华东理工大学历年化工原理简答题答案

1997简答题答案
1.搅拌器应该具有哪两种功能
为达到均匀混合，搅拌器应具有两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。

液体在容器内做循环运动，搅拌器对单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可以采取的措施有：提高搅拌器的转速，搅拌器可以提高较大的压头；阻止容器内液体的圆周运动：在搅拌器内加挡流板，破坏循环回路的对称性。

安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。

2.过滤速率与哪些物性因素、操作因素有关
过滤的技术改进包括两个方面：寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质，加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力。

可以采用以下方法:1）改变滤饼结构如空隙率、可压缩性（常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压缩）2）改变悬浮液中颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液处理，使分散的颗粒聚集成较大颗粒。

其方法是：加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借助范德华力凝聚在一起。

3）动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法。

3.流体流动边界层脱体分离的两个条件是什么
1）逆压梯度2）外层流体能量来不及传入边界层。

边界层脱体的后果是1）产生大量漩涡；2）造成较大的能量损失。

4.多效蒸发的效数受哪些限制
经济上限制：W/D的上升达不到与效数成正比，W/A的下降与效数成反比快。

技术上限制：A T必须小于T-%而T%是有限的。

5.简述板式塔的夹带液泛和溢流液泛现象。

夹带液泛：同样气速下，e' T，使L+e，T，液层厚度T，已个，形成恶性循环。

溢流液泛：因降液管通过能力的限制而引起的液泛。

6 .简述填料塔的载点和泛点。

载点：空塔气速u 达到？后，气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液 体顺利流下，使填料表面持液量增多，占去更多空隙，气体实际速度与空塔气速 的比值显著提高，故压力降比以前增加得快，这种现象称载液，L 点称载点。

泛点（F ）：空塔气速增大到U F 后，压力降与u 成垂直关系，表明上升气体足以 阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流 带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被完全破坏，这种现象称液泛，F 点称泛点。

1998简答题答案
1 .简述搅拌器中加挡流板或导流筒的主要作用是什么
加挡板：有效地阻止容器内圆周运动，提高混合效果。

导流筒：严格控制了流体运动方向，即消除了短路现象又有助于消除死区，抑制 圆周运动的扩展，增加了湍动程度，提高混合效果。

2 .试写出回转真空过滤机单位面积滤液量、转速、浸入面积分率以及过滤常数 的关
系式，并说明过滤面积为什么用转鼓面积A
2A P i-s
6 一 : ------------------
由 V 2+2VV = KA 2T K =—-——q 2+2 qq = K T T = 有：q =7k + q 2 -q
e 坤日 e n ? ? 3 .当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出非球形颗粒的等沉降速度当量直径的
计算式。

gd 2(p -p )
一p p ——则有：d =
1即 p 4 .流化床的压降与哪些因素有关
A P = m （p P ©g
流化床的压降等于单位界面床位内固定床的表观质量，它与气速 A p P
18四u ----- 1— g (p -
无关而始终保持定值。

5 .蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些
蒸发器提高液体循环速度的重要性不仅在于提高沸腾给热系数，其主要用意在于 降低单程气化率，在同样蒸发能力下（单位时间的溶剂气化量），循环速度越大, 单位时间通过加热管的液体量就越多，溶液一次通过加热管后气化的百分数（气 化率）也越低。

溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象可以减轻，加热面上结 垢现象可以延缓。

溶液浓度越高，为减少结垢所需要循环速度越大。

6 .简述什么是气液传质板式塔操作中的转相点 指由泡沫状态转为喷射状态的临界点。

7 .何谓萃取操作的选择性系数什么情况下P =8
萃取相中A 的质量分数,萃余相中A 的质量分数k - —————— —————=T 萃取相中B 的质量分数 萃余相中B 的质量分数k
B 可见P =1时不可以用萃取方法分离，P =8时，组分S 、B 完全不互溶。

8 .什么是转盘萃取塔的特性速度
萃取塔的特性速度是指由物料及液滴尺寸决定的常数，与操作条件即空塔气速无
u 、“一
° K 飞（12）（12）2
9 .在连续干燥之前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可 分为
哪四项干燥器热效率定义为哪些项之比
消耗于四个方面，气化水分所消耗的热量，物料升温所带走的热，废气离开干燥 器时带走的热量，热量损失。

