化学反应工程简答题.doc

1简述等温恒容平推流反映器空时、反映时间、停留时间三者关系？ 答：空时是反映器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反映时间是反映物料进入反映器后从实际发生反映的时刻起到反映达某一限度所需的反映时间。停留时间是指反映物进入反映器的时刻算起到离开反映器内共停留了多少时间。由于平推流反映器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反映时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。2停留时间分布密度函数E（t）的含义？ 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反映器内的流体，在反映器出口流体的质点中，在器内停留了t到t+dt之间的流体的质点所占的分率为E（t）dt（分）。 。3.停留时间分布函数F（t）的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反映器内的流体在出口流体中停留时间小于t的物料所占的分率为F（t）。4.简述描述停留时间分布函数的特性值？ 答：用两个最重要的特性值来描述平均停留时间和方差。(1) 定义式为：，平均停留时间是E（t）曲线的分布中心，是E（t）曲线对于坐标原点的一次矩，又称E（t）的数学盼望。(2) 是表达停留时间分布的分散限度的量，在数学上它是指对于平均停留时间的二次矩。5.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？ 答：通过物理示踪法来测反映器物料的停留时间的分布曲线。所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反映活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统，通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来拟定系统物料的停留时间分布。根据示踪剂输入方式的不同大体分为四种：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。6.简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其相应曲线？答：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。相应的曲线为E(t)曲线，。7.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其相应曲线？ 答：阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为具有示踪剂A且浓度为的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。相应的曲线为F（t），。8.简述建立非抱负流动的流动模型的环节？ 答：1）通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布； 2） 根据所得的有关E（t）或F（t）的结果通过合理的简化提出也许的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来拟定所提出的模型中所引入的模型参数； 3） 结合反映动力学数据通过模拟计算来预测反映结果； 4） 通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。9.简述非抱负流动轴向扩散模型的特点？ 答：1）在管内径向截面上流体具有均一的流速； 2） 在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律；3）轴向混合系数EZ在管内为定值；4）径向不存在扩散； 5）管内不存在死区或短路流。 10.简述非抱负流动轴向扩散模型的定义？ 答：为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种返混与扩散过程的相似性，在平推流的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并人为的假定该轴向返混过程可以用费克（Fick）定律加以定量描述。所以，该模型称为“轴向分散模型”（或轴向扩散模型）11.简述非抱负流动多级混合模型的特点？ 答：把实际的工业反映器模拟成由n个容积相等串联的全混流区所组成，来等效的描述返混和停留时间分布对反映过程内的影响。设反映器容积为V，物料流入速率为v0，则，。12.举例说明微观流体和宏观流体的区别？ 答；若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为微观流体；若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合，且在混合时微团之间并不发生物质的互换，微团内部具有均匀的组成和相同的停留时间，这种流体称为宏观流体。如在气液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置，此时气体是宏观流体，而液体为微观流体。13可逆放热反映如何选择操作温度？ 答：1）对于放热反映，要使反映速率尽也许保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应减少温度； 2）这是由于可逆放热反映，由于逆反映速率也随反映温度的提高而提高，净反映速率出现一极大值；3）而温度的进一步提高将导致正逆反映速率相等而达成化学平衡。14、简述等温恒容平推流反映器空时、反映时间、停留时间三者关系？空时是反映器的有效容积与进料流体的容积流速之比。（分）反映时间是反映物料进入反映器后从实际发生反映的时刻起到反映达某一限度所需的反映时间。（分）停留时间是指反映物进入反映器的时刻算起到离开反映器内共停留了多少时间。（分）由于平推流反映器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反映时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。（分）15、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其相应曲线？阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统，（分）在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为具有示踪剂A且浓度为的流体，（分）同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。（分）相应的曲线为F（t），。（分）16、简述均相反映及其动力学的研究内容？答：参与反映的各物质均处在同一个相内进行的化学反映称为均相反映。均相反映动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反映物组成和压力等对反映速率、反映产物分布的影响，并拟定表达这些影响因素与反映速率之间定量关系的速率方程。17、对于可逆放热反映如何选择操作温度？答：1）对于放热反映，要使反映速率尽也许保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应减少温度； 2）这是由于可逆放热反映，由于逆反映速率也随反映温度的提高而提高，净反映速率出现一极大值；3）而温度的进一步提高将导致正逆反映速率相等而达成化学平衡。18、简述气-液反映的宏观过程：A（g） + bB（l） 产物（l）？1）反映物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达成气液相平衡； 2）反映物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反映； 3）液相内的反映产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散； 4）气相产物向气相主体扩散。19、简述固定床反映器的优缺陷？1）催化剂在床层内不易磨损； 2）床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反映器相比，用较少的催化剂和较小的反映器容积来获得较大的生产能力； 3）固定床中的传热较差； 4）催化剂的更换必须停产进行。20、对于反映，其活化能为；，其活化能为，当时如何选择操作温度可以提高产物的收率？答：对于平行反映，所以，当时应尽也许提高反映温度，方可提高R的选择性，提高R的收率21、简述气固流化床反映器气泡两相模型的特点？1）以U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流动速度Umf通过，而其余部分以（U0-Umf）则所有以气泡的形式通过； 2）床层从流化前的高度Lmf增高到流化时的高度Lf，完全是由于气泡的体积所导致； 3）气泡相为向上的平推流，大小均一； 4）反映完全在乳相中进行； 5）气泡与乳相间的互换量Q为穿流量q与扩散量之和。22、简述双膜理论？该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主体内组成均一，不存在传质阻力。组分是通过在气膜和液膜内的稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达成平衡。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双膜分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。23、简述抱负反映器的种类？通常所指的抱负反映器有两类：抱负混合（完全混合）反映器和平推流（活塞流或挤出流）反映器。所谓完全混合流反映器是指器内的反映流体瞬间达成完全混合，器内物料与反映器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反映器是指器内反映物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。