华东理工大学历年化工原理简答题答案

1997 简答题答案 1 搅拌器应该具有哪两种功能 为达到均匀混合 搅拌器应具有两种功能 即在釜内形成一个循环流动 称为 总体流动 同时希望产生强剪切或湍动 液体在容器内做循环运动 搅拌器对 单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上 增加循环回路的 阻力损失即提高液流的湍动程度 可以采取的措施有 提高搅拌器的转速 搅 拌器可以提高较大的压头 阻止容器内液体的圆周运动 在搅拌器内加挡流板 破坏循环回路的对称性 安装导流筒来抑制圆周运动的扩展 严格控制流动方 向 既消除短路现象又有助于消除死区 2 过滤速率与哪些物性因素 操作因素有关 过滤的技术改进包括两个方面 寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质 加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力 可以采用以下方法 1 改变滤饼结 构如空隙率 可压缩性 常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压 缩 2 改变悬浮液中颗粒聚集状态 过滤之前先将悬浮液处理 使分散的颗粒聚集 成较大颗粒 其方法是 加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接 形成多个 颗粒组成的絮团 在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩 颗粒间借 助范德华力凝聚在一起 3 动态过滤 采用多种方法 如机械的 水力的或电 场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法 3 流体流动边界层脱体分离的两个条件是什么 1 逆压梯度 2 外层流体能量来不及传入边界层 边界层脱体的后果是 1 产 生大量漩涡 2 造成较大的能量损失 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 00 TT t T t 必须小于而是有限的 5 简述板式塔的夹带液泛和溢流液泛现象 夹带液泛 同样气速下 e 使 液层厚度 形成恶性循环 溢流液泛 因降液管通过能力的限制而引起的液泛 6 简述填料塔的载点和泛点 载点 空塔气速 u 达到 ul后 气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液 体顺利流下 使填料表面持液量增多 占去更多空隙 气体实际速度与空塔气 速的比值显著提高 故压力降比以前增加得快 这种现象称载液 L 点称载点 泛点 F 空塔气速增大到 UF后 压力降与 u 成垂直关系 表明上升气体足 以阻止液体下流 于是液体充满填料层空隙 气体只能鼓泡上升 随之液体被 气流带出塔顶 塔的操作极不稳定 甚至被完全破坏 这种现象称液泛 F 点 称泛点 1998 简答题答案 1 简述搅拌器中加挡流板或导流筒的主要作用是什么 加挡板 有效地阻止容器内圆周运动 提高混合效果 导流筒 严格控制了流体运动方向 即消除了短路现象又有助于消除死区 抑 制圆周运动的扩展 增加了湍动程度 提高混合效果 2 试写出回转真空过滤机单位面积滤液量 转速 浸入面积分率以及过滤常数 的关系式 并说明过滤面积为什么用转鼓面积 A 有 1 s 22 2 P 2 r e VVVKAK 由 2 2 e qqK q n 2 ee qkqq 3 当沉降处于斯托克斯定律区时 试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径的 计算式 则有 2 u 18 pp t gd p 18 d t p u g 4 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位内固定床的表观质量 它与气 P P mg P A 速无关而始终保持定值 5 蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些 蒸发器提高液体循环速度的重要性不仅在于提高沸腾给热系数 其主要用意在 于降低单程气化率 在同样蒸发能力下 单位时间的溶剂气化量 循环速度越 大 单位时间通过加热管的液体量就越多 溶液一次通过加热管后气化的百分 数 气化率 也越低 溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象可以减轻 加 热面上结垢现象可以延缓 溶液浓度越高 为减少结垢所需要循环速度越大 6 简述什么是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 7 何谓萃取操作的选择性系数 什么情况下 择性系数是指 B B y x A A y x 可见时不可以用萃取方 AA BB A B k k 萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数 萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数 1 法分离 时 组分 S B 完全不互溶 8 什么是转盘萃取塔的特性速度 萃取塔的特性速度是指由物料及液滴尺寸决定的常数 与操作条件即空塔气速 无关 K 2 u 1 1 CD uu 9 在连续干燥之前用预热器加热空气 被加热空气所获得的热量 Q 按其去向可 分为哪四项 干燥器热效率定义为哪些项之比 消耗于四个方面 气化水分所消耗的热量 物料升温所带走的热 废气离开干 燥器时带走的热量 热量损失 10 提高连续干燥器的热效率的措施有哪些 干燥器效率 措施 1 提高预热温度 12 Q Q Q Q 补 Q 指预热器中所获得的热量 2 降低废气出口温度 3 进行中间加热 4 废气再循环 1999 简答题答案 1 何谓流线 何谓轨线 为什么流线互不相交 轨线 某一流体质点的运动轨迹 描述的是同一质点不同时刻的位置 轨线 表示的是同一瞬间不同质点的速度方向连线 描述空间任一点的状态 2 简述往复泵的水锤现象 往复泵的流量调节方法有几种 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 1 旁路调节 2 改变曲柄转速和活塞行程 3 搅拌器应具有哪两种功能 为达到均匀混合 搅拌器应具有两种功能 即在釜内形成一个循环流动 称为 总体流动 同时希望产生强剪切或湍动 液体在容器内做循环运动 搅拌器对 单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上 增加循环回路的 阻力损失即提高液流的湍动程度 可以采取的措施有 提高搅拌器的转速 搅 拌器可以提高较大的压头 阻止容器内液体的圆周运动 在搅拌器内加挡流板 破坏循环回路的对称性 安装导流筒来抑制圆周运动的扩展 严格控制流动方 向 既消除短路现象又有助于消除死区 4 在考虑流体通过固定床流动的压降时 颗粒平均直径是按什么规则定义的 为什么 以表面积相等为基准 因为流体在颗粒内为爬流流动 流动阻力主要与颗粒层 内固体表面积的大小有关 而颗粒形状并不重要 5 因某种原因使降尘的含尘气体温度降低 若气体的质量流量不变 含尘情况 不变 则降尘室的气体出口的含尘量将上升还是下降 导致此变化的原因是什 么 含尘量将变大 1 气体温度升高 粘度上升 沉降速度下降 2 气体温度升 高 则体积流量上升 导致停留时间减少 6 影响辐射传热的因素有哪些 温度的影响 辐射热流量正比于温度四次方之差 几何位置的影响 角系数对 两物体间的辐射传热有重要影响 表面黑度的影响 通过改变表面黑度的方法 可以强化或减弱辐射传热 辐射表面之间介质的影响 7 综合评价塔板性能的标准是什么 衡量塔板性能优劣的标准 一般包括两个方面 1 塔板的效率 点效率 莫弗 里板效率等 2 生产能力 即可通过气液两相负荷的大小 塔板效率高 传 质效果好 塔顶和塔底的产品质量高或者多用的塔板数少 塔的压降就低 耗 能较少 允许通过的气液两相流量很大 塔的生产能力就大 满足生产量的塔 径较小 8 当两相流量比相差很大时 而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向 返混 此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相 应将流量小的一相作为分散相 原因 减少轴向混合的影响 9 何谓平衡水 自由水 结合水和非结合水 它们之间有何关系 结合水指借化学和物理学力与固体相结合的水分 非结合水是指机械的附着于 固体表面或颗粒堆层中的大空隙中的水分 两者与固体物料性质有关 而与空 气状态无关 两者的区别是表观的平衡蒸汽压不同 自由水指所有能够被指定状态的空气带走的水分 平衡水是指在指定空气条件 下不能被干燥依然存在于物料之中的一部分结合水 