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(word完整版)化工原理课后思考题参考答案第二章 流体输送机械2-1 流体输送机械有何作用?答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体？启动后,液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体？答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气.由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚)；启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能.泵入口处于一定的真空状态（或负压)2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么?1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积,m3/s, m3/min, m3/h。2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率： 轴功率P：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率. 有效功率Pe： 效率：24 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？答：1、离心泵的H、P、与qv之间的关系曲线称为特性曲线。共三条;2、离心泵的压头H一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。与qv先增大，后减小.额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数.3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。25 什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得:3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化.2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？答：泵出口压力变小，进口处真空度增加2-7 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？答：当离心泵安装到特定的管路系统中操作时,若贮槽与受液槽两液面保持恒定，则泵对单位重量(1N)流体所做的净功为，忽略令,得管路特性方程2-8 管路特性方程中的与k的大小，受哪些因素影响?答:与液面高度差和静压差有关。k与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。29 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？答：1、离心泵在管路中正常运行时，泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。安装于管路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程，即管路特性方程和泵的特性方程 H =f（Q)，联解上述两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点。2、改变口阀开度(改变管路特性曲线）；改变泵的转速（改变泵的特性曲线);离心泵并联操作；离心泵的串联操作。210 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀?答：1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时,液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。含气泡的液体进入叶轮高压区后,气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭,气泡的消失产生局部真空,周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，造成冲击和振动.金属表面受到压力大，频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等,使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏.这种现象称为汽蚀。2、为了避免气蚀的发生,泵的安装高度不能太高，可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。2-11 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些?答：最大允许安装高度；环境大气压，工作温度下的液体饱和蒸气压,允许气蚀余量，吸入管路的压头损失。2-12 往复泵有没有气蚀现象？答:往复泵一样有气蚀问题，只是相对较小，但在实际使用中一样需要满足入口压力要求。2-13 往复泵的流量由什么决定？与管路情况是否有关？答： ；往复泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及往复频率所决定,(即单位时间内活塞扫过的体积）。与管路情况（几乎）无关。2-14 往复泵的扬程(对液体提供压头）与什么有关?最大允许扬程是由什么决定的?答：1、 2、最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定.215 何谓通风机的全风压？其单位是什么？如何计算？答：全风压：单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。单位是Pa，2-16 通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系?答：全风压为静风压和动风压之和。2-17 为什么通风机的全风压与气体密度有关?在选用通风机之间，需要把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。但为什么离心泵的压头H与密度无关？答：因为通风机全压，所以和密度有关 离心泵的理论压力 第三章 沉降与分离3-1 固体颗粒与流体相对运动时的阻力系数在层流层区（斯托克斯区）与湍流区(牛顿区）有何不同？答：104 Re 2的区域称为层流区或斯托克斯定律区。； 湍流区或牛顿(Newton）定律区（500 Re,从气相向液相传递5-6 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系?液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系？答：气体分子扩散系数与温度的1。5次方成正比，总压力成反比；液体的扩散系数与温度成正比,与粘度成反比.5-7 何谓对流传质的有效膜理论？如何根据有效膜理论写出传质速率方程式？答：单相对流传质的传质阻力全部集中在一层虚拟的膜层内，膜层内的传质形式仅为分子扩散。有效膜厚zG由层流内层浓度梯度线延长线与流体主体浓度线相交于一点E，则厚度zG为E到相界面的垂直距离。58 何谓两相间传质的双膜理论？其基本论点是什么?答：（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。（2)相界面处两相达平衡，无扩散阻力。（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质.59 在稳态传质过程中,若气液相平衡关系符合亨利定律，如何应用双膜理论推导出总传质速率方程式?气相总传质系数KY（或液相总传质系数KX）与气膜传质系数ky及液膜传质系数kx有何关系？答:气相传质速率方程，510在气液两相传质过程，什么情况下属于气膜阻力控制，什么情况下属于液膜阻力控制？答：当时属于气膜阻力控制；当时属于液膜阻力控制5-11 在逆流操作的吸收塔中，当进塔气体组成Y1及进塔液体组成X2已定，最小液气比与溶质的吸收率有何关系？答：由可知，与吸收率成正比.512 传质单元数与传质推动力有何关系?传质单元高度与传质阻力有何关系?答：传质推动力越小，则意味着过程的难度越大，此时所需的传质单元数也就越大。传质阻力越大，填料层有效比表面越小，则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。5-13 气相传质单元高度与气相总压力p有何关系?液相传质单元高度与液相总浓度c有何关系？答：514 吸收因数的大小对气相总传质单元数有何影响？如何说明其原因？515 吸收率对有何影响?516 在一定的条件下，若L、G、温度t、总压p、吸收剂进口组成X1等改变,对混合气的出口组成Y2有何影响？答：第六章 蒸馏6-1 何谓拉乌尔定律？答:溶液中溶剂A的蒸汽分压等于纯溶剂的蒸气压与其液相组成的乘积。6-2 何谓理想溶液？答：在全部范围内符合拉乌尔定律的溶液6-3 在一定总压p下，理想溶液的气液两相达到平衡时，液相组成x与平衡温度的关系式如何表示？气相组成y与平衡温度的关系式如何表示？答：；6-4何为泡点、露点？对于一定的压力与组成，二者大小关系如何？