化工原理简答题.doc

四、简答题：（答案仅供参考）1. 精馏塔在一定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？ 当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少，在其它条件不变时，分离能力下降，xD ，易挥发组分收率降低，xW 。 2. 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？（28页） 全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回比，至规定回流比。 最小回流比，是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷。是选择适宜回流比的依据。一般适宜回流比是最小回流比的1.12.0倍。3. 试说明q线方程的物理意义，它有什么作用？5种进料状况，什么情况下代表液相分率? q线方程又称为进料 板方程，是表示精馏塔中精馏段操作线和提 馏段操作线交点轨迹方程，反映了进料热状况对进料板上汽液两相摩尔量的影响。因在图解理论塔塔时，要作出提馏线，由于提馏段操作线不易作出或不易准确作出，故借助线和精馏段操作线的交点作出。4. 吸收推动力是什么?有哪些表示方法? (105页) 吸收推动力就是吸收质的分压差或浓度差。表示方法有：分压差、浓度差，还有气相和液相比摩尔分率差，气相和液相摩尔分率差，具体表达式：NA=KG(PA-PA*) NA=KL(CA-CA*) NA=KY(YA-YA*) NA=KX(XA-XA*)5.亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合? 哪个常数(E)和压力单位相同?（80页）Ex，一般来说，温度上升则E值增大，这体现着气体溶解度随温度升高而减少的变化趋势。 H=/EMsC/H，对于一定的溶剂和溶质，H值随温度升高而减少。易溶气体具有较大的H值ymx 温度升高，总压变大，m值升高不利于吸收。m = E/p E称为亨利系数，H称为溶解度系数，m称为相平衡常数。它们只适合于稀溶液的情况。6.提高吸收速率应采取哪些措施? 由NK（*）看出，为了提高N，必须增大吸收系数和吸收推动力。1.增大湍动程度；2.增大气液接触是为了增大吸收系数。3.增大液气比是为了提高推动力。7填料一般分为哪两种? 列举出你所知道的散装填料填料种类。填料的主要性能评价、几何参数?1、填料类型（课件） 堆放方式乱堆填料 拉西环、鲍尔环、鞍形、网环规整（整砌） 填料 波纹板、波纹网 材质实体填料 环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）、鞍形填料（弧鞍、矩鞍）、栅 板网体填料 鞍形环、网、波纹网分为实体填料和网体填料两类。实体填料有环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）鞍形填料（弧形鞍、矩形鞍）以及栅板、波纹板填料。网体填料主要是由金属丝网制成的各种填料，如鞍形网、网、波纹网填料等。散装填料：1拉西环、2鲍尔环、3阶梯环 环、十字球、单螺旋球、4(弧形鞍矩形鞍)、波纹填料、 网环、鞍形网。 5金属鞍环填料性能的优劣常根据效率、通量及压降三要素衡量。（178页）相同条件下，比表面积愈大，气液分布愈均匀，表面的润湿性能愈优良，传质效率愈高；空隙率愈大，则通量愈大，压降也愈低。填料性能的几何参数：1 比表面积 单位体积填料层的填料表面积称为比表面积，以来表示，单位为m/m.填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。同一种类的填料，尺寸愈小，则比表面积愈大。2 空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以表示，单位m/m，填料的空隙率大，气液通过能力大且气体流动阻力小。3 填料因子/称为干填料因子，单位1/m。填料因子表示填料的流体力学性能。8. 填料吸收塔内的填料，液体喷淋装置和液体再分布器的作用是什么？ (1）填料一提供气液两相的传质面积； (2）液体喷淋装置一使液体在塔内分布均匀，使填料表面被液体充分润湿； (3）液体再分布器一用以减少液体在填料层内壁流效应，将沿壁下流的液体导向填料层内。9.在对流干燥过程中。为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？因物料中水分汽化需要热量，此热量由空气供给，而汽化的水汽又要靠空气带走（破坏其平衡状态），使干燥能稳定连续地进行。故湿空气在干燥过程中起到供热、去湿的作用，故称湿空气是载热体又是载湿体。10.欲在 298K时用相对湿度为60的空气干燥木材，使其中水分降到11.5（湿基），你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12（干基）。 要求含水量降低到： X0.115/(1-0.115)=0.13=13%12%(干衡水份) XX* 是可能的11何为双膜理论？简述,并知道三大理论.（1）相互接触的气、液两相流体之间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，吸收质以分子扩散方式通过此二层膜由气相主体进入液相主体；（2）在相界面处，气、液两相达到平衡；（3）在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，物质组成均匀。三大理论：1双膜理论 2溶质渗透理论 3表面更新理论12简述菲克定律，举出两种形式上与菲克定律相类似的两个定律，并说明其含义。JA=-DAB dcA/dz 菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。它与描述热传导规律的傅里叶定律以及描述粘性流体内摩擦（滞留流体中的动量传递）规律的牛顿粘性定律在表达形式上有共同的特点，因为它们都是描述某种传递现象的方程。13板式塔的负荷性能图影响板式塔操作状况和分离效果的主要因素为物料性质、塔板结构及气液负荷，对一定的分离物系，当设计选定塔板类型后，其操作状况和分离效果便只与气液负荷有关。要维持塔板正常操作和塔板效率的基本稳定，必须将塔内的气液负荷限制在一定的范围内，该范围即为塔板的负荷性能。将此范围在直角坐标系中，以液相负荷L为横坐标，气相负荷V为纵坐标进行绘制，所得图形称为塔板的负荷性能图，如图片所示。负荷性能图由以下五条线组成： （1）漏液线 图中线 1 为漏液线，又称气相负荷下限线。当操作的气相负荷低于此线时，将发生严重的漏液现象。此时的漏液量大于液体流量的10%。塔板的适宜操作区应在该线以上。 （2）液沫夹带线 图中线 2 为液沫夹带线，又称气相负荷上限线。如操作的气液相负荷超过此线时，表明液沫夹带现象严重，此时液沫夹带量eV0.1kg（液）/ kg（气）。塔板的适宜操作区应在该线以下。 （3）液相负荷下限线 图中线 3 为液相负荷下限线。若操作的液相负荷低于此线时，表明液体流量过低，板上液流不能均匀分布，气液接触不良，易产生干吹、偏流等现象，导致塔板效率的下降。塔板的适宜操作区应在该线以右。 （4）液相负荷上限线 图中线 4 为液相负荷上限线。若操作的液相负荷高于此线时，表明液体流量过大，此时液体在降液管内停留时间过短，进入降液管内的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板，造成气相返混，使塔板效率下降。塔板的适宜操作区应在该线以左。 （5）液泛线 图中线5为液泛线。若操作的气液负荷超过此线时，塔内将发生液泛现象，使塔不能正常操作。塔板的适宜操作区在该线以下。 14填料塔的压降和空塔气速关系图，并给出相关概念。2. 填料层的压降在逆流操作的填料塔中，从塔顶喷淋下来的液体，依靠重力在填料表面成膜状向下流动，上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。填料层压降与液体喷淋量及气速有关，在一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速越大，压