千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦化工原理思考題思量題

第一章

1-1真空度、表壓和肯定壓力之間有何關系

1-2氣體和液體的密度如何計算

1-3流體靜力學中等壓面如何確定，其原理可以在哪些方面得以應用

1-4如何舉行實際流體的機械能衡算伯努利方程式的應用

1-5利用伯努利解題時應注重事項

1-6流體在管內流淌的速度分布如何

1-7如何計算流體在管內的的流淌摩擦阻力

1-8管路計算所涉及的主要原理有哪些如何舉行設計和操作計算

1-9各種流量計的測量原理以及優缺點

第四章傳熱

1.傳熱過程有哪三種基本形式它們之間主要不同點是什么

答：(1)包括傳導、對流和輻射；

(2)熱傳導是依賴分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運動所產生的熱傳遞現象，系統內傳熱的各部分之間不發生相對位移；熱對流是流體內存在溫度差的各部分通過質點相對位移和混合而將熱量由一處傳至另一處的熱量傳遞過程；熱輻射是一種以電磁波形式傳遞熱量的現象，可以在真空中傳遞，無需任何介質，而且伴有能量形式的轉化，即放射時從熱能轉化為輻射能，被汲取時又從輻射能轉化為熱能。

2.試說明熱導率、對流傳熱系數和總傳熱系數的物理意義、單位和彼此間的區分。

答：(1)熱導率在數值上等于單位溫度梯度下的熱通量。因此，熱導率是表征物質導熱能力的參數，為物質的物理性質之一，其值越大，物質的導熱性能越好，單位W/(m·℃)；對流傳熱系數不是物質的屬性，而是對流傳熱過程簡化處理得到的參數，包含影響過程的諸多因素，各種狀況下的對流傳熱系數尚不能徹低通過理論推導得出計算式，通常需試驗測定，單位W/(m2·℃)；K值是衡量換熱器性能的重要參數，由間壁兩側的流體對流傳熱過程和間壁的傳導過程共同打算的，欲強化傳熱，提高K值，必需設法減小控制熱阻值，單位W/(m2·℃)。

5.為什么滴狀冷凝的對流傳熱系數要比膜狀冷凝的對流傳熱系數高

答：滴狀冷凝時，因為大部分壁面直接裸露在蒸氣中，沒有液膜妨礙傳熱，因而滴狀冷凝的傳熱系數比膜狀冷凝高

6.蒸氣冷凝時為什么要定期排放不凝性氣體

答：在工業冷凝器中，因為蒸氣中常含有微量的不凝性氣體，如空氣等，因此，當蒸氣冷凝

時，不凝性氣體味在液膜表面濃集形成氣膜。這相當于額外附加了一層熱阻，而且因為氣體的熱導率λ小，故使蒸氣冷凝的對流傳熱系數大大下降。因此，在冷凝器的設計中，應在蒸氣冷凝側的高處安裝氣體排放口，定期排放不凝性氣體，削減不凝性氣體對α的不良影響。

7.何謂黑體、灰體、鏡體、透熱體

答：當A＝1，即D＝R＝0時，這種物體稱為肯定黑體或黑體。黑體是能所有汲取輻射能的物體；當R＝1，即A＝D＝0時，這種物體稱為肯定白體或鏡體。白體是能所有反射輻射能的物體；當D＝1，即A＝R＝0時，這種物體稱為透熱體。透熱體是能透過所有輻射能的物體；灰體指對各種波長的輻射能具有相同汲取率的抱負化物體。

8.影響輻射傳熱的主要因素有哪些

答：(1)溫度的影響

同樣的溫度差在高溫時的熱流量將遠大于低溫時的熱流量。

(2)幾何位置的影響

角系數對兩物體間的輻射傳熱有重要影響，而角系數取決于兩輻射表面的方位和距離。

(3)表面黑度的影響

當物體的相對位置一定時，系統黑度只和表面黑度有關，因此，通過轉變表面黑度的辦法可以強化或削弱輻射傳熱。

(4)輻射表面之間介質的影響

某些氣體也具有放射和汲取輻射能的能力。因此，這些氣體的存在對物體的輻射傳熱必有影響。

9.物體的汲取率與輻射能力之間存在什么關系黑度與汲取率之間有何聯系

答：由克希霍夫定律可知，同一灰體的汲取率與黑度在數值上必需相等，表明物體的輻射能力越大，其汲取能力也越大。但兩者的物理意義不同。

10.設備保溫層外常包有一層薄金屬皮，為削減熱輻射損失，此層金屬皮的黑度值是大一些好還是小一些好其黑度值與材料的色彩、粗糙度的關系又是如何

答：為削減熱輻射損失，此層金屬皮的黑度值小一些好。表面粗糙度越高，黑度越高；材料的色彩越深，黑度也越高。

11.為什么普通狀況下，逆流總是優于并流并流適用于哪些狀況

答：在換熱器的熱流量Q及總傳熱系數K相同的條件下，逆流操作可節約傳熱面積。逆流操作的另一個優點是可以節省加熱劑或者冷卻劑的用量。由于并流時，t2總是小于T2，而逆流時t2卻可以大于T2，所以逆流冷卻時冷卻劑的溫升t2－t1可比并流操作時大些，在相同熱