答:冷液恒压加热,溶液开始沸腾起泡的温度称为泡点；过热蒸汽恒压冷却,开始冷凝而析出像露珠似的液滴对应的温度称为露点。露点高于泡点。6-5 双组分理想溶液的气液两相达到平衡时，若已知平衡温度t与液相组成x，如何计算气相组成y？反之,若已知总压p与气相组成y,如何计算平衡温度t与液相组成x？答：；66 双组分理想溶液的相对挥发度如何计算?与什么因素有关？的大小对两组分的分离有何影响?答：;与组分种类、系统总压有关;数值越大,两组分就越容易分离。6-7 如何应用平均相对挥发度表示平衡条件下的液相组成x与气相组成y之间的关系？答:，6-8 在一定的总压p下，双组分理想溶液的平均相对挥发度是如何计算的？答:取最低温度的值与最高温度的值之几何平均值。69 相对挥发度=1时，用普通精馏是否能分离混合物？答：不能6-10 何谓非理想溶液？在什么条件下出现最低恒沸点或最高恒沸点？答:各组分的蒸气压不服从拉乌尔定律； 当组分蒸气压对拉乌尔定律有最大正偏差时，出现最低恒沸点.611 平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同？答：简单蒸馏过程为不稳定过程。平衡蒸馏为稳定连续过程，生产能力大。6-12 精馏塔的塔顶液相回流及塔底的气相回流对溶液的精馏起什么作用？答:提供系统所需的热量和冷量；改变产品的组分浓度。6-13 在板式精馏塔的塔板上，气液两相是怎样进行传热、传质的?答：在板式精馏塔的塔板上,从上面板下来的液体与从下面板上来的气体在该板上接触，气相温度高于液相温度，气相发生部分冷凝,把热量传递给液相，使液相部分气化.难挥发组分B从气相向液相传递.6-14 何谓理论板？实际塔板上汽液两相传质情况与理论板有何不同?答：使气液两相达到平衡状态的塔板称为一块理论板。实际塔板的分离程度要比理论板小。615 精馏塔一般有精馏段与提馏段，他们的作用有什么不同？答：精馏段得到含轻组分较多的产品，提馏段得到含重组分较多的产品。6-16 上下相邻两层塔板的温度、液相组成与气相组成有何不同？答：上板的温度低于下面板；液相和气相组成高于下面板。6-17 精馏塔中气相组成、液相组成及温度沿塔高是如何变化的？答：精馏塔中气相组成、液相组成下降；温度升高.618 ，这3个物料衡算式中，各流量的摩尔比与各组成的差值之比有什么规律？如何记忆？答：等于另外两个物料组成浓度差之比.619 当进料流量F及组成一定时，若馏出液流量D增多而釜液流量W减少时,馏出液的组成及釜液的组成将如何变化？答：由可知，增加，减少。6-20 当一定时，若增大，将如何变化？及将如何变化？答：由可知，增加，增加。621 何谓恒摩尔流量的假设?其成立的条件是什么?在精馏塔计算中有何意义？答：（1）恒摩尔汽流恒摩尔汽流是指在精馏塔内,从精馏段或提馏段每层塔板上升的汽相摩尔流量各自相等，但两段上升的汽相摩尔流量不一定相等.即精馏段 提馏段 (2)恒摩尔液流恒摩尔液流是指在精馏塔内,从精馏段或提馏段每层塔板下降的液相摩尔流量分别相等，但两段下降的液相摩尔流量不一定相等.即精馏段 提馏段 622 精馏塔的进料状态有几种？他们对精馏段及提馏段的下降液体流量及上升蒸汽流量有什么影响？答：有五种：冷液进料；饱和液体(泡点）进料；汽液混合物进料；饱和蒸汽（露点）进料；过热蒸汽进料。6-23 何谓进料状态参数？不同的进料热状态的q值有何不同？如何计算？答:单位进料流量所引起的提馏段与精馏段下降液体流量之差值。冷液进料 饱和液体(泡点）进料q=1汽液混合物进料 饱和蒸汽(露点)进料q =0过热蒸汽进料q 0624 若已知q值，如何从精馏段下降液体流量L计算提馏段下降液体流量L?又如何从精馏段上升蒸汽流量V计算提馏段下降蒸汽流量V？答:；6-25 操作线是表示哪一层塔板的气相组成与哪一层塔板的液相组成之间的关系？操作线为直线的条件是什么?答：相邻两层塔板之间的上升蒸汽组成与下降液体组成之间的关系。626何谓塔顶液相回流比？何谓塔釜气相回流比？他们的大小有什么联系？用什么关系式相互换算?答：，627 精馏段操作线与提馏段操作线的斜率分别是用什么表示的，是大于1还是小于1，为什么？628 对正在操作的精馏塔，增大精馏段的液气比对馏出液的组成有何影响？增大提馏段的气液比对釜液的组成有何影响？如何增大精馏段的液气比及提馏段的气液比？答：增大精馏段的液气比对馏出液的组成增加；增大提馏段的气液比对釜液的组成降低；增大冷凝器和加热器的热负荷。6-29对正在操作的精馏塔，增大塔顶液相回流比对馏出液的组成有何影响?增大塔釜气相回流比对釜液的组成有何影响?怎样操作才能增大塔顶液相回流比及塔釜气相回流比？答：增大塔顶液相回流比，馏出液组成增加；增大塔釜气相回流比对釜液的组成降低;增大冷凝器和加热器的热负荷。630 何谓q线方程?5种进料热状态下，q线在yx图上的方位如何表示？答： 6-31 如何在yx图上绘制精馏段操作线及提馏段操作线?需要已知哪些必要的数据？