陈敏恒化工原理课后思考题答案

第一章 流体流动问题 1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答 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连续介质。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 2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答 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 3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答 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，因为气体分子间距离较大，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，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。问题 4. 静压强有什么特性?答 4 静压强的特性： 静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；压强各向传递。问题 5. 图 示 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 51）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。2）内部压强 p=gh=10009.810.5=4.91kPa；外部压强 p=F/A=10/0.008=1.25kPa pA答 11选（1）p Bkx 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 11G、L 为常量，等温过程，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 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，x 2max=y2/m，(L/G)min=(y 1-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 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。0.151.5 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、x 2、L。t，x 2，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 21G、L 沿程变化，非等温，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，tx 或 y；t 一定，Px 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 7P、。问题 8. 为什么 =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 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：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。操作方式前者可间隙，较方便。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经济上优化；物性；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。全回流近似法假