冶金反应工程学试题(2)

冶金反应工程学试题（2）

一、选择题 （每题4分）

1、 冶金反应工程学是为了：[ ]

a ）弄清冶金化学反应机理

b ）弄清冶金化学反应步骤

c ）解决化学理论问题

d ）解决工程实际问题。答案 d ）

2、 冶金反应工程学的主要研究方法是：[ ]

a ）对反应器进行过程解析

b ）对反应器进行结构解析 c) 对反应器进行改造 d ）对反应器进行组合。答案 a ）

3、 所谓传递（或称传输）是指：[ ]

1） 电力的输送 2）热量的传递 3）电磁波信号的传递 4）动量、热量和质量的传递。答案 4）

4、在一定温度下，化学反应 S Q B A s q b a +→+，的化学计量关系式为：dt

dN s dt dN q dt dN b dt dN a S Q B A 1111-=-=-=-，式中a ，b ，q 和s 是：[ ] 1）是反应方程式中各组分的化学计量系数 2）分别表示四种物质的量3）分别表示这四种物质的反应速度。答案 1）

5、反应动力学参数是指： [ ]

1）反应结束后的反应物浓度、2）反应结束后的反应体系温度、3）反应速度常数和反应级数、4）反应物的转化率。答案 3）

6、在有物料流动的冶金反应器中，[ ]

1）传质和传热现象独立发生，与流动现象无关、2）传质现象与流动现象相关，但传热现象与流动现象无关、3）流动在传递现象中起决定性作用，流动现象必然伴生传热和传质现象。答案3）

7、间歇反应器，亦称间歇式全混槽（釜），间歇搅拌槽（釜）等，其基本特征是：[ ]

[ ]

1）其中的化学变化仅与热变化有关，2）其中的化学变化和热变化仅与时间有关，3）反应器内物料的浓度和温度是位置的函数，与时间无关，4）反应器内物料的浓度和温度是时间的函数，与位置无关。答案2）、4）。

8、等温气相反应2P J →，如果反应开始时有反应物J 和惰性气体各1/2，则膨胀率j ε 为：[ ]

1）50%、 2）100%、3）200% 答案1）

9、以下说法正确的是[ ]

1）不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度和温度不同，2）不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度相同，温度不同，3）不同时刻，全混流反应器器内物料的浓度和温度完全相同。答案3）

10、活塞流反应器器内发生恒容反应，此时，物料在反应器中的真实停留时间t 和空时τ[ ]

1）数值上不相等、2）数值上相等。答案2）

二、问答题

1、以粗钢生产为例，说明何谓：①过程系统；②过程分系统；③过程亚分系统？冶金

反应工程学的研究对象是其中哪一个？

2、何谓数学模型，冶金反应工程学中的数学模型通常包含哪些方程？

3、理想反应器有哪几种？CPFR的基本假设条件如何？

4、简述流动模型中的“三大模型”是什么？其各自来源于什么物理模型？

5、用简图表示组合模型的6种基本形式。

三、试证明：活塞流的方差（σθ2）p＝0。（10分）

四、脉冲法实验结果如下：

求其E（θ）及其σθ2 ，并作E（θ）~θ关系曲线。（15分）

答案

一、

1、答案d）

2、答案a）

3、答案4）

4、答案1）

5、答案3）

6、答案3）

7、答案2）、4）

8、答案1）

9、答案3）

10、答案2）

二、答案要点

1、粗钢生产的过程系统是由炼铁、炼钢和铸锭等分系统构成的，而炼铁分系统又由配料、烧结、热风炉和高炉等亚分系统构成。

冶金反应工程学的过程解析对象主要是基本亚分系统——各冶金反应装置。

2、对所研究的对象进行定量的描述，即用数学公式来表达各类不同参数之间的关系，这就是数学模型。

冶金反应工程研究中的数学模型一般都包括下面四部分内容：宏观动力学方程式、装置中传递过程规律的数学表达式、各种衡算式、参数计算式

3、a．三种，BCMT间歇反应器、CPFR活塞流反应器、CCMT全混流反应器；

b. CPFR的基本假定条件：1）加排料连续进行；2）器内无轴向混合、径向完全混合。

4、a．扩散模型：在活塞流的基础上叠加一个轴向扩散项而成，模型参数是有效扩散系数

D e、槽列模型用：若干等容串联的理想混合槽等效而成，模型参数是串联槽数N、组合模型：将实际反应器内的流动，用不同的区域通过不同的相互连接方式组合而成的模型参数有短路流所占的分率、循环流的循环比及死区的体积等。

5、详见图6-22

三、答案要点参见6.3.1小节

四、参见例6.1