重力沉降是利用重力场的作用而进行的沉降,离心沉降是利用惯性理性力的作用而实现的沉降。

14.影响沉降速度的因素

答:①流体的温度气体:T↑μ↑u t↓液体:T↑μ↓u t↑。

②颗粒的直径d↑u t↑。层流区:u t∝d2;湍流区:u t∝d1/2。

③非球形颗粒④颗粒的体积浓度⑤器壁效应

传热

1.影响辐射传热的主要因素有哪些?

答:温度、黑度、角系数(几何位置)、面积大小、中间介质

2沸腾传热的影响因素及强化措施

.答:1)液体的性质2)温差在核状沸腾阶段温差提高,3)操作压强4)加热面新

化工原理简答

3.影响对流给热系数的因素

答:1.a强》a自 2.

化工原理简答

化工原理简答

a R e c p的影响:c p

化工原理简答

c pμ的影响:R e

3.流动类型>,

4.传热面的形状,大小和位置

5.是否发生相>

化工原理简答

化工原理简答

4.有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银质的。将刚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,为什么?

答:陶壶的黑度大,辐射散热快;银壶黑度小,辐射散热慢

5.为什么换热器的冷热流体的流向大多采用逆流操作?并流适用

于哪些情况?

答:1、在相同传热面条件下,逆流操作时加热剂(冷却剂)用量较并流小;2、在加热剂(冷却剂)用量相同条件下,逆流的换热器传热面积较并流的小;3、并流时,热流体的出口温度总是低于冷流体的出口温度,因此在逆流时,冷热两种流体的温差值较大并且均匀,;4、逆流操作费用较并流少。

热敏物料加热,控制壁温以免过高

7.雷诺数R e,努塞尔数N u,格拉斯霍夫数G r,普朗特数P r的物理意义

答:表征流体的运动状态

反映对流使给热系数增大的倍数

表征自然对流的流动状态

反映物性对给热过程的影响

8.核状沸腾,膜状沸腾,临界点,工业操作应采用哪一种沸腾?答:(1)加热面上有气泡产生,给热系数 随△t急剧上升,此阶

段为核状沸腾;△t增大到一定数值时,加热面上的汽化核心继续增多,气泡在脱离加热面之前便相互连接,形成气膜,把加热面与液体隔开,随△t的增大,给热系数下降,此阶段为不稳定膜状沸腾;从核状沸腾到膜状沸腾的转折点为临界点。(2)由于核状沸腾给热系数大于膜状沸腾,工业操作应采用核状沸腾。

9.膜状冷凝和滴状冷凝,工业冷凝器按那个处理?

答:膜状冷凝-若冷凝液能够润湿壁面,则在壁面上形成一层完整的夜膜。

滴状冷凝-若冷凝液不能润湿壁面,由于表面张力作用,冷凝液在壁面上形成许多液滴,并沿壁面下落。

滴状冷凝传热系数大于膜状冷凝,工业冷凝器按膜状冷凝来处理。

9.冷、热流体流动通道的选择原则

答:(1)不洁净和易结垢的液体宜在管程

(2)腐蚀性流体宜在管程

(3)压强高的流体宜在管内

(4)饱和蒸汽宜走壳程

(5)被冷却的流体宜走壳程

(6)若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将给热系数大的流体通入壳程

(7)流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜

10.若热流体走管内,冷流体走管外,两流体通过间壁的传热包括那几个过程?

答:1 热流体以对流传热方式将热量传给管内壁

2 热量由内壁面以热传导方式传给外壁面

3 热量由外壁面以对流传热的方式传给冷流体

11. 圆筒壁的定态热传导与平壁的定态热传导有何区别?

答:圆筒壁的传热面积不是常量,是随半径而变的,且温度也是沿半径方向变化的。12. 热水瓶为什么能保温?

答:热的传递方式有三种:热对流,热传导,热辐射。暖水瓶的瓶胆与外壳之间是空气,空气是热的不良导体,热传导降低了许多,瓶胆内部光滑如镜,降低了辐射,所以暖水瓶能保温。

13.强化传热时,如何提高传热系数K?

答:提高流体流速,增强流体的扰动,在流体中加固体颗粒,采用短管换热器,防止垢层形成和及时清除垢层。

14.列管换热器为什么要进行热补偿,根据补偿方式不同,主要有哪几种?

