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文档简介
一章流动1999-何谓轨线、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)流线表示的是同一瞬间不同质点的速度方向联线,描述空间任意定点的状态由于同一点在指定某一时刻只有一个速度,故各流线不会相交。2000-动能校正系数为什么总是大于,等于1根据=dA ,可知流体界面速度分布越均匀,越小。可认为湍流速度分布是均匀的,代入上式,得接近于12001-2004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2001何谓流体流动过程中稳定性、定态性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2002-层流与湍流的本质区别是否存在流速u,压强P的脉动性,即是否存在流涕质点的脉动性2002-2005非牛顿流体中塑性流体的特点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2003-什么是流体流动的边界层,边界层分离条件是什么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。条件:剪应力消耗动能;流道扩大造成逆压强梯度2003-非牛顿流体中震凝性流体的特点粘度随剪切力作用时间延长而增大2004-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2006-何谓泊谡叶方程,其应用条件有哪些=32uL/d2 不可压缩流体在直圆管中做定态层流流动时的阻力损失计算2006-非牛顿流体中假塑性流体的特点:在某一剪切率范围内,粘度随剪切率增高而下降2007-静压强有什么特征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相等压强各向传递1-什么是连续性假设?质点的涵义是什么?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2-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3-触变性,随作用时间延续,du/dy增大,粘度变小。当一定剪应力所作用的时间足够长后,粘度达到定态的平衡值,称触变性;4-粘弹性爬捍效应,挤出胀大,无管虹吸5-描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态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?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,一分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。7-什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?前者指速度分布大小均匀;后者指速度方向平行,无迁移加速度8-柏努利方程的应用条件有哪些?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9-雷诺数的物理意义是什么?惯性力与粘性力之比10-何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?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Re很大,与Re无关的区域,称为完全湍流粗糙管。11-系统与控制体系统或物系是包含众多流体质点的集合。系统与环境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)12-定态流动运动空间个点的状态不随时间而变化13-非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按ude2 /4计算流量?定义为4A/。不能按该式计算流量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-柏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20-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,压强增加,拔风量大21-在漫流的条件下,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,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。22-是否在任何管路中,流量增大则阻力损失就增大;流量减小则阻力损失就减小?为什么?不一定,具体要看管路状况是否变化。