过程装备与控制工程概论简答考试复习重点

Kao7.流体动力过程是指遵循流体力学规律的过程，它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等过程设备与元件。

流体是气体和液体的总称，包括哪几个方面的性质?答：1）流动性：切应力作用下流体会变形，且无恢复原状的能力。2）压缩性：温度不变时，流体的体积随压力增大而缩小的性质3）膨胀性：压力不变时，流体的体积随温度升高而增大的性质4）黏性：运动的流体，在相邻的流层接触面上，形成阻碍流层相对运动的等值而反向的摩擦力。反应了流体在运动状态下抵抗剪切变形速率的能力，它是运动流体产生机械能损失的根源。

1.产品的分类1）社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类，即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品（国际标准化组织，ISO/DIS9000：2000）。2）所谓“流程性材料”是指以流体（气、液、粉体等）形态存在的材料。

3）过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。

2.制造业的划分，按照“技术特征” 可将制造业分为哪两类？

1）一类是以物质的化学、物理和生物转化，生成新的物质产品或转化物质的结构形态，多为流程性材料产品，产品计量不计件，连续操作，生产环节具有一定的不可分性，可统称为过程工业（过程制造业），如涉及化学资源和矿产资源利用的产业（石油化工、冶金）等；

2）另一类是以物件的加工和组装为核心的产业，根据机械电子原理加工零件并装配成产品，但不改变物质的内在结构，仅改变大小和形状，产品计件不计量，多为非连续操作，这类工业可统称为装备制造业。

3）二者关系：过程制造业为装备制造业提供原材料，同时装备制造业为过程制造业提供制造装备

3.过程工业包含的基本过程：1）流体动力过程：遵循流体力学规律的过程，涉及泵、压缩机、管道、阀门等。2）热量传递过程：遵循传热学规律的过程，涉及换热器。3）质量传递过程：遵循传质规律的过程，涉及干燥、蒸馏、浓缩、

萃取。4）动量传递过程：遵循动量传递及固体力学规律的过程，涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等。5）热力过程：遵循热力学规律的动力过程，涉及发电、燃烧、冷冻、空气分离等过程。6）化学反应过程：遵循化学反应诸规律的过程。

4.过程装置是流程性材料产品的工作母机:

1）成套过程装置是流程性材料产品的工作母机，它通常由一系列的过程机器和过程设备，按一定的流程方式用管道、阀门等连接起来的连续系统，再配以控制仪表和电子电气设备，即能平稳连续地把以流体为主的各种材料，让其在装置中历经必要的物理化学过程，制造出人们需要的新的流程性产品。

2）单元过程设备（如换热器、反应器、塔、储罐等）与单元过程机器（如压缩机、泵、离心机等）二者统称为过程装备。

5.什么是过程装备与控制工程?

1）过程装备与控制工程是结合数、理、化和多领域的工程知识，以安全和经济的方式解决诸多的工业问题的学科2）与过程制造业和装备制造业同时相关。6.一般机械原理与过程机械原理的区别?

1）一般机械原理研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动。2）过程机械原理是研究机械及其系统中流程型物料的状态变化，以及这些物料和状态变化对机械及其系统影响的规律。

8.流体输送过程的基本设备有什么？答：1）泵：流体输送的动力设备，按其工作的基本原理可分：容积式：通过泵体内工作容积反复变化，以吸入和排出流体，又可分为往复式和回转式。叶片式：通过叶轮高速旋转时产生的离心力对流体有挤压推进作用，流体由此获得能量，静压能和动能由此升高。

2）阀门：流体输送系统中控制部件，用来改变通路断面和介质流动方向。

按作用和用途；按公称压力；按工作温度；按公称通径；按结构特征；按连接方法；按阀体材料；按驱动方式

9.热量传递过程指遵循传热学规律的过程。

10.传热过程进行的必要条件：物体或系统内存在温度差。

11.热量传递的基本方式有哪些？答：1)热传导：通过分子热运动传热，是固体和静止流体的主要传热方式；2）对流传热：流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而传热，是运动流体的主要传热方式；3）辐射传热：物体以电磁波形式传递能量的过程，是远距离传热的主要方式。

12.换热器是热量传递过程的基本设备。

13.换热器按工作原理可分为：1）表面式换热器（间壁式换热器）2）蓄热式换热器3）直接接触式换热器（混合式）4）流体连接间接式换热器：典型的换热元件——热管

14.热管一般由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是

被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，

容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。

热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一

段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的

压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结

成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发

段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。

15.质量传递过程是指遵循传热质规律的过程。

17.混合物的表示方式：质量浓度、物质的量浓度、质量分数、摩尔分数

18.质量传递的基本方式：1）分子传质：由分子的无规则热运动产生的物质传递现象2）对流传质：流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而传质。

19.质量传递设备：塔设备、固定床、移动床、流化床、搅拌槽等。

20.动量传递过程是遵循动量传递及固体力学诸规律的过程。

21.动量传递的基本形式：

动量的扩散传递

分子动量传递：通过分子不规则热运动而传递动量；

涡流动量传递：当流体做湍流流动时，流体中充满涡流的微团，大小不等的微团在各流层之间交换从而传递动量。

对流动量传递：流体发生宏观运动引起的动量迁移过程。

22.热力过程指遵循热力学诸规律的动力过程。

热力学第一定律（能量守恒定律）：能量的形式虽可以转换，但其总和既不增加也不减少。

第一类永动机违背了热力学第一定律。

23.热力学第一定律（PPT与21动量传递相同）自己加：加热量传递的形式：热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本方式。

24.热力过程指遵循热力学诸规律的动力过程。

热力学第一定律：能量形式虽然可以转换，但其总和既不增加也不减少。（箭头，第一类永动机与之违背）

热力学第二定律：1）开尔文说法：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响；（箭头实际过程有一定方向箭头能量转化方向，第二类永动机与之违背）2）克劳修斯说法：不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化。（箭头实际过程有一定方向箭头物质转化方向，第三类永动机与之违背）

25.化学反应过程:指遵循化学反应诸规律的过程。

26.工业规模下的反应过程所得转化率低于实验室结果的原因是什么？答：实际反应器中进行的过程不但包括化学反应，还伴随着质量传递、热量传递、动量传递过程，它们显著影响反应的最终结果，。

27.常见的反应设备有哪些：1）间歇操作搅拌釜：是一种带有搅拌器的槽式反应器。2）连续操作搅拌釜：连续流动的搅拌釜式反应器。3）连续操作管式反应器：主要用于大规模流体参加的反应过程4）固定床反应器：反应器内填放固体催化剂颗粒或固体反应物，在流体通过时静止不动。5）流化床反应器：固相介质是较小的颗粒，当流体通过床层时，固相介质形成悬浮状态，好像变成了沸腾的流体，故称流化床。6）鼓泡床反应器：塔式结构的气液反应器，液体做床层，气体从床层下方通入，以气泡的形式通过。