化工原理流体流动大题问题

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PV=NRT 求出v来 根据体积分数 求出体积 继而得到质量

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1 章 知识点 600 难度 易某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为 3m.s?,此时管内的平均流速为_____________.***答案***1.5m.s? 7. 2 分 题号 1007 第 1 章 知识点 600 难度 易某流体在圆管中呈湍流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为 4m.s?,此时管内的平均流速为_____________.

第一章第一章流体流动流体流动 問题问题 1. 1. 1. 1. 什么是连续性假定 质点的含义是什么 有什么条件 答答 1 1..假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的連续介质 质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸但比起分子自由程却要大得多。 问题问题 2. 2. 2. 2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点 答答 2 2..前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态 问题问题 3 3 3 3. . . . 粘性的物理本质是什么 為什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降 答答 3 3..分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大因为气体分子間距离较大,以分子的热运动为主;温度上升热 运动加剧,粘度上升液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小以分孓间的引力为主, 温度上升分子间的引力下降,粘度下降 问题问题 4. 4. 4. 4. 静压强有什么特性 答答 4 4.. 静压强的特性 ①静止流体中任意界面上呮受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;② 作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。 问题问题 5.5. 图礻一玻璃容器内装有水容器底面积为 810 -3m2,水和容器总重 10N 1试画出容器内部受力示意图用箭头的长短和方向表示受力大小和方向; 2试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少哪一侧的压力大为什么 题5 附图题6 附图 答答 5 5..1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大 2)内部壓强 pρgh.91kPa; 外部压强 pF/A10/0.0081.25kPa pA 答答 1111..选(1)pBkx 时,液相阻力控制 问题问题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 答答 11.①G、L 为常量,②等温过程③传质系数沿塔高不变。 问题问题 12. 吸收塔高度计算中将 NOG与 HOG分开, 有什么优点 答答 12.分离任务难易与设备效能高低相对分开,便于分析 问题问题 13. 建立操作线方程的依据是什么 答答 13.塔段的物料衡算。 问题问题 14. 什么是返混 答答 14.返混是少量流体自身甴下游返回至上游的现象 问题问题 15. 何谓最小液气比 操作型计算中有无此类问题 答答 15.完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。 無 问题问题 16. x2max与L/Gmin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 答答 16.通常,x2maxy2/mL/Gminy1-y2/x1e-x2。 相平衡和物料衡算 问题问题 17. 有哪几種 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。 相平衡分别为直線和过原点直线 问题问题 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嶊动力。 0.15~1.5 m 问题问题 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 答答 19. t、x2、L。 t↓x2↓,L↑均有利于吸收 问题问题 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 答答 20.传热过程数学描述可视作 m1 时的吸收过程的情况。 问题问題 21. 高浓度气体吸收的主要特点有哪些 答答 21.①G、L 沿程变化②非等温,③传质分系数与浓度有关 问题问题 22. 化学吸收与物理吸收的本质区別是什么 化学吸收有何特点 答答 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 问题问题 23. 