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化工原理（少学时）思考题答案 第一章流体流动与输送机械 问题问题 1. 1. 1. 1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答答 1 1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，但比起分子自由程却要大得 多。 问题问题 2 2 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? 答答 2 2分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主； 温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较 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。 问题问题 3 3 静压强有什么特性? 答答 3 3 静压强的特性： 静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用 面的压力；作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上是相等的；压强各向传递。 问题问题 4 4. . 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为 810 -3m2，水和容器总重 10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题 4 附图题 5 附图 答答 4 41）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2）内部压强 p=gh=10009.810.5=4.91kPa； 外部压强 p=F/A=10/0.008=1.25kPakx 时，液相阻力控制。 问题问题 8. 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? 答答 8G、L 为常量，等温过程，传质系数沿塔高不变。 问题问题 9. 吸收塔高度计算中，将 NOG与 HOG分开, 有什么优点? 答答 9分离任务难易与设备效能高低相对分开，便于分析。 问题问题 10. 建立操作线方程的依据是什么? 答答 10塔段的物料衡算。 问题问题 11 何谓最小液气比? 操作型计算中有无此类问题? 答答 11完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比即最小液气比，其值大小取决于相 平衡和物料衡算。无。 问题问题 12. 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? 答答 12一般有三种方法：对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。 前两种方法的应用条件是相平衡线是直线和过原点的直线。 问题问题 13. HOG的物理含义是什么? 常用吸收设备的 HOG约为多少? 答答 13气体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。 常用设备的 HOG=0.151.5 m。 问题问题 14. 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? 答答 14 t、x2、L。 t，x2，L均有利于吸收。 问题问题 15. 填料的主要特性可用哪些特征数字来表示? 有哪些常用填料? 答答 15比表面积，空隙率，填料的几何形状。 拉西环，鲍尔环，弧鞍形填料，矩鞍形填料，阶梯形填料，网体填料等。 问题问题 16. 何谓载点、泛点? 答答 16填料塔内随着气速逐渐由小到大，气液两相流动的交互影响开始变得比较显著时的 操作状态为载点；气速进一步增大至出现压降陡增的转折点即为泛点。 问题问题 17. 填料塔有哪些附件?各自有何作用? 答答 17填料塔各种附件及其作用是：支承板，主要作用是支承塔内填料；液体分布器，主 要作用是均匀分布流速；液体再分布器，主要作用是改善向壁偏流所造成液体分布不均； 除 沫器，主要作用是除去填料顶部逸出气体中的液滴。 第五章精馏 问题问题 1. 蒸馏的目的是什么? 蒸馏操作的基本依据是什么? 答答 1分离液体混合物。液体中各组分挥发度的不同。 问题问题 2. 蒸馏的主要操作费用花费在何处? 答答 2加热和冷却的费用。 问题问题 3. 双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少? 答答 3自由度为 F=2(P 一定，tx 或 y；t 一定，Px 或 y)；P 一定后，F=1。 问题问题 4. 总压对相对挥发度有何影响? 答答 4P、。 问题问题 5. 为什么=1 时不能用普通精馏的方法分离混合物? 答答 5因为此时 y=x，没有实现相对分离。 问题问题 6. 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? 答答 6只有如此，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。 问题问题 7 什么是理论板? 答答 7离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。 问题问题 8. 恒摩尔流假设指什么? 其成立的主要条件是什么? 答答 8 8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。 问题问题 9. q 值的含义是什么? 根据 q 的取值范围, 有哪几种加料热状态? 答答 9一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。 问题问题 10. 建立操作线的依据是什么? 操作线为直线的条件是什么? 答答 10塔段物料衡算。液汽比为常数（恒摩尔流） 。 问题问题 11. 用芬斯克方程所求出的 N 是什么条件下的理论板数? 答答 11全回流条件下，塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数。 问题问题 12. 何谓最小回流比? 挟点恒浓区的特征是什么? 答答 12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。 问题问题 13. 最适宜回流比的选取须考虑哪些因素? 答答 13设备费、操作费之和最小。 问题问题 14. 精馏过程能否在填料塔内进行? 答答 14能。 问题问题 15 何谓灵敏板? 答答 15塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。 问题问题 16. 板式塔的设计意图是什么? 对传质过程最有利的理想流动条件是什么? 答答 16气液两相在塔板上充分接触，总体上气液逆流，提供最大推动力。 总体两相逆流，每块板上均匀错流。 问题问题 17. 鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点? 答答 17鼓泡状态：气量低，气泡数量少，液层清晰。泡沫状态：气量较大，液体大部分以 液膜形式存在于气泡之间，但仍为连续相。喷射状态：气量很大，液体以液滴形式存在， 气 相为连续相。 问题问题 18. 板式塔内有哪些主要的非理想流动? 答答 18液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。 问题问题 19. 夹带液泛与溢流液泛有何区别? 答答 19是由过量液沫夹带引起还是由溢流管降液困难造成的。 问题问题 20. 板式塔的不正常操作现象有哪几种? 答答 20夹带液泛、溢流液泛、漏液。 问题问题 21. 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束?