二章传送机械1999-简述往复泵的水锤现象,往复泵的流量调节方法流量的不均匀性使整个管路内的液体处于变速运动状态,增加了能量损失,且易产生冲击,造成水锤现象(提高管路流量均匀性方法: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)改变曲柄转速和活塞行程2009-何谓离心泵气缚、 汽蚀现象,工业上如何预防因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象措施:启动前灌泵、排气并使泵内充满带输送液体启动时关闭出口阀。泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处(叶轮入口)恰好汽化时,对泵内壁造成巨大的水力冲击,使壳壁像被气体腐蚀一样,引起振动和腐蚀的现象。措施:降低泵的实际安装高度指导-往复泵有无汽蚀、气缚现象,为什么往复泵无气缚现象,因为有自吸能力。有气蚀现象,因为这是由液体气化压强所决定的,任何泵安装高度不适都会发生气蚀现象。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-影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?离心泵的特性曲线指Heqv,qv,Paqv。影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小5-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6-什么是正位移特性?流量由泵决定,与管路特性无关7-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8-通风机的全压,动风压各有什么含义?为什么离心泵的H与无关,而风机的全压pT 与有关?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=gh可知h与无关时,P与成正比9-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10-离心泵的主要构件叶轮和蜗壳11-真空泵的主要特性极限真空(残余压强),抽气速率(抽率)12-离心泵与往复泵的比较泵的类型离心泵往复泵流量均匀性均匀不均匀恒定性随管路特性而变恒定范围广,易达大流量较小流量压头大小不易达到高压头压头高效率稍低,愈偏离额定值愈小高适用范围流量和压头适用范围广,尤其适用于较低压头,大流量。除高粘度物料不太适用外,可输送各种物料适用于流量不大的高压头输送任务;输送悬浮液要采用特殊结构的隔膜泵三章搅拌1998-简述搅拌釜加挡板或导流筒的主要作用分别是什么加挡板:有效地阻止容器内的圆周运动,使挡板后造成漩涡,提高混合效果导流筒:严格地控制流动方向,既消除了短路现象又有助于消除死区;抑制了圆周运动的扩展,增加湍动程度,提高混合效果1999-2002-2006-搅拌器的两个功能是什么产生强大的总体流动产生强烈的湍动或强剪切力场2000-大小不一的搅拌器能否适用同一条功率曲线只要几何相似就可以使用同一根功率曲线,因为无因次化之后,使用了这一条件2002-2004-改善搅拌效果的工程措施(强化湍动的主要措施)提高转速;阻止液体圆周运动,加挡板,破坏对称性;装导流筒,消除短路,清除死区。2003-搅拌器案工作原理可分为哪几类,各自特点一类以旋桨式为代表,其工作原理与轴流泵叶轮相同,具有流量大,压头低的特点,液体在搅拌釜内主要作轴向和切向运动;一类以涡轮式为代表,其工作原理与离心泵叶轮相似,液体在搅拌釜内主要作径向和切向运动,与旋桨式相比具有流量较小,压头较高的特点。2005-2007-列举三种搅拌器的放大准则保持搅拌雷诺数不变,n1d12=n2d22保持单位体积能耗不变,n13d12=n23d23保持叶片端部切向速度nd不变,n1d1=n2d2保持搅拌器的流量和压头之比值不变,2009列举三种常用搅拌器并简要说明其特点旋桨式搅拌器:直径比容器小,转速较高,具有流量大压头低的特点,适用于低粘度液体。涡轮式搅拌器:直径为容器直径的0.30.5倍,转速较高,流量较小,压头较高,适用于低粘度或中等粘度(50Pas)的液体。大叶片低转速搅拌器:桨叶尺寸大,转速低,旋转直径约为0.50.8倍的搅拌釜直径,可用于较高粘度液体的搅拌。1-搅拌的目的是什么?混合(匀相);分散(液液、气液、液固);强化传热2-为什么要提出混合尺度的概念?因调匀度与取样尺度有关,引入混合尺度反映更全面3-旋桨式、涡轮式、大叶片低转速搅拌器各有何特长和缺陷旋桨式适用于宏观调匀,不适用于固体颗粒悬浮液;涡轮式适用于小尺度均匀,不适用于固体颗粒悬浮液;大叶片低速搅拌器适用于高粘度液体或固体颗粒悬浮液,不适用于低粘度液体混合4-选择搅拌器放大准则的基本要求是什么?