流量的狀況下，冷卻劑用量就可以少些。同理，逆流加熱時，加熱劑本身溫度下降T1－T2

可比并流操作時大些，即加熱劑的用量可以削減些。

當需要限制熱流體或冷流體出口溫度時可采納并流操作。

12.列管式換熱器在什么狀況下需考慮熱補償熱補償的形式有哪些

答：換熱器因管束內外冷、熱流體溫度不同，殼體和管束受熱不同，其膨脹程度也不同，當兩者溫差較大(50℃以上)時，其產生的熱應力會使管子扭彎，從管板上脫落，以至毀壞換熱器。因此必需從結構上實行消退或削減熱應力的措施，稱為熱補償。換熱器因管束內外冷、熱流體溫度不同，殼體和管束受熱不同，其膨脹程度也不同，當兩者溫差較大(50℃以上)時，其產生的熱應力會使管子扭彎，從管板上脫落，以至毀壞換熱器。因此必需從結構上實行消退或削減熱應力的措施，即熱補償。

熱補償形式包括帶補償圈的固定管板式、浮頭式、U形管式。

13.有一間壁式換熱器，管程內空氣被加熱，殼程為飽和水蒸氣，總傳熱系數K臨近于哪一側的對流傳熱系數壁溫臨近于哪一側流體的溫度

答：總傳熱系數K臨近于空氣側的對流傳熱系數，壁溫臨近于飽和水蒸氣的溫度。

第六章思量題

1.在精餾塔的設計中，下面參數對理論板層數有何影響

1）塔頂餾出液組成、回流比及回流溫度；

2）進料量、進料組成、進料狀態參數及進料位置；

3）塔釜釜液組成。

答：1）餾出液組成增大，分別難度加大，理論板層數增強；R加大，有利于分別，理論板層數削減；回流溫度低于泡點，增強塔內實際液體回流量（內回流大于塔頂

回流），可使理論板層數削減。2）進料量大小不影響理論板層數，但直接影響塔徑

大小；進料組成減小，進料熱情況參數q值減小，都使理論板層數有加大的趨勢；

相宜進料位置是使完成分別任務所需的理論板層數為最少。3）釜液組成降低，表

明分別程度加大，則所需理論板層數增強。

2.全回流的特點是什么，有何意義何為最小回流比，怎樣計算最小回流比如何確定適

宜回流比

全回流的特點是精餾塔沒有進料，也沒有產品，因而也無精餾段和提餾段之分，全塔惟獨一個操作線方程（即對角線方程），平很閑語操作線距離最大，即傳質推進力最大，所需理論板層數為最少；全回流在科學討論及精餾塔開工階段都有重要意義。達到指定分別程度所需理論板層數為無窮多時代回流比稱為最小回流比；最小回流比確實定可用此式計算

也可用解析的辦法計算。相宜回流比的選取要權衡操作費用和設備費用的影響，普通選這兩個費用之和最低的回流比為相宜的回流比，普通為。

3.如何理解理論板的概念和恒摩爾流假設

答：所謂理論板，是指在塔板上氣液兩相皆充分混合、無傳遞阻力、組成達到平衡、溫度相等的抱負塔板，是對塔板上傳質過程的簡化，是衡量實際塔板分別效率的依據和標準。理論板概念的引入對精餾分析和計算非常實用。

恒摩爾流假設，是指從精餾段或提餾段每層塔板升高蒸汽的摩爾流量和下降液體的摩爾流量分離相等，但精餾段和提餾段的升高蒸汽流量不一定相等，精餾段和提餾段下降的液體流量也不一定相等，這與進料的熱情況有關。恒摩爾流假設是對塔內物料衡算的簡化，也是推導直線操作線方程的基礎。

4.塔板負荷性能圖由哪幾條線組成負荷性能圖的意義是什么

答：塔板負荷性能圖由霧沫夾帶線、液泛線、液相負荷上限線、漏液線、液相負荷下限線組成。塔板負荷性能圖對板式塔的設計與操作具有重要指導意義：①檢驗塔的設計是否合理，操作點是否在適中的高效區域；②指明氣液相的流量范圍，推斷增大或削減負荷的可能性；③了解塔的操作狀況和操作彈性，當塔頂操作浮現問題時，可從負荷性能圖的分析找到解決問題的措施。

5.評價塔板性能的主要指標有哪些方面

答：評價塔板性能的主要指標是：①單位塔截面上氣液兩相的通量（生產能力）；②分別小高（體現為塔板效率）；③適應能力（操作彈性）；④壓力降低；⑤結構容易，造價低，易于操作等。

