期末复习化学反应工程名词解释
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1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率,以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识,如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科,即以化学反应为研究对象,又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试,中试小试:从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试:要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反”为化学反应过程(反应动力学)。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
(2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。
(3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一不同方向时,催化剂仅加速其中一种。
(4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性,但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但是他们加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构,孔结构分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。
化学反应工程名词解释与简答题work Information Technology Company.2020YEAR1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率,以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识,如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科,即以化学反应为研究对象,又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试,中试小试:从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试:要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反”为化学反应过程(反应动力学)。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
(2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。
(3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一不同方向时,催化剂仅加速其中一种。
(4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性,但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但是他们加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构,孔结构分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。
【精品】化学反应工程考点总结化学反应工程是化学反应与化学工程相结合的领域,它涉及到反应热力学、动力学、工艺设计等诸多方面。
在考试中,涉及到化学反应工程的知识点不少,以下就是一些较为重要的考点总结。
1. 化学反应平衡常数在化学反应工程中,平衡常数是一个很重要的概念,它可以用于描述反应的平衡态。
平衡常数被定义为反应物和生成物之间的比例关系。
在考试中,会出现很多计算和应用化学反应平衡常数的问题。
2. 反应热力学反应热力学是另一个非常重要的考点。
它可以用于描述反应中的热量变化,包括反应热、焓变、熵变等。
在实际工业生产中,反应热力学常常被用来设计反应器和预测反应的产物。
3. 反应动力学反应动力学可以用来研究反应速率随反应物浓度、温度、催化剂等因素的变化规律。
在考试中,会经常出现与反应动力学有关的计算题和实际应用题。
4. 反应器设计与控制反应器是进行化学反应的设备,反应器设计与控制是反应器工程的核心内容。
在考试中,会出现和反应器设计、控制有关的题目。
例如,如何选择反应器类型、如何设计反应器容积等。