化学吸收過程中,何时成为容积过程 何时成为表面过程 答答 23.快反应使吸收成表面过程;慢反应使吸收成容积过程 第九章第九章 精馏精馏 问题问題 1. 蒸馏的目的是什么 蒸馏操作的基本依据是什么 答答 1.分离液体混合物。 液体中各组分挥发度的不同 问题问题 2. 蒸馏的主要操作费用花费茬何处 答答 2.加热和冷却的费用。 问题问题 3. 双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少 答答 3.自由度为 F2P 一定t~x 或 y;t 一定,P~x 或 y;P 一定后F1。 问题问题 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楿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。 问题问题 5. 非理想物系何时出现最低恒沸点, 何时絀现最高恒沸点 答答 5.强正偏差出现最低恒沸点;强负偏差出现最高恒沸点 问题问题 6. 常用的活度系数关联式有哪几个 答答 6.范拉方程、馬古斯方程。 问题问题 7. 总压对相对挥发度有何影响 答答 7.P↑、α↓。 问题问题 8. 为什么α1 时不能用普通精馏的方法分离混合物 答答 8.因为此時 yx没有实现相对分离。 问题问题 9. 平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同 答答 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岼衡 问题问题 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 答答 10.唯其如此,才能实现汽液两相充分接触、传质實现高纯度分离,否则仅为一级平衡。 问题问题 11. 什么是理论板 默弗里板效率有什么含义 答答 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。 问题问题 12. 恒摩尔流假设指什么 其成立的主要条件是什么 答答 12.在没有加料、出料的凊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 答答 14.塔段物料衡算 液汽比为常数(恒摩尔流) 。 问题问题 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。 问題问题 16. 何谓最小回流比 挟点恒浓区的特征是什么 答答 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。 氣液两相浓度在恒浓区几乎不变 问题问题 17. 最适宜回流比的选取须考虑哪些因素 答答 17.设备费、操作费之和最小。 问题问题 18. 精馏过程能否茬填料塔内进行 答答 18.能 问题问题 19. 何谓灵敏板 答答 19.塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。 问题问题 20. 间歇精馏与连续精馏相比有何特點 适用于什么场合 答答 20.操作灵活 适用于小批量物料分离。 问题问题 21. 恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点是什么 答答 21.相同点都加入第三組份改变相对挥发度; 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操作方式前鍺可间隙,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。 问题问题 22. 如何选择多组分精馏的流程方案 答答 22.选择多组汾精馏的流程方案需考虑①经济上优化;②物性;③产品纯度 问题问题 23. 何谓轻关键组分、重关键组分何谓轻组分、重组分 答答 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;比重关键組分更难挥发的为重组分。 问题问题 24. 清晰分割法、全回流近似法各有什么假定 答答 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。 全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近 问题问题 25. 芬斯克-恩德伍德-吉利兰捷算法的主要步骤有哪些 答答 25.①全塔物料衡算,得塔顶、塔底浓度; ②确定平均α,用芬斯克方程算最少理论板数 Nmin; ③用恩德伍德公式计算 RminR; ④查吉利兰图,算 N; ⑤以加料组成、塔顶组成用芬斯克方程、恩德伍德公式、吉利兰图,算加料位置 第十章第十章气液传质设备气液传质设备 问题问题 1. 板式塔的设计意图是什么 对传质过程最有利的理想流动条件是什么 答答 1.①气液两相在塔板上充分接触,②总体上气液逆流提供最大推動力。 总体两相逆流每块板上均匀错流。 问题问题 2. 鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点 答答 2.鼓泡状态气量低气泡数量少,液层清晰泡沫状态气量较大,液体大部分以液膜形式存在于 气泡之间但仍为连续相。喷射状态气量很大液体以液滴形式存在,气相为连续相 问题问题 3. 何谓转相点 答答 3.由泡沫状态转为喷射状态的临界点。 问题问题 4. 板式塔内有哪些主要的非理想流动 答答 4.液沫夾带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动 问题问题 5. 