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高等有机化学
食品学院应用化学系郑福平
杨绍祥
Beijing Technology and Business University
第三章
立体化学
构造异构体：
一. 对映异构
（一）分子的对称性
对称要素
对称分子
非对称分子
不对称分子
（二〕含一个手性中心的分子
手性中心为碳原子的分子
手性中心为氮原子的分子
手性中心为其它杂原子的分子
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一
（二）
手性中心
（三）
非对映体
（四）
第三章 传质分离过程 3-2 正戊烷（T b = 36.1℃）和正己烷（T b = 68.7℃）的溶液可以认为是理想溶液，已知两个纯组分的饱和蒸汽压（汞压差计示数，mm ）和温度（℃）的关系如下： 正戊烷 0 .2321065852.6lg 01+-=t p 正己烷 4 .2241172878.6lg 02+-=t p 试计算该二组分溶液的气-液平衡关系（用y-x 函数关系表示）。 解： C t b 4.522 7.681.36=+= 11.30.2324.521065852.60.2321065852.6lg 01=+-=+- =t p mmHg p 128001= 64.24 .2244.521172878.64.2241172878.6lg 02=+-=+-=t p mmHg p 44002= 91.2440128002 01===p p α x x y 91.1191.2+= 3-3 已知正戊烷和正己烷的正常沸点，若不用相对挥发度的概念，该二组分溶液在p = 101.3kPa 时y-x 关系如何计算，请写出计算过程。 提示：以泡点方程和露点方程表示。 3-4 乙醇和甲乙酮是非理想溶液。已知乙醇的正常沸点是78.3℃，甲乙酮的正常沸点是79.6℃，在常压时该二组分溶液有一个最低沸点74℃，共沸组分是乙醇和甲乙酮各占50%（摩尔百分数）。已知乙醇和甲乙酮的饱和蒸气压（汞压差计示数，mm ）和温度（℃）的关系如下： 乙醇 7 .2221554045.8lg 01+- =t p 甲乙酮 2161210974.6lg 02+-=t p 试作出该非理想二组分溶液的气液平衡相图。 解：设乙醇为A ，甲乙酮为B （1）求恒沸点的r 74℃下：81.27 .222741554045.87.2221554045.8lg 0=+-=+-=t p A mmHg p A 8.6410=
第六章 立体化学 （参考第三章立体化学基础） 6.2 下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式，用R ，S 标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。 a. 2－溴代－1－丁醇 b. α,β－二溴代丁二酸 c. α,β－二溴代丁酸 d. 2－甲基－2－丁烯酸 参考答案： a.CH 2CH 2CH 2CH 3 OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b.HOOCCH CH Br COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S )( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br a.CH 2CH 2CH 2CH 3 OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b.HOOCCH CH COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S ) ( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br a.CH 2CH 2CH 2CH 3OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3 ( R ) ( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b. HOOCCH CH Br COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S )( 2R,3R ) COOH Br H CH 3H Br d. CH 3C=CHCOOH CH 3 ( 无 ) 6.3 可待因是有镇咳作用的药物，但有成瘾性，其结构式如下，用*标出分子中的手性碳原子，理论上它可有多少旋光异构体？ 参考答案：有5个手性碳原子 O HO OCH 3 N CH 3 * * * ** 理论上它可有25=32个旋光异构体 6.5 分子式是C 5H 10O 2的酸，有旋光性，写出它的一对对映体的投影式，并用R,S 标记法命名。 参考答案： COOH H CH 3 CH 2CH 3 ( R ) COOH H 3C H CH 2CH 3( S ) C 5H 10O 2
第五章 立体化学基础（手性分子） 一、选择题 1．下列化合物具有旋光性的是( )。 CH 2OH HO H 2OH 3 H A ． B ． C ． D ． 3 3COOH H 2．3-氯-2,5-二溴己烷可能有的对映体的个数是( )。 A ．3对 B ．1对 C ．4对 D ．2对 3．下列羧酸最稳定的构象是( )。 COOH CH 3H 3C H 3C COOH CH 3A ．B ． C ． D ． 4．下列化合物构型为S 型的是( )。 A ． B ． C ． D ．CH 3 Br H 2 CH 3 HO H 2CH 3 CH 2OH Cl H COOH HO H 2OH 5．具有手性碳原子，但无旋光活性的是( )。 A.E-1,2-二甲基环丁烷 B.Z-1,2-二甲基环丁烷 C.1,2-二氯丁烷 D.1,3-二氯丁烷 E.1,4-二氯丁烷 6．下列化合物的绝对构型为( )。 COOH H OH 2CH 3 A ． B ． C ． D ．D-L-R-S-型 型型型 7．下列化合物构型为S 型的是( )。 A ． B ． C ． D ．CH 3 Br H 2 CH 3 HO H 2CH 3 CH 2OH Cl H COOH HO H 2OH 8．下列互为对映体的是( )。 H HO COOH H OH COOH H OH H COOH H HOOC OH H HO COOH OH H COOH HO COOH (1)(3) (4) (2)(1)(3)(4)(2)(1)(3)(2)和和和和(3)A ． B ． C ． D ． 9．3R ，4R-3，4-二苯基戊酸的最稳定构象是( )。