答:(1)由于流体的温度不同,管束和壳体的温度也不同,因此它们的膨胀程度也有差别,若两流体温差较大,由于热应力而引起热备变形,弯曲或破裂因此需热补偿。

(2)固定管板式,特点:* 结构简单,成本低;* 可能产生较大的热应力;* 壳程不易机械清洗;

U型管换热器,特点:具有温度补偿作用;管程不易清清洗。

浮头式换热器,特点:消除了温差应力、便于清洗和检修;结构复杂、成本高;

15.管壳式换热器为何采用多管程,多壳程?

答:当流体流量较小时或传热面积较大而需要管束很多时有时会使管内流速降低,因而对流传热系数小,为了提高管内流速,可采用多管程,而为了提高平均温差则宜采用多壳程。

17.试说明流体有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数原因。

答:流体有相变时,对流传热过程要放出或吸收大量的潜热,但流体温度不发生变化,因此在壁面附近流体层中的温度梯度较高从而对流传热系数大于无相变时的对流传热系数

18. 对流传热系数的物理意义是什么?它的单位是什么?它与导热系数有何不同?

答:由t

S Q ?=α可知,对流传热系数α表示在单位温度差下单位传热面积的对流传热速率,其单位为α),/(2℃m w 越大,表示对流传热越快。

它与导热系数λ不同,它不是物性,而是受多种因素影响的一个参数,导热系数是单位温度梯度下的热传导通量,其单位W/m 0C 表征热传导的能力。

19. 总传热系数K 的物理意义是什么?影响K 值的主要因素有哪些?在设计换热器时,K 值有哪些来源?

答:K 的物理意义是:K 在数值上等于单位传热面积、单位温度差下的传热速率。 影响K 值的主要因素有流体的物性、操作条件和换热器的类型。

在设计换热器时,K 值的来源主要有:(1) 选用生产实际的经验值 (2)实验查定 (3)计算K 值

20. 在使用实验得到的α关联式时,应注意哪几点?

答:应注意三点。

1 应用范围 关联式中Re 、Pr 等的数值范围

2 特征尺寸 Nu 、Re 等准数中l 应如何取定

3 定性温度 各准数中流体的物性应按什么温度来确定

21. 简述何谓强化传热?有哪三个主要途径?

答:强化传热是指提高冷热流体间的传热速率。

强化传热的主要途径有三方面:

1 增大总传热系数K ,这是强化传热的重点。

① 降低污垢热阻;

② 提高对流传热系数

2 增大传热面积S

3增大平均温度差m t ?

蒸发

1.什么是蒸发器的生产强度?提高蒸发器生产强度的途径有哪些?

答:单位传热面积上单位时间内蒸发的水量;提高蒸发器的总传热系数 K ,提高传热温度差,增加传热推动力。

2.在多效蒸发的操作中,各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么?

答:各效蒸发器温度仅与端点温度有关,各效浓度仅取决于端点温度和料液的初始温度。

3.什么叫多效蒸发,常用流程有哪几种?

答:多效蒸发:将前效蒸发器汽化出的二次蒸汽引入下一效作为加热蒸汽,多个蒸发器串联操作的流程。流程:并流加料流程、逆流加料流程、平流加料流程。

4.循环型蒸发器和膜式蒸发器的特点。

答:循环型蒸发器:溶液在蒸发器内做连续的循环运动,以提高传热效果,缓和溶液结垢 膜式蒸发器:溶液只通过加热室一次,即可得到需要的组成,停留时间仅为数秒,操作过程溶液沿器壁呈传热效果最佳的膜状流动。

5.多效蒸发中“最后一效的操作压强,是有后面冷凝器的冷凝能力确定的”这种说法是否正确?冷凝器后面使用真空泵的目的?

