化工原理简答题

四、简答题：（答案仅供参考）

1.精馏塔在一定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化?为什么? 当加料板从适宜位置向上移两层板时,精馏段理论板层数减少，在其它条件不变时，分离能力下降,xD↓，易挥发组分收率降低,xW↑。

2。 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小回流比的多少倍?（28页）

全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少。开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作,然后再慢慢减小回比，至规定回流比。

最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷.是选择适宜回流比的依据。一般适宜回流比是最小回流比的1。1～2.0倍。

3。 试说明q线方程的物理意义，,它有什么作用？5种进料状况，什么情况下代表液相分率?

q线方程又称为进料 板方程,是表示精馏塔中精馏段操作线和提 馏段操作线交点轨迹方程，反映了进料热状况对进料板上汽液两相摩尔量的影响。

因在图解理论塔塔时，要作出提馏线，由于提馏段操作线不易作出或不易准确作出，故借助δ线和精馏段操作线的交点作出。

4。 吸收推动力是什么?有哪些表示方法？ （105页)

吸收推动力就是吸收质的分压差或浓度差。

表示方法有：分压差、浓度差，还有气相和液相比摩尔分率差，气相和液相摩尔分率差，具体表达式:NA=KG(PA-PA＊) NA=KL（CA-CA＊） NA=KY(YA—YA*） NA=KX(XA-XA＊）

5.亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合？ 哪个常数(E)和压力单位相同?（80页）

ｐ＝Ex，一般来说，温度上升则E值增大，这体现着气体溶解度随温度升高而减少的变化趋势。

H=ρ/EMs

ｐ＝C/H，对于一定的溶剂和溶质，H值随温度升高而减少。易溶气体具有较大的H值

y＝mx 温度升高,总压变大,m值升高不利于吸收。m = E/p

E称为亨利系数，H称为溶解度系数,m称为相平衡常数。它们只适合于稀溶液的情况。

6。提高吸收速率应采取哪些措施?

由N＝K（ｙ－ｙ＊）看出,为了提高N，必须增大吸收系数和吸收推动力.1。增大湍动程度；2。增大气液接触是为了增大吸收系数.3。增大液气比是为了提高推动力.

7填料一般分为哪两种？ 列举出你所知道的散装填料填料种类。填料的主要性能评价、几何参数？

1、填料类型（课件） 堆放方式

乱堆填料 拉西环、鲍尔环、鞍形、θ网环

规整（整砌） 填料 波纹板、波纹网 材质

实体填料 环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）、鞍形填料（弧鞍、矩鞍）、栅板

网体填料 鞍形环、θ网、波纹网

分为实体填料和网体填料两类.实体填料有环形填料(拉西环、鲍尔环、阶梯环)鞍形填料（弧形鞍、矩形鞍）以及栅板、波纹板填料。网体填料主要是由金属丝网制成的各种填料，如鞍形网、θ网、波纹网填料等。

散装填料：1拉西环、2鲍尔环、3阶梯环 θ环、十字球、单螺旋球、4(弧形鞍矩形鞍)、波纹填料、 θ网环、鞍形网。 5金属鞍环

填料性能的优劣常根据效率、通量及压降三要素衡量。（178页）

相同条件下，比表面积愈大，气液分布愈均匀，表面的润湿性能愈优良,传质效率愈高；

空隙率愈大，则通量愈大,压降也愈低。

填料性能的几何参数：1比表面积 单位体积填料层的填料表面积称为比表面积,以σ来表示,单位为m²/m³.填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。同一种类的填料,尺寸愈小，则比表面积愈大。2 空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以ε表示，单位m³/m³,填料的空隙率大，气液通过能力大且气体流动阻力小。3 填料因子σ/ε³称为干填料因子，单位1/m。填料因子表示填料的流体力学性能.

8。 填料吸收塔内的填料,液体喷淋装置和液体再分布器的作用是什么？

(1）填料一提供气液两相的传质面积；

(2)液体喷淋装置一使液体在塔内分布均匀，使填料表面被液体充分润湿;

（3）液体再分布器一用以减少液体在填料层内壁流效应，将沿壁下流的液体导向填料层内.

