山东理工大学 化工分离工程复习题

复习内容

第一章

1.何为均相物系，如何实现均相物系的分离？

物系内部各物料性质均匀而且不存在相界面的混合物系。

均相物系：分离不能通过简单的机械方法分离，需通过某种物理（或化学）过程实现分离，难实现分离。（通常制造一个两相系，然后通过机械方法来进行分离。）

2.传质过程与化工分离过程有何联系？

传质过程是化工分离的一种方式

3.引出质量比和摩尔比有何意义?

质量比 质量比与质量分数的关系

4.绝对速度、扩散速度、主体流动速度有何不同？

i i i m m m X -=i i i w w X -=1

5.对于两组分扩散，为何J A= - J B？

正负号代表方向

6.对于两组分扩散，为何D AB= D BA ？

7.总传质通量、分子扩散通量、主体流动通量有何不同？

组分的实际传质通量=分子扩散通量+主体流动通量8.求解分子传质问题的基本方法是什么？

1.等分子反向扩散

2.组分A通过停滞组分B的扩散

液体与固体按课本复习

9.“漂流因子”与主体流动有何关系？

p/pBM反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”。因p＞pBM，所以漂流因数p/pBM＞1，这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。

10.气体扩散系数与哪些因素有关？

一般来说，扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。对于双组分气体混合物，组分的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力的函数。

11.如何获得气体扩散系数与液体扩散系数？

测定二元气体扩散系数的方法有许多种，常用的方法有蒸发管法，双容积法，液滴蒸发法等。液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。12.对流传质与对流传热有何异同？

相同点：对流传热与传质主要研究三大基本传热方式中的对流，以及由对流引起的物质传递（传质）现象。对流传热不同于其他两种传热的典型特征是有粒子的宏观移动。

不同点见课本p30-32

13. 提出对流传质模型的意义是什么？

对流传质模型的建立，不仅使对流传质系数的确定得以简化，还可以据此对传质过程及设备进行分析，确定适宜的操作条件，并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。

14.停滞膜模型，溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么，各模型求得的传

质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么？

停滞膜模型要点：

①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。

②在气液相界面处，气液两相出于平衡状态。

③在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。

关系：液膜对流传质系数k°G=D/(RTzG),气膜对流传质系数k°L=D/zL对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度zG或液膜厚度zL来计算。

模型参数：组分A通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数，组分A通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。

溶质渗透模型要点：

①液面是由无数微笑的流体单元所构成，当气液两相出于湍流状态相互接触时，液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前，液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等，接触开始后，相界面处立即达到与气相平衡状态。

②随着接触时间的延长，溶质A通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗

c后，旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。在液体单元深处，仍保持原来的主体浓度不变。

④液体单元不断进行交换，每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。关系：kcm=2[D/(πθc)]对流传质系数可通过分子扩散系数D和暴露时间θc计算。

模型参数：暴露时间。

表面更新模型

界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄，界面上各种不同年龄的液体单

不论界面上液体单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的。单位时间内表面被置换的分率称为表面更新率，用符号S表示。

关系：kcm=(DS)对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S计算。

模型参数：表面更新率。

15.对流传质系数有哪几种求解方法，其适用情况如何？

对流传质系数的分析解法和类比解法，仅适用于一些较为简单的传质问题；由于传质设备的结构各式各样，传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极不完善，所以目前设计上还要靠经验方法，即通过实验整理出来的对流传质系数关联式来计算对流传质系数。

16.雷诺类比有何意义

雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理，但根据边界层理论，在湍流边界层中，紧贴壁面总有一层流内层存在，在层流内层进行分子传递，只有在湍流中心才进行涡流传递，故雷诺类比有一定的局限性。

15.例题1、2、5

第二章

1.温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？

在一定的温度和总压下，气体溶质在液相中的溶解度只取决于它在气相中的组成。但在总压不很高时，可认为气体在液相中的溶解度只取决于该气体的分压而与总压无关。对于同样组成的溶液，易溶气体溶液上方的分压小，二难容气体溶液上方的分压大。换言之，欲得到同样组成的溶液，对易容气体所需的分压较低，而难容气体所需的分压较高。每种溶质在水中的溶解度均随分压的增大而增大，随温度的升高而减小。加压和降温有利于吸收操作，减压和升温则有利于解吸操作。

2.亨利定律为何具有不同的表达形式？

亨利定律反映平衡时溶质在气液两相中浓度间的数量关系,亨利定律的各种表达式所描述的都是互成平衡的气液两相组成间的关系，它们既可用来根据液相组成计算平衡的气相组成，同样可用来根据气相组成计算平衡的液相组成。

3.亨利定律的适用条件是什么？

在一定温度小，当总压不很高时

总压不大，温度一定的情况下，当气液两相达到平

衡时，溶质在稀溶液上方的气相平衡分压与溶质在

液相中的摩尔分率成正比，数学表达式为:

p* = Ex

式中: p* ——溶质在气相中的平衡分压，kPa；

E ——亨利系数，kPa；

x ——溶质在液相中的摩尔分数。

4.传质推动力有多少种表达方式

若溶质在气液两相中的组成分别为y、x，

在操作条件下气液平衡关系为ye=mx，

则以气相组成差表示的推动力为△y=y-ye，

以液相组成差表示的推动力为△x=xe-x。

若气液相组成分别以p、c表示，并且相平衡方程为pe=c/H或ce=Hp，

则以气相分压差表示的推动力为△p=p-pe，

以液相组成差表示的推动力为△c=ce-c。

5.相平衡关系在吸收过程中有何作用？

根据气液两相的实际组成与相应条件下平衡组成的比较，可以判断传质进行的方向，确定传质推动力的大小，并可指明传质过程所能达到的极