第七章汲取

思量題

7-1汲取操作在工業生產上的應用有哪些汲取操作主要的設備有哪些類型汲取操作主要應用于工業生產中的氣體混合物分別，其應用可分為(1)凈化生產過程中的原料氣。(2)回收混合氣中的實用組分。(3)制取液體產品。(4)凈化工業放空尾氣。在實際生產過程中，以上目的往往兼而有之。

汲取設備可分為逐級接觸式和延續接觸式兩類，逐級接觸式以板式塔為代表，延續接觸式以填料塔為代表。

7-2挑選汲取劑的主要依據是什么什么是溶劑的挑選性

汲取劑是保證汲取過程既高效又經濟的重要因素。通常對汲取劑的性能有如下要求。

(1)汲取劑對溶質的溶解度大。汲取劑對溶質的溶解度越大，則汲取推進力越大，汲取速率越快，汲取劑的消耗越少。

(2)汲取劑對目標溶質有好的挑選性。即對混合氣中其他組分不汲取或汲取甚微。

(3)汲取劑的應具有不易揮發的特性。以削減汲取過程中汲取劑的損失，及混合氣中引入新雜質。

(4)若汲取液不是產品，則汲取劑應易于解吸而再生，循環使用。通常可采納升溫，減壓，通入惰性氣體等辦法舉行解吸。

(5)汲取劑在操作溫度下的粘度小，以利于傳質與輸送；比熱小、以降低再生時的耗熱量；發泡性低，以免過分降低塔內氣速而增大塔體積。

(6)汲取劑應具有化學穩定性好，腐蝕性低，毒性小，不易燃，價廉，來源廣泛等特點。7-3溫度與壓力是如何影響汲取過程的平衡關系的

答：對于同一溶質，在相同氣相分壓下，溶解度隨溫度上升而減小；隨溫度的上升，亨利系數E、相平衡常數m增大，溶解度系數H減小。

對于同一溶質，在相同溫度下，溶解度隨氣相分壓上升而增大。隨氣相分壓的上升，亨利系數E、溶解度系數H幾乎不變。相平衡常數m減小。

7-4亨利定律適用于氣液相平衡的哪種狀況其表達形式有哪些

答：惟獨在低濃度的氣體汲取時才可以使用亨利定律，其表達形式有：A*AHpc=

A*AExp=，mxy=*，X

mmXY)1(1*-+=（對于稀溶液，mXY=*）。7-5若溶質分壓p的氣體混合物與溶質濃度為c的溶液接觸，如何推斷溶質是從氣相向液相傳遞還是從液相向氣相傳遞

答：利用亨利定律計算HpHpc==A*A，若ccA-*>0，則溶質是從氣相向液相傳遞，反之，若

ccA-*<0,則溶質是從液相向氣相傳遞。

7-6兩相間傳質的雙膜理論基本論點是什么何謂液膜控制何謂氣膜控制

答：有效膜模型認為相界面兩側分離存在一個層流氣膜與液膜，溶質以定態分子蔓延先后通過這兩層膜，所有傳質阻力均集中在這兩層滯流膜。

當溶質A的溶解度很大時，即H很大時，液膜傳質阻力l

Hk1比氣膜傳質阻力gk1小無數，即傳質阻力集中于氣膜中，稱為氣膜阻力控制或氣膜控制。反之，當溶質A的溶解度很小時，即H很小時，氣膜傳質阻力gkH比液膜傳質阻力l

k1小無數，即傳質阻力集中于液膜中，稱為液膜阻力控制或液膜控制。

7-7傳質單元高度與傳質單元數有何物理意義

答：OGH可以看做

ΩVn,q與αY1K的乘積，ΩVn,q為單位塔截面積的惰性氣體摩爾流量，αY1

K反應傳質阻力的大小、填料性能的優劣以及潤濕狀況的好壞。汲取過程的傳質阻力越大，填料層有效比表面積越小，則每個傳質單元所相當的填料層高度就越大。傳質單元數代表所需填料層總高度Z相當于傳質單元高度OGH(或OLH)的倍數，它反應了汲取過程舉行的難易程度。生產任務所要求的氣體組成變化越大，汲取過程的平均推進力越小，則意味著汲取的難度越大，此時所需的傳質單元數也就越大。

7-8汲取劑用量對實際生產有何影響最小液氣比如何計算

答：當平衡線不變，且分別任務（Vn,q、1Y、2Y、2X）也保持不變時，若轉變汲取劑

的用量，操作線與平衡線的距離將產生變化并引起一系列技術和經濟的優化問題。增大汲取劑用量時，完成一定汲取任務所需的塔高降低，設備費削減；但汲取劑用量增大，輸送費用增強，汲取劑的再生費用增強，使操作費用增強。減小汲取劑用量時，汲取平均推進力降低，汲取速率減小，完成一定汲取任務所需的塔高增強，設備費增強；當汲取操作線與平衡線相交時，塔底氣液兩相達到平衡，即推進力為零，即使塔高無窮大也無法完成