答:正确,提高冷凝器中的真空度,从而提高传热温度差,最后达到提高蒸发强度的目的。

6.并流加料的多效蒸发装置中,一般各效的总传热系数逐效减少,而蒸发量却逐效略有增加,试分析原因。

答:(1)操作中溶液沸点上升,溶液粘度增大,易析出固体晶体,同时由于后效的组成较前效的高,且温度较低,所以总传热系数逐效减少。

(2)由于后效溶液沸点较前效的低,故前效溶液进入后效时会因过热而自动蒸发,因而可多产生一部分二次蒸汽。

7.蒸发操作的用途:

答:(1)获得浓缩的溶液

(2)制取纯溶剂

(3)同时制取浓溶液和纯溶剂

(4)结晶操作的前一步骤

8.引起沸点升高的原因

答:①溶液蒸汽压降低引起的沸点升高②液柱静压头引起的沸点升高③二次蒸汽阻力损失引起的沸点升高

9.多效蒸发与单效蒸发的比较

答:①D/W比单效蒸发小,操作费比单效蒸发小;即生蒸汽的利用率高。

②多效蒸发比单效蒸发的温度差损失大,且效数越多温度差损失越大;

③多效蒸发生产能力比单效蒸发小,生产强度比单效蒸发小,故设备费比单效蒸发大。

蒸馏

1.简单蒸馏和精馏有什么相同和不同?简单蒸馏的特点?

答:(1)它们同属蒸馏操作。简单蒸馏是不稳定操作,只能得到一种产品,产品无需回流,产量少;精馏是复杂的蒸馏,可以连续稳定过程也可是间歇过程,精馏在塔顶、底可以获得两种产品,必须有回流

(2)动态过程,釜液温度不断升高,产品与釜液组成随时间而降低,瞬时蒸汽与釜中液体处于平衡状态

2.简述精馏原理,实现精馏定态操作的必要条件是什么?

答:精馏原理:精馏是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。

上升蒸气流和液体回流是造成气、液两相以实现精馏定态操作的必要条件。

3. 恒摩尔流假设指什么?其成立的主要条件是什么?在精馏计算中有何意义?

答:恒摩尔流假定的主要内容是:精馏段每块塔板上升的蒸气摩尔流量彼此相等,下降的液体流量也各自相等;同理,提馏段亦然。

恒摩尔流假定成立的条件:⑴各组分的摩尔气化焓相等;⑵气液接触时因温度不同而交换的热量可以忽略;⑶塔设备保温良好,热损失可以忽略不计。

意义:精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的,这样可简化精馏计算。

4.恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点

答:都是在被分离溶液中加入某种添加剂以改变原溶液中各组分间相对挥发度,而实现分离的,其区别在于:

(1)恒沸精馏添加剂必须与被分离溶液形成恒沸物,而萃取精馏无此限制,故萃取精馏的添加剂选择范围广

(2)恒沸精馏的添加剂被汽化由塔顶蒸出,汽化潜热消耗较大,经济型不如萃取精馏(3)由于萃取必须不断由塔顶加入添加剂,故萃取精馏不能简单地用于间歇操作,而恒沸精馏从大规模连续生产至实验小型间歇精馏均能方便操作。

5.何谓轻关键组分,重关键组分?何谓轻组分,重组分?

答:对分离起控制作用的两个组分为关键组分,挥发度大的为轻关键组分,挥发度小的为重关键组分

比轻关键组分更容易挥发的为轻组分,比重关键组分更难挥发的为重组分

6.何谓理论板?为什么说一个三角形梯级代表一块理论块?

答:离开这一块板上的气、液相组成满足平衡关糸的板;在绘三角形梯级时,正好使用了一次平衡关系和一次操作线关系,与逐板法相比,正好跨过了一块板,可认为一个三角形梯级代表了一块理论板。

7.在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器?

答:回流是保证精馏塔正常而稳定操作的必要条件。是补充塔板上的液相组成和数量;使塔板上的液相组成和数量保持稳定;提高塔顶产品的浓度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。

8.精馏塔的工艺设计步骤

答:①给出下列工艺参数,原料处理量F,原料组成及进料状况参数q,汽---液平衡关系

数据,选定一个回流比R,根据汽--液平衡关系求出相对挥发度α,再求出最小回流比

②再求出最小理论塔板数,再查吉利兰图,计算得到理论塔板数N。根据处理量F,进行设备与操作费估算,得到一个总费用数据。第二次选定回流比R,重复上述步骤,求出第二个总费用,经过多次R的选定,得到n个总费用数据,选取总费用最省的回流比。

9.简述图解法计算理论塔板数的步骤(画出示意图)?