5. 反应器模型与模拟反应器模型与模拟是指通过建立数学模型来描述反应器中反应的过程。
在考试中,会涉及到一些如何建立反应器模型、如何进行反应器模拟的问题。
6. 催化剂催化剂是化学反应中扮演着重要角色的物质。
在化学反应工程中,催化剂被广泛应用,例如催化剂可以提高反应速率,使反应条件更加温和。
在考试中,催化剂也是很重要的一个考点。
总结以上就是化学反应工程的一些重要考点总结。
在考试中,如果掌握上述考点,相信大家一定会取得不错的成绩。
《化学反应工程》复习题一、名词解释:1、平均选择性;2、流化数;3、收率;4、假态点、5、对比速率。
二、选择题1、管式反应器的高径比范围为( )A :2~6B :20~30C :2~4D :1~802、热稳定条件是指( )A :Qr ≤Qg ;B :d Qg/dT ≤d Qr/dT ;C :Qr=Qg ;D :d Qg/dT=d Qr/dT ;3、当某颗粒的形状系数为0.8时,则其相当直径的大小顺序为( )A :Dp ≥dp ≥ds ;B :ds ≥Dp ≥dp ;C :dp ≥Dp ≥ds ;D :ds ≥dp ≥Dp4、固定床反应器的收率比流化床反应器的收率( )A :要高;B :要低;C :一样高;D :不能比较。
5、下列液相反应,设从有利于生成U 、S 出发,应选择哪种操作方式( )A +B→R +T r R =dC R /d t =dC T /d t =k 1C A CB A +B→S +U r R =dC U /d t =dC S /d t =k 1C A 1..5C B 0.5A :A 一次性加料,B 分批加料;B :A 和B 都一次性加料;C :B 一次性加料,A 分批加料;D :A 和B 都分批加料。
6、全混流反应器的容积效率η=1.0时,该反应的反应级数n ( ) A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >07、当反应级数n ( )时,微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。
A. =0 B. =1 C. >1 D. <18、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ,s l mol C r A A ⋅=-/01.0,当lm o lC A /10=时,求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=( )秒。
A. 400B. 460C. 500D. 5609、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行,使目的产物P 浓度最大时的最优空时=opt τ( )。
A.1212)/ln(K K K K - B.1221)/ln(K K K K - C.2112)/ln(K K K K D.211K K10、对于反应级数n >0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用( )。
反应⼯程名解及简答题第0章1. ⽣物技术产品的⽣产过程主要由哪四个部分组成?答:(1)原材料的预处理;(2)⽣物催化剂的制备;(3)⽣化反应器及其反应条件的选择和监控;(4)产物的分离纯化。
2. 什么是⽣化反应⼯程,⽣化反应⼯程的研究的主要内容是什么?以⽣化反应动⼒学为基础,运⽤传递过程原理及⼯程学原理与⽅法,进⾏⽣化反应过程的⼯程技术分析、开发以及⽣化反应器的设计、放⼤、操作控制等综合边缘学科。
主要内容:⽣物反应动⼒学和⽣物反应器的设计,优化和放⼤。
3. ⽣物反应过程的主要特点是什么?1.采⽤⽣物催化剂,反应过程在常温常压下进⾏,可⽤DNA重组及原⽣质体融合技术制备和改造2.采⽤可再⽣资源3.设备简单,能耗低4.专⼀性强,转化率⾼,制备酶成本⾼,发酵过程成本低,应⽤⼴,但反应机理复杂,较难控制,反应液杂质较多,给提取纯化带来困难。
4. 研究⽅法经验模型法、半经验模型法、数学模型法;多尺度关联分析模型法(因次分析法)和计算流体⼒学研究法。
5. 在建⽴⽣物反应过程数学模型时,常按下述⼏个步骤进⾏:(1)反应过程的适当简化;(2)定量化研究;(3)过程分离原理;(4)数学模型的建⽴。
第1章1. 酶作为⽣物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性?谈谈酶反应专⼀性的机制。
催化共性:降低反应的活化能,加快⽣化反应的速率;反应前后状态不变.催化特性:⾼效的催化活性;⾼度的专⼀性;酶反应需要辅因⼦的参与;酶的催化活性可被调控;酶易变性与失活。
机制:锁钥学说;诱导契合学说2. 什么叫抑制剂?某些物质,它们并不引起酶蛋⽩变性,但能与酶分⼦上的某些必需基团(主要是指活性中⼼上的⼀些基团)发⽣化学反应,因⽽引起酶活⼒下降,甚⾄丧失,致使酶反应速率降低,能引起这种抑制作⽤的物质称为抑制剂。
1.2 简单酶催化反应动⼒学(重点之重点)详细介绍简单酶催化反应模型、快速平衡法、拟稳态法以及酶动⼒学参数的求取⽅法(重点为L-B法和E-H法)。