混合效果与小式相符5-宏观混合与微观混合宏观混合是从设备尺度到微团尺度或最小漩涡尺度考察物系的均匀性;微观混合是从分子尺度上考察物系的均匀性6-影响搅拌功率的因素几何因素:搅拌器的直径d ;搅拌器叶片数、形状以及叶片长度l和宽度B ;容器直径D ;容器中所装液体的高度h ;搅拌器距离容器底部的距离h1 ;挡板的数目及宽度b物理因素:液体的密度、粘度、搅拌器转速n7-搅拌功率的分配等功率条件下,加大直径降低转速,更多的功率消耗于总体流动,有利于大尺度上的调匀;反之,减小直径提高转速,则更多的功率消耗于湍动,有利于微观混合。四章流体通过颗粒层的流动1998-试写出回转真空过滤机单位面积滤液量q与转速n,浸入面积分率以及过滤常数的关系式,说明过滤面积为什么用转鼓面积A而不用Aq=qe考察方法是跟踪法,所以过滤面积为A,而体现在过滤时间里2000-2002-2005-加快过滤速率的途径有哪些改变滤饼结构;改变悬浮液中的颗粒聚集状态;动态过滤2000-2003-2006-2009-数学模型实验研究方法的主要步骤简化物理模型;建立数学模型;模型检验,试验定模型参数。2001-在表面过滤方式中,何谓架桥现象在过滤操作开始阶段,会有部分颗粒浸入过滤介质网孔中,随着滤渣的逐步堆积而在介质上形成一个滤渣层即滤饼的现象。1999-2005-在考虑流体通过固定床流动的压降时颗粒群的平均直径以何为基准颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准因为流体在颗粒层内为爬流流动,流动阻力主要由颗粒层内固体表面积的大小有关,而颗粒形状并不重要2007-过滤速率与哪些因素有关过滤速率u=dq/d=中,u与均有关指导-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?K、qeK与压差,悬浮液浓度,滤饼比阻,滤液粘度有关;qe与过滤介质阻力有关恒压下才为常数指导-(以板框过滤机为例)简述如何通过实验测定过滤常数K、qe 安装过滤设备,配料,在恒压下测定不同时刻的滤液量V; 利用q=V/A将数据整理得到/q-q(或/ q-q)关系式; 用/q-q(或/ q-q)数据作图(或数据拟合) 将数据拟合成直线,根据直线斜率和截距求出过滤常数1-对什么而言?对生产能力(Q=V/)最大而言。Q在V图上体现为斜率,切线处可获最大斜率,即为2-当量直径通过试图将非球形颗粒以某种当量的球形颗粒代表,以使所考察的领域内非球形颗粒的特型与球形颗粒等效,这一球的直径成为当量直径 dev=3-形状系数任何非球形颗粒的形状系数均小于14-分布函数令某号筛子(尺寸为dpi)的筛过量(该筛号以下的颗粒质量的总合)占试样总量的分率为Fi,不同筛号的Fi与其筛孔尺寸dpi汇成的曲线,为分布函数特性:对应于某一尺寸dpi的Fi值表示直径小于dpi的颗粒占全部试样的质量分率;在该批颗粒的最大直径dp,max处,其分布函数为15-频率函数的特性(1)在一定粒度范围内的颗粒占全部颗粒的质量分率等于该粒度范围内频率函数曲线下的面积;原则上讲,粒度为某一定值的颗粒的质量分率为零。(2)频率函数曲线下的全部面积等于16-床层空隙率描述床层中颗粒堆积的疏密程度颗粒的形状,粒度分布都影响床层空隙的大小7-床层比表面单位床层体积(不是颗粒体积)具有的颗粒表面及为床层的比表面B=a(1-)7-叶滤机、板框压滤机叶滤机的主要构件是矩形或圆形滤液。操作密封,过滤面积较大(一般为20100),劳动条件较好,在需要洗涤时,洗涤液与滤液通过的途径相同,洗涤比较均匀。滤布不用装卸,一旦破损,更换较困难。密闭加压的叶滤机,结构比较复杂,造价较高。板框压滤机优点是结构紧凑,过滤面积大,主要用于过滤含固量多的悬浮液,缺点是装卸、清洗大部分藉手工操作,劳动强度较大。五章颗粒的沉降与流态化1998-流化床的压降与哪些因素有关流化床的压降等于单位界面床内固体的表观重量(即重量浮力),它与气速无关而始终保持定值。1998-斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何?应用的前提是什么?颗粒的加速段在什么条件下可忽略不计?Re2颗粒很小,很小1999-2007-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?含尘量升高。原因:气体黏度随温度升高而增加,沉降速度减小,沉降时间增加;温度升高,密度变小,气体质量不变则体积流量增加,停留时间减少。2000-评价旋风分离器性能的主要指标有哪两个?分离效率;气体经过旋风器的压降2001-简述旋风分离器性能指标中分割直径dpc的概念通常指经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径 2002-什么是颗粒的自由沉降速度当小颗粒在静止气流中降落时,随降落速度的增加,颗粒与空气的摩擦阻力相应增大,当阻力增大到等于重力与浮力之差时,颗粒所受合力为零,加速度为零,此后颗粒即以加速度为零时的瞬时速度等速降落,此时颗粒的降落速度称为自由沉降速度(Ut)2003-实际流化现象有哪两种,通常各自发生于什么系统散式流化,发生于液-固系统;聚式流化,发生于气-固系统2004-何谓流化床层的内生不稳定性,如何抑制(提高流化质量的常用措施)?床内某局部区域空穴的恶性循环。