华东理工大学历年化工原理简答题答案

1997简答题答案1.搅拌器应该具有哪两种功能？为达到均匀混合，搅拌器应具有两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。液体在容器内做循环运动，搅拌器对单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可以采取的措施有：提高搅拌器的转速，搅拌器可以提高较大的压头；阻止容器内液体的圆周运动：在搅拌器内加挡流板，破坏循环回路的对称性。安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。2.过滤速率与哪些物性因素、操作因素有关？过滤的技术改进包括两个方面：寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质，加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力。可以采用以下方法:1）改变滤饼结构如空隙率、可压缩性（常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压缩）2）改变悬浮液中颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液处理，使分散的颗粒聚集成较大颗粒。其方法是：加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借助范德华力凝聚在一起。3）动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法。3.流体流动边界层脱体分离的两个条件是什么？1）逆压梯度2）外层流体能量来不及传入边界层。边界层脱体的后果是1）产生大量漩涡；2）造成较大的能量损失。4.多效蒸发的效数受哪些限制？经济上限制：W/D的上升达不到与效数成正比，W/A的下降与效数成反比快。技术上限制：00TT-t,T-t必须小于而是有限的。5.简述板式塔的夹带液泛和溢流液泛现象。夹带液泛：同样气速下，'e,＇＇使Ｌ＋ｅ，液层厚度，ｅ，形成恶性循环。溢流液泛：因降液管通过能力的限制而引起的液泛。6.简述填料塔的载点和泛点。载点：空塔气速u达到ul后，气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液体顺利流下，使填料表面持液量增多，占去更多空隙，气体实际速度与空塔气速的比值显著提高，故压力降比以前增加得快，这种现象称载液，L点称载点。泛点（F）：空塔气速增大到UF后，压力降与u成垂直关系，表明上升气体足以阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被完全破坏，这种现象称液泛，F点称泛点。1998简答题答案1.简述搅拌器中加挡流板或导流筒的主要作用是什么？加挡板：有效地阻止容器内圆周运动，提高混合效果。导流筒：严格控制了流体运动方向，即消除了短路现象又有助于消除死区，抑制圆周运动的扩展，增加了湍动程度，提高混合效果。2.试写出回转真空过滤机单位面积滤液量、转速、浸入面积分率以及过滤常数的关系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A？1-s222P+2==reVVVKAK由2+2=eqqKq=n有：2=+-eeqkqq3.当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径的计算式。2(-)u=18pptgd则有：p18d=(-)tpug4.流化床的压降与哪些因素有关？(-)=PPmgPA流化床的压降等于单位界面床位内固定床的表观质量，它与气速无关而始终保持定值。5.蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？蒸发器提高液体循环速度的重要性不仅在于提高沸腾给热系数，其主要用意在于降低单程气化率，在同样蒸发能力下（单位时间的溶剂气化量），循环速度越大，单位时间通过加热管的液体量就越多，溶液一次通过加热管后气化的百分数（气化率）也越低。溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象可以减轻，加热面上结垢现象可以延缓。溶液浓度越高，为减少结垢所需要循环速度越大。6.简述什么是气液传质板式塔操作中的转相点？指由泡沫状态转为喷射状态的临界点。7.何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下=？择性系数是指BBy=/=xAAyxAA/=BBABkk萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数萃取相中的质量分数萃余相中的质量分数可见=1时不可以用萃取方法分离，=时，组分S、B完全不互溶。8.什么是转盘萃取塔的特性速度？萃取塔的特性速度是指由物料及液滴尺寸决定的常数，与操作条件即空塔气速无关。K2u=+(1-)(1-)CDuu9.在连续干燥之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？消耗于四个方面，气化水分所消耗的热量，物料升温所带走的热，废气离开干燥器时带走的热量，热量损失。10.提高连续干燥器的热效率的措施有哪些？干燥器效率12Q+Q=+QQ补Q-指预热器中所获得的热量。措施：1）提高预热温度2）降低废气出口温度3）进行中间加热4）废气再循环1999简答题答案1.何谓流线？何谓轨线？为什么流线互不相交？轨线—某一流体质点的运动轨迹，描述的是同一质点不同时刻的位置。轨线—表示的是同一瞬间不同质点的速度方向连线，描述空间任一点的状态。2.简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有几种？流量的不均匀性使整个管路内的液体处于变速运动状态，增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象。1）旁路调节2）改变曲柄转速和活塞行程。3.搅拌器应具有哪两种功能？为达到均匀混合，搅拌器应具有两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。液体在容器内做循环运动，搅拌器对单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可以采取的措施有：提高搅拌器的转速，搅拌器可以提高较大的压头；阻止容器内液体的圆周运动：在搅拌器内加挡流板，破坏循环回路的对称性。安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。4.在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒平均直径是按什么规则定义的？为什么？以表面积相等为基准，因为流体在颗粒内为爬流流动，流动阻力主要与颗粒层内固体表面积的大小有关，而颗粒形状并不重要。