1生物反应工程:生物反应工程是一门以研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题的学科。
是以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科。
2生物反应过程:是指将实验室的成果经放大而成为可供工业化生产的工艺过程,包括实现工业化生产过程的高效率运转,或者说提高生产过程效率。
4生物反应器:是指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备或者场所。
5生物反应过程的缩小:根据生产实际,在实验室中使用小型反应器来模拟生产过程,以进行深入研究。
6转化率:某反应物的转化浓度与该反应物起始比值的百分比7收率:指按反应物进行量计算,生成目的产物的百分数。
用质量百分数或者体积百分数表示8系统生物学:用生物遗传物理的方法,对生物学进行扰动,从而通过生物系统产生的影响进而研究,进而所得的数据进行挖掘和综合构建描述系统结构及相应于上述各种扰动的数学模型。
9流加操作:是指先将一定量基质加入反应器内,在适宜的条件下将微生物菌种接入反应器中,反应开始,反应过程中将特定的限制性基质按照一定要求加入到反应器中,以控制限制性基质浓度保持一定,当反应结束时取出反应物料的操作方式。
10指数流加操作:通过采用随时间呈指数变化的方式流加基质,维持微生物细胞对数生长的操作方式。
11非结构模型:在确定论模型的基础上,不考虑细胞内部结构的不同,即认为细胞为单一组分,在这种理想状态下建立起来的动力学模型。
12外扩散效率因子ηout:是指有外扩散影响是的实际反应速率和无外扩散的固定化酶外表面处的反应速率之比。
13Da 准数:最大反应速率和最大传质速率之比。
14分批发酵:是指将新鲜的培养基一次性加入发酵罐中,在适宜的条件下接种后开始培养,培养结束后,将全部发酵液取出的培养方法。
15连续培养发酵连续式操作(continuous operation):是指以一定的速率不断向发酵罐中供给新鲜的培养基,同时等量地排出发酵液,维持发酵罐中液量一定的培养方法.16稀释率:培养液流入速度和反应器内培养液的体积之比,他表示连续反应器中物料的更新快慢程度17得率系数;是对碳元素等物质生成细胞或是其他产物的潜力进行定量评价的重要参数18细胞得率:消耗1克基质生成细胞的克数成为细胞得率或是生长得率。
化学反应工程期末总结重点知识点归纳1、化学反应分类:(按相类分类)均相反应,非均相反应,(按操作分类)间歇操作,连续操作,半连续操作。
2、反应器分类:⑴ 管式反应器,一般长径比大于30⑵ 槽式反应器,一般高径比为1—3 ⑶ 塔式反应器,一般高径比在3—30之间;按传热条件分类:等温反应器,绝热反应器,非等温、非绝热反应器3、化学反应速率:4、化学反应动力学方程: 阿累尼乌斯关系:5、反应级数:m ,n :A ,B 组分的反应级数,m +n 为此反应的总级数。
如果反应级数与反应组份的化学计量系数相同,即m =a 并且n =b ,此反应可能是基元反应。
基元反应的总级数一般为1或2,极个别有3,没有大于3级的基元反应。
6、有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间的关系。
7、动力学方程的方法:积分法、微分法8、化学反应器的设计基础:按混淆分类:间歇反应器,平推流反13s m mol d d 1--⋅=t V r ξ13B A c A s m mol --⋅=-n m c c k r RT Ek k -=ec0c 222A B C A C DB D E +↔+↔+↔222123422125622212342345656222222A A BC A CD B A B C B DE C A B C A C DD A C D B D EE B D Er k c c k c k c c k c r k c c k c k c c k c r k c c k c k c c k c r k c c k c k c c k c r k c c k c =-+-+=-+-+=--+=--+=-应器(理想置换反应器、活塞流反应器),全混流反应器9、间歇反应器的特点:①由于剧烈搅拌、混合,反应器内有效空间各位置的物料温度、浓度都相同;②由于一次加料,一次出料,反应过程没有加料、出料,所有物料在反应器停留时间相同,不存在不同停留时间物料的混合,即无返混现象;③出料组成与反应器内物料的最终组成相同;④为间歇操作,有辅助生产时间。
一、绪论1.研究对象是工业反应过程或工业反应器研究目的是实现工业反应过程的优化2.决策变量:反应器结构、操作方式、工艺条件3.优化指标——技术指标:反应速率、选择性、能耗掌握转化率、收率与选择性的概念4.工程思维方法二、化学反应动力学1.反应类型:简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应基本特征、分析判断2.化学反应速率的工程表示)()(反应区反应时间反应量反应速率=3.工业反应动力学规律可表示为:r f (C )f (T )iC i T a)浓度效应——n 工程意义是:反应速率对浓度变化的敏感程度。