第三章 一、填空题 1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u < 热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u < 2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。 答：上升， 原因：粘度上升，尘降速度下降； 体积流量上升，停留时间减少。 3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。 ρξρρ3) (4-= s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小，
压强增加，p nRT V =，所以气体的体积流量减小， 气体的停留时间 A V L u L t s /==，气体体积流量减小，故停留时间变大。 最小粒径在斯托克斯区)(18min ρρμ-=s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减小。 4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2， 1η 2η。 答：小于，小于 5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数： 1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 1）0. 5；2）0.707；3）1 s p -?∝1)/(1τ，可得上述结果。 6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。 答：17.1m/s 7．对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的
化工原理分章试题与解答第三章
第三章 一、填空题 1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u < 热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u < 2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。 答：上升， 原因：粘度上升，尘降速度下降； 体积流量上升，停留时间减少。 3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。 ρξρρ3) (4-=s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加， p nRT V =，所以气体的体积流量减小，
气体的停留时间A V L u L t s /== ，气体体积流量减小，故停留时间变大。 最小粒径在斯托克斯区 )(18min ρρμ-= s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减 小。 4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2， 1η 2η。 答：小于，小于 5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数： 1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 1）0. 5；2）0.707；3）1 s p -?∝1)/(1τ，可得上述结果。 6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。 答：17.1m/s
第三章立体化学 Stereochemistry Contents 3.1 对称性与对称因素(2) 1、平面对称因素 2、中心对称因素 3、简单轴对称因素 4、反射对称因素 3.2 旋光性与对映异构(4) 1、物质的旋光性 2、旋光性与分子手性 3.3 含手性碳原子化合物的立体化学 1、含一个手性碳原子的分子 2、含两个不同手性碳原子的分子 3、含两个相同手性碳原子的分子 4、含假不对称碳原子的分子 3.4 不含手性碳原子化合物的立体化学 1、丙二烯型化合物 2、联苯型化合物 3、含其它不对称原子的化合物 4、环状化合物的光活异构体 3.5 外消旋体的拆分 *3.6 反应中的立体化学 在有机化学中广泛存在着同分异构现象。1832年，柏采利里乌斯根据实验事实建议：把具有相同组成而具有不同性质和晶形的物质称同分异构物质。1861年，布特列洛夫的结构学说说明了产生同分异构的原因是由于化学结构的不同；1874年，范特荷夫和勒贝尔的碳四面体概念奠定了立体化学基础，说明了物质的旋光性。 构造异构（Constitution isomerism）：有机分子中，原子相互连接的次序不同而产生的异构现象。 立体异构（Stereoisomerism）：分子中原子的连接次序相同，但空间的排布方式不同而呈现的异构现象。 碳胳异构：碳链不同 构造异构—位置异构：官能团的位置不同 官能团异构：官能团不同 互变异构：不同官能团迅速互变达到平衡，如烯醇与 酮式结构的互变 同分异构—— 顺反异构：双键或环的存在使分子中某 些原子在空间排布不同 构型异构—对映异构：分子具有手性 立体异构—— 构象异构：由于C—C键旋转而使分子在空间中呈现 不同形象 立体异构涉及到分子的几何形象，而分子的几何形象对其物理性质和化学性质有时具有非常惊人的影响。如碳的不同同素异形体，无定形碳、石墨、金刚石、足球烯，具有完全不同的几何形象，其外观、物理和化学性质完全不同。分子几何形象的微少差别对自然界及生命现象都起着难以估计的影响，绝大多数生命及生理化