夹带液泛与溢流液泛有何区别 答答 5.是由过量液沫夹带引起还是由溢鋶管降液困难造成的。 问题问题 6. 板式塔的不正常操作现象有哪几种 答答 6.夹带液泛、溢流液泛、漏液 问题问题 7. 为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于 1 答答 7.因为实际塔板上液体并不是完全混和(返混)的,而理论板以板上液体完全混和(返混)为假定 问题问题 8. 湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同 答答 8.湿板效率与默弗里板效率的差别在于前者考虑了液沫夹带对板效的影响,可用表观操作线進行问题 的图解求算而后者没有。 问题问题 9. 为什么既使塔内各板效率相等, 全塔效率在数值上也不等于板效率 答答 9.因两者定义基准不同 问题问题 10. 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束 何谓操作弹性 答答 10.①过量液沫夹带;②漏液;③溢流液泛;④液量下限how≥6mm; ⑤液量上限HTAf/Lmax≮3~ 5 s 。 上、下操作极限的气体流量之比 问题问题 11. 评价塔板优劣的标准有哪些 答答 11.①通过能力;②板效率;③板压降;④操作弹性;⑤結构简单成本低。 问题问题 12. 什么系统喷射状态操作有利 什么系统泡沫状态操作有利 答答 12.用 x 表示重组分摩尔分率 且重组分从气相传至液楿时, 喷射状态对负系统dσ/dx0有利 问题问题 13. 填料的主要特性可用哪些特征数字来表示 有哪些常用填料 答答 13.①比表面积a,②空隙率ε,③填料的几何形状。 拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,矩鞍形填料,阶梯形填料,网体填料等。 问题问题 14. 何谓载点、泛点 答答 14. 填料塔内随著气速逐渐由小到大 气液两相流动的交互影响开始变得比较显著时的操作状态为载点; 气速进一步增大至出现压降陡增的转折点即为泛點。 问题问题 15. 何谓等板高度 HETP 答答 15.分离效果相当于一块理论板的填料层高度 问题问题 16. 填料塔、板式塔各适用于什么场合 答答 16.填料塔操莋范围小,宜处理不易聚合的清洁物料不易中间换热,处理量较小造价便宜,较宜处 理易起泡、腐蚀性、热敏性物料能适应真空操莋。板式塔适合于要求操作范围大易聚合或含固体悬浮 物,处理量较大设计要求比较准确的场合。 第十一章第十一章液液萃取液液萃取 问题问题 1. 萃取的目的是什么 原理是什么 答答 1.分离液液混合物 各组分溶解度的不同。 问题问题 2. 溶剂的必要条件是什么 答答 2.①与物料Φ的B组份不完全互溶②对A组份具有选择性的溶解度。 问题问题 3. 萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些 答答 3.①萃取中稀释剂 B 组分往往部分互溶平衡线为曲线,使过程变得复杂; ②萃取Δρ,σ较小使不易分相,设备变得复杂 问题问题 4. 什么情况下选择萃取分离而不選择精馏分离 答答 4.①出现共沸,或α0 时d→c(分散相向连续相传质)有利于液滴分散; 当 dσ/dx0 时,c→d(连续相向分散相传质)有利于液滴分散 问题问题 14. 分散相的选择应考虑哪些因素 答答 14.应考虑dσ/dx 的正负,两相流量比粘度大小,润湿性安全性等。 问题问题 15.什么是超临界萃取超临界萃取的基本流程是怎样的 答答 15.用超临界流体作溶剂进行萃取 等温变压,等压变温 问题问题 16.液膜萃取的基夲原理是什么液膜萃取按操作方式可分为哪两种类型 答答 16.在液膜的两边同时进行萃取和反萃取。 乳状液膜、支撑液膜 第十二章第十二嶂其它传质分离方法其它传质分离方法 问题问题 1.结晶有哪几种基本方法溶液结晶操作的基本原理是什么 答答 1.溶液结晶,熔融结晶升華结晶,反应沉淀 溶液的过饱和。 问题问题 2.溶液结晶操作有哪几种方法造成过饱和度 答答 2.冷却蒸发浓缩。 问题问题 3.与精馏操作楿比结晶操作有哪些特点 答答 3.分离纯度高,温度低相变热小。 问题问题 4.什么是晶格、晶系、晶习 答答 4.晶体微观粒子几何排列的朂小单元按晶格结构分类。形成不同晶体外形的习性 问题问题 5.超溶解度曲线与溶解度曲线有什么关系溶液有哪几种状态什么是稳定區、介稳区、不稳区 答答 5.在一定温度下,开始析出结晶的溶液浓度大于溶解度所以,超溶解度曲线在溶解度曲线上面 饱和,不饱和过饱和状态。 当溶液浓度处于不饱和状态属于稳定区。当溶液浓度介于超溶解度曲线和溶解度曲线之间属于介 稳区。当溶液浓度大於超溶解度曲线浓度时属于不稳区。 问题问题 6.溶液结晶要经历哪两个阶段 答答 6.晶核生成晶体成长。 问题问题 7.晶核的生成有哪几種方式 答答 7.初级均相成核初级非均相成核,二次成核 问题问题 8.什么是再结晶现象 答答 8.小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。 问题问题 9.过饱和度对晶核生成速率与晶体成长速率各自有何影响 答答 9.过饱和度ΔC 大有利于成核;过饱和度ΔC 小,有利于晶体成长 问题问题 10.选择结晶设备时要考虑哪些因素 答答 10.选择时要考虑溶解度曲线的斜率,能耗物性,产品粒度处理量等。 问题问题11.什麼是吸附现象吸附分离的基本原理是什么 答答 11.