两者与空气的状态和物料 性质有关 10 何谓蒸发设备的生产强度 单位面积的传热量 1 提高传热温差 2 提高蒸发器的传热温差 3 加热蒸汽 的利用率 2000 简答题答案 1 功能校正曲线为什么总是大于 等于 1 说明理由 根据 可知流体界面速度分布越均匀 越小 可以认为湍流速度 3 3 A 1 u dA A 分布是均匀的 代入上式 得接近于 1 2 大小不一的搅拌器能否使用同一条曲线 为什么 只要几何相似就可以使用同一条功率曲线 因为无因次化之后 使用这一条件 3 简述数学模型法规划实验的主要步骤 数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解 按以下步骤进行 1 将复杂真实过程本身简化成抑郁病用数学方程式描述的物理模型 2 对所得到 的物理模型进行数学描述即建立数学模型 3 通过实验对数学模型的合理性进 行检验并测定模型参数 4 加快过滤速率有几种途径 过滤的技术改进包括两个方面 寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质 加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力 可以采用以下方法 1 改变滤饼结 构如空隙率 可压缩性 常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压 缩 2 改变悬浮液中颗粒聚集状态 过滤之前先将悬浮液处理 使分散的颗粒聚集 成较大颗粒 其方法是 加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接 形成多个 颗粒组成的絮团 在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩 颗粒间借 助范德华力凝聚在一起 3 动态过滤 采用多种方法 如机械的 水力的或电 场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法 5 评价旋风分离器性能的主要指标有哪些 分离效率和压力降 6 简述辐射传热中黑体和灰体的概念 吸收率等于 1 的物体称为黑体 对各种波长辐射能均能以相同吸收率吸收的理 想物体 7 液液萃取设备的主要技术性能有哪些 1 两相极限通过能力 2 设备的传质速率 前者决定了设备的直径 后者决定 了塔高 2001 简答题答案 1 流动过程中 稳定性指什么 定态性指什么 稳定性指系统对外界扰动的反应 定态性指有关运动参数随时间的变化情况 2 简述因次分析的实验研究方法的主要步骤 因次分析法是将多变量函数整理为简单的无因次数群的函数 然后通过实验归 纳整理出算图或准数关系式 从而大大减少实验工作量 同时也容易将实验结 果应用到工程计算和设计中 步骤如下 1 找出影响过程的独立变量 2 确 立独立变量所涉及的基本因次 3 构造因变量和自变量的函数式 通常以指数 方程的形式表示 4 用基本因次表示所有独立变量的因次 并找出各独立变量 的因次式 5 依据物理方程的因次一致性原则和 定理得到准数方程 6 通 过实验归纳总结准数方程的具体函数式 3 在表面过滤方式中 何谓架桥现象 在过滤操作开始阶段 会有部分颗粒进入过滤介质网孔中 随着滤渣的逐步积 累而在介质上形成一个滤渣层即滤饼的现象 4 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 5 液体沸腾的必要条件是什么 必要条件是加热表面有气化核心 加热液体有过热度 6 循环蒸发器中 降低单程气化率的目的是什么 1 降低溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象 2 缓解加热面上的结垢现象 7 筛板塔的气液接触状态有哪三种 各有什么特点 1 鼓泡接触状态 当孔速较低时 通过筛孔的气流断裂成气泡在板上液层中浮 升 塔板上存在大量的清液 气泡数量不多 板上液层表面十分清晰 该状态 时两相接触面积为气泡表面 由于气泡数量较少 气泡表面的湍动程度较低 传质阻力较大 2 泡沫接触状态 随着孔速的增加 气泡数量急剧增加 气泡表面连成一片并 且不断发生合并与破裂 板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间 仅在靠 近塔板表面处才能看到少许清液 该状态下液体仍为连续相 气体仍为分散相 