试题： 球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历________和_______两个阶段。 沉降速度是指_______阶段，颗粒相对于流体的运动速度。 答案与评分标准 加速运动 等速运动 等速运动 （每个空1分，共3分） 试题： 在滞留区，球形颗粒的沉降速度t u 与其直径的______次方成正比；而在湍流区，t u 与其直径的______次方成正比。 答案与评分标准 2 1/2 （每个空1分，共2分） 试题： 降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是_____________________________；而气体的流动应控制在__________________流型。 答案与评分标准 气体在室内的停留时间θ应≥颗粒的沉降时间t θ。(2分) 滞流 （1分） （共3分） 试题： 在规定的沉降速度t u 条件下，降尘室的生产能力只取决于_____________而与其__________________无关。 答案与评分标准 降尘室底面积 (2分) 高度 （1分） （共3分） 试题： 过滤常数K 是由__________及___________决定的常数；而介质常数e q 与e θ是反映________________的常数。
物料特性 过滤压强差 过滤介质阻力大小 试题： 过滤操作有________和___________两种典型方式。 答案与评分标准 恒压过滤 恒速过滤 试题： 在重力场中，固体颗粒在静止流体中的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。 （A ）颗粒几何形状 （B ）颗粒几何尺寸 （C ）颗粒与流体密度 （D ）流体的流速 答案与评分标准 (D) 试题： 含尘气体通过长4m ，宽3m ，高1m 的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s ，则降尘室的生产能力为（ ）。 （A ）3m 3/s （B ）1m 3/s （C ）0.75m 3/s （D ）6m 3/s 答案与评分标准 (A) 试题： 某粒径的颗粒在降尘室中沉降，若降尘室的高度增加一倍，则该降尘室的生产能力将（）。 （A ）增加一倍 （B ）为原来的1/2 （C ）不变 （D ）不确定 答案与评分标准 (C) 试题： 粒径分别为16m μ和8m μ的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，沉降在滞流区，则两种颗粒的离心沉降速度之比为（）。 （A ）2 （B ）4 （C ）1 （D ）1/2
第三章传热 基本要求 1. 掌握的内容：（1）热传导基本原理，一维定常傅里叶定律及其应用，平壁及园筒壁一维定常热传导计算及分析；（2）对流传热基本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因；。（3）无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用，Nu、Re、Pr、Gr等准数的物理意义及计算，正确选用对流传热系数计算式，注意其用法、使用条件；（4）传热计算：传热速率方程与热负荷计算，平均传热温差计算，总传热系数计算及分析，污垢热阻及壁温计算，传热面积计算，加热与冷却程度计算，强化传热途径。 2. 熟悉的内容：（1）对流传热系数经验式建立的一般方法；（2）蒸汽冷凝、液体沸腾对流传热系数计算；（3）热辐射基本概念及两灰体间辐射传热计算；（4）列管式换热器结构特点及选型计算。 3. 了解的内容：（1）加热剂、冷却剂的种类及选用；（2）各种常用换热器的结构特点及应用；（3）高温设备热损失计算。 思考题 1．传热速率方程有哪几种？各有什么特点？分别写出它们的表达式并指出 相应的推动力和热阻。 2．何谓热负荷与传热速率？热量衡算式与速率方程式的差别是什么？ 3．如图所示为冷热流体通过两层厚度相等的串联平壁进行传热时的温度分 布曲线，问： （1）两平壁的导热系数1与2哪个大？（2）间壁两侧的传热膜1与 哪个大？（3）若将间壁改为单层薄金属壁，平均壁温接近哪一侧流体的温度？ 2 4．试分别用傅立叶定律、牛顿冷却定律说明导热系数及对流传热系数的物理意义，它们分别与哪些因素有关？ 5．在什么情况下，管道外壁设置保温层反而增大热损失？ 6．在包有内外两层相同厚度保温材料的圆形管道上，导热系数小的材料应包在哪一层，为什么？ 7．某人将一盘热水和一盘冷水同时放入冰箱，发现热水比冷水冷却速度快，如何解释这一现象？ 8．试述流动状态对对流传热的影响？ 9．分别说明强制对流和自然对流的成因，其强度用什么准数决定？ 10．层流及湍流流动时热量如何由管壁传向流体，试分别说明其热量传递机理。 11．某流体在圆管内呈湍流流动时，若管径减小至原管径的1/2，而流量保持不变，忽略出口温度变化对物性的影响，问管内对流传热系数如何变化？ 12．水在管内作湍流流动时，若流速提高为原流速的2倍，则对流传热系数如何变化（忽略出口温度变化对物性的影响）；若以空气代替水，其他条件不变，则对流传热系数是增大还是减小？ 13．一根很长的水平光滑管用来加热流经管内湍流流动的流体，管壁维持恒温，若流量增加至使单位长度管压降增加1倍，则对流传热系数将增加多少？ 14．若传热推动力增加1倍，试求在下述流动条件下传热速率增加多少倍？ （1）圆形管内强制湍流；（2）大容器内自然对流；（3）大容器内饱和沸腾；（4）蒸汽膜状冷凝。 15．为什么滴状冷凝的对流传热系数要比膜状冷凝的对流传热系数高？ 16．膜状冷凝时雷诺数如何定义？ 17．气体与固体壁面之间、液体与固体壁面之间、有相变流体与固 体壁面之间的对流传热系数的数量级分别为多大？ 18．热辐射与其他形式的电磁辐射有什么不同？ 19．何谓黑体、灰体、镜体、透热体？ 20．如图所示，管道内有一温度计套管，内插温度计测量管内流动 的高温气体的温度，试问：（1）温度计所示温度与流体实际温度相同吗？ 哪个大？（2）为减少测量误差可采取哪些措施？ 21．设备保温层外常包有一层薄金属皮，为减少热辐射损失，此层 金属皮的黑度值是大好还是小好？其黑度值与材料的颜色、光洁度的关系又是如何？