10 .提高连续干燥器的热效率的措施有哪些
干燥器效率丑=Q±Z Q -指预热器中所获得的热量。

措施：1）提高预热温度2） Q +。

补 降低废气出口温度3）进行中间加热4）废气再循环
择性系数是指P ="/〃 = X x
1999简答题答案
1.何谓流线何谓轨线为什么流线互不相交
轨线一某一流体质点的运动轨迹，描述的是同一质点不同时刻的位置。

轨线一表示的是同一瞬间不同质点的速度方向连线，描述空间任一点的状态。

2.简述往复泵的水锤现象。

往复泵的流量调节方法有几种
流量的不均匀性使整个管路内的液体处于变速运动状态，增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象。

1）旁路调节2）改变曲柄转速和活塞行程。

3.搅拌器应具有哪两种功能
为达到均匀混合，搅拌器应具有两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。

液体在容器内做循环运动，搅拌器对单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可以采取的措施有：提高搅拌器的转速，搅拌器可以提高较大的压头；阻止容器内液体的圆周运动：在搅拌器内加挡流板，破坏循环回路的对称性。

安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。

4.在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒平均直径是按什么规则定义的为什么以表面积相等为基准，因为流体在颗粒内为爬流流动，流动阻力主要与颗粒层内固
体表面积的大小有关，而颗粒形状并不重要。

5.因某种原因使降尘的含尘气体温度降低，若气体的质量流量不变，含尘情况不变，则降尘室的气体出口的含尘量将上升还是下降导致此变化的原因是什么含尘量
将变大：1）气体温度升高，粘度上升，沉降速度下降。

2）气体温度升高, 则体积流量上升，导致停留时间减少。

6.影响辐射传热的因素有哪些
温度的影响，辐射热流量正比于温度四次方之差；几何位置的影响，角系数对两物
体间的辐射传热有重要影响；表面黑度的影响，通过改变表面黑度的方法可以强化
或减弱辐射传热；辐射表面之间介质的影响。

7.综合评价塔板性能的标准是什么
衡量塔板性能优劣的标准，一般包括两个方面：1）塔板的效率（点效率、莫弗里板效
率等），2）生产能力，即可通过气液两相负荷的大小。

塔板效率高，传质效果好，塔顶和塔底的产品质量高或者多用的塔板数少，塔的压降就低，耗能较少。

允许通过的气液两相流量很大，塔的生产能力就大，满足生产量的塔径较小。

8.当两相流量比相差很大时，而且所选用的萃取塔设备又可能产生严重的轴向返混，此时应将流量大的还是流量小的一相作为分散相。

应将流量小的一相作为分散相，原因：减少轴向混合的影响。

9.何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水它们之间有何关系
结合水指借化学和物理学力与固体相结合的水分。

非结合水是指机械的附着于固体表面或颗粒堆层中的大空隙中的水分。

两者与固体物料性质有关，而与空气状态无关，两者的区别是表观的平衡蒸汽压不同。

自由水指所有能够被指定状态的空气带走的水分。

平衡水是指在指定空气条件下不能被干燥依然存在于物料之中的一部分结合水。

两者与空气的状态和物料性质有关。

10.何谓蒸发设备的生产强度
单位面积的传热量。

1）提高传热温差2）提高蒸发器的传热温差3）加热蒸汽的利用率。

2000简答题答案
1.功能校正曲线为什么总是大于、等于1说明理由。

根据a=—』BdA,可知流体界面速度分布越均匀，a越小。

可以认为湍流速度日-3A A
分布是均匀的。

代入上式，得a接近于1。

2.大小不一的搅拌器能否使用同一条曲线为什么
只要几何相似就可以使用同一条功率曲线，因为无因次化之后，使用这一条件。

3.简述数学模型法规划实验的主要步骤。

数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下步骤进行：1）将复杂真实过程本身简化成抑郁病用数学方程式描述的物理模型；2）对所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型；3）通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定
模型参数。

4.加快过滤速率有几种途径
过滤的技术改进包括两个方面：寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质，加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力。

可以采用以下方法:1）改变滤饼结构如空隙率、可压缩性（常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压缩）2）改变悬浮液中颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液处理，使分散的颗粒聚集成较大颗粒。