①直角坐标纸上绘出待分离的双组分混合物在操作压强下的平衡曲线,并作出对角线。

②作精馏段的操作线,即连接c与a的直线

③做进料线,过点e点作斜率为q/q-1的直线交ac于点d

④作提留操作线,即连点b与点d点所得的直线即是。

③从a点开始,在平衡线与操作线之间作直角梯级,直至超过b,有多少直角梯级就有多少理论塔板数。跨越d点的阶梯为进料板。

10.压强对相平衡关系有何影响?精馏塔的操作压强增大,其他条件不变,塔顶、塔底的温度和组成如何变化?

答:一定温度下,总压增大,物系中各组分的饱和蒸气压随之升高,各组分挥发度差异变小。

精馏塔的操作压强增大,其他条件不变,塔顶、塔底的温度将增大,塔顶组成将减小,塔底组成将增大。

11.精馏塔中精馏段与提馏段的作用?

答:精馏段是利用回流液把上升蒸汽中难挥发组分(又叫重组分)逐步冷凝下来,同时回流液中挥发组分(又叫轻组分)汽化出来,从而在塔顶得到较纯的易挥发组分。提馏段是利用上升蒸汽把液相中易挥发的组分汽化出来,同时上升蒸汽中的难挥发组分逐板冷凝下来,从而在塔釜获得较纯的难挥发组分。

12.写出实际生产中加入精馏塔的原料的五种热状况及它们的q值的物理意义是什么?。答:原料的五种热状况为:(1)冷液进料,q>1。

(2)饱和液体进料,又称泡点进料,q=1。

(3)气、液混合物进料,q=0~1。

(4)饱和蒸气进料,又称露点进料,q=0。

(5)过热蒸气进料,q<0。

q值的物理意义:将1kmol原料变成饱和蒸汽所需的热量与原料的摩尔汽化热之间的比值关系,其在数值上等于进料中液相所占的分率。

13. 何谓适宜回流比?在精馏设计计算中怎样确定?回流比大小对精馏的影响?

答:(1)精馏操作费用和设备投资费用之和为最低时的回流比,称为适宜回流比。

在精馏设计计算中,一般不进行经济衡算,常采用经验值。

据生产数据统计,适宜回流比的范围可取为:R=(1.1~2)R min。

(2)R增大—操作线远离平衡线,推动力大,完成同样任务所需理论板数少,设备分离能力强,设备费用低,但同时L、V、V‘增大,冷凝器、再沸器热负荷增加,操作费用增加。

14. 通常对特定的精馏塔和物系,影响精馏操作的因素有哪些?遵循那些基本关系?

答:影响因素有:(1)塔内操作压强(2)进、出塔的物料流量(3)回流比(4)进料组成和热状况(5)再沸器和冷凝器的热状况(6)塔设备情况

关系:相平衡关系、物料衡算、理论板数、塔效率、热负荷关系

15.精馏塔在一定条件下操作,试问:回流液由饱和液体改为冷液时,塔顶产品组成有何变化?为什么?

答:从泡点回流改为冷液回流时,xD ↑。其原因是:冷液回流至塔顶时,冷凝一部分蒸气,放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大,使气相易挥发组分增浓。同时,在塔顶回流比保持不变的条件下,增加了塔内的内回流,这也有利于分离。

16.用一般的精馏方法,能否得到无水酒精?为什么?

答:用一般的精馏方法,不能得到无水酒精,因为乙醇一水溶液是具有最大正偏差的溶液,这种溶液在t-x-y图上温度出现最低共沸点,而在y-x图上出现拐点,在该点上,气液相组成相同,即y=x=0.894,直到蒸干为止,浓度仍无改变。

17.什么是精馏塔的灵敏板,有何作用?

答:(1)塔板上的温度对于外界因素的干扰最为灵敏的板

(2)常用测量和控制灵敏板的温度来保证产品的质量。

18.回收塔-提馏塔的特点。

答:(1)从第一块板加料,无精馏段,一般无回流

(2)提线、q线、y=X D三线共点

(3)冷夜或泡点进料

19.比较精馏塔冷凝方式(全凝和分凝),它们有何特点和适用场合?

