化工原理答案第三版思考题陈敏恒【学习资料】 下载本文

4.什么是传质?简要说明传质有哪些方式?

传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。

3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中,增加气液两相主体的湍流程度,传质速率将增大。

8、操作中精馏塔,保持F,q,xF,D不变, (1)若采用回流比R小于最小回流比Rmin,则xD减小,xW增大 (2)若R增大,则xD增大, xW减小 ,L/V增大。

9、连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态F,xF,q不变,则L/V变小,xD变小,xW变小。 10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值,若降低塔顶回流液的温度,则塔内实际下降液体量增大,塔内实际上升蒸汽量增大,精馏段液汽比增大,所需理论板数减小。

11、某精馏塔的设计任务:原料为F,xF,要求塔顶为xD,塔底为xW,设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变,加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料,则所需理论板数NT 增加 ,精馏段上升蒸汽量V 减少 ,精馏段下降液体量L 减少 ,提馏段下降液体量L’ 不变 。(增加、不变、减少)

12、操作中的精馏塔,保持F,q,xD,xW,V’,不变,增大xF,,则:D变大,R变小,L/V变小 (变大、变小、不变、不确定)

1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离?

萃取原理: 原理 利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度 利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度 互不相溶的溶剂中的 不同,用一种溶剂(溶解度大的) 不同,用一种溶剂(溶解度大的)把溶质 从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来, 从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来, 再用分液将它们分离开来。 分液将它们分离开来 再用分液将它们分离开来。 萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离,

蒸馏原理: 利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同, 利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同, 给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再 给液体混合物加热, 冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。 冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。 蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。 也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或 物。

2.蒸馏和蒸发有什么区别?

蒸馏:指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发:是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即:前者分离液体混合物,后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同,都是使液体加热挥发 二者的目的不同,操作也有不同之处 蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂,蒸发是用于提取溶液中的溶质

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。

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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/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?

1.81

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?

0.5

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∝ D。 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,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。 0.15~1.5 m。 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。

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高的选择性,较高的吸收速率,降低平衡浓度ye。

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13.一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;

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