增加分布板阻力;加内部构件;采用用小直径宽分布的颗粒;采用细颗粒高气速的流化床2005-对于非球形颗粒,当沉降处于斯托克斯定律区时,试写出颗粒的等沉降速度当量直径de的计算式2006-气体中含有12微米直径的固体颗粒,应选用哪一种气固分离方法? 采用袋滤器指导除去液体中混杂的固体颗粒一般可采用什么方法,需要用到什么设备 沉降、过滤、离心分离 沉降槽、过滤机、离心机 注:液固分离最常规方法是过滤。颗粒直径小于1-2微米的分离问题属于困难问题。对于这类问题采用絮凝等特殊方法采用离心沉降;更小的颗粒需要采用管式高速离心机;反之较大的颗粒可采用重力沉降或旋流分离器。 气固分离最常规方法是旋风分离。一般能分离5-10微米,良好可达2微米。更小的属较难分离,需要采用袋滤器;更细的颗粒需采用电除尘器。1-曳力系数是如何定义的?它与哪些因素有关?与Rep=、有关2-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?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3-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?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4-广义流态化和狭义流态化的各自含义是什么?狭义流态化指操作气速u小于ut的流化床,广义流化床则包括流化床,载流床和气力输送5-气力输送有哪些主要优点?系统可密闭;输送管线设置比铺设道路更方便;设备紧凑,易连续化、自动化;同时可进行其他单元操作6-表面曳力,形体曳力剪力在流动方向上的分力延整个颗粒表面积分,得该颗粒所受剪力在流动方向上的总合压力在流动方向上的分力延整个颗粒表面积分,得该颗粒所受剪力在流动方向上的总合7-牛顿区500Rep2107时,给热系数与加热面的几何尺寸l无关,此称为自动模化区22-核状沸腾,膜状沸腾,临界点t2.2,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,旗袍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。23-蒸汽冷凝的两种形式膜状冷凝和滴状冷凝,后者给热系数比前者大510倍24-黑度实际物体与同温度黑体的辐射能力的比值 25-冷、热流体流动通道的选择原则不洁净和易结垢的液体宜在管程腐蚀性流体宜在管程压强高的流体宜在管内饱和蒸汽宜走壳程被冷却的流体宜走壳程若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将给热系数大的流体通入壳程流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜七章蒸发1998-2005-提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪? 提高沸腾集热系数;降低单程气化率;高速流体使污垢不易沉积1999-2007-什么是蒸发设备的生产强度 单位传热面的蒸发量U=W/A=Q/Ar2001-循环型蒸发器中,降低单程气化率的目的是什么降低溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象;缓加热面上结垢现象。2006-蒸发操作节能的措施多效蒸发;额外蒸汽的引出;二次蒸汽的再压缩(热泵蒸发);冷凝水热量的利用2007-提高蒸发器生产强度的途径有哪些?加大传热温差;提高蒸发器的传热系数;加热蒸汽的利用率1-蒸发操作不同于一般环热过程的主要点有哪些?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;与其他单元操作相比节能更重要2-为什么要尽可能扩大管内沸腾时的汽液环状流动的区域因为该区域的给热系数最大3-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,加热蒸汽压强以及冷凝器操作压强均相等单效间歇蒸发起先小,生产能力大4-多效蒸发的效数受哪些限制经济上限制:W/D的上升达不到与效数成正比,W/A的下降与效数成反比快;技术上限制:必须小于T-t0,而T-t0是有限的5-比较单效与多效蒸发之优缺点单效蒸发生产强度高,设备费用低,经济性低。多效蒸发经济性高八章吸收2004-化学吸收与物理吸收相比有何优点高的吸收选择性;较高的吸收速率;反应增加了溶质在液相的溶解度,减少了吸收用量;降低平衡浓度ye,可较彻底除去气相中很少量的有害气体。2009-什么是传质单元数NoG和传质单元高度HoG,两者分别于哪些因素有关 传质单元数NoG反映分离任务的难易,与物质的相平衡以及进出口的含量条件有关,与设备性能无关。 传质单元高度HoG表示完成一个传质单元所需的塔高,是吸收设备效能高低的反映。HoG与气液量的大小和总体积吸收系数有关。指导-对流传质的三个重要传质数学模型: 有效膜理论(双模理论):气液界面两侧各存在一层静止的气模和液膜,全部传质阻力集中在该两层静止膜中。