非均理想流动及反应器

1、非理想流动及反应器1. 停留时间分布的密度函数在t 0 时， E（ t ） =_。（ 0）2. 停留时间分布的密度函数在t 0 时， E（ t ） _。（ 0）3.当 t=0 时，停留时间分布函数F（ t ） =_。（ 0）4.当 t= 时，停留时间分布函数F（ t ） =_。（ 1）5.停留时间分布的密度函数E（ ） =_E（ t ）。（ t ）2126.表示停留时间分布的分散程度的量_ t 。（ t 2）7.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为 _、 _、 _、 _。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）8.平推流管式反应器tt 时，

2、 E（ t ） =_。（）9.平推流管式反应器tt 时， E（ t ） =_。（ 0）10.平推流管式反应器tt 时， F（t ） =_。（ 1）11.平推流管式反应器t t 时， F（ t ）=_。（ 0）12.E（ ）曲线的方差2_。（ 0）平推流管式反应器其13.E（ t ）曲线的方差2_ 。（ 0）平推流管式反应器其tt14.全混流反应器 t=01 e t时 E（ t ） =_。（ t）215. 全混流反应器其 E（ ）曲线的方差16. 全混流反应器其 E（ t ）曲线的方差_。（ 1）22t _。（ t）217. 偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E（ ）曲线的方差为 _

3、。（0 1）C A22. 脉冲示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为 _。（ E（ t ）曲线）C A23. 阶跃示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为 _。（ F(t) 曲线）24. 非理想流动不一定是由 _造成的。（返混）25. 非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了_。（停留时间分布）26. 为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在_ 的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为_。（平推流、轴向分散模型）uL27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe _。（ Ez）28.

4、在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_。（愈小）49. 脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_。（ A）A. E （ t ）曲线B. F（t ）曲线C. I（ t ）曲线D. y（t ）曲线50. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_。（ B）A. E （ t ）曲线B. F（t ）曲线C. I（ t ）曲线D. y（t ）曲线51. 平推流流动的E（ t ）曲线的方差2_。（ A）A. 0B. 01C. 1D.152. 全混流流动的E（ t ）曲线的方差2_。（ C）A. 0B. 01C. 1D.160 停留时间分布密度函数E（t ）的含义？答：在定常态下的连续稳定

5、流动系统中，相对于某瞬间 t=0 流入反应器内的流体， 在反应器出口流体的质点中，在器内停留了t 到 t+dt 之间的流体的质点所占的分率为E（ t ）dt （分）。0 E(t)dt1.0。61. 停留时间分布函数 F（ t ）的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0 流入反应器内的流体tE(t) dt，在出口流体中停留时间小于t 的物料所占的分率为F（ t ）。F ( t)0。62. 简述描述停留时间分布函数的特征值？t 和方差2答：用两个最重要的特征值来描述平均停留时间t 。1）2）t 定义式为：ttE (t )dtE（t ）曲0，平均停留时间 t 是 E（ t ）曲

6、线的分布中心，是线对于坐标原点的一次矩，又称E（ t ）的数学期望。2t 是表示停留时间分布的分散程度的量，在数学上它是指对于平均停留时间的二次矩2t2E(t )dtt2t0。63. 简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？答：通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线。所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统，通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。根据示踪剂输入方式的不同大致分为四种：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。64. 简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：脉冲示踪法是在定

7、常态操作的连续流动系统的入口处在t=0 的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线为E(t)E(t )CA曲线，C0。65. 简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为C A0 的流体， 同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处F (t )C A测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化。对应的曲线为F（ t ），C A0。66. 简述建立非理想流动的流动模型的步骤？答： 1）通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；

8、2） 根据所得的有关E（ t ）或 F（ t ）的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；3） 结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果；4） 通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。67. 简述非理想流动轴向扩散模型的特点？答： 1）在管内径向截面上流体具有均一的流速；2）在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律；3）轴向混合系数EZ 在管内为定值；4）径向不存在扩散；5）管内不存在死区或短路流。68. 简述非理想流动轴向扩散模型的定义？答：为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种返混与