其方法是：加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借助范德华力凝聚在一起。

3）动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法。

5.评价旋风分离器性能的主要指标有哪些
分离效率和压力降。

6简述辐射传热中黑体和灰体的概念。

吸收率等于1的物体称为黑体。

对各种波长辐射能均能以相同吸收率吸收的理想物体。

7.液液萃取设备的主要技术性能有哪些
1）两相极限通过能力2）设备的传质速率前者决定了设备的直径，后者决定了塔高。

2001简答题答案
1.流动过程中，稳定性指什么定态性指什么
稳定性指系统对外界扰动的反应。

定态性指有关运动参数随时间的变化情况。

2.简述因次分析的实验研究方法的主要步骤。

因次分析法是将多变量函数整理为简单的无因次数群的函数，然后通过实验归纳整理出算图或准数关系式，从而大大减少实验工作量，同时也容易将实验结果应用到工程计算和设计中。

步骤如下：1）找出影响过程的独立变量；2）确立独立变量所涉及的基本因次；3）构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示；4）用基
本因次表示所有独立变量的因次，并找出各独立变量的因次式；5）依据物理方程的因次一致性原则和n定理得到准数方程；6）通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。

3.在表面过滤方式中，何谓架桥现象
在过滤操作开始阶段，会有部分颗粒进入过滤介质网孔中，随着滤渣的逐步积累而在介质上形成一个滤渣层即滤饼的现象。

4.简述旋风分离器性能指标中分割直径D p的概念。

通常指经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径。

5.液体沸腾的必要条件是什么
必要条件是加热表面有气化核心，加热液体有过热度。

6.循环蒸发器中，降低单程气化率的目的是什么
1）降低溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象。

2）缓解加热面上的结垢现象。

7.筛板塔的气液接触状态有哪三种各有什么特点
1）鼓泡接触状态：当孔速较低时，通过筛孔的气流断裂成气泡在板上液层中浮升，塔板上存在大量的清液，气泡数量不多，板上液层表面十分清晰。

该状态时两相接触面积为气泡表面，由于气泡数量较少，气泡表面的湍动程度较低，传质阻力较大。

2）泡沫接触状态：随着孔速的增加，气泡数量急剧增加，气泡表面连成一片并且不断发生合并与破裂，板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，仅在靠近塔板表面处才能看到少许清液。

该状态下液体仍为连续相，气体仍为分散相，两相传质表面是面积很大的液膜，此液膜不同与因表面活性剂的存在而形成的稳定泡沫，它高度湍动而且形成的稳定泡沫，它高度湍动而且不断合并和破裂。

3）喷射接触状态：当孔速继续增加，动能很大的气体从筛孔以射流形式穿过液 层，将板上液体破碎成许多大小不等的液滴而抛于塔板上方空间，被喷射出去的 液滴落下以后，在塔板上汇聚成很薄的液层并再次被破碎成液滴抛出。

该状态时 液体为分散相而气体为连续相，两相传质面积是液滴的外表面，且液滴多次形成 与合并使传质表面不断更新。

8 .简述萃取（三元物系）过程中的临界混溶点、选择性系数。

相平衡的两相无限趋近变成一相时所对应的点。

选择性系数是指P ='/y B = x x k -
T 可见P =1时不可以用萃取万 k
B 法分离，P =8时，组分S 、B 完全不互溶。

10.简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响
固体物料在恒速干燥阶段终了时的含水量称为临界含水量，临界含水量不但与物 料本身的结构，分散程度有关，也受干燥介质（流速、温度、湿度）的影响。

物 料分散越细，临界含水量越低。

等速干燥阶段的干燥速率越大，临界含水量越大。

2002简答题答案
1.层流与湍流的本质区别。

湍流的基本特征是出现了径向的速度脉动。

当流体在管内层流流动时，只有轴向 速度而无径向速度。

牛顿型流体服从牛顿粘性定律，然而在湍流时，流体质点沿 着管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这种脉动加速了径向的动量，热量 和质量的传递,动量的传递不仅起因于分子运动,且来源于流体质点的横向脉动。

2.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么
含固体较多的悬浮液常表现出塑性的力学特征，即只有当施加的剪应力大于某一 临界值（屈服应力）之后才开始流动，流动发生后，通常具有剪切力稀化性质， 也可能在某一剪切率范围内具有剪切增稠现象。