答:全凝器冷凝-塔顶上升蒸汽进入冷凝器被全部冷凝成饱和液体,部分液体作为回流液,其余部分作为塔顶产品。特点:便于调节回流比,但较难保持回流温度。

分凝器冷凝-塔顶上升蒸汽先进入一个分凝器,冷凝的液体作为回流或部分初馏产品,从分凝器出来的蒸汽进入全凝器,冷凝液作为塔顶产品。特点:便于控制冷凝温度,可提取不同组成的塔顶产品。

20.比较精馏塔加热方式(直接蒸汽和间接蒸汽),它们有何特点和适用场合?

答:当F、X F、q、X D、η D 相同时,两种加热方式的精馏段操作线位置相同,提馏段操作线斜率相同,但两者断点不同。对于间接蒸汽加热,断点在对角线上,对直接蒸汽加热断点在X轴上。直接蒸汽加热较间接蒸汽加热法理论板数多。当欲分离的物系为水和易挥发组分构成的混合溶液时,宜采用直接蒸汽加热法。

21.蒸馏操作的分类

答:1.蒸馏方式:简单蒸馏平衡蒸馏精馏 2.操作压力:常压蒸馏加压蒸馏减压(真空)蒸馏 3.物系组分数:双组分精馏多组分精馏 4.操作方式:间歇精馏连续精馏

吸收

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里?

答:目的是分离气体混合物,以回收所需组分,除去有害组分净化气体,制备某种气体的溶液,工业废气的治理;

依据是气体混合物中各组分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

2.漂流因子有什么含意?等分子反向扩散时有无漂流因子?为什么?

答: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

3. 吸收分离的依据是什么?如何分类?

答:依据是组分在溶剂中的溶解度差异。

(1)按过程有无化学反应:分为物理吸收、化学吸收

(2)按被吸收组分数:分为单组分吸收、多组分吸收

(3)按过程有无温度变化:分为等温吸收、非等温吸收

(4)按溶质组成高低:分为低组成吸收、高组成吸收

4.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: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

5.化学吸收与物理吸收相比有何优点?

答:(1)化学吸收提高了吸收选择性

(2)加快了吸收速率,从而减少了设备容积

(3)反应增加了溶质在液相的溶解度,减少了吸收剂用量

(4)反应降低了溶质在气相中的平衡分压,可彻底除去气相中很少的有害气体

6.叙述双膜理论的论点?

答:(1)相互接触的气液两相存在一固定的相界面。界面两侧分别存在气膜和液膜,膜内流体呈滞流流动,物质传递以分子扩散方式进行,膜外流体成湍流流动。膜层取决于流动状态,湍流程度愈强烈,膜层厚度愈薄。

(2)气、液相界面上无传质阻力,即在界面上气、液两相组成呈平衡关系。

(3)膜外湍流主体内传质阻力可忽略,气、液两相间的传质阻力取决于界面两侧的膜层传质阻力。

7.提高吸收速率应采取哪些措施?

答:(1)增大湍动程度(2)增大气液接触从而增大传质系数(3)增大液气比,使传质推动力增大

8.吸收与解吸在什么情况下发生?从平衡线与操作线的位置加以说明。

答:当混合气体中溶质A的分压大于溶液中溶质A浓度成平衡的气体分压时,发生吸收过程,反之发生解吸过程。显示在相图上,操作线在平衡线上方为吸收,平衡线在操作线下方为解吸。

9.吸收操作在化工生产中有何应用?

答:吸收是分离气体混合物的重要方法,它在化工生产中有以下应用。

①分离混合气体以回收所需组分,如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。

②净化或精制气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。

③ 制备液相产品,如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。

④ 工业废气的治理,如工业生产中排放废气中含有NO SO 等有毒气体,则需用吸收方法

除去,以保护大气环境。

10. 吸收与蒸馏操作有何区别?

答:吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作,但是,两者有以下主要差别。

① 蒸馏是通过加热或冷却的办法,使混合物系产生第二个物相;吸收则是从外界引入另一

相物质形成两相系统。因此,通过蒸馏操作可以获得较纯的组分,而在吸收操作中因溶质进入溶剂,故不能得到纯净组分。

② 传质机理不同,蒸馏液相部分气化和气相部分冷凝同时发生。吸收只有溶质组分由气相

进入液相的单向传递。

③ 依据不同。

11. 相平衡在吸收过程中有何应用?