两相传质表面是面积很大的液膜 此液膜不同与因表面活性剂的存在而形成的 稳定泡沫 它高度湍动而且形成的稳定泡沫 它高度湍动而且不断合并和破裂 3 喷射接触状态 当孔速继续增加 动能很大的气体从筛孔以射流形式穿过液 层 将板上液体破碎成许多大小不等的液滴而抛于塔板上方空间 被喷射出去 的液滴落下以后 在塔板上汇聚成很薄的液层并再次被破碎成液滴抛出 该状 态时液体为分散相而气体为连续相 两相传质面积是液滴的外表面 且液滴多 次形成与合并使传质表面不断更新 8 简述萃取 三元物系 过程中的临界混溶点 选择性系数 相平衡的两相无限趋近变成一相时所对应的点 选择性系数是指 B B y x A A y x 可见时不可以用萃取方 AA BB A B k k 萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数 萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数 1 法分离 时 组分 S B 完全不互溶 10 简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响 固体物料在恒速干燥阶段终了时的含水量称为临界含水量 临界含水量不但与 物料本身的结构 分散程度有关 也受干燥介质 流速 温度 湿度 的影响 物料分散越细 临界含水量越低 等速干燥阶段的干燥速率越大 临界含水量 越大 2002 简答题答案 1 层流与湍流的本质区别 湍流的基本特征是出现了径向的速度脉动 当流体在管内层流流动时 只有轴 向速度而无径向速度 牛顿型流体服从牛顿粘性定律 然而在湍流时 流体质 点沿着管道流动的同时还出现了径向的随机脉动 这种脉动加速了径向的动量 热量和质量的传递 动量的传递不仅起因于分子运动 且来源于流体质点的横 向脉动 2 非牛顿流体中 塑性流体的特点是什么 含固体较多的悬浮液常表现出塑性的力学特征 即只有当施加的剪应力大于某 一临界值 屈服应力 之后才开始流动 流动发生后 通常具有剪切力稀化性 质 也可能在某一剪切率范围内具有剪切增稠现象 3 搅拌器的两个功能是什么 改善搅拌效果的工程措施是什么 为达到均匀混合 搅拌器应具有两种功能 即在釜内形成一个循环流动 称为 总体流动 同时希望产生强剪切或湍动 液体在容器内做循环运动 搅拌器对 单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上 增加循环回路的 阻力损失即提高液流的湍动程度 可以采取的措施有 提高搅拌器的转速 搅 拌器可以提高较大的压头 阻止容器内液体的圆周运动 在搅拌器内加挡流板 破坏循环回路的对称性 安装导流筒来抑制圆周运动的扩展 严格控制流动方 向 既消除短路现象又有助于消除死区 4 加快过滤速率的途径有哪些 过滤的技术改进包括两个方面 寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质 加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力 可以采用以下方法 1 改变滤饼结 构如空隙率 可压缩性 常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压 缩 2 改变悬浮液中颗粒聚集状态 过滤之前先将悬浮液处理 使分散的颗粒聚集 成较大颗粒 其方法是 加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接 形成多个 颗粒组成的絮团 在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩 颗粒间借 助范德华力凝聚在一起 3 动态过滤 采用多种方法 如机械的 水力的或电 场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法 5 什么是颗粒的自由沉降速度 静止液体中 设颗粒的初速度为 0 在重力或离心力作用下沿重力方向或离心 力方向作沉降运动 随着下降速度的的增加 加速度逐渐减小 当加速度等于 0 时 颗粒将以恒定不变的速度 Ut 继续下降 此时的速度即为颗粒的自由沉降 速度 6 简述辐射传热中灰体的概念 把实际物体当成是对各种波长辐射能均能同样吸收的理想物体 这种理想物体 即为灰体 在一定温度下 灰体辐射能力和吸收速率的比值等于同温度下黑体 的辐射能力 7 简述填料塔等板高度 