化工原理課后思考題答案(編輯修改稿)
2024-07-25 00:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相同的茶壺，一把為陶瓷的，一把為銀制的。將剛燒開的水同時(shí)充滿兩壺。實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，陶壺內(nèi)的水溫下降比銀 壺中的快，這是為什么？答13．陶瓷壺的黑度大，輻射散熱快；銀壺的黑度小，輻射散熱慢。問(wèn)題14. 若串聯(lián)傳熱過(guò)程中存在某個(gè)控制步驟, 其含義是什么?答14．該步驟阻力遠(yuǎn)大于其他各步驟的阻力之和，傳熱速率由該步驟所決定。問(wèn)題15. 傳熱基本方程中, 推導(dǎo)得出對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力的前提條件有哪些?答15．K、qm1Cpqm2Cp2沿程不變；管、殼程均為單程。問(wèn)題16. 一列管換熱器，油走管程并達(dá)到充分湍流。用133℃的飽和蒸汽可將油從40℃加熱至80℃。若現(xiàn)欲增加50%的油處理量， 有人建議采用并聯(lián)或串聯(lián)同樣一臺(tái)換熱器的方法，以保持油的出口溫度不低于80℃，這個(gè)方案是否可行？答16．可行。問(wèn)題17. 為什么一般情況下, 逆流總是優(yōu)于并流? 并流適用于哪些情況?答17．逆流推動(dòng)力Δtm大，載熱體用量少。熱敏物料加熱，控制壁溫以免過(guò)高。問(wèn)題18. 解決非定態(tài)換熱器問(wèn)題的基本方程是哪幾個(gè)?答18．傳熱基本方程，熱量衡算式，帶有溫變速率的熱量衡算式。問(wèn)題19. 在換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，？答19．當(dāng)Ψ≤，溫差推動(dòng)力損失太大，Δtm小，所需A變大，設(shè)備費(fèi)用增加。第七章 蒸發(fā)問(wèn)題1. 蒸發(fā)操作不同于一般換熱過(guò)程的主要點(diǎn)有哪些?答1．溶質(zhì)常析出在加熱面上形成垢層；熱敏性物質(zhì)停留時(shí)間不得過(guò)長(zhǎng)；與其它單元操作相比節(jié)能更重要。問(wèn)題2. 提高蒸發(fā)器內(nèi)液體循環(huán)速度的意義在哪? 降低單程汽化率的目的是什么?答2. 不僅提高α，更重要在于降低單程汽化率。減緩結(jié)垢現(xiàn)象。問(wèn)題3. 為什么要盡可能擴(kuò)大管內(nèi)沸騰時(shí)的氣液環(huán)狀流動(dòng)的區(qū)域?答3. 因該區(qū)域的給熱系數(shù)α最大。問(wèn)題4. 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的途徑有哪些?答4. u↑，降低單程汽化率，K↑；提高真空度，t↓，增加傳熱推動(dòng)力。問(wèn)題5. 試分析比較單效蒸發(fā)器的間歇蒸發(fā)和連續(xù)蒸發(fā)的生產(chǎn)能力的大小。設(shè)原料液濃度、溫度、完成液濃度、加熱蒸汽 壓強(qiáng)以及冷凝器操作壓強(qiáng)均相等？答5. 單效間歇蒸發(fā)起先Δ小，生產(chǎn)能力大。問(wèn)題6. 多效蒸發(fā)的效數(shù)受哪些限制?答6. 經(jīng)濟(jì)上限制：W/D的上升達(dá)不到與效數(shù)成正比，W/A的下降比與效數(shù)成反比還快；技術(shù)上限制：ΣΔ必須小于Tt0，而Tt0是有限的。問(wèn)題7. 試比較單效與多效蒸發(fā)之優(yōu)缺點(diǎn)?答7. 單效蒸發(fā)生產(chǎn)強(qiáng)度高，設(shè)備費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性低。多效蒸發(fā)經(jīng)濟(jì)性高。第八章 氣體吸收問(wèn)題1. 吸收的目的和基本依據(jù)是什么? 吸收的主要操作費(fèi)用花費(fèi)在哪?答1．吸收的目的是分離氣體混合物?；疽罁?jù)是氣體混合物中各組份在溶劑中的溶解度不同。操作費(fèi)用主要花費(fèi)在溶劑再生，溶劑損失。問(wèn)題2. 選擇吸收溶劑的主要依據(jù)是什么? 什么是溶劑的選擇性?答2．溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。 溶劑對(duì)溶質(zhì)溶解度大，對(duì)其他組份溶解度小。問(wèn)題3. E, m, H 三者各自與溫度、總壓有何關(guān)系?答3．m=E/P=HCM/P，m、E、H均隨溫度上升而增大，E、H基本上與總壓無(wú)關(guān)，m反比于總壓。問(wèn)題4. 工業(yè)吸收過(guò)程氣液接觸的方式有哪兩種?答4．級(jí)式接觸和微分接觸。問(wèn)題5. 擴(kuò)散流JA , 凈物流N, 主體流動(dòng)NM , 傳遞速率NA 相互之間有什么聯(lián)系和區(qū)別?答5．N=NM+JA+JB, NA=JA+NMCA/CM。JA 、JB濃度梯度引起；NM微壓力差引起；NA溶質(zhì)傳遞，考察所需。問(wèn)題6. 漂流因子有什么含義? 等分子反向擴(kuò)散時(shí)有無(wú)漂流因子? 為什么？答6．P/PBm 表示了主體流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)的貢獻(xiàn)。