3 .搅拌器的两个功能是什么改善搅拌效果的工程措施是什么
萃取相中A 的质量分数/萃余相中A 的质量分数 —— ——―-————: —————= 萃取相中B 的质量分数 萃余相中B 的质量分数
为达到均匀混合，搅拌器应具有两种功能：即在釜内形成一个循环流动，称为总体流动；同时希望产生强剪切或湍动。

液体在容器内做循环运动，搅拌器对单位流体所提供的能量必全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可以采取的措施有：提高搅拌器的转速，搅拌器可以提高较大的压头；阻止容器内液体的圆周运动：在搅拌器内加挡流板，破坏循环回路的对称性。

安装导流筒来抑制圆周运动的扩展，严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。

4.加快过滤速率的途径有哪些
过滤的技术改进包括两个方面：寻找适当的过滤方法和设备以适应物料的性质，加快过滤速率可以提高过滤机的生产能力。

可以采用以下方法:1）改变滤饼结构如空隙率、可压缩性（常用方法是添加助滤剂是滤饼结构较为疏松且不可压缩）2）改变悬浮液中颗粒聚集状态，过滤之前先将悬浮液处理，使分散的颗粒聚集成较大颗粒。

其方法是：加入聚合电解质使固体颗粒之间发生桥接，形成多个颗粒组成的絮团；在悬浮液中加入电解质使颗粒表面的双电层压缩，颗粒间借助范德华力凝聚在一起。

3）动态过滤：采用多种方法，如机械的、水力的或电场的人为干扰限制滤饼增长的过滤方法。

5.什么是颗粒的自由沉降速度
静止液体中，设颗粒的初速度为0，在重力或离心力作用下沿重力方向或离心力方向作沉降运动，随着下降速度的的增加，加速度逐渐减小，当加速度等于0 时，颗粒将以恒定不变的速度Ut继续下降，此时的速度即为颗粒的自由沉降速度。

6.简述辐射传热中灰体的概念。

把实际物体当成是对各种波长辐射能均能同样吸收的理想物体，这种理想物体即为灰体。

在一定温度下，灰体辐射能力和吸收速率的比值等于同温度下黑体的辐射能力。

7.简述填料塔等板高度HETP的概念。

在填料塔中，分离效果相当于一块理论板的填料层高度即为填料塔的等板高度。

8.简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些
溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶。

溶剂具有选择性，即对溶质和稀释剂有不同的溶解能力。

9.恒速干燥阶段的湿料表面温度是什么温度为什么
恒速干燥阶段湿物料表面即空气的湿球温度。

恒速干燥阶段物料的非结合水无论其数量多少，所表现的性质均与液态纯水相同，此时气固接触类似于大量空气与少量水接触一样，经较短的接触时间后，物料表面即为空气的湿球温度，且不变。

10.简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。

衡量塔板性能优劣的标准，一般包括两个方面：1）塔板的效率（点效率、莫弗里板效率等），2）生产能力，即可通过气液两相负荷的大小。

塔板效率高，传质效果好，塔顶和塔底的产品质量高或者多用的塔板数少，塔的压降就低，耗能较少。

允许通过的气液两相流量很大，塔的生产能力就大，满足生产量的塔径较小。

2003简答题答案
1.什么是流体的边界层边界层分离的条件是什么
由于流体粘性的作用，靠近壁面的流体将相继受阻而降速，随着流体沿壁面前流动，流速受影响的区域逐渐扩大，而流速降为未受边璧影响的99%以内的区域即为边界层。

流道扩大时就会造成逆压梯度，逆压梯度及壁面附近的粘性摩擦是引起边界层分离的两个必要因素。

但并不是只要存在逆压梯度就会发生边界层分离现象，而是取决于逆压梯度与剪应力梯度之比值是否够大，若其比值为10-12,将会发生形体阻力，产生边界层分离。

2.非牛顿流体中，震凝性流体的特点是什么
当一定的剪应力作用时间够长时，流体粘度随着剪应力作用时间增长而增长。

3.搅拌器按照工作原理可分为几类各类搅拌器的特点是什么
一类是以旋桨式为代表，其工作原理与轴流泵叶轮相同，具有流量大，压头低的
特点，液体在搅拌釜内主要做轴向和切向运动。

