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化工原理第三版上册答案陈敏恒【篇一：化工原理答案第三版思考题陈敏恒】lass=txt传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。 8、操作中精馏塔，保持f,q,xf,d不变， （1）若采用回流比r小于最小回流比rmin，则xd减小，xw增大 （2）若r增大，则xd增大, xw减小 ,l/v增大。 9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态f,xf,q不变，则l/v变小，xd变小，xw变小。 10、精馏塔设计时采用的参数f,q,xf,d,xd,r均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务：原料为f,xf，要求塔顶为xd，塔底为xw，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量v不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数nt 增加 ，精馏段上升蒸汽量v 减少 ，精馏段下降液体量l 减少 ，提馏段下降液体量l 不变 。（增加、不变、减少） 12、操作中的精馏塔，保持f,q，xd,xw,v,不变，增大xf,，则：d变大,r变小,l/v变小 （变大、变小、不变、不确定） 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理 利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度 利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度 互不相溶的溶剂中的 不同，用一种溶剂(溶解度大的） 不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质 从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来， 从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来， 再用分液将它们分离开来。 分液将它们分离开来 再用分液将它们分离开来。 萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理： 利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同， 利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同， 给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再 给液体混合物加热， 冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。 冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。 蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。 也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或 物。 2.蒸馏和蒸发有什么区别? 蒸馏：指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发：是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即：前者分离液体混合物，后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同，都是使液体加热挥发 二者的目的不同，操作也有不同之处 蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂，蒸发是用于提取溶液中的溶质 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? 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。 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? 0.5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k d。 问题10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制? 答10mkykx时，气相阻力控制；mkykx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。 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。 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。0.151.5 m。 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19 t、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。 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，tx或y；t一定，px或y)；p一定后，f=1。 问题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。 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, 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? 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。 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。操作方式前者可间隙，较方便。前者消耗热量在汽化潜热，后者在显热，消耗热量较少。 第十章 气液传质设备问题1. 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1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2. 鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点? 答2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4. 板式塔内有哪些主要的非理想流动? 答4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5. 夹带液泛与溢流液泛有何区别? 答5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6. 板式塔的不正常操作现象有哪几种?答6夹带液泛、溢流液泛、漏液。 问题7. 为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于1? 答7因为实际塔板上液体并不是完全混和（返混）的，而理论板以板上液体完全混和（返混）为假定。 问题8. 湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同? 答8湿板效率与默弗里板效率的差别在于前者考虑了液沫夹带对板效的影响，可用表观操作线进行问题的图解求算，而后者没有。 问题9. 为什么既使塔内各板效率相等, 全塔效率在数值上也不等于板效率? 答9因两者定义基准不同。 问题10. 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束? 何谓操作弹性? 答10过量液沫夹带；漏液；溢流液泛；液量下限(how6mm)； 液量上限(ht af /lmax 35 s )。 上、下操作极限的气体流量之比。 问题11. 评价塔板优劣的标准有哪些? 答11通过能力；板效率；板压降；操作弹性；结构简单成本低。 问题15. 何谓等板高度hetp?答15分离效果相当于一块理论板的填料层高度。 问题16. 填料塔、板式塔各适用于什么场合? 答16填料塔操作范围小，宜处理不易聚合的清洁物料，不易中间换热，处理量较小，造价便宜，较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料，能适应真空操作。板式塔适合于要求操作范围大，易聚合或含固体悬浮物，处理量较大，设计要求比较准确的场合。 第十一章 液液萃取 问题1. 萃取的目的是什么? 原理是什么? 答1分离液液混合物。各组分溶解度的不同。 问题2. 溶剂的必要条件是什么? 答2与物料中的组份不完全互溶，对组份具有选择性的溶解度。 问题3. 萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些? 答3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； 问题4. 什么情况下选择萃取分离而不选择精馏分离? 问题5. 什么是临界混溶点? 是否在溶解度曲线的最高点?答5相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点。 不一定是。 问题6. 分配系数等于 1 能否进行萃取分离操作? 萃取液、萃余液各指什么? 答6能。萃取相、萃余相各自脱溶后为萃取液、萃余液。 答8温度低b、s互溶度小，相平衡有利些，但粘度等对操作不利，所以要适当选择。 问题9. 多级逆流萃取中(s/f)min如何确定? 答9通过计算可以确定，当达到指定浓度所需理论级为无穷多时，相应的s/f为(s/f)min。 问题10. 液液传质设备的主要技术性能有哪些? 它们与设备尺寸有何关系? 答10两相极限通过能力；传质系数kya或hetp。 