属于稳态传质。KL与扩散系数D成正比。溶质渗透理论:流体在下流的过程中,每隔一段时间发生一次完全的混合,使液体的浓度均匀化。属于非定态传质。KL 与扩散系数D0.5成正比。表面更新理论:液体在流动过程中表面不断更新。属于非定态传质。KL与扩散系数D成正比。指导-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?目的是分离气体混合物;依据是气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同;操作费用主要为:气液两相流经吸收设备的能耗;溶剂再生费用;溶剂损失2-选择吸收溶剂的主要依据是什么?什么是溶剂的选择性?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,对其他组分溶解度小3-工业吸收过程气液接触的方式有哪两种?级式接触;微分接触4-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?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5-修伍德数,施密特数的物理含意是什么表征对流传质速率与扩散传质速率之比表征动量扩散系数与分子扩散系数之比6-传质理论中,有效膜理论与表面更新理论有何主要区别表面更新理论考虑到微元传质的非定态性7-传质过程中,何种情况为气相阻力控制?何种情况是液相阻力控制?mkykx时,液相阻力控制8-低含量气体吸收有哪些特点G,L为常量;等温过程;传质系数沿塔高不变9-什么是返混少量流体自身由下游返回至上游的现象10-吸收剂的进塔条件有哪三个要素?操作中调节这三要素,对吸收结果有何影响?T,X2,LT下降,X2下降,L上升均有利于吸收11-.高含量气体吸收的主要特点有哪些?G,L沿程变化;非等温;传质分数与浓度有关12-化学吸收过程中,何时成为容积过程?何时成为表面过程?快反应使吸收成表面过程;慢反应使吸收成容积过程13-何谓最小液气比,操作性计算中有无此类问题 指完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。无九章精馏2004-衡沸精馏和萃取精馏的主要异同点相同点:都加入第三组分改变相对挥发度区别:前者生成新的最低衡沸物,加入组分从塔顶出,后者不形成新衡沸物,加入组分从塔底出;操作方式前者可间隙,较方便;前者消耗热量在气化潜热,后者再显热,消耗热量较少指导-何谓全回流、最小回流比,全回流一般用在哪些场合,挟点恒浓区的特征是什么 精馏塔不进料也不出料,塔顶冷凝液全部回流,即全回流操作。全回流时,达到指定分离要求所需的理论板数最少。开工时为不稳定过程,为尽快达到分离要求采用全回流操作,然后再慢慢减小回流比至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车,科研实验中采用全回流操作测定板效率。最小回流比指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。1-恒摩尔流假设指什么?其成立的主要条件是什么?在没有加料,出料的情况下,塔段内的气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2-何谓轻关键组分,重关键组分?何谓轻组分,重组分?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3-平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同前者是连续操作且一级平衡;后者是间歇操作且瞬时一级平衡4-间歇精馏与连续精馏相比有何特点?适用于什么场合?操作灵活,适用于小批量物料分离5-什么是理论板,默弗里板效率有什么含义?理论板指离开该板的汽液两相达相平衡的理想化塔板默弗里板效率表示经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。7-何谓灵敏板 塔板温度对外界干扰反应最灵敏的塔板。8-q值含义为一摩尔加料加热至饱和气体所需热量与摩尔汽化潜热之比,表明加料热状态。 加料状态:过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液混合物、饱和液体、冷夜9-蒸馏的目的是什么?蒸馏操作的基本依据是什么?分离液体混合物液体中各组分挥发度不同10-蒸馏的主要费用花费加热和冷却的费用11-何谓泡点,露点?对于一定的组成和压力,两者大小关系如何?泡点指液相混合物加热至出现第一个气泡时的温度;露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。露点大于或等于泡点12-非理想物系何时出现最低衡沸点?何时出现最高衡沸点?强正偏差;强负偏差13-最适宜回流比的选取须考虑哪些因素?