另一类是以涡轮式为代表，其工作原理与离心泵叶轮相似,液体在搅拌釜内主要做径向和切向运动,具有流量小，压头较高的特点。

4.简述数学模型实验研究方法的主要步骤。

数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下步骤进行：1）将复杂真实过程本身简化成抑郁病用数学方程式描述的物理模型；2）对所得到的物理模型
进行数学描述即建立数学模型；3）通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。

5.实际流化现象有哪两种各发生于什么系统
从床内流体和颗粒的运动情况来看，实际存在两种截然不同的流化现象。

散式流化：一般发生于液固系统，散式流化床接近理想流化床。

聚式流化：一般发生在气固系统，聚式流化没有散式流化那样平稳，而是频繁的起伏波动。

6.简述填料载点和泛点的概念。

载点：空塔气速u达到u l后，气速使上升气流与下降液体间摩擦力开始阻碍液体顺利流下，使填料表面持液量增多，占去更多空隙，气体实际速度与空塔气速的比值显著提高，故压力降比以前增加得快，这种现象称载液，L点称载点。

泛点（F）：空塔气速增大到U F后，压力降与u成垂直关系，表明上升气体足以阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被完全破坏，这种现象称液泛，F点称泛点。

7.液液萃取溶剂的必要条件有哪些
溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶。

溶剂具有选择性，即对溶质和稀释剂有不同的溶解能力。

8.吸附分离常用吸附剂有哪些
化工生产中常用天然和人工制作两种吸附剂。

天然矿物吸附剂有硅藻土、白土、天然沸石等。

人工吸附剂有活性炭、硅胶、活性
氧化铝、合成沸石和天然沸石分子筛。

9.简述膜分离的基本原理。

利用固体膜对液体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法通称膜分离，其过程推动力是膜两侧的压差或电位差。

2004简答题答案
1.动量守恒和机械守恒应用于流体流动时，二者关系如何
两者都是从牛顿第二定律出发导出，都反映流体流动各运动参数的变化规律。

流体流动都同时遵循这两个规律，但在实际场合却各有不同。

当机械能守恒应用于实际流体时，由于流体的粘性导致机械能的耗损。

因此机械能衡算将出现能量损失。

但是动量守恒却不同，它只能将力和动量变化率联系起来，并未涉及能量和耗损问题。

因此在实际流体中，当机械能耗损无法确定时，机械能衡算不能有效应用时，可用动量守恒定律来确定各运动参数之间的关系。

但必须有一个前提：控制体内流体所受作用力能够正确地确定，或者主要的外力可以确定而次要的外力可以忽略。

反之，当重要的外力不能确定，而阻力能从其他途径求得，或阻力可以忽略，则机械能衡算式可以有效的解决问题。

但最终需借助实验对所得的关系式进行校正。

2.简述因次分析法规划实验的主要步骤。

因次分析法是将多变量函数整理为简单的无因次数群的函数，然后通过实验归纳整理出算图或准数关系式，从而大大减少实验工作量，同时也容易将实验结果应用到工程计算和设计中。

步骤如下：找出影响过程的独立变量；确立独立变量所涉及的基本因次；
构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示；用基本因次表示所有独立变量的因次，并找出各独立变量的因次式；依据物理方程的因次一致性原则和n定理得到准数方程；通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。

3.简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。

湍流中湍动强度虽然难以直接测量，但可以从搅拌器所产生的压头大小反映出来。

液体在容器内做循环流动，搅拌器对单位重量流体所提供的能量必定全部消耗在循环回路的阻力损失上，增加循环回路的阻力损失即提高液流的湍动程度，可以采取的措施有：提高搅拌器的转速，搅拌器可以提高较大的压头；阻止容器内液体的圆周运动：在搅拌器内加挡流板，破坏循环回路的对称性。

安装导流筒来抑制圆周运动的扩展,严格控制流动方向，既消除短路现象又有助于消除死区。

4.影响颗粒沉降速度的因素有哪些
对于固定的液固系统，物性粘度、密度、和颗粒密度都是定值，单个球形颗粒的沉降速度只与粒径有关，实际中还应考虑下列各因素：干扰沉降、端效应、分子运动、非。