答：将精馏段操作线方程与对角线方程 联解，可得出精馏段操作线与对角线的交点a（ 、 ）；再根据已知的 和 ，求出精馏段操作线在 轴的截距 ，依此值在 轴上标出点 ，直线 即为精馏段操作线。6-32 如何用图解法计算理论板数，如何确定进料板位置？答：用图解法求理论板层数时，需先在xy图上作出精馏段和提馏段的操作线。自对角线上的点开始，在精馏段操作线与平衡线之间作由水平线和铅垂线构成的阶梯。当阶梯跨过两操作线的交点d时,改在提馏段操作线与平衡线之间绘阶梯，直至阶梯的垂线达到或跨过点为止。最优进料位置：塔内汽相或液相组成与进料组成相等或相近的塔板.跨越两操作线交点的梯级，NT最少。6-33 如何用逐板法计算理论板数，如何确定进料板位置？答:精馏段:y1=xD 634 在进料流量F与进料热状态参数q为一定值条件下，若馏出液流量D一定，而增大塔顶液相回流比R，塔内汽液两相循环量如何变化？冷凝器热负荷及蒸馏釜的热负荷将如何变化？与如何计算？答:R、V、V、L、L都增加；冷凝器热负荷及蒸馏釜的热负荷将增加；，6-35当馏出液及釜液的流量与组成为一定值,若塔顶液相回流比R一定时，进入塔内的热量与蒸馏釜的热负荷之和为一定值.在这种条件下，是进料预热好，还是增大蒸馏釜的热负荷好呢?答：进料预热好.636当蒸馏釜的热负荷为一定值，若进料带入塔内的热量增多,则塔顶液相回流比R将如何变化？冷凝器热负荷将如何变化答：液相回流比R增加,冷凝器热负荷增加637 在、一定的条件下，进料热状态参数q值一定时，若塔顶液相回流比R增大，对一定分离要求所需理论板数将如何变化?对一定理论板数的精馏塔，若R增大，对馏出液的组成和釜液的组成有何影响？答: ，馏出液组成增加，釜液组成减少.638 在、一定的条件下，塔顶液相回流比R值一定时，若进料热状态参数q增大，操作线的位置如何变化？对一定分离要求所需理论板数将如何变化？若R值一定，对于有一定理论板数的精馏塔，若q增大，产品的纯度将如何变化？答：639 在、一定的条件下,当塔釜气相回流比R值一定时，若进料热状态参数q减小，操作线的位置如何变化？对一定分离要求所需理论板数将如何变化？对于有一定理论板数的精馏塔，R值一定，若q减小，产品的纯度将如何变化？答：640 何谓全回流?在什么情况下应用全回流操作？答：若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内,该回流方式称为全回流；开工、实验研究、设备异常或调试时，便于控制。641 何谓最小理论板数？如何计算？有何应用?答：回流比愈大,完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大，两操作线与对角线重合，此时,操作线距平衡线最远，汽液两相间的传质推动力最大，因此所需的理论板层数最少，以N min表示。642 什么是最小回流比？如何计算？答:对于某一物系，在一定的分离任务下，所需理论板为无穷多时所对应的回流比。6-43 适宜回流比的选取,应考虑哪些因素？适宜回流比R通常为最小回流比Rmin的多少倍？答：对操作费用的影响，对设备费用的影响 1.12倍6-44 精馏塔的操作计算与设计计算在已知条件和所需计算的项目有何不同？645 精馏塔操作计算中，若已知进料组成，进料热状态参数q值，塔顶液相回流比R,总理论板数及进料板位置，要求计算出馏出液组成与釜液组成时，如何逐板法进行计算？6-46 间歇精馏主要有哪两种操作方式？一般在什么情况下用间歇精馏？答:一是用不断加大回流比来保持馏出液组成恒定；二是回流比保持恒定，馏出液组成逐渐减小. 精馏的原料液是由分批生产得到的，这时分离过程也要分批进行;在实验室或科研室的精馏操作一般处理量较少，且原料的品种、组成及分离程度经常变化，采用间歇精馏更为灵活方便；多组分混合液的初步分离，要求获得不同馏分（组成范围)的产品,这时也可采用间歇精馏。647 何谓恒沸精馏？何谓萃取精馏?通常在什么情况下采用恒沸精馏或萃取精馏？答：若在两组分恒沸液中加入第三组分（称为夹带剂）,该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离，这种精馏操作称为恒沸精馏。恒沸精馏可分离具有最低恒沸点的溶液、具有最高恒沸点的溶液以及挥发度相近的物系。萃取精馏和恒沸精馏相似，也是向原料液中加入第三部分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法.但不同的是要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液，容易回收.6-48 筛板塔上的汽液两相接触状态主要有哪两种？他们是在什么条件下形成的？答:喷射和泡沫接触状态 6-49 双组分溶液中的易挥发组分的表面张力分别为，当时,是指泡沫状态下操作，塔板效率高；还是在喷射状态操作塔板效率高？答：喷射状态下塔板效率高。