5.因某种原因使降尘的含尘气体温度降低，若气体的质量流量不变，含尘情况不变，则降尘室的气体出口的含尘量将上升还是下降？导致此变化的原因是什么？含尘量将变大：1）气体温度升高，粘度上升，沉降速度下降。2）气体温度升高，则体积流量上升，导致停留时间减少。6.影响辐射传热的因素有哪些？温度的影响，辐射热流量正比于温度四次方之差；几何位置的影响，角系数对两物体间的辐射传热有重要影响；表面黑度的影响，通过改变表面黑度的方法可以强化或减弱辐射传热；辐射表面之间介质的影响。7.综合评价塔板性能的标准是什么？衡量塔板性能优劣的标准，一般包括两个方面：1）塔板的效率（点效率、莫弗里板效率等），2）生产能力，即可通过气液两相负荷的大小。塔板效率高，传质效果好，塔顶和塔底的产品质量高或者多用的塔板数少，塔的压降就低，耗能较少。允许通过的气液两相流量很大，塔的生产能力就大，满足生产量的塔径较小。8.当两相流量比相差很大时，而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向返混，此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相。应将流量小的一相作为分散相，原因：减少轴向混合的影响。9.何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何关系？结合水指借化学和物理学力与固体相结合的水分。非结合水是指机械的附着于固体表面或颗粒堆层中的大空隙中的水分。两者与固体物料性质有关，而与空气状态无关，两者的区别是表观的平衡蒸汽压不同。自由水指所有能够被指定状态的空气带走的水分。平衡水是指在指定空气条件下不能被干燥依然存在于物料之中的一部分结合水。两者与空气的状态和物料性质有关。10.何谓蒸发设备的生产强度？单位面积的传热量。1）提高传热温差2）提高蒸发器的传热温差3）加热蒸汽的利用率。2000简答题答案1.功能校正曲线为什么总是大于、等于1？说明理由。根据3-3A1=udAA，可知流体界面速度分布越均匀，越小。可以认为湍流速度分布是均匀的。代入上式，得接近于1。2.大小不一的搅拌器能否使用同一条曲线？为什么？只要几何相似就可以使用同一条功率曲线，因为无因次化之后，使用这一条件。3.简述数学模型法规划实验的主要步骤。数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下步骤进行：1）将复杂真实过程本身简化成抑郁病用数学方程式描述的物理模型；2）对所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型；3）通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。4.加快过滤速率有几种途径？过滤的技术改进包括两个方面：寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质，加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力。可以采用以下方法:1）改变滤饼结构如空隙率、可压缩性（常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压缩）2）改变悬浮液中颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液处理，使分散的颗粒聚集成较大颗粒。其方法是：加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借助范德华力凝聚在一起。3）动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法。5.评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？分离效率和压力降。6简述辐射传热中黑体和灰体的概念。吸收率等于1的物体称为黑体。对各种波长辐射能均能以相同吸收率吸收的理想物体。7.液液萃取设备的主要技术性能有哪些？1）两相极限通过能力2）设备的传质速率前者决定了设备的直径，后者决定了塔高。2001简答题答案1.流动过程中，稳定性指什么？定态性指什么？稳定性指系统对外界扰动的反应。定态性指有关运动参数随时间的变化情况。2．简述因次分析的实验研究方法的主要步骤。因次分析法是将多变量函数整理为简单的无因次数群的函数，然后通过实验归纳整理出算图或准数关系式，从而大大减少实验工作量，同时也容易将实验结果应用到工程计算和设计中。步骤如下：1）找出影响过程的独立变量；2）确立独立变量所涉及的基本因次；3）构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示；4）用基本因次表示所有独立变量的因次，并找出各独立变量的因次式；5）依据物理方程的因次一致性原则和∏定理得到准数方程；6）通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。3.在表面过滤方式中，何谓架桥现象？在过滤操作开始阶段，会有部分颗粒进入过滤介质网孔中，随着滤渣的逐步积累而在介质上形成一个滤渣层即滤饼的现象。4.简述旋风分离器性能指标中分割直径DPC的概念。通常指经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径。5.液体沸腾的必要条件是什么？必要条件是加热表面有气化核心，加热液体有过热度。6.循环蒸发器中，降低单程气化率的目的是什么？1）降低溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象。2）缓解加热面上的结垢现象。7．筛板塔的气液接触状态有哪三种？各有什么特点？1）鼓泡接触状态：当孔速较低时，通过筛孔的气流断裂成气泡在板上液层中浮升，塔板上存在大量的清液，气泡数量不多，板上液层表面十分清晰。该状态时两相接触面积为气泡表面，由于气泡数量较少，气泡表面的湍动程度较低，传质阻力较大。2)泡沫接触状态：随着孔速的增加，气泡数量急剧增加，气泡表面连成一片并且不断发生合并与破裂，板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，仅在靠近塔板表面处才能看到少许清液。该状态下液体仍为连续相，气体仍为分散相，两相传质表面是面积很大的液膜，此液膜不同与因表面活性剂的存在而形成的稳定泡沫，它高度湍动而且形成的稳定泡沫，它高度湍动而且不断合并和破裂。3）喷射接触状态：当孔速继续增加，动能很大的气体从筛孔以射流形式穿过液层，将板上液体破碎成许多大小不等的液滴而抛于塔板上方空间，被喷射出去的液滴落下以后，在塔板上汇聚成很薄的液层并再次被破碎成液滴抛出。该状态时液体为分散相而气体为连续相，两相传质面积是液滴的外表面，且液滴多次形成与合并使传质表面不断更新。8．简述萃取（三元物系）过程中的临界混溶点、选择性系数。相平衡的两相无限趋近变成一相时所对应的点。选择性系数是指BBy=/=xAAyxAA/=BBABkk萃取相中的