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化工原理下册课后思考题答案

第六章传热问题1.传热过程有哪三种基本方式答1.直接接触式、间壁式、蓄热式。

问题2.传热按机理分为哪几种答2.传导、对流、热辐射。

问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关答3.与物态、温度有关。

问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿答4.流动流体的载热。

问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热答5.加热面在下,制冷面在上。

问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个答6.过热度、汽化核心。

问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作为什么答7.核状沸腾状态。

以免设备烧毁。

问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手答8.改善加热表面,提供更多的汽化核心;沸腾液体加添加剂,降低表面张力。

问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体答9.避免其积累,提高α。

问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式答10.因Q与温度四次方成正比,它对温度很敏感。

问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些答11.温度、黑度、角系数(几何位置)、面积大小、中间介质。

问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数答12.①相变热远大于显热;②沸腾时汽泡搅动;蒸汽冷凝时液膜很薄。

问题13.有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银制的。

将刚烧开的水同时充满两壶。

实测发现,陶壶内的水温下降比银壶中的快,这是为什么答13.陶瓷壶的黑度大,辐射散热快;银壶的黑度小,辐射散热慢。

问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么答14.该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和,传热速率由该步骤所决定。

问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些答15.K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变;管、壳程均为单程。

问题16.一列管换热器,油走管程并达到充分湍流。

用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。

若现欲增加50%的油处理量,有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法,以保持油的出口温度不低于80℃,这个方案是否可行答16.可行。

问题17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流并流适用于哪些情况答17.逆流推动力Δtm大,载热体用量少。

热敏物料加热,控制壁温以免过高。

问题18.解决非定态换热器问题的基本方程是哪几个答18.传热基本方程,热量衡算式,带有温变速率的热量衡算式。

问题19.在换热器设计计算时,为什么要限制Ψ大于答19.当Ψ≤时,温差推动力损失太大,Δtm小,所需A变大,设备费用增加。

第七章蒸发问题1.蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些答1.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;与其它单元操作相比节能更重要。

问题2.提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪降低单程汽化率的目的是什么答2.不仅提高α,更重要在于降低单程汽化率。

减缓结垢现象。

问题3.为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域答3.因该区域的给热系数α最大。

问题4.提高蒸发器生产强度的途径有哪些答↑,降低单程汽化率,K↑;提高真空度,t↓,增加传热推动力。

问题5.试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答5.单效间歇蒸发起先Δ小,生产能力大。

问题6.多效蒸发的效数受哪些限制答6.经济上限制:W/D的上升达不到与效数成正比,W/A的下降比与效数成反比还快;技术上限制:ΣΔ必须小于T-t,而T-t是有限的。

问题7.试比较单效与多效蒸发之优缺点答7.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。

00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,m,H三者各自与温度、总压有何关系答3.m=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5.N=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6.P/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、粘度有何关系答7.D气∝T/P,D液∝T/μ。

问题8.修伍德数、施密特数的物理含义是什么答8.Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比。

Sc=μ/ρD表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。

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答9.表面更新理论考虑到微元传质的非定态性,从k∝D推进到k∝。

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10.mky<<kx时,气相阻力控制;mky>>kx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11.①G、L为常量,②等温过程,③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。

问题与(L/G)min是如何受到技术上的限制的技术上的限制主要是指哪两个制约条件答16.通常,x2max=y2/m,(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)。

相平衡和物料衡算。

问题17.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17.对数平均推动力法,吸收因数法,数值积分法。

相平衡分别为直线和过原点直线。

问题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。

~。

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21.①G、L沿程变化,②非等温,③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。

问题23.化学吸收过程中,何时成为容积过程何时成为表面过程答23.快反应使吸收成表面过程;慢反应使吸收成容积过程。

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,t~x或y;t一定,P~x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。

问题6.常用的活度系数关联式有哪几个答6.范拉方程、马古斯方程。

问题7.总压对相对挥发度有何影响答7.P↑、α↓。

问题8.为什么α=1时不能用普通精馏的方法分离混合物答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15.用芬斯克方程所求出的N是什么条件下的理论板数答15.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:①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。

②操作方式前者可间隙,较方便。

③前者消耗热量在汽化潜热,后者在显热,消耗热量较少。

问题22.如何选择多组分精馏的流程方案答22.选择多组分精馏的流程方案需考虑①经济上优化;②物性;③产品纯度。

问题23.何谓轻关键组分、重关键组分何谓轻组分、重组分答23.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。

比轻关键组分更易挥发的为轻组分;比重关键组分更难挥发的为重组分。

问题24.清晰分割法、全回流近似法各有什么假定答24.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。

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