沉降与过滤一章习题及答案 一、选择题 1、一密度为 7800 kg/m3的小钢球在相对密度为 1.2 的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的 1/4000，则此溶液的粘度为（设沉降区为层流）。D A ? 4000mPa·s；B ? 40mPa·s； C ? 33.82Pa·s； D ? 3382mPa·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子，现气体处理量增大 1 倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。D A．2?30μm；B。1/2?3μm；C。30μm；D。2?30μm 3、降尘室的生产能力取决于。 B A．沉降面积和降尘室高度；B．沉降面积和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度； C．降尘室长度和能 100%除去的最小颗粒的沉降速度；D．降尘室的宽度和高度。 4、降尘室的特点是。D A．结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B．结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C．结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D．结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。C A．颗粒的几何尺寸B．颗粒与流体的密度 C．流体的水平流速；D．颗粒的形状 6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。C A.旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B.旋风分离器允许的最小直径; C.旋 风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D.能保持滞流流型时的最大颗粒直径 7、旋风分离器的总的分离效率是指。D A.颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率; B.颗粒群中最小粒子的分离效率; C.不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D.全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的。C A．尺寸大，则处理量大，但压降也大；B．尺寸大，则分离效率高，且压降小；C．尺寸小，则处理量小，分离效率高；D．尺寸小，则分离效率差，且压降大。 9、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加 1 倍，则过滤速率为原来的。 B A.1倍； B.2倍； C.2倍； D.1/2 倍 10、助滤剂应具有以下性质。B A.颗粒均匀、柔软、可压缩 B.颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C.粒度分布广、坚硬、不可压缩; D.颗粒均匀、可压缩、易变形 11、助滤剂的作用是。B A．降低滤液粘度，减少流动阻力； B．形成疏松饼层，使滤液得以畅流； C．帮助介质拦截固体颗粒； D．使得滤饼密实并具有一定的刚性 12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。B A．面积大，处理量大；B．面积小，处理量大；C．压差小，处理量小；D．压差大，面积小 13、以下说法是正确的。B A.过滤速率与 A(过滤面积)成正比; B.过滤速率与 A2成正比; C.过滤速率与滤液体积成正比; D.过滤速率与滤布阻力成反比 14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量。C A.增大至原来的 2 倍; B.增大至原来的 4 倍; C.增大至原来的倍; D.增大至 原来的 1.5 倍
第三章机械分离 一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度 s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5. 临界直径dc 离心分离器分离颗粒最小直径 6．过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是_______。 Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度 Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。 Ａ等速运动段的颗粒降落的速度 Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度 Ｄ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 B 3、对于恒压过滤_______。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍 D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。 Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍 Ｄ增大至原来的倍