设备费,操作费之和最小14-如何选择多组分精馏的流程方案考虑经济上优化,物性,产品纯度15-何谓清晰分割法、全回流近似法清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零,重组分在塔顶的浓度为零。 全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近。十章传质设备1998-何谓气液传质板式塔操作中的转相点指由泡沫状态转为喷射状态的临界点1999-2002-综合评价塔板优劣的标准有哪些通过能力大;塔板效率高;塔板压降小;操作弹性大;结构简单成本低2001-2005-筛板塔的气液接触状态有哪三种,各有何特点鼓泡接触状态:气量低,气泡数量少,液层清晰;泡沫接触状态:气量大,液体大部分以叶膜形式存在于气泡之间,但仍为连续相;喷射接触状态:气量很大,液体以液滴形式存在,气相为连续相2002-2007-何谓等板高度HETP分离效果相当于一块理论板的填料层高度2003-2004-2005-2007-何谓载点,泛点?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2004-2006-板式塔的不正常操作现象有哪几种夹带液泛,溢流液泛,漏液2006-填料塔和板式塔各用于什么场合填料塔操作范围小,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,较易处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料,能适应真空操作;板式塔适合要求操作范围大,易聚合或含固体悬浮物,处理量达,设计要求比较准确的场合2007为什么实际塔板的默弗里板效率会大于1 实际塔板上液体并不是完全混合的,而理论塔板的定义是以液体完全返混为基础的。2007湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同 前者考虑了夜沫夹带对板效率的影响,可用表观操作线进行问题的图解求算,而后者没有。2009气液传质设备中常用的三种除沫器 折板除沫器、丝网除沫器、旋流板除沫器1-板式塔的设计意图是什么?对传质过程有利的理想流动条件是什么?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2-板式塔内有哪些主要的非理想流动?空间上的反向流动:液沫夹带、气泡夹带;空间上的不均匀流动:气体的不均匀流动、液体的不均匀流动3-夹带液泛和溢流液泛有何区别前者是过量液沫夹带引起的后者是由溢流管降液能力的限制造成的4-筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束?何谓操作弹性?过量液沫夹带,漏液,溢流液泛,液量下限,液量上限操作弹性是指上、下操作极限的气体流量之比5-什么系统喷射状态操作有利?什么系统泡沫状态操作有利?用X表示重组分摩尔分率,且重组分从气相传至液相时,喷射状态对负系统有利,泡沫状态对正系统有利6-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?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7-为什么即使塔内各板效率相等,全塔效率在数值上也不等于板效率? 因为两者定义基准不同,全塔效率以所需理论板数为基准定义的,而板效率是以单板理论增浓度为基准定义的。十一章萃取1998-什么是萃取塔设备的特性速度萃取塔的特性速度是由物性及液滴尺寸决定的常数,与操作条件即空塔速度无关1998-2001-2006-2009-何谓选择性系数?=(yA/yB)/(xA/xB)=1时不可用萃取方法分离;=无穷大时,组分B,S为完全不互溶物系(B不溶于溶剂S中)1999当两相流量比相差很大且所选用的设备可能产生严重的轴向混合时,应将哪一相作为分散相,为什么? 应将流量小的一相作为分散相;原因:为减小轴向混合的影响2000-液夜传质设备的主要技术性能有哪些?与设备尺寸有何关系?两相极限通过能力;设备的传质速率(传质系数Kya或HETP)前者决定了设备的直径,后者决定了塔高2001-2009-简述萃取过程(三元物系)中临界混融点、选择性系数相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点2002-2003-2005-萃取过程中选择溶剂的必要条件(基本要求)与被分离混合物不完全互溶;具有选择性(对A、B组分具有不同的溶解度)2007-什么是超临界萃取?基本流程是怎样的?用超过临界温度临界压力状态下的气体作为溶剂萃取待分离混合物的溶质,再采用等温变压或等压变温等方法将溶质与溶剂分离的单元操作。(用超临界流体进行萃取。)基本流程:等温变压;等压变温;吸附吸收法;添加惰性气体的等压法2009分配系数的概念 K=yA/xA =萃取相中组分A的质量分数/萃余相中组分A的质量分数1-萃取的目的是什么?原理是什么?分离液夜混合物。