b)温度效应——E 工程意义是:反应速率对温度变化的敏感程度。
已知两个温度下的反应速率常数k ,可以按下式计算活化能E :211211ln ()k E k R T T E ——cal/mol ,j/molT ——KR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR 与CSTR 基本方程1.理想间歇:A f A A f A x x A A A c c A A R r dx c r dc v V t()()反应器型式操作方式操作条件工程因素TC反应结果r ,工程问题动力学问题2.理想PFR :A f A A f A x x A A A c c A A Rpr dx c r dc v V 0()()3.CSTR :()()00A A A A RA Apr c x r c c vV 4.图解法四、简单反应的计算n=1,0,2级反应特征0(1)A A A c c x 浓度、转化率、反应时间关系式PFR →CSTR ,CSTR ←PFR 基本关系式PFR (间歇)CSTR()Af A c RA pc A V dc v r 0()A A R mA c c V vr n=0A0A pc x k A0Apc x kn=11ln 1pAk x A0AmA c c kc n=211pAA kc c 02AA Amc c kc 0 x Af x Aτ/c A0τ五、可逆反应 AP()()20121A A A P A A r k C k C k C k C C ()()12Ae A k k C C ()()120A Ae A k k C x x AeAeAe AeA x x C C C k k K1021温度效应:浓度效应:()A r ](1)ln[102021A A eqx x k k R E E T 0()dTd r A ](x )x k k E E Rln[E E T A A opt110201221PFR 积分式CSTR :由基本方程导出六、平行反应A211211n An An APSP k Ck Ck Cr r r ,k 1k 2k 1k 2P (主反应)S (副反应)AeAAe AeAAe A x x x C C C C k k tln()ln012123Ax Tx ATAfA C C A AfA pf C C dC C C C A fA 0()A A C p P pfAC A AdC r C dC r dC 温度效应:温度升高有利于活化能大的反应浓度效应:浓度升高有利于级数大的反应计算:由基本方程PFR 、CSTR 推出①反应器选型与组合优化:β~CA 曲线——对应面积=C P β~X A 曲线——对应面积=CP /C A0 ②最优加料方式:p163-164 平行反应 P 111m Bn A p r k C C A+BS222m Bn A sr k C CA P S A A r k C 1()PA P r k C k C 21PSr k C 2温度效应:温度升高有利于活化能大的反应(同平行反应)浓度效应:凡是使P A C /C 增大的因素对串连反应选择率总是不利的。
一、名词解释1、连续操作;间歇操作2、均相反应3、基元反应;非基元反应4、收率;选择性5、平行反应;串联反应6、绝热操作;非等温操作7、稳定的定态;不稳定的定态8、平推流;全混流9、非理想流动10、拟均相一维模型;拟均相二维模型11、临界流化速度二、填空题1、化学反应的操作方式分为、和。
2、和都可以表征反应变容的程度。
3、对于反应aA + bB →pP + sS,则r P=_______r A。
4、若τ=4h,意味着在规定的条件下,。
5、反应物A的水溶液在等温CSTR中进行二级反应,出口转化率为0.4,现改在等体积PFR中进行,则出口转化率为。
6、对于一级不可逆反应,采用多级全混流反应器串联时,要保证总的反应体积最小,必需的条件是。
7、若有一气相反应A→2P,若开始时的反应物除A以外还有50%的惰性物质,在恒压的情况下发生该反应,则该反应的膨胀率为。
8、SV=2h,意味着在规定的条件下,。
9、根据示踪剂的输入不同,测定停留时间分布的方法主要分为___________和___________。
10、E(t)dt的物理意义是______ ;停留时间分布的密度函数E(θ)=_______E(t)。
11、以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元的流体称为_______;当反应级数n<1时,宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。
12、反应器选型的目标函数,若是单一反应,则是;若是复合反应,则是 。
13、反应物A 的水溶液在等温PFR 中进行二级反应,出口转化率为0.5,若反应体积增加到4倍,则出口转化率x Af = 。
