昆明理工大学化工原理下复习资料简答题

昆明理工大学化工原理下复习

1．比较单效与多效蒸发的优缺点，说明多效蒸发的效数受哪些限制，如何确定最佳效数

答：随着效数增加，蒸发操作的经济性W/D逐渐提高，但温差损失随之增大，蒸发器的生产能力和生产强度下降，对某些溶液甚至可能发生总温差损失等于或高于传热总温差而使操作无法进行，而且效数增加到一定程度时，W/D的变化已很小，所以效数是有一定限制的。

随效数增加，生蒸气消耗量D减少，操作费用随之降低，而设备费用增大，选择总费用最低时的效数即为最佳效数。

2.简述在恒定干燥条件下，对于有恒速段与降速段的物料，应采用什么方法缩短干燥时间？

答：（1）降低临界含水量，使物料分散、减小厚度等；

（2）提高降速段的干燥速率。有效方法是将物料分散于热气流中，适当降低空气温度、增大湿度或减小流速均可降低临界含水量。

3.在设计精馏塔时，最优加料位置是如何确定的？

答：最优加料位置的选择本质上是个优化问题。将液相组成等于或略低于Xq（两操作线交点的横坐标）的塔板作为加料板，此时所需的理论塔板数最少。

4.什么是理论板？什么是灵敏板？计算理论塔板数的方法有哪几种？

答：理论板是指不论进入该板的气液两相组成如何，离开该板的气液两相在传热与传质两方面均达平衡，即两相温度相同，组成互成平衡。

灵敏板是指该板的温度对外界干扰因素反应最灵敏的塔板。

计算理论塔板数的方法有：逐板计算法；图解法；捷算法。

5.工业生产中对溶液的浓缩，为何常采用真空蒸发？

答：（1）加热蒸汽压力相同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可使传热面积减小；

（2）真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液；可利用低压蒸气或废气作加热剂；由于溶液沸点低，设备的热损失小。

6.为什么精馏塔的塔底温度总是高于塔顶温度？

答：（1）由于塔顶轻组分浓度高于塔底的，相应的泡点较低；

（2）由于塔内压降使塔底压力高于塔顶，因而塔底的泡点较高。

7.示意画出三效并流加料的蒸发流程，说明其优缺点。

答：图略

优点：料液可籍压强差自动输送，系统能量利用较合理；缺点：末效传热条件较

劣，K值降低，完成相同的传热量所需传热面积增大。

8.简述干燥中临界含水量的概念，并分析其受哪些因素影响？

答：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。它不但与物料本身的结构、分散程度有关，也受干燥介质的流速、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，临界含水量越高。

9.工业生产中对溶液的浓缩，为何常采用真空蒸发？

答：（1）加热蒸汽压力相同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可使传热面积减小；

（2）真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液；可利用低压蒸气或废气作加热剂；由于溶液沸点低，设备的热损失小。

10.什么是最小回流比？如何计算？最小回流比与操作回流比有何关系？

答：精馏操作中，若回流比减小，两操作线向平衡曲线靠近，为达到指定分离要求所需的理论板数增多。当回流比减小到某一数值时，两操作线的交点将落在平衡线上。此时的回流比称为最小回流比。计算公式为Rmin=(xD-yp)/(yp-XP)。操作回流比R=（1.1---2）Rmin。

11.若某精馏塔的实际回流比小于最小回流比时（即Ｒ＜Ｒm i n）问该塔能否操作？将出现什么现象？

答：最小回流比：提馏段操作线与精馏段操作线的交点在平衡线上，此时所需塔板数为无穷

多，要达到指定的工艺要求是不可能的。若Ｒ＜Ｒm i n该塔操作不可能符合工艺指标，

但能够操作，将会使塔顶易挥发组份浓度减少，塔釜易挥发组份浓度增大。12.恒速干燥阶段的特点是什么？在速干燥阶段的特点是什么？在此阶段影响干燥速率的因素有哪些？此阶段影响干燥速率的因素有哪些？

答：恒速干燥阶段的特点是：物料表面充满着非结合水，物料表面温度为空气湿球温度。在此阶段影响干燥速率的因素有：湿空气的温度、湿度、流速及与湿物料的接触方式。

1．提高蒸发器生产强度的主要途径是提高总传热系数、增大有效温差（采用真空蒸发）；引起温差损失的原因有溶液沸点升高、液柱静压强影响。

2．临界湿含水量与物料结构、分散程度、物料厚度、干燥条件（空气的流速、温度、湿度、接触方式等）等四个因素有关。

3．筛板上的气液接触状态可大致分为三种，即鼓泡接触状态、泡沫接触状态和喷射接触状态。

4．精馏操作可分离液体混合物，其依据是各组分挥发度的差异；要使混合物中的组份得到完全的分离，必须进行多次部分气化和部分冷凝。

5．直接水蒸气加热的精馏塔适用于混合液为水溶液且水为难挥发组分情况；与

间接水蒸气加热相比，当X

D 、X

F

、R、q、α、回收率相同时，所需理论板数为N

直接>N间接。

6．蒸发是将含不挥发溶质的溶液加热沸腾，使部分溶剂汽化移出的单元操作，属于冷热流体两侧均有相变的恒温传热过程；蒸发器的生产强度是指单位传热面积上单位时间汽化的水分量。

7．恒定干燥条件是指:空气的流速、温度、湿度、与物料的接触方式维持恒定。8．工业上应用最广泛的板式塔类型有筛孔塔板、泡罩塔板和浮阀塔板。

9．q线方程的表达式为Y=qx/(q-1)－X

F

/(q-1)；该表达式在x-y图上的几何意

义是该方程是两操作线交点的轨迹方程。当q=1时，Xq与X

F 之间关系为Xq=X

F

。

10.恒沸精馏与萃取精馏主要针对具有恒沸物和α接近于1的物系，萃取精馏中采用加入第三组分的方法以改变原物系的相对挥发度。

11．蒸发器的生产强度是指单位时间单位面积上蒸发的水分量；提高蒸发器生产强度的主要途径是提高总传热系数和增大有效温差（采用真空蒸发）。

12．工业上，生物溶液的增浓主要采用真空蒸发和冷冻浓缩等低温操作方法。13．湿空气中的水分含量可用水气分压，湿度，相对湿度表示。其中相对湿度表示水分的相对含量。

14．在理想干燥器内，空气从干燥器入口至出口，温度下降，湿度增大，露点升高，湿球温度不变。

15．精馏和普通蒸馏的根本区别在于精馏必须引入回流。

16．精馏塔设计时,当回流比加大时,所需要的理论板数减少,同时蒸馏釜中所需要的加热蒸汽消耗量增大,塔顶冷凝器中冷却剂消耗量增大,所需塔径增大。17．单效蒸发过程的二次蒸汽温度低于加热蒸汽温度，是因溶液沸点升高和存在传热温差造成的。