第三章 机械分离 一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 r u d u t s r 2 218)(?-=μρρ 3. 球形度s ? 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5. 临界直径dc 离心分离器分离颗粒最小直径 6．过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是_______。 Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度 Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。 Ａ等速运动段的颗粒降落的速度 Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度 Ｄ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 B
3、对于恒压过滤_______。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的√2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。 Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍 Ｄ增大至原来的1.5倍 C 5、以下过滤机是连续式过滤机_______。 Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机 Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机 C 6、过滤推动力一般是指______。 Ａ过滤介质两边的压差Ｂ过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 Ｃ滤饼两面的压差Ｄ液体进出过滤机的压差B 7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作：______。 Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动的转动盘 Ｃ与转动盘紧密接触的固定盘Ｄ分配头 D 8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为______。 A d p＝6V/A此处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的表面积 B d p＝(6V/π)1/3 C d p＝(4V/π)1/2 D d p＝(kV/π)1/3 (k为系数与非球形颗粒的形状有关) B 9、在讨论旋风分离器分离性能时，分割直径这一术语是指_________。 Ａ旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 Ｂ旋风分离器允许的最小直径 Ｃ旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径 Ｄ能保持滞流流型时的最大颗粒直径 C 10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________。 Ａ只与d p, ρp, ρ,u T, r, μ有关Ｂ只与d p，ρp，u T，r有关 Ｃ只与d p，ρp，u T，r，g有关Ｄ只与d p，ρp，u T，r，k有关 （题中u T气体的圆周速度，r 旋转半径，k 分离因数）A 11、降尘室没有以下优点______________。 Ａ分离效率高Ｂ阻力小 Ｃ结构简单Ｄ易于操作A 12、降尘室的生产能力__________。 Ａ只与沉降面积A和颗粒沉降速度u T有关 Ｂ与A，u T及降尘室高度H有关 Ｃ只与沉降面积A有关 Ｄ只与u T和H有关 A
“化学工程基础”第三章热量传递复习题及答案 一、填空题 1. 牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。***答案*** q=αA△t ；W/（m 2.K） 2. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近________流体的温度,总传热系数K接近______流体的对流给热系数. ***答案*** 蒸气；空气 3. 热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导；热对流；热辐射。 4．强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数_______________________. ***答案***较小一侧的给热系数。 5. 影响给热系数α的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸 6. 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3。在稳定传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3;各层导热速率Q___Q___Q。***答案*** R1>R2>R3；Q1=Q2=Q3 7. 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应＿＿＿＿＿＿，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 降低；因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料导热系数增大，保温效果降低。 8. 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。 ***答案*** 大于；小于 9. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。 ***答案***提高壳程流体的流速, 使壳程对流传热系数提高,园缺形（弓形）,园盘和环形10. 在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管______；易结垢的流体走管______；高压流体走管______；有腐蚀性流体走管______；粘度大或流量小的流体走管______。