14、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为 。
努森扩散15、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度CP,max =___________、τopt =__________。
16、从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差, =0.98,反应器可视为 。
★在大型装置中,传热和控温往往是头等难题,甚至根本不可能达到与小装置相同的温度条件,因此,就出现“放大效应”。
★绝热温升:系统总物料为1mol时,反应物全部转化后绝热状态下所引起的温度升高。
★间歇式反应器:一次性加料,经过一段时间出料的反应器。
★积分反应器:指物料一次性通过床层所得的转化率较大的反应器。
★努森扩散:扩散阻力来自于分子与孔壁产生的碰撞的扩散。
★理想表面:催化剂表面各处的吸附能力是均一的。
★临界流化速度:指刚刚能够使粒子流化起来的气体空床流速。
★反应级数:指动力学方程中浓度项的指(幂)数。
★吸附等温线:描述一定温度下,气体吸附量与压力之间的关系。
★真密度:以骨架体积为计算基准的密度。
★方差:对于平均值的二次矩。
★膨胀因子:当反应物A(或产物P)每消耗(或生成)1mol时,所引起的整个物系总物质的量(mol)的增加或减少值。
★膨胀率:表征变容程度的参数,仅适用于物系体积随转化率变化呈线性关系的情况。
★返混:停留时间不同的流体颗粒之间的混合。
★平推流:指反应物料以一致的方向向前移动,在整个截面上各处的流速完全相等。
★全混流:指刚进入反应器的新鲜物料与已存留在反应器中的物料能达到瞬间的完全混合,以致在整个反应器内各处物料的浓度和温度完全相同,且等于反应物出口物料的温度和浓度。
★停留时间:指从反应物进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间。
★停留时间分布:由于同时进入反应器的物料颗粒在反应器中的停留时间可能有长有短,因而形成一个分布。
★空时:在规定的条件下,进入反应器的物料通过反应器体积所需的时间。
★空速:在规定的条件下,单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的空积,或单位时间内通过单位反应器的物料体积。
★宏观流体:全部以离集状态存在,即只有宏观混合的流体★微观流体:流体中所有分子都以分子状态均匀分散的流体。
★工业催化剂所必备的三个主要条件:活性好、选择性高、寿命长。
★催化剂的物理特性:物理吸附和化学吸附。
化学反应工程原理化学反应工程是化学工程领域的一个重要分支,它研究的是化学反应在工程领域中的原理和应用。
化学反应工程原理是化学工程师必须要掌握的基础知识之一,它涉及到反应动力学、热力学、传质和传热等多个方面的知识,对于理解和设计化工过程具有重要意义。
在化学反应工程中,反应动力学是一个重要的概念。
它研究的是化学反应速率与反应物浓度之间的关系,以及影响反应速率的因素。
在实际工程中,我们需要通过实验数据来确定反应的速率方程,从而进行反应器的设计和操作。
另外,反应热力学也是化学反应工程中不可忽视的一部分,它研究的是化学反应的热效应,包括反应热、热平衡、热传导等内容。
在设计反应器时,我们需要考虑到反应的放热或吸热特性,以便合理地控制反应温度,保证反应的顺利进行。
除了反应动力学和热力学外,传质和传热也是化学反应工程中的重要内容。
传质研究的是反应物在反应器中的传输过程,包括物质的扩散、对流等。
传热则是指反应过程中产生的热量的传递过程,包括传热系数、传热表面积等参数的计算。
在反应器的设计和操作中,我们需要考虑到传质和传热的影响,以保证反应物质和能量的充分利用。
化学反应工程原理的研究不仅仅是为了理解化学反应的基本规律,更重要的是为了指导工程实践。
在化工生产中,我们需要根据反应物性质、反应条件等因素,选择合适的反应器类型和操作参数,以提高反应的效率和产率。
同时,对于一些复杂的反应体系,如多相反应、催化反应等,我们还需要结合反应工程原理,设计和优化反应器结构,以实现工程化的应用。
总之,化学反应工程原理是化学工程师必须要掌握的基础知识之一,它涉及到反应动力学、热力学、传质和传热等多个方面的知识。
通过对化学反应原理的深入理解,我们可以更好地指导工程实践,提高化工生产的效率和质量,为实现可持续发展做出贡献。
《生化反应工程专论》复习题一、名词解释 1、能量生长偶联型当有大量合成菌体材料存在时,微生物生长取决于ATP 的供能,这种生长就是能量生长偶联型。
2、固定化酶的位阻效应是载体的遮蔽作用(如载体的空隙大小、固定化位置或方法不当)给酶的活性中心或调节中心造成空间障碍,使底物和效应物无法与酶接触等引起的。
3、Y ATP消耗1摩尔ATP 所获得的干菌体克数,g/mol.4、微生物生长动力学的非结构模型不考虑细胞结构,每个细胞之间无差别,即认为细胞为单一成分。