9、扩散过程的相似性，推流的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并人为的假定该轴向返混过程可以用费克（Fick ）定律加以定量描述。所以，该模型称为“轴向分散模型”（或轴向扩散模型）在平69. 简述非理想流动多级混合模型的特点？答：把实际的工业反应器模拟成由n 个容积相等串联的全混流区所组成，来等效的描述返混tV和停留时间分布对反应过程内的影响。设反应器容积为V，物料流入速率为v0，则v0，t itN。71. 应用脉冲示踪法测定一容积为12 l的反应装置，进入此反应器的流体流速v0=0.8（l/min ），在定常态下脉冲的输入80 克的示踪剂 A，并同时测其出口物料中A 的浓度 CA随时间的变化

10、，实测数据如下：t （ min）05101520253035CA（ g/l ）03554210E（ t ）曲线的方差22试根据实验数据确定t 和。解：首先对实验数据进行一致性检验，此时应满足：C A dtM80C01000v00.8C A dt5 02(541) 4(35 20)10003实验数据的一致性检验是满足的。2t2E(t )dtt2t0tV1215(min)v00.8其中由数据计算得如下表：t （ min）05101520253035E（ t ） =CA/C 000.030.050.050.040.020.010t 2E（t ）00.75511.251612.590t 2 E(t )

11、dt5 02(5169)4(0.7511.2512.50) 26303t2263(15) 2382238t0.169t 215272. 有一管式反应装置经脉冲示踪法实验测得如下表所示的数：v0 =0.8 m 3/min ； m=80kg； C0 =80/0.8=100t( 分 )0246810121416CA（ kg/m3）06.512.512.5105.02.51.00V、平均停留时间22试根据表列数据确定该装置的有效容积t 、方差 t和 。解：首先对实验数据进行一致性检验：C A dtM100C00v0CA dttCA5 CA7) CA9 C0 100CA14(CA2 CA4 CA6 CA

12、8 ) 2(CA303一致性检验表明，脉冲示踪法所得的实验数据是合理的。计算所得数据如下表所示：t i （分）024681012E (t ) i00.0650.1250.1250.1000.0500.025t i E(t )i00.130.50.750.800.500.30t i2 E(t ) i00.262.04.56.45.03.60ttE (t)dt02t1 E(t)14(t 2 E(t) 2t4 E(t ) 4t 6 E(t ) 6t 8 E(t)8 )t2(t 3 E(t) 3 t5 E(t )5t 7 E (t ) 7 )t 9 E (t ) 96.187(min)3 Vvt0.8

13、6.1874.95(m3 )2t2E(t )dt t247.25 ( 6.187)28.971t0228.971t0.234t 2(6.187) 228.97175. 用多级全混流串联模型来模拟一管式反应装置中的脉冲实验，已知t，t 26.187 ，求1） 推算模型参数N；2） 推算一级不可逆等温反应的出口转化率。228.971t0.234t 26.1872解： 1）N14.272取 N=4xA 110.566(1kt ) N2 ）N1. 工业催化剂所必备的三个主要条件是： _、_、_。（活性好、 选择性高、寿命长）2. 气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠 _结合的，而化学吸附是靠 _结合的

14、。（范德华力、化学键力）3. 气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_分子层的，而化学吸附是_分子层的。（多、单）4. 气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为_。（吸附等温方程）33. 下列哪种物质属于半导体催化剂_。（B）A. 金属B.金属硫化物C.金属盐类D.酸性催化剂34. 下列哪种物质属于绝缘体催化剂_。（D）A. 金属B.金属氧化物C.金属盐类D.酸性催化剂36. 下列不属于 Langmuir 型等温吸附的假定的是 _。（ B）A. 均匀表面B.多分子层吸附C.分子间无作用D.吸附机理相同37. 下列属于理想吸附等温方程的是_。（A）A. Langmui

15、r型B. Freundlich型C. Temkin型D. BET型38. 测量气固相催化反应速率， 在确定有无外扩散影响时是在没有改变 _的条件下进行实验的。（ D）A. 催化剂装置B.催化剂装量C.进料流量D.W/FA039. 当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程 _时，分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。 （ B）A. 0.01umB. 0.1umC. 1umD. 1nm40. 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数率与 _之比。（C）A. 扩散速率B.外扩散速率S R kV C Sm 1 / D e 值的大小反映了表面反应速C.内扩散速率D.实际反应速率41. 气固

