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a。
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 qm2Cp胡程不变;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133C的饱和蒸汽可将油从40C加热至80C。
若现欲增加50%勺油处理量,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80C,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△ tm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,为什么要限制屮大于0.8 ?答19.当屮< 0.8时,温差推动力损失太大,△ tm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a,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a最大。
问题4.提高蒸发器生产强度的途径有哪些?答4.u T,降低单程汽化率,K T;提高真空度,t J,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△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:艺△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3.E,m,H三者各自与温度、总压有何关系?答3. m=E/P=HCM,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 ?1.81 答 7. D气*T/P,D液*T/ |io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=u / p D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* D0.5 o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NOGf HO毋开,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16.x2max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勺计算方法?用对数平均推动力法和吸收因数法求 NOG勺条件各是什么?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。
0.15 ~ 1.5m。
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 ot J,x2 J,L T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 f、aJ。
问题8.为什么a =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。
问题率有什11.什么是理论板?默弗里板效么含义?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.—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。