9。在对流干燥过程中。为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？

因物料中水分汽化需要热量，此热量由空气供给，而汽化的水汽又要靠空气带走（破坏其平衡状态），使干燥能稳定连续地进行。故湿空气在干燥过程中起到供热、去湿的作用,故称湿空气是载热体又是载湿体。

10.欲在 298K时用相对湿度为60％的空气干燥木材，使其中水分降到11。5％（湿基)，你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12%(干基）。

要求含水量降低到:

X＝0.115/（1-0。115）=0。13=13％＞12％（干衡水份）

∵X＞X＊ ∴是可能的

11何为双膜理论？简述,并知道三大理论。

（1）相互接触的气、液两相流体之间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，吸收质以分子扩散方式通过此二层膜由气相主体进入液相主体；（2)在相界面处，气、液两相达到平衡;（3）在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，物质组成均匀。三大理论：1双膜理论 2溶质渗透理论 3表面更新理论

12简述菲克定律,举出两种形式上与菲克定律相类似的两个定律,并说明其含义。

JA=-DAB dcA/dz 菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。它与描述热传导规律的傅里叶定律以及描述粘性流体内摩擦(滞留流体中的动量传递）规律的牛顿粘性定律在表达形式上有共同的特点,因为它们都是描述某种传递现象的方程.

13板式塔的负荷性能图

影响板式塔操作状况和分离效果的主要因素为物料性质、塔板结构及气液负荷，对一定的分离物系,当设计选定塔板类型后，其操作状况和分离效果便只与气液负荷有关.要维持塔板正常操作和塔板效率的基本稳定，必须将塔内的气液负荷限制在一定的范围内,该范围即为塔板的负荷性能.将此范围在直角坐标系中,以液相负荷L为横坐标，气相负荷V为纵坐标进行绘制，所得图形称为塔板的负荷性能图,如图片所示。

负荷性能图由以下五条线组成:

（1)漏液线 图中线 1 为漏液线，又称气相负荷下限线。当操作的气相负荷低于此线时，将发生严重的漏液现象.此时的漏液量大于液体流量的10%。塔板的适宜操作区应在该线以上。

（2）液沫夹带线 图中线 2 为液沫夹带线，又称气相负荷上限线.如操作的气液相负荷超过此线时，表明液沫夹带现象严重，此时液沫夹带量eV>0。1kg（液）/ kg（气）.塔板的适宜操作区应在该线以下.

（3）液相负荷下限线 图中线 3 为液相负荷下限线.若操作的液相负荷低于此线时，表明液体流量过低，板上液流不能均匀分布,气液接触不良，易产生干吹、偏流等现象，导致塔板效率的下降。塔板的适宜操作区应在该线以右.

（4）液相负荷上限线 图中线 4 为液相负荷上限线。若操作的液相负荷高于此线时，表明液体流量过大，此时液体在降液管内停留时间过短,进入降液管内的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板,造成气相返混，使塔板效率下降。塔板的适宜操作区应在该线以左。

（5）液泛线 图中线5为液泛线。若操作的气液负荷超过此线时，塔内将发生液泛现象，使塔不能正常操作。塔板的适宜操作区在该线以下。

14填料塔的压降和空塔气速关系图，并给出相关概念。

2. 填料层的压降在逆流操作的填料塔中，从

塔顶喷淋下来的液体,依靠重力在填料表面成膜状向下流动,上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。填料层压降与液体喷淋量及气速有关，在一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速越大,压降也越大。

在图中，直线0表示无液体喷淋（L=0）时，干填料△P/Z～u关系，称为干填料压降线，直线，斜率为1。8~2。0。曲线1、2、3表示不同液体喷淋量下，填料层的△P/Z～u关系，称为填料操作压降线，折线，存在两转折点，下转折点称“载点”,上转折点称“泛点”。这两个点将△P/Z~u线群分成三个区段,即恒持液量区、载液区和液泛区.