前者决定了设备的直径d，后者决定了塔高。 问题11. 什么是萃取塔设备的特性速度、临界滞液率、液泛、两相极限速度? 答11uk?ucud。 ?2?(1?)(1?) 两相速度达到极大时，部分分散相液滴被连续相带走，而使分散相流量减少的状况称为液泛。此时的分散相滞液率为临界滞液率，两相的空塔速度为两相极限速度。 问题12. 何谓界面骚动现象? 它对液液传质过程有何影响? 答12因传质引起界面张力分布不均而造成的界面不规则运动。 提高传质系数；影响液滴的合并、分散。 问题13. 传质方向、界面张力随浓度变化的趋势对液滴合并与再分散有何影响? 问题14. 分散相的选择应考虑哪些因素? 问题15什么是超临界萃取？超临界萃取的基本流程是怎样的？ 答15用超临界流体作溶剂进行萃取。 等温变压，等压变温。 问题16液膜萃取的基本原理是什么？液膜萃取按操作方式可分为哪两种类型？ 答16在液膜的两边同时进行萃取和反萃取。 乳状液膜、支撑液膜。 第十二章 其它传质分离方法 问题1结晶有哪几种基本方法？溶液结晶操作的基本原理是什么？ 答1溶液结晶，熔融结晶，升华结晶，反应沉淀。 溶液的过饱和。 问题2溶液结晶操作有哪几种方法造成过饱和度？ 答2冷却，蒸发浓缩。 问题3与精馏操作相比，结晶操作有哪些特点？ 答3分离纯度高，温度低，相变热小。 问题4什么是晶格、晶系、晶习？ 答4晶体微观粒子几何排列的最小单元。按晶格结构分类。形成不同晶体外形的习性。 问题5超溶解度曲线与溶解度曲线有什么关系？溶液有哪几种状态？什么是稳定区、介稳区、不稳区？ 答5在一定温度下，开始析出结晶的溶液浓度大于溶解度，所以，超溶解度曲线在溶解度曲线上面。 饱和，不饱和，过饱和状态。 当溶液浓度处于不饱和状态，属于稳定区。当溶液浓度介于超溶解度曲线和溶解度曲线之间，属于介稳区。当溶液浓度大于超溶解度曲线浓度时，属于不稳区。【篇二：化工原理第三版(陈敏恒)课后思考题答案(全)】什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件? 连续性假设：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。 质点指的是一个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。 2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。 3、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? 粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。 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。 4、静压强有什么特性? 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； 作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的； 压强各向传递。 7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 由静力学方程可以导出?p?h(?冷-?热)g，所以h增加，压差增加，拔风量大。 8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段? 均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。 9、伯努利方程的应用条件有哪些? 重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它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、层流与湍流的本质区别是什么? 区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。 13、雷诺数的物理意义是什么? 物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。 14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些? ?32?lu应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。 d2 15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管? u?de16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按计算流量? 4 4?管道截面积4au?de?当量直径定义为de?。不能按该式计算流量。 浸润周边?4 17、在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，22是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度? 因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。 20、是否在任何管路中,流量增大阻力损失就增大;流量减小阻力损失就减小?为什么? 不一定，具体要看管路状况是否变化。 1、系统与控制体 系统或物系是包含众多流体质点的集合。系统与辩解之间的分界面为系统的边界。系统与外界可以有力的作用与能量的交换，但没有质量交换，系统的边界随着流体一起运动，因而其形状和大小都可随时间而变化。（拉格朗日） 当划定一固定的空间体积来考察问题，该空间体积称为控制体。构成控制体空间界面称为控制面。控制面是封闭的固定界面，流体可以自由进出控制体，控制面上可以有力的作用与能量的交换（欧拉） 2、什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？ 答案：流速降为未受边壁影响流速（来流速度）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，边界层分离造成大量漩涡，大大增加机械能消耗。 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？ 当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、塑性流体 只有当施加的剪应力大于某一临界值（屈服应力）后才开始流动 5、涨塑性 在某一剪切范围内表现出剪切增稠现象，即粘度随剪切率增大而升高 6、假塑性 在某一剪切率范围内，粘度随剪切率增高而下降的剪切稀化现象 7、触变性，震凝性 8、粘弹性 爬捍效应，挤出胀大，无管虹吸 9、定态流动 运动空间个点的状态不随时间而变化 10、何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？ 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 12、流体流动过程中，稳定性是指什么？定态性是指什么？ 稳定性是指系统对外界扰动的反应 定态性是指有关运动参数随时间的变化情况 13、因次分析法规化试验的主要步骤 （1）析因实验寻找影响过程的主要因素 （2）规划试验减少实验工作量 （3）数据处理实验结果的正确表达 14、平均流速 单位时间内流体在流动方向上流经的距离称为流速，在流体流动中通常按流量相等的原则来确定平均流速 15、伯努利方程的物理意义 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 16、理想流体与非理想流体 前者粘度为零，后者为粘性流体 17、局部阻力当量长度 近似地认为局部阻力损失可以相当于某个长度的直管 18、可压缩流体 有较大的压缩性，密度随压强变化 19、转子流量计的特点 恒流速，恒压差 第二章流体输送机械 1、什么是液体输送机械的压头或扬程？ 流体输送机械向单位重量流体所提供的能量 2、离心泵的压头受哪些因素影响？ 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？ 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？如何防止气缚？ 因泵内流体密度小而产生的压差小，无法吸上液体的现象 原因是：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。 措施：灌泵，排气 5、影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些？ 6、离心泵的工作点是如何确定的？有哪些调节流量的方法？ 离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的 调节出口阀，改变泵的转速 9、何谓泵的汽蚀？如何避免汽蚀？ 泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处（叶轮入口）气化形成气泡，又在叶轮中因压强升高而溃灭，造成液体对泵设备的冲击，引起振动和腐蚀的现象 规定泵的实际汽蚀余量必须大于允许汽蚀余量；通过计算，确定泵的实际安装高度低于允许安装高度 10、什么是正位移特性？ 流量由泵决定，与管路特性无关 11、往复泵有无汽蚀现象？ 有，这是由液体气化压强所决定的 12、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？ 这与功率曲线的走向有关，离心泵在零流量时功率符合最小，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 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。 比 14、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？ 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 1、离心泵的主要构件 叶轮和蜗壳 2、离心泵与往复泵的比较3、真空泵的主要特性 极限真空（残余压强），抽气速率（抽率） 4、简述往复泵的水锤现象。往