这种理想状态下建立起来的动力学模型称为非结构模型。
5、搅拌器轴功率是指搅拌器以既定的速度转动时,用以克服介质的阻力所需要的功率。
6、搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的速度转动时,用以克服介质的阻力所需要的功率。
也称搅拌器的轴功率7、深层过滤的对数穿透定律进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。
21lnN KL N =- 8、搅拌雷诺准数雷诺准数是惯性力与液体粘滞力之比,即Re du ρμ=,而在搅拌容器中,液体的代表速度 u= n Di ,并以搅拌器直径 Di 代替管径 d,此时的雷诺准数称为搅拌雷诺准数2Re i nD m ρμ=9、全挡板条件是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。
要达到全挡板条件必须满足下式要求:(0.1~0.12)0.5b Dn n D D⋅=⋅= D-发酵罐直径,b-挡板宽度,n-挡板数10、气体截留率在通风液体中由于充气而导致的体积增加率。
通风前液体体积为 V L ,通风时体积的增加量为 V g ,则气体截留率为g L gV V V ε=+二、简答题1、简述生化反应工程中涉及到的工程学基本概念(1)恒算概念:通过质量衡算、热量衡算、动量衡算达到物料和能量有效集成。
质量、热量和动量衡算概念是保证技术上可行性和经济上合理性的重要工程措施和环节。
(2)速率概念:速率问题是理论上正确性和技术上可行性的一个重要衡量标志和判断标准,也是技术先进性的反映,更是生物反应工艺、工程探索结果的表现。
化学反应工程期末考试试题及答案本文为期末考试试题及答案,旨在帮助考生了解考试难度、考试内容和考试形式。
以下为具体内容:试题1.简述化学反应工程的定义。
2.简述化学反应的一般过程。
3.描述不同反应类型的特性和应用。
4.讨论同时反应和平衡反应的区别。
5.说明化学反应工程中涉及的能量变化和能量平衡。
答案1.化学反应工程是通过研究化学反应的原理和规律,设计和优化化工过程的科学和技术领域。
2.化学反应一般过程包括:•初始状态:反应物在反应前的状态。
•反应中间状态:反应物进入反应物中,转化为化学中间体,即反应中间状态,也称为转化物,通常是不稳定的。
•最终状态:中间体进一步反应形成最终产物。
3.不同反应类型的特性和应用:•合成反应:将两个或多个反应物结合成一个产物。
•分解反应:将一个反应物分解为两个或多个产物。
•酸碱反应:发生在酸和碱或酸和碱的盐之间,产生水和盐。
•氧化还原反应:涉及原子的电荷状态的变化,包括氧化和还原两个过程。
•化学平衡反应:在某些反应中,反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物的速率相等,称为化学平衡反应。
4.同时反应和平衡反应的区别:•同时反应:反应物通过多个反应途径形成多种产物。
•平衡反应:反应物转化为产物和产物转化为反应物的速率相等,达到化学平衡。
5.化学反应工程中涉及的能量变化和能量平衡:•反应热:指在恒定体积下,单位物质的反应释放或吸收的热量。
•反应焓:指在恒定压力下,单位物质的反应释放或吸收的热量。
•熵变:指反应前后分子间和分子内状态的变化,表示物质自组织变得更加无序化的趋势。
•自由能变:在恒定压力和温度下,反应前后体系的自由能差异。
以上为本次期末考试试题及答案,希望对考生在化学反应工程领域的学习和研究有所帮助。
化学反应工程名词解释第二章:1间歇操作-------是指一批物料投入反应器后,经过一定时间的反应再取出的操作方法。
2 连续操作------指反应物料连续地通过反应器的操作方式。
3 半连续操作------指反应器中的物料,有一些是分批地加入或取出,而另一些则是连续流动通过反应器。
5、均相反应-----参予反应的各物质均在同一相内进行的化学反应。
6、化学计量方程-----表示反应物、生成物在化学反应过程中量的变化关系的方程。
7、非基元反应--若一个化学反应,总是经过若干个简单反应步骤,最后才能转化为产物分子8、基元反应-----分子经一次碰撞后,在一次化学行为中就能完成的反应。
9、转化率--关键组分A反应掉的物质的量 -△nA与其初态的物质的量nA0之比,用xA表示。
10、复合反应 ----在同一反应物系中同时进行若干个化学反应,化学反应的数目与独立的计量方程数相同。
13、反应级数-----指动力学方程中浓度项的指(幂)数。
第三章:1、平推流反应器------------在连续流动的反应器内物料允许作径向混合(属于简单混合)但不存在轴向混合(即无返混)。
2、全混流反应器----连续操作的充分搅拌槽型反应器(简称)。
3、反应时间--在间歇反应器中反应达到一定转化率所需时间(不包括辅助时间)。
4、平均停留时间--各物料微元从反应器入口至出口所经历的平均时间。
5、停留时间 ------连续流动反应器中流体微元从入口到出口所经历的时间6、返混--不同停留时间的粒子的混合。