答:相平衡在吸收过程中主要有以下应用。

(1)判断过程方向

Y>Y *,吸收过程;Y=Y *,平衡状态;Y

,脱吸过程。

(2)指明过程的极限 m

Y X X 1*1max ,1==, 2*2min ,2mX Y Y ==,相平衡关系限制了吸收液的最高组成及吸收尾气的最低组成。

(3) 计算过程推动力

*=?Y -Y Y ;也可用液相组成表示,即X -=?*X X 。

12. 吸收剂用量对吸收操作有何影响?如何确定适宜液气比?

答:若L 愈大,塔高可降低,设备费用 较底,但操作费用较高;反之,若L 愈小,则操作费用减低,而设备费用增高。从设备费用和操作费用选择适宜吸收剂用量和适宜液气比。但是一般计算中可取经验值,即

min ))(0.2~1.1(V L V

L = min )0.2~1.1(L L = 。

13. 何谓溶解度?溶解度与哪些因素有关?溶解度曲线有何规律?

答:平衡时,气体在液相中的饱和浓度即为气体在液体中的溶解度。

气体溶质在一定溶剂中的溶解度与物系的压强、温度及该溶质在气相中的组成相关。 由溶解度曲线可知:

①同一溶剂中,相同的条件下不同气体的溶解度差别很大;

②同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度降低而增大;

③同一溶质,在相同温度下,溶解度随气相分压增高而增大。

14.吸收剂的选择原则。

答(1)溶解度:吸收剂对溶质组分应该有较大的溶解度

(2)选择性:吸收剂对溶质组分有良好的吸收能力

(3)挥发度低,黏度低

(4)无毒无腐蚀,廉价易得

15.分子扩散与菲克定律。

答:分子扩散-在静止流体内部,若某一组分存在浓度差,则因分子无规则的热运动,使该组分由高浓度处传递至低浓度处,这种现象称为分子扩散。

菲克定律-任一点处组分A的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比

17.工业上测定吸收系数时,如何组织现场测量,测量那些数据,如何计算?

答:在中间实验设备上或在条件相近的生产装置上测得的总吸收系数,用作设计计算的依据。这种测定可根据整段塔内的吸收速率方程式进行。在稳态操作状况下测得进、出口处气、液流量及组成后,可根据物料衡算及平衡关系算出吸收负荷G A,及平均推动力Ym。再依具体设备的尺寸算出填料层体积V P后,可计算体积吸收总系数K Y a

18.何为解吸及解吸方法

答:使溶解于液相中的气体释放出来的操作称为解吸,气提解吸、减压解吸、加热解吸

塔设备

1.板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些?如何防止?

答:液流量、塔板结构和液流长度;可用双溢流或多溢流降液管、结构简单的筛板塔。

2.填料可分为哪几类?填料有哪些主要特性?如何选择?

答:填料主要可分为实体填料和网体填料;填料特性的参数主要有以下几项。

(1)比表面积a

(2)空隙率∈

(3)填料因子a/ε3

在选择填料时,一般要求填料的比表面积大,空隙率大,填料润湿性好,单位体积填料的质量轻,造价低及具有足够的力学强度和化学稳定性。

3.综合评价塔板性能的标准是什么?

答:(1)通过能力大(2)塔板效率高(3)塔板压降低(4)操作弹性大(5)结构简单,制作成本低

4.筛板塔的气液接触状态有哪些?各有什么特点?

答:(1)鼓泡接触状态:两相接触面积为气泡表面,气泡数量少,气泡表面湍流程度低,鼓泡接触状态的传质阻力大

(2)蜂窝状

(3)泡沫接触状态:两相传质表面为面积很大的液膜,它高度湍动且不断合并和破裂,为两相传质创造良好地流体力学条件,液体为连续相,气体为分散相

(4)喷射接触状态:两相传质面积是液滴外表面,液滴的多次合并使传质表面不断更新,为两相传质创造良好地流体力学条件

5.试说明填料吸收塔由那几个主要部分组成?并指出气液的流向、

答:组成:由塔体、填料、液体喷淋装置、填料支撑装置、气液进出口装置

流向:混合气由塔底进入与塔顶喷淋而下的吸收剂逆流接触后分别排出塔外。

6.气液传质设备板式塔的不正常现象有哪些?