HETP 的概念 在填料塔中 分离效果相当于一块理论板的填料层高度即为填料塔的等板高度 8 简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些 溶剂不能与被分离混合物完全互溶 只能部分互溶 溶剂具有选择性 即对溶质和稀释剂有不同的溶解能力 9 恒速干燥阶段的湿料表面温度是什么温度 为什么 恒速干燥阶段湿物料表面即空气的湿球温度 恒速干燥阶段物料的非结合水无 论其数量多少 所表现的性质均与液态纯水相同 此时气固接触类似于大量空 气与少量水接触一样 经较短的接触时间后 物料表面即为空气的湿球温度 且不变 10 简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准 衡量塔板性能优劣的标准 一般包括两个方面 1 塔板的效率 点效率 莫弗 里板效率等 2 生产能力 即可通过气液两相负荷的大小 塔板效率高 传 质效果好 塔顶和塔底的产品质量高或者多用的塔板数少 塔的压降就低 耗 能较少 允许通过的气液两相流量很大 塔的生产能力就大 满足生产量的塔 径较小 2003 简答题答案 1 什么是流体的边界层 边界层分离的条件是什么 由于流体粘性的作用 靠近壁面的流体将相继受阻而降速 随着流体沿壁面前 流动 流速受影响的区域逐渐扩大 而流速降为未受边璧影响的 99 以内的区 域即为边界层 流道扩大时就会造成逆压梯度 逆压梯度及壁面附近的粘性摩擦是引起边界层 分离的两个必要因素 但并不是只要存在逆压梯度就会发生边界层分离现象 而是取决于逆压梯度与剪应力梯度之比值是否够大 若其比值为 10 12 将会 发生形体阻力 产生边界层分离 2 非牛顿流体中 震凝性流体的特点是什么 当一定的剪应力作用时间够长时 流体粘度随着剪应力作用时间增长而增长 3 搅拌器按照工作原理可分为几类 各类搅拌器的特点是什么 一类是以旋桨式为代表 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做轴向和切向运动 另一类是以涡轮式为代表 其工作原理与离心泵叶轮相似 液体在搅拌釜内主要做径向和切向运动 具有 流量小 压头较高的特点 4 简述数学模型实验研究方法的主要步骤 数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解 按以下步骤进行 1 将复杂真实过程本身简化成抑郁病用数学方程式描述的物理模型 2 对所得到 的物理模型进行数学描述即建立数学模型 3 通过实验对数学模型的合理性进 行检验并测定模型参数 5 实际流化现象有哪两种 各发生于什么系统 从床内流体和颗粒的运动情况来看 实际存在两种截然不同的流化现象 散式流化 一般发生于液固系统 散式流化床接近理想流化床 聚式流化 一般发生在气固系统 聚式流化没有散式流化那样平稳 而是频繁 的起伏波动 6 简述填料载点和泛点的概念 载点 空塔气速 u 达到 ul后 气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液 体顺利流下 使填料表面持液量增多 占去更多空隙 气体实际速度与空塔气 速的比值显著提高 故压力降比以前增加得快 这种现象称载液 L 点称载点 泛点 F 空塔气速增大到 UF后 压力降与 u 成垂直关系 表明上升气体足 以阻止液体下流 于是液体充满填料层空隙 气体只能鼓泡上升 随之液体被 气流带出塔顶 塔的操作极不稳定 甚至被完全破坏 这种现象称液泛 F 点 称泛点 7 液液萃取溶剂的必要条件有哪些 溶剂不能与被分离混合物完全互溶 只能部分互溶 溶剂具有选择性 即对溶质和稀释剂有不同的溶解能力 8 吸附分离常用吸附剂有哪些 化工生产中常用天然和人工制作两种吸附剂 天然矿物吸附剂有硅藻土 白土 天然沸石等 人工吸附剂有活性炭 硅胶 活性氧化铝 合成沸石和天然沸石分子筛 9 简述膜分离的基本原理 利用固体膜对液体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法通 称膜分离 其过程推动力是膜两侧的压差或电位差 2004 简答题答案 1 动量守恒和机械守恒应用于流体流动时 二者关系如何 两者都是从牛顿第二定律出发导出 都反映流体流动各运动参数的变化规律 流体流动都同时遵循这两个规律 但在实际场合却各有不同 当机械能守恒应 用于实际流体时 由于流体的粘性导致机械能的耗损 因此机械能衡算将出现 能量损失 但是动量守恒却不同 