***答案*** 外；内；内；内；外。 11. 列管换热器的管程设计成多程是为了________________________；在壳程设置折流挡板是为了______________________________________。 ***答案*** 提高管程α值；提高壳程α值。 12. 有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ1》第二种为λ2，若作为换热器材料，应选用_________种；当作为保温材料时，应选用__________种。 ***答案*** 第一；第二 13. 当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_________倍。***答案*** 20.8 14. 沸腾传热中，保持__________沸腾是比较理想的。***答案*** 泡核 二、选择题（2分） 1. 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热 阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。***答案*** C
第三章机械分离 一、名词解释（每题分）2 1.非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2.斯托克斯式 22(?d)u??t s?u?r?18r 球形度?3.s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值dc5.临界直径离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作过滤速率7. 单位时间所产生的滤液量过滤周期8. 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 过滤机生产能力9. 过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 分）二、单选择题（每题2 。1、自由沉降的意思是_______Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用DＤ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程2、颗粒的沉降速度不是指。_______Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度BＤ净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度． 3、对于恒压过滤_______。 A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得 。滤液量___Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍
2倍Ｃ增大至原来的Ｄ增大至原来的倍 1.5 C 5、以下过滤机是连续式过滤机_______。 Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机 Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机C 6、过滤推动力一般是指______。 Ｂ过滤介质两边的压差过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差Ａ Ｃ滤饼两面的压差Ｄ液体进出过滤机的压差B 7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行相应的不同操作： ______。 Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动的转动盘 Ｃ与转动盘紧密接触的固定盘Ｄ分配头D 8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为______。 ＝此处为非球形颗粒的体积，为非球形颗粒的表面积A A dV6V/A p＝1/3)(6V/Bd?p＝1/2 ?)dV(4C/p＝为系数与非球形颗粒的形状有关1/3)D?(k kV)B d(/p_________。9、在讨论旋风分离器分离性能时， 分割直径这一术语是指旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径Ａ旋风分离器允许的最小 直径Ｂ Ｃ旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径ＤC能保持滞流流型时的最大颗粒直径 __________。10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度有关，，有关Ｂ只与Ａ只与，???r u d,,,u r,μd,TpTppp有关Ｃ只与，只与Ｄ，，，有关，，，，??u d drur g k TTpppp分离因数）旋转半径，气体的圆周速度，（题中k A u r T______________。11、降尘室没有以下优点Ｂ阻 力小分离效率高Ａ 易于操作结构简单ＣＤA。__________12、降尘室的生产能力有关只与沉降面积Ａ和颗粒沉降速度u A T有关Ｂ与及降尘室高度，uA H TＣ有关A只与沉降面积有关Ｄ和只与A uH T． 3转速滤液）。现将、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m（/h13。则其生产能力应为____________度降低一半，其他条件不变,332.5m/h BA/h5m33D D/hC3.54m10m/h。％，宜选用的粒子。除尘效率小于7514、要除去气体中含有的5μ～50μB D电除尘器B旋风分离器C离心机A除尘气道。τ的关系为 ______________15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间