8、空速--单位时间内投入到反应器中的物料的体积流量与反应器有效容积之比。
11、绝热温升-----系统总物料为1mol时,反应物全部转化后绝热状态下所引起的温度升高。
14、平推流-------同一截面上各微元具有相同的速率,径向剧烈混合;15吸附等温线-----描述一定温度下,气体吸附量与压力之间的关系。
第七章1流态化现象------使微粒固体通过与气体或液体接触而转变成类似流体的操作。
化学反应工程名词解释化学反应工程名词解释1.返混:不同年龄粒子之间之间的混合;或是指反应器中逗留了不同时间,因而具有不同的性质的物料粒子之间的混合或即经历了不同的反应时间的物料粒子之间的混合,又称逆向混合。
(上述只要答对一种情况给3分)。
2.临界流化速度:是指刚刚能使粒子流化起来的气体空床流速。
3.模型法:就是通过对复杂的实际过程的分析,进行合理的简化,然后用一定的数学方法予以描述,使其符合实际过程的规律性,然后加以求解。
4. 速率控制步骤:是指一个连串过程速率(度)最小,而且比其他步骤的速率(度)小得多的步骤,它的速度决定着整个过程的速度,称为速率控制步骤。
5.速率方程:在溶剂及催化剂和压力一定的情况下,定量描述反应速率与温度及浓度的关系的关系式。
6.非理想流动:凡是流动状况偏离平推流和全混流这两种理想情况的流动,统称非理想流动。
7.颗粒带出速度:当气速增大到某一速度时,流体对颗粒的曳力和颗粒的重力相等,则颗粒就会被气流所带走,这一速度称带出速度。
(或是指流体速度大于固体颗粒在流体中的沉降速度时,颗粒粒子被气流带出床层,这个速度叫做带出速度或称终端速度。
)8. 固定床反应器:凡是流体通过固定的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称固定床反应器。
9.理想反应器:是指能以活塞流或全混流来描述其流动状况的反应器。
10.停留时间:是指流体以进入系统时算起,到其离开系统时为止,在系统内总共经历的时间,即流体从系统的进口至出口所耗费的时间:11. 多段绝热反应器:是指多次在绝热条件下进行反应,反应一次之后经过换热以满足所需温度条件,再进行下一次的绝热反应。
每反应一次,称为一段,一个反应器可做成一段,也可以将数段合并在一起组成一个多段反应器固定床催化反应器:12.空速:在规定条件下,单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的'容积,或单位时间内通过单位反应器容积的物料体积,称为空速13.停留时间分布:由于同时进入反应器的物料颗粒在反应器中的停留时间有长有短,因而形成一个分布,称为停留时间分布。
化学反应⼯程名词解释与简答题1.反应动⼒学主要研究化学反应进⾏的机理和速率,以获得进⾏⼯业反应器的设计和操作所必需的动⼒学知识,如反应模式、速率⽅程及反应活化能等等。
包含宏观反应动⼒学和本征反应动⼒学。
2.化学反应⼯程化学反应⼯程是⼀门研究化学反应的⼯程问题的学科,即以化学反应为研究对象,⼜以⼯程问题为研究对象的学科体系。
3.⼩试,中试⼩试:从事探索、开发性的⼯作,化学⼩试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试:要解决的问题是:如何⾤⽤⼯业⼿段、装备,完成⼩试的全流程,并基本达到⼩试的各项经济技术指标,规模扩⼤。
4.三传⼀反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动⼒学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、⼲燥等,遵循质量传递基本规律),“⼀反”为化学反应过程(反应动⼒学)。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提⾼或降低)⽽不改变化学平衡,且本⾝的质量和化学性质在化学反应前后都没有发⽣改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热⼒学上可以进⾏的反应。
(2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。
(3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有⼀不同⽅向时,催化剂仅加速其中⼀种。
(4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作⽤的组分。
常⽤的催化剂活性组分是⾦属和⾦属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或⽀撑体,是负载活性组分的⾻架。
9助催化剂本⾝没有活性,但能改善催化剂效能。