各组分溶解度的不同2-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;萃取较小,使不易分相,设备变得复杂3-什么情况下选择萃取分离而不选择精馏出现共沸,或;低浓度;热敏性物料4-萃取温度高些好还是低些好温度低,BS互溶度小,相平衡有利些,但粘度等对操作不利,要适当选择5-临界滞液率,液泛,两相极限速度液泛为两相速度达到极大时,部分分散相液滴被连续带走,而使分散相流量减少的状况;临界滞液率为液泛时的分散相滞液率;两相极限速度为两相的空塔速度。6-何谓界面骚动现象?他对液夜传质过程有何影响?指因传质引起界面张力分布不均造成的界面不规则运动影响:提高传质系数,影响液滴的合并和分散7-分散相的选择应考虑哪些因素?的正负,两相流量比,粘度,润湿性,安全性8-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类?在液膜两边同时进行萃取和反萃取。乳状液膜;支撑液膜9-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0时,dc(分散相向连续相传质)有利于液滴分散。当0时,cd(连续相向分散相传质)有利于液滴分散。10-分散相的选择应考虑的问题: 当两相流量比相差较大时,为增加相际面积,一般将流量大者作为分散相; 当两相流量比相差较大且可能严重轴向混合时,为减小轴向混合,流量小者作为分散相; 为减小液滴尺寸并增加液滴表面湍动,0时,分散相的选择应使溶质从液滴向连续相传递,0时,则从连续相向液滴传递; 为提高设备能力,减小塔径,将粘度大的液体作为分散相; 对于填料塔、筛板塔等传质设备,将湿润性较差的液体作为分散相; 从成本和安全考虑,应将成本高和易燃易爆的液体作为分散相。十二章其他传质分离方法2003-吸附分离常用吸附剂活性碳,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂2003简述膜分离的基本原理,有哪几种常用的膜分离过程?原理:利用固体膜对流体混合物各组分的选择性渗透,实现分离反渗透,超滤,电渗析,气体渗透分离2007-2009-何谓固定床吸收器的透过曲线、透过点、饱和点 透过曲线指出口浓度随时间的变化曲线。 透过点为透过曲线中出口浓度达5%进口浓度时对应的点。 饱和点为出口浓度达到95%进口浓度时对应的点。2009晶核的成核机理有哪几种,一般工业采用哪一种 初级均相成核;初级非均相成核;二次成核 一般工业结晶主要采用二次成核。2009何谓负荷曲线、浓度波 负荷曲线是指床层中吸附相浓度沿流体流动方向的变化曲线。 浓度波为液体中的吸附质浓度沿轴向的变化波形称。指导-什么是膜分离过程,有何特点,分离过程对膜有哪些基本要求?膜分离过程指利用固体膜对流体混合物中各组分的选择性渗透从而实现各个组分的过程。特点:不发生相变化,能耗低;常温操作,适用范围广;装置简单,操作方便基本要求:分离透过特性(截留率、透过速率、截留分子量)好;足够的机械强度和化学稳定性1-结晶有哪几种基本方法溶液,结晶操作的基本原理溶液结晶,熔融结晶,升华结晶,反应沉淀。溶液的过饱和2-溶液结晶操作有哪几种方法造成过饱和度?冷却,蒸发浓缩3-与精馏相比,结晶操作有哪些特点分离纯度高,温度低,相变热小4-什么是在结晶现象小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象5-选择结晶设备考虑因素溶解度曲线的斜率,能耗,物性,产品粒度,处理量6-什么是吸附现象?基本原理流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象原理:吸附剂对流体中各组分选择性的吸附7-工业吸附对吸附剂有哪些要求内表面大;活性高;选择性高;有一定的机械强度和物理特性;化学稳定性、热稳定性好;价廉易得8-吸附过程有哪几个传质步骤外扩散,内扩散,吸附9-传质扩散方式有哪几种?分子扩散;努森扩散;表面扩散;固体扩散10-常用的吸附分离设备有哪几种类型固定床吸附器;釜式吸附器;流化床吸附器;连续式吸附设备11-常用的膜分离其有哪些类型?平板式,管式,螺旋卷式,中空纤维式12-何谓浓度极化,减轻方法有哪些反渗透过程中大部分溶质在膜表面截留,从而在膜的一侧形成溶质的高浓度区,当过程达到定态时料液侧膜表面溶液的浓度显著高于主体溶液浓度的现象。减轻浓度极化方法:提高传质系数措施:提高料液流速;增加湍动程度(采用内插件,加脉冲流动)13-超滤及其分离机理 超滤是指以压差为推动力,用固体多孔膜截留混合物中的微粒和大分子溶质而使溶质通过膜的分离作用。 机理:多孔膜表面的筛分作用。14-何谓电渗析,其分离机理,阳膜、阴膜特点以电位差为推动力利用离子交换膜的选择透过性使溶夜中的离子做定向移动以达到脱除或富集电解质的膜分离操作。机理:离子交换膜使电解质离子选择性透过阳膜:带正电,只允许阴离子通过阴膜:带负电,只允许阳离子通过15-气液混合物膜分离及其机理在压差作用下不同种类气体在通过膜时
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