答:(1)单板压降过高,影响体系相平衡关系及气液流动情况

(2)液泛是塔板压降升高,不能正常工作

(3)雾沫夹带造成液相返混严重,降低板效率

(4)漏液降低板效率,严重时使板上不能积液

(5)液面落差导致气液分布不均匀。

7.气液传质设备填料塔的恒持液区,载点,泛点的概念。

答:恒持液区-在恒定的喷淋量下,填料表面上覆盖的液体膜层厚度不变,因而填料层的持液量不变。在逆流操作的填料塔内,当有一定的喷淋量时,P/Z—U关系变成折线,并存在两个转折点,下转折点为载点,上转折点为泛点。

9.对特定的填料吸收塔,分析影响吸收选择的主要因素。

答:(1)吸收剂的用量增加,吸收平均推动力增加

(2)操作温度降低,相平衡常数降低,吸收平均推动力增加

(3)操作压强增大,相平衡常数降低,吸收平均推动力增加

(4)吸收剂入口组成降低,吸收平均推动力增加

(5)气液相流速增大,吸收平均推动力增加

10.塔板的结构及作用。

答:结构(1)气体分布装置(2)溢流装置

作用(1)尽可能获得最大的传质速率(2)保证气液及时分离

11.板式塔的流体力学性能,溢流装置及降液管溢流方式。

答:塔板压降、液泛、雾沫夹带、漏液、液面落差;

溢流堰、降液管、受液盘;

U型流、单溢流、双溢流、阶梯式双溢流

12.板式塔的负荷性能图及结构参数的影响。

答:(1)在直角坐标中以气相负荷V对L绘制各种极限条件下的V—L关系曲线,从而得到塔板的适宜气液流量范围图形,称为负荷性能图。

(2)加大板间距或增大塔径可使液泛线上移,增加降液管截面积可使液相负荷上限线右移,减少开孔率和降低堰高可使漏液线下移,堰长越长,液体流量越大,液相负荷下限线右移。

14.填料塔的拦液现象、液泛现象。

答:拦液现象-随着气速增加,上升气流与下降液体间的摩擦力开始阻碍液体流下,使填料层的持液量随气速增加而增加

液泛现象-泛点气速下,气液通过鼓泡传质,气流出现脉动,液体被气流大量带出塔顶,塔的操作极不稳定,甚至完全破坏,此情况称为液泛现象。

15.影响泛点气速的因素。

答:填料特性-比表面积,空隙率,几何形状,反映在填料因子上。流体物性-气体密度,液体粘度,液体密度。液气比-液气比大,持液量大,空隙率小,泛点气速低。

16.填料塔的流体力学性能。

答:填料层的持液量、压强将、液泛、填料的润湿性能和液体喷淋密度

17.综合比较板式塔与填料塔的性能特点,各适用什么场合?

答:(1)板式塔为逐级接触式,按其内流动方式分为错流与逆流塔板,液体为连续相,气体为分散相,两相成逆流状态。填料塔为微分接触式,液相为分散相,气相为连续相,两相逆向流动。

(2)处理量较大时采用板式塔,当要求塔径近0.8米以下时,多采用填料塔。

18.塔板分区

(1)鼓泡区:气液传质有效区

(2)溢流区:降液管,受液盘,液体通道

(3)破沫区:安定区,避免气体进入降液管

(4)无效区:边缘区,供安装用

萃取

1.萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些?

萃取中稀释剂B 组分往往部分互溶,平衡线为曲线,使过程变得复杂;萃取σρ,?较小,使不易分相,设备变得复杂

2.什么情况下选择萃取分离而不选择精馏

出现共沸,或06.1<α;低浓度;热敏性物料

3.传质方向,界面张力随温度变化的趋势对液滴合并与再分散有何影响? 当

dx

d σ〉0时,d →c (分散相向连续相传质)有利于液滴分散。 当dx d σ〈0时,c →d (连续相向分散相传质)有利于液滴分散。 4.分配系数等于1时能否进行萃取分离操作?

答:不能,分配系数k 表示某种组分在萃取相和萃余相中质量分数之比,当B=1,这是一对共轭相,不能用萃取方法分离。

5.萃取操作的特点有哪些?