它只能将力和动量变化率联系起来 并未涉 及能量和耗损问题 因此在实际流体中 当机械能耗损无法确定时 机械能衡 算不能有效应用时 可用动量守恒定律来确定各运动参数之间的关系 但必须 有一个前提 控制体内流体所受作用力能够正确地确定 或者主要的外力可以 确定而次要的外力可以忽略 反之 当重要的外力不能确定 而阻力能从其他 途径求得 或阻力可以忽略 则机械能衡算式可以有效的解决问题 但最终需 借助实验对所得的关系式进行校正 2 简述因次分析法规划实验的主要步骤 因次分析法是将多变量函数整理为简单的无因次数群的函数 然后通过实验归 纳整理出算图或准数关系式 从而大大减少实验工作量 同时也容易将实验结 果应用到工程计算和设计中 步骤如下 找出影响过程的独立变量 确立独立 变量所涉及的基本因次 构造因变量和自变量的函数式 通常以指数方程的形式表示 用基本因次表示 所有独立变量的因次 并找出各独立变量的因次式 依据物理方程的因次一致 性原则和 定理得到准数方程 通过实验归纳总结准数方程的具体函数式 3 简述搅拌过程中强化湍动的主要措施 湍流中湍动强度虽然难以直接测量 但可以从搅拌器所产生的压头大小反映出 来 液体在容器内做循环流动 搅拌器对单位重量流体所提供的能量必定全部 消耗在循环回路的阻力损失上 增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程 度 可以采取的措施有 提高搅拌器的转速 搅拌器可以提高较大的压头 阻 止容器内液体的圆周运动 在搅拌器内加挡流板 破坏循环回路的对称性 安 装导流筒来抑制圆周运动的扩展 严格控制流动方向 既消除短路现象又有助 于消除死区 4 影响颗粒沉降速度的因素有哪些 对于固定的液固系统 物性粘度 密度 和颗粒密度都是定值 单个球形颗粒 的沉降速度只与粒径有关 实际中还应考虑下列各因素 干扰沉降 端效应 分子运动 非球形 液滴或气泡的运动等 5 何谓流化床层内不稳定性 如何抑制 设有一正常操作的流化床 由于某种干扰在床内某区域出现一个空穴 该处床 层密度即流动阻力必然减小 附近的气体便优先从此通道的空穴而通过 空穴 处气体流量的急剧增加 可将空穴处顶部更多颗粒推开 从而空穴变大 空穴 变大又使该处阻力进一步减小 气体流量进一步增加 从而产生恶性循环 这 种恶性循环称为流化床层内发生不稳定性 为抑制流化床的这一不利因素 通常采取以下措施 设计适当升空率和压降的 分布板来增加分布板的阻力 设置水平挡板或垂直构件的内部构件 采用小直 径 宽分布的颗粒 采用细颗粒 高气速流化床 6 影响辐射传热的主要因素有哪些 温度的影响 辐射热流量正比于温度四次方之差 几何位置的影响 角系数对 两物体间的辐射传热有重要影响 表面黑度的影响 通过改变表面黑度的方法 可以强化或减弱辐射传热 辐射表面之间介质的影响 7 化学吸收和物理吸收相比有何优点 化学反应提高了吸收的选择性 加快了吸收速率 从而减少了设备容积 反应 增加了溶质在液相的溶解度 减少吸收剂用量 反应降低了溶质在气相中的平 衡分压 可以彻底除去气相中很少量的有害气体 8 简述恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点 共同点 都是在被分离溶液中加入某种添加剂改变溶液中各组分间的相对挥发 度而实现分离的 差别在 恒沸精馏添加剂必须与被分离组分形成恒沸物 而 萃取精馏则无此限制 故萃取精馏添加剂的选择范围较广 恒沸精馏的添加剂 被气化由塔顶蒸出 此项潜热消耗较大 其经济性不及萃取精馏 由于萃取必 须不断由塔顶加入 而萃取精馏不能简单地用于间歇操作 而恒沸精馏可以大 规模连续生产甚至实验室小型精馏均能方便的操作 9 板式塔的不正常现象有哪些 夹带液泛 对一定的液体流量 当气速增加至某一定数值时 塔板上必将出现 恶性循环 板上液层不断增厚而不能达到平衡 最终液体将充满全塔 并随气 体从塔顶溢出 溢流液泛 因降液管通过能力的限制而引起的液泛 漏液 液体在板上与垂直向上的气体进行错流接触由降液管流下 当气速较小 时 部分液体从筛孔直接落下的现象 10 简述填料载点和泛点的概念 载点 空塔气速 u 达到 ul后 气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液 体顺利流下 使填料表面持液量增多 占去更多空隙 气体实际速度与空塔气 速的比值显著提高 故压力降比以前增加得快 这种现象称载液 L 点称载点 泛点 F 空塔气速增大到 UF后 