16、催化反应的内扩散模数LL kV C Sm 1 / D e ，其中 L 为特征长度， 若颗粒为圆柱形则 L=_。（ C）A. 厚度 /2B. RC. R/2D. R/342. 气固催化反应的内扩散模数则 L=_。（ D）LLkV C Sm 1 / D e ，其中 L 为特征长度， 若颗粒为球形A. 厚度 /2B. RC. R/2D. R/343. 气固催化反应的内扩散模数形则 L=_。（ A）LLkV C Sm 1 / D e ，其中 L 为特征长度， 若颗粒为平片A. 厚度 /2B. RC. R/2D. R/351. 气液相反应中的膜内转化系数 在 _范围内，反应几乎全部在在液相主体内进行的极

17、慢反应。（ A）A. 0.02B. 0.02 2C. 2D. 252. 气液相反应中的膜内转化系数 在 _范围内，反应为在液膜内进行的瞬间反应及快速反应。（ D）A. 0.02B. 0.02 2C. 2D. 253. 气液相反应中的膜内转化系数在 _范围内，反应为中等速率的反应。 （ B）A. 0.02B. 0.02 2C. 2D. 254.对于气液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率， 应选用 _装置。（ C）A. 填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜55.对于气液相反应中等速率反应，为提高反应速率，使其转变为快反应应选用_装置。（ D）A. 填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅

18、拌釜56 简述 Langmuir 等温吸附方程的基本特点？答： 1）均匀表面（或理想表面） ：即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热与表面已被吸附的程度如何无关；2） 单分子层吸附；3 ）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子；4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。58. 气固相催化反应的动力学步骤？答： 1）反应物从气流主体向催化剂的外表面和内孔扩散；2）反应物在催化剂表面上吸附；3）吸附的反应物转化成反应的生成物；4）反应生成物从催化剂表面上脱附下来；5）脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。62. 简述气液反应的宏观过程： A（ g） + bB （l ） 产物（

19、l ）？答： 1）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；2）反应物气相组分A 从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；3）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；4）气相产物向气相主体扩散。1.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_。（ 固定床反应器）2.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于_，因此与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。（平推流）3.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于平推流，因此与返混式的反应器相比

20、，可用 _的催化剂和 _的反应器容积来获得较大的生产能力。（较少量、较小）4. 目前描述固定床反应器的数学模型可分为_和 _的两大类。（拟均相、 非均相）5. 描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间_与 _的差别。（温度、浓度）6. 描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_。（拟均相模型）7. 描述固定床反应器的数学模型，考虑了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_。（非均相模型）8. 描述固定床反应器的拟均相模型， 根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有轴向返混的 _模型，和同时考虑径向混合和径向温差的_模型。（一维、二维）9. 固

21、定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积 VP 的球粒子直径，表达式dV =_。（ (6VP /)1 / 3 ）10. 固 定 床 中 颗 粒 的 面 积 相 当 直 径 是 以 外 表 面 a P 相 同 的 球 形 粒 子 的 直 径 ， 表 达 式d a =_。（ aP /）11. 固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面SV 的球形粒子直径来表示，表达式d S =_。（ 6 / SV ）12. 对于非球形粒子，其外表面积aP 必大于同体积球形粒子的外表面积aS ，故可定义颗粒的形状系数S _。（ a S / a P ）13. 颗粒的形状系数S 对于球体而言，S _，对于其他形状的

22、颗粒S _ 。（=1、均小于 1）14. 固定床的 _定义为水力半径 RH 的四倍， 而水力半径可由床层空隙率及单位床层体积中颗粒的润湿表面积来求得。（当量直径d e ）15. 固定床中的传热实质上包括了 _、_以及 _几个方面。（粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热）16. 绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_模型来计算。（拟均相一维）18. 对于固定床反应器，当某一参数变化到一定程度时就可能使床层温度迅速升高，这种现象俗称 _，它是固定床反应器设计和操作中所应注意的问题。（飞温）19.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_。（A）A.粒子与流体间有温度差B.粒子与流体间无温度差C.床层径向有温度梯度D.床层轴向有温度梯度20.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_。（A）A.粒子与流体间有浓度差B.粒子与流体间无浓度差C.床层径向有温度梯度D.床层轴向有