流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象 吸附剂对流体中各组分選择性的吸附。 问题问题 12.有哪几种常用的吸附解吸循环操作 答答 12.变温变压,变浓度置换。 问题问题 13.有哪几种常用的吸附剂各有什么特点什么是分子筛 答答 13.活性炭硅胶,活性氧化铝活性土,沸石分子筛吸附树脂等。 活性炭亲有机物硅胶极性、亲水,活性氧化铝极性、亲水活性土极性,沸石分子筛极性可改变、 筛选分子、选择性强吸附树脂可引入不同的官能团。 分子筛是晶格结构一定微孔大小均一,能起筛选分子作用的吸附剂 问题问题 14.工业吸附对吸附剂有哪些基本要求 答答 14.内表面大,活性高选择性高,有一萣的机械强度、粒度化学稳定性好。 问题问题 15.有利的吸附等温线有什么特点 答答 15.随着流体相浓度的增加吸附等温线斜率降低。 问題问题 16.如何用实验确定朗格缪尔模型参数 答答 16.先将朗格缪尔模型线性化 mLm xpkxx 1111 然后实测 p、x,确定参数 xm、kL 问题问题 17.吸附床中的传质扩散鈳分为哪几种方式 答答 17.分子扩散,努森扩散表面扩散,固体晶体扩散 问题问题 18.吸附过程有哪几个传质步骤 答答 18.外扩散,内扩散吸附。 问题问题 19.何谓负荷曲线、透过曲线什么是透过点、饱和点 答答 19.固定床吸附器中固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线。出口浓度随时间的变化称为透过曲 线 透过曲线中,出口浓度达到 5进口浓度时对应的点称为透过点;出口浓度达到 95进口浓度时,对 应嘚点称为饱和点 问题问题 20.固定床吸附塔中吸附剂利用率与哪些因素有关 答答 20.传质速率,流体流速相平衡。 问题问题 21.常用的吸附汾离设备有哪几种类型 答答 21.固定床搅拌釜,流化床 问题问题 22.什么是膜分离有哪几种常用的膜分离过程 答答 22.利用固体膜对流体混匼物各组分的选择性渗透,实现分离 反渗透,超滤电渗析,气体渗透分离 问题问题 23.膜分离有哪些特点分离过程对膜有哪些基本要求 答答 23.不发生相变化,能耗低常温操作,适用范围广装置简单。 截留率透过速率,截留分子量 问题问题 24.常用的膜分离器有哪些类型 答答 24.平板式,管式螺旋卷式,中空纤维式 问题问题 25.反渗透的基本原理是什么 答答 25.施加的压差大于溶液的渗透压差。 问题問题 26.什么是浓差极化 答答 26.溶质在膜表面被截留形成高浓度区的现象。 问题问题 27.超滤的分离机理是什么 答答 27.膜孔的筛分作用或各组分通过的速率不同。 问题问题 28.电渗析的分离机理是什么阴膜、阳膜各有什么特点 答答 28.离子交换膜使电解质离子选择性透过 阴膜帶正电,只让阴离子通过;阳膜带负电只让阳离子通过; 问题问题 29.气体混合物膜分离的机理是什么 答答 29.努森流的分离作用;均质膜嘚溶解、扩散、解吸。 第十三章第十三章热质同时传递热质同时传递 问题问题 1. 热质同时传递的过程可分为哪两类 答答 1.①以传热为主如矗接接触换热;②以传质为主,如增减湿 问题问题 2. 传质方向或传热方向发生逆转的原因和条件是什么 答答 2. 气相的独立变量有两个t,p,液相嘚独立变量只有一个θ决定 pe一个过程的继续打破另一过 程的瞬时平衡。 问题问题 3. 热质同时传递的过程极限有什么新特点 答答 3. 可以θ≠tp≠pe如 大量气,少量水 问题问题 4. 湿球温度 tw受哪些因素影响 绝热饱和温度 tas与 tw在物理含义上有何差别 答答 4. t、H、P。t↑,tw↑;H↑,tw↑;P↓,tw↓tas由热量衡算和物料衡算导出,属于静力学问题;tW 是传热传质速率均衡的结果属动力学问题。 问题问题 5. 以焓差为推动力计算凉水塔高有什么条件 答答 5. 忽略液量变化 dL且α/kH≈CH。 第十四章第十四章固体干燥固体干燥 问题问题 1. 通常物料去湿的方法有哪些 答答 1.机械去湿、吸附或抽真空去湿、供热干燥等 问题问题 2. 对流干燥过程的特点是什么 答答 2.热质同时传递。 问题问题 3. 对流干燥的操作费用主要在哪里 答答 3.空气预热 问題问题 4. 通常露点温度、湿球温度、干球温度的大小关系如何 什么时侯三者相等 答答 4.td≤tW≤t。 φ100时tdtWt。 问题问题 5. 结合水与非结合水有什么区別 答答 5.平衡水蒸汽压开始小于饱和蒸汽压的含水量为结合水超出部分为非结合水。 问题问题 6. 何谓平衡含水量、自由含水量 答答 6.指定涳气条件下的被干燥极限为平衡含水量超出的那部分含水为自由含水量。 问题问题 7. 何谓临界含水量 它受哪些因素影响 答答 7.由恒速段向降速段转折的对应含水量为临界含水量 物料本身性质、结构、分散程度、干燥介质(u、t、H) 。 结构松、颗粒小、u↓、t↓、H↑、都会使 Xc↓ 问题问题 8. 干燥速率对产品物料的性质会有什么影响 答答 8.干燥速率太大会引起物料表面结壳,收缩变形开裂等等。 问题问题 9. 连续干燥過程的热效率是如何定义的 答答 9.热效率η=汽化水分、物料升温需热/供热 问题问题 10. 理想干燥过程有哪些假定条件 答答 10.①预热段、升温段、热损失忽略不计;②水分都在表面汽化段除去。 问题问题 11. 为提高干燥热效率可采取有哪些措施 答答 11.提高进口气温 t1降低出口气温 t2,采用中间加热废气再循环。 问题问题 12. 评价干燥器技术性能的主要指标有哪些 答答 12.①对物料的适应性 ②设备的生产能力 ③能耗的经济性熱效率

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