答:混合液中各组分在所选萃取剂中溶解度的差异:萃取剂与原溶剂不互溶或部分互溶且有密度差异;萃取剂价廉易得,易回收循环使用。

6.什么是萃取理论级?

答:若原料液与萃取剂在混合器中经充分的液液相际接触传质,然后在澄清器中分层得到相互平衡的萃取相E 和萃余相R ,这样的过程称为经过一个理论级。

7.常用的典型萃取塔有哪些?

答:填料萃取塔,筛板萃取塔,转盘萃取塔,振动筛板塔。

8.萃取过程中,选择溶剂的必要条件?

答:选择系数大、B/S 互溶度小、易回收,性能稳定。

9.液液萃取中何为液滴抖动现象,有利还是无利?

答:界面张力不同,使得液滴表面受力不平衡,液滴便产生抖动;

有利,加大液滴内的传质系数。

10.分散相液滴内的环流是怎样产生的,它对传质有利还是不利?

答:(1)液滴在连续相中相对运动时,由于相界面的摩擦力会使液滴内产生环流

(2)有利,加大液滴内的传质系数,而传质阻力主要有分散相控制

11.临界混溶点。

答:在三角形相图上辅助曲线与溶解度曲线的交点P ,表明通过该点的联结线为无限短,共轭相的组成相同,相当于这一系统的临界状态,故称点P 为临界混溶点。

12.萃取分离适用的场合。

答:(1)混合液中组分的相对挥发度接近于1或形成恒沸物

(2)溶质在混合液中组成很低且为难挥发组分

(3)混合液中有热敏性组分

13.何为液泛和轴向混和,它们对萃取操作有何影响?

答:在逆流操作的塔式萃取设备中,分散相和连续相的流量过大,一方面会引起两相接触时间减小,另一方面,两相速度加大引起流动阻力增加,当速度大至某一极限时,一相会因阻力的增大而被另一相夹带,其本身入口处流出塔外,这两种液体互相夹带的现象称为液泛。轴向混和是指萃取中分散相或连续相的流动滞后于主体流动,或向相反的方向流动,导致产生不规则的漩涡流动。

液泛和轴向混和均降低传质速率

14.分散相的选择标准

答:(1)当两相流量相差很大时,将流量大的作分散相可增加相际传质面积,若产生严重轴向返混时,选流量小的作分散相

(2)在填料塔、筛板塔等萃取设备中将润湿性差的液体作分散相

(3)当两相黏度相差很大时,将黏度大的液体作分散相,可提高设备生产能力

(4)界面张力梯度()>0的物系,溶质应从液滴向连续相传递;对于()<0的系统,溶质应从连续相向液滴传递

(5)将成本高、易燃易爆的液体作分散相

干燥

1.何谓临界含水量?受哪些因素影响?

答:由恒速段向降速段转折的对应含水量为临界含水量

物料的性质,结构,厚度,分散程度,空气状态,干燥速率。

2.理想干燥过程规定的条件是什么?干燥器设计的基本原则是什么?

答:(1)不向干燥器中补充热量,忽略干燥器向周围散失的热量,物料进出干燥器的焓相等(2)物料在干燥器中的停留时间必须大于或等于所需的干燥时间。

3.评价干燥器技术性能的主要指标

答:对物料的适应性,设备的生产能力,能耗的经济性(热效率),设备简单、费用低,操作控制方便。

4.恒速干燥阶段的湿物料表面温度是什么温度?为什么?

答:恒速干燥阶段物料表面即达空气的湿球温度,恒速干燥阶段物料的非结合水无论数量多少,所表现的性质均与液态纯水相同,此时气-固接触类似大量空气与少量水接触,经较短的时间后,物料表面即达空气的湿球温度。

5.简述湿球温度与绝热饱和冷却温度的区别?

答:湿球温度是少量水与大量空气接触,空气的t、H不变,绝热饱和冷却温度是大量水与一定量空气接触,空气降温,增湿。

6.何谓干燥速率?干燥过程分为哪几个阶段?各受什么控制?

答:干燥速率是单位时间单位干燥面积上所汽化的水分量。干燥分恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速干燥阶段受表面汽化速率控制,降速干燥阶段受内部扩散控制。

7.湿物料中的水分按能否用干燥操作分为?按除去的难易程度可分为?

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