無(wú)漂流因子。因?yàn)闆](méi)有主體流動(dòng)。問(wèn)題7. 氣體分子擴(kuò)散系數(shù)與溫度、壓力有何關(guān)系? 液體分子擴(kuò)散系數(shù)與溫度、粘度有何關(guān)系?答7．D氣∝，D液∝T/μ。問(wèn)題8. 修伍德數(shù)、施密特?cái)?shù)的物理含義是什么?答8．Sh=kd/D表征對(duì)流傳質(zhì)速率與擴(kuò)散傳質(zhì)速率之比。Sc=μ/ρD表征動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)之比。問(wèn)題9. 傳質(zhì)理論中，有效膜理論與表面更新理論有何主要區(qū)別?答9．表面更新理論考慮到微元傳質(zhì)的非定態(tài)性，從k∝D推進(jìn)到k∝ 。問(wèn)題10. 傳質(zhì)過(guò)程中，什么時(shí)侯氣相阻力控制? 什么時(shí)侯液相阻力控制?答10．mkykx時(shí)，氣相阻力控制；mkykx時(shí)，液相阻力控制。問(wèn)題11. 低濃度氣體吸收有哪些特點(diǎn)? 數(shù)學(xué)描述中為什么沒(méi)有總物料的衡算式?答11．①G、L為常量，②等溫過(guò)程，③傳質(zhì)系數(shù)沿塔高不變。問(wèn)題12. 吸收塔高度計(jì)算中，將NOG與HOG分開, 有什么優(yōu)點(diǎn)?答12．分離任務(wù)難易與設(shè)備效能高低相對(duì)分開，便于分析。問(wèn)題13. 建立操作線方程的依據(jù)是什么?答13．塔段的物料衡算。問(wèn)題14. 什么是返混?答14．返混是少量流體自身由下游返回至上游的現(xiàn)象。問(wèn)題15. 何謂最小液氣比? 操作型計(jì)算中有無(wú)此類問(wèn)題?答15．完成指定分離任務(wù)所需塔高為無(wú)窮大時(shí)的液氣比。無(wú)。問(wèn)題16. x2max與(L/G)min是如何受到技術(shù)上的限制的? 技術(shù)上的限制主要是指哪兩個(gè)制約條件?答16．通常，x2max=y2/m，(L/G)min=(y1y2)/(x1ex2)。相平衡和物料衡算。問(wèn)題17. 有哪幾種NOG的計(jì)算方法? 用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法和吸收因數(shù)法求NOG的條件各是什么?答17．對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法，吸收因數(shù)法，數(shù)值積分法。相平衡分別為直線和過(guò)原點(diǎn)直線。問(wèn)題18. HOG的物理含義是什么? 常用吸收設(shè)備的HOG約為多少?答18．氣體流經(jīng)這一單元高度塔段的濃度變化等于該單元內(nèi)的平均推動(dòng)力?！?m。問(wèn)題19. 吸收劑的進(jìn)塔條件有哪三個(gè)要素? 操作中調(diào)節(jié)這三要素, 分別對(duì)吸收結(jié)果有何影響?答19． t、xL。t↓，x2↓，L↑均有利于吸收。問(wèn)題20. 吸收過(guò)程的數(shù)學(xué)描述與傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)描述有什么聯(lián)系與區(qū)別?答20．傳熱過(guò)程數(shù)學(xué)描述可視作 m=1 時(shí)的吸收過(guò)程的情況。問(wèn)題21. 高濃度氣體吸收的主要特點(diǎn)有哪些?答21．①G、L沿程變化，②非等溫，③傳質(zhì)分系數(shù)與濃度有關(guān)。問(wèn)題22. 化學(xué)吸收與物理吸收的本質(zhì)區(qū)別是什么? 化學(xué)吸收有何特點(diǎn)?答22．溶質(zhì)是否與液相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。高的選擇性，較高的吸收速率，降低平衡濃度ye。問(wèn)題23. 化學(xué)吸收過(guò)程中，何時(shí)成為容積過(guò)程? 何時(shí)成為表面過(guò)程?答23．快反應(yīng)使吸收成表面過(guò)程；慢反應(yīng)使吸收成容積過(guò)程。第九章 精餾問(wèn)題1. 蒸餾的目的是什么? 蒸餾操作的基本依據(jù)是什么?答1．分離液體混合物。液體中各組分揮發(fā)度的不同。問(wèn)題2. 蒸餾的主要操作費(fèi)用花費(fèi)在何處?答2．加熱和冷卻的費(fèi)用。問(wèn)題3. 雙組份汽液兩相平衡共存時(shí)自由度為多少?答3．自由度為F=2(P一定，t～x或y；t一定，P～x或y)；P一定后，F(xiàn)=1。問(wèn)題4. 何謂泡點(diǎn)、露點(diǎn)? 對(duì)于一定的組成和壓力, 兩者大小關(guān)系如何?答4．泡點(diǎn)指液相混合物加熱至出現(xiàn)第一個(gè)汽泡時(shí)的溫度。露點(diǎn)指氣相混合物冷卻至出現(xiàn)第一個(gè)液滴時(shí)的溫度。對(duì)于一定的組成和壓力，露點(diǎn)大于或等于泡點(diǎn)。問(wèn)題5. 非理想物系何時(shí)出現(xiàn)最低恒沸點(diǎn), 何時(shí)出現(xiàn)最高恒沸點(diǎn)?答5．強(qiáng)正偏差
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