大学化工原理(少学时)简答题考试复习试题库

一、简答