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，x D↓，易挥发组分收率降低，x W↑。

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。