压力降与 u 成垂直关系 表明上升气体足 以阻止液体下流 于是液体充满填料层空隙 气体只能鼓泡上升 随之液体被 气流带出塔顶 塔的操作极不稳定 甚至被完全破坏 这种现象称液泛 F 点 称泛点 2005 简答题答案 1 非牛顿型流体中 塑性流体的特点是什么 含固体较多的悬浮液常表现出塑性的力学特征 即只有当施加的剪应力大于某 一临界值 屈服应力 之后才开始流动 流动发生后 通常具有剪切力稀化性 质 也可能在某一剪切率范围内具有剪切增稠现象 2 列举三种搅拌器放大的准则 搅拌器的所有放大准则应能保证在放大时混合效果保持不变 对不同的搅拌过 程和搅拌目的 有以下放大准则可供选择 1 保持搅拌雷诺数不变 2 保持单 位体积耗能 P V 相同 3 保持叶片端部切向速度不变 4 保持搅拌器的流量和压 头之比值即 q H 不变 3 加快过滤速率的途径有哪些 过滤的技术改进包括两个方面 寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质 加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力 可以采用以下方法 1 改变滤饼结 构如空隙率 可压缩性 常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压 缩 2 改变悬浮液中颗粒聚集状态 过滤之前先将悬浮液处理 使分散的颗粒聚集 成较大颗粒 其方法是 加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接 形成多个 颗粒组成的絮团 在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩 颗粒间借 助范德华力凝聚在一起 3 动态过滤 采用多种方法 如机械的 水力的或电 场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法 4 对于非球形颗粒 当沉降处于斯托克斯定律区时 写出颗粒的等沉降速度当 量直径的计算式 则有 2 u 18 pp t gd p 18 d t p u g 5 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 为什么 颗粒的平均直径以比表面积相等为原则来定义的 由于固体颗粒尺寸较小 流 体在颗粒层内的流动时极其缓慢的爬流 无边界脱体现象发生 流动阻力主要 有颗粒层内的固体表面积的大小来决定 而颗粒的形状并不重要 因此应以比 表面积相等作为原则 确定实际颗粒群的平均直径 6 蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些 蒸发器提高液体循环速度的重要性不仅在于提高沸腾给热系数 其主要用意在 于降低单程气化率 在同样蒸发能力下 单位时间的溶剂气化量 循环速度越 大 单位时间通过加热管的液体量就越多 溶液一次通过加热管后气化的百分 数 气化率 也越低 溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象可以减轻 加 热面上结垢现象可以延缓 溶液浓度越高 为减少结垢所需要循环速度越大 7 筛板塔的气液接触状态有哪三种 各有什么特点 1 鼓泡接触状态 当孔速较低时 通过筛孔的气流断裂成气泡在板上液层中浮 升 塔板上存在大量的清液 气泡数量不多 板上液层表面十分清晰 该状态 时两相接触面积为气泡表面 由于气泡数量较少 气泡表面的湍动程度较低 传质阻力较大 2 泡沫接触状态 随着孔速的增加 气泡数量急剧增加 气泡表面连成一片并 且不断发生合并与破裂 板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间 仅在靠 近塔板表面处才能看到少许清液 该状态下液体仍为连续相 气体仍为分散相 两相传质表面是面积很大的液膜 此液膜不同与因表面活性剂的存在而形成的 稳定泡沫 它高度湍动而且形成的稳定泡沫 它高度湍动而且不断合并和破裂 3 喷射接触状态 当孔速继续增加 动能很大的气体从筛孔以射流形式穿过液 层 将板上液体破碎成许多大小不等的液滴而抛于塔板上方空间 被喷射出去 的液滴落下以后 在塔板上汇聚成很薄的液层并再次被破碎成液滴抛出 该状 态时液体为分散相而气体为连续相 两相传质面积是液滴的外表面 且液滴多 次形成与合并使传质表面不断更新 8 简述填料塔载点 泛点的概念 载点 