助催化剂是加⼊催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本⾝没有活性或活性很⼩,但是他们加⼊到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离⼦价态、酸碱性、晶格结构、表⾯结构,孔结构分散状态,机械强度等,从⽽提⾼催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。
★在大型装置中,传热和控温往往是头等难题,甚至根本不可能达到与小装置相同的温度条件,因此,就出现“放大效应”。
★绝热温升:系统总物料为1mol时,反应物全部转化后绝热状态下所引起的温度升高。
★间歇式反应器:一次性加料,经过一段时间出料的反应器。
★积分反应器:指物料一次性通过床层所得的转化率较大的反应器。
★努森扩散:扩散阻力来自于分子与孔壁产生的碰撞的扩散。
★理想表面:催化剂表面各处的吸附能力是均一的。
★临界流化速度:指刚刚能够使粒子流化起来的气体空床流速。
★反应级数:指动力学方程中浓度项的指(幂)数。
★吸附等温线:描述一定温度下,气体吸附量与压力之间的关系。
★真密度:以骨架体积为计算基准的密度。
★方差:对于平均值的二次矩。
★膨胀因子:当反应物A(或产物P)每消耗(或生成)1mol时,所引起的整个物系总物质的量(mol)的增加或减少值。
★膨胀率:表征变容程度的参数,仅适用于物系体积随转化率变化呈线性关系的情况。
★返混:停留时间不同的流体颗粒之间的混合。
★平推流:指反应物料以一致的方向向前移动,在整个截面上各处的流速完全相等。
★全混流:指刚进入反应器的新鲜物料与已存留在反应器中的物料能达到瞬间的完全混合,以致在整个反应器内各处物料的浓度和温度完全相同,且等于反应物出口物料的温度和浓度。
★停留时间:指从反应物进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间。
★停留时间分布:由于同时进入反应器的物料颗粒在反应器中的停留时间可能有长有短,因而形成一个分布。
★空时:在规定的条件下,进入反应器的物料通过反应器体积所需的时间。
★空速:在规定的条件下,单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的空积,或单位时间内通过单位反应器的物料体积。
★宏观流体:全部以离集状态存在,即只有宏观混合的流体★微观流体:流体中所有分子都以分子状态均匀分散的流体。
★工业催化剂所必备的三个主要条件:活性好、选择性高、寿命长。
★催化剂的物理特性:物理吸附和化学吸附。
化学反应工程名词解释
第二章:
1间歇操作-------是指一批物料投入反应器后,经过一定时间的反应再取出的操作方法。
2 连续操作------指反应物料连续地通过反应器的操作方式。
3 半连续操作------指反应器中的物料,有一些是分批地加入或取出,而另一些则是连续流动通过反应器。
5、均相反应-----参予反应的各物质均在同一相内进行的化学反应。
6、化学计量方程-----表示反应物、生成物在化学反应过程中量的变化关系的方程。
7、非基元反应--若一个化学反应,总是经过若干个简单反应步骤,最后才能转化为产物分子
8、基元反应-----分子经一次碰撞后,在一次化学行为中就能完成的反应。
9、转化率--关键组分A反应掉的物质的量 -△nA与其初态的物质的量nA0之比,用xA表示。
10、复合反应 ----在同一反应物系中同时进行若干个化学反应,化学反应的数目与独立的计量方程数相同。
13、反应级数-----指动力学方程中浓度项的指(幂)数。
第三章:
1、平推流反应器------------在连续流动的反应器内物料允许作径向混合(属于简单混合)但不存在轴向混合(即无返混)。
2、全混流反应器----连续操作的充分搅拌槽型反应器(简称)。
3、反应时间--在间歇反应器中反应达到一定转化率所需时间(不包括辅助时间)。
4、平均停留时间--各物料微元从反应器入口至出口所经历的平均时间。
5、停留时间 ------连续流动反应器中流体微元从入口到出口所经历的时间
6、返混--不同停留时间的粒子的混合。
8、空速--单位时间内投入到反应器中的物料的体积流量与反应器有效容积之比。
11、绝热温升-----系统总物料为1mol时,反应物全部转化后绝热状态下所引起的温度升高。
14、平推流-------同一截面上各微元具有相同的速率,径向剧烈混合;
15吸附等温线-----描述一定温度下,气体吸附量与压力之间的关系。
第七章
1流态化现象------使微粒固体通过与气体或液体接触而转变成类似流体的操作。
2固定床-------当通过床层的流体流量较小时,颗粒受到的升力(浮力与曳力之和)小于颗粒自身重力时,颗粒在床层内静止不动,流体由颗粒之间的空隙通过
3流化床--------随着流体流量增加,颗粒受到的曳力也随着增大。
若颗粒受到的升力恰好等于自身重量时,颗粒受力处于平衡状态,故颗粒将在床层内作上下、左右、前后的激烈运动,
4临界流化速度-------当流达到某一限值,床层刚刚能被流体托动时,床内
颗粒就开始流化起来了,这时的流体空床线速被称为临界流化速度。
5湍动床--------随着气速的加大,流化床中的湍动程度也跟着加剧,这种情况叫湍动床。