空塔气速 u 达到 ul后 气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液 体顺利流下 使填料表面持液量增多 占去更多空隙 气体实际速度与空塔气 速的比值显著提高 故压力降比以前增加得快 这种现象称载液 L 点称载点 泛点 F 空塔气速增大到 UF后 压力降与 u 成垂直关系 表明上升气体足 以阻止液体下流 于是液体充满填料层空隙 气体只能鼓泡上升 随之液体被 气流带出塔顶 塔的操作极不稳定 甚至被完全破坏 这种现象称液泛 F 点 称泛点 9 简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些 溶剂不能与被分离混合物完全互溶 只能部分互溶 溶剂具有选择性 即对溶质和稀释剂有不同的溶解能力 10 湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别 湿球温度和绝热饱和温度都有重要的实用意义 都表达了气体入口状态已经确 定时与之接触的液体温度的变化极限 但从此两极限温度导出的过程可知 两 者之间有着完全不同的物理含义 湿球温度是传热和传质速率均衡的结果 属 于动力学范围 而绝热饱和温度却完全没有速率方面的含义 它是由热量衡算 和物料衡算导出的 因而属于静力学范围 对空气 水系统可以认为绝热饱和温 度与湿球温度是相等的 但对于其他物系 如某有机液体与空气系统 湿球温 度高于绝热饱和温度 2006 简答题答案 1 何谓哈根伯谡叶方程 其应用条件有哪些 适用于不可压缩流体在直管中做定态层流流动的阻力损失计算 2 32 ul P d 2 非牛顿型流体中 假塑性流体的特点是什么 在某一剪切率范围内 粘度随剪切率增高而下降 3 搅拌器应具有哪两种功能 为达到均匀混合 搅拌器应具有两种功能 即在釜内形成一个循环流动 称为 总体流动 同时希望产生强剪切或湍动 液体在容器内做循环运动 搅拌器对 单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上 增加循环回路的 阻力损失即提高液流的湍动程度 可以采取的措施有 提高搅拌器的转速 搅 拌器可以提高较大的压头 阻止容器内液体的圆周运动 在搅拌器内加挡流板 破坏循环回路的对称性 安装导流筒来抑制圆周运动的扩展 严格控制流动方 向 既消除短路现象又有助于消除死区 4 数学模型法的主要步骤是什么 数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解 按以下步骤进行 将 复杂真实过程本身简化成抑郁病用数学方程式描述的物理模型 对所得到的物 理模型进行数学描述即建立数学模型 通过实验对数学模型的合理性进行检验 并测定模型参数 5 气体中含有 1 2 微米直径的固体颗粒 应选用哪一种气固分离方法 液固分离最常规的方法是过滤 但颗粒直径在 1 2 微米的分离问题属于困难问 题 对于这类问题 可以采用以下方法 1 采用絮凝等特殊方法 2 采用离心 沉降 更小的颗粒需要用管式高速离心机 反之可以采用重力沉降和旋流分离 器 旋风分离一般能够分离 5 10 微米 良好可达 2 微米 更小的属较难分离 需要电除尘器 6 蒸发操作节能的措施有多种 试写出三种 多效蒸发 额外蒸汽的引出 二次蒸汽的再压缩 冷凝水热量的利用 7 板式塔的不正常操作现象有几种 夹带液泛 对一定的液体流量 当气速增加至某一定数值时 塔板上必将出现 恶性循环 板上液层不断增厚而不能达到平衡 最终液体将充满全塔 并随气 体从塔顶溢出 溢流液泛 因降液管通过能力的限制而引起的液泛 漏液 液体在板上与垂直向上的气体进行错流接触由降液管流下 当气速较小 时 部分液体从筛孔直接落下的现象 8 简要叙述填料塔 板式塔各适合什么应用场合 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 处理量大 设计要求比 较准确的场合 9 何谓液液萃取的选择性系数 它在什么情况下不能进行萃取分离 可见时不 B B y x A A y x AA BB A B k k 萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数 萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数 1 可以用萃取方法分离 时 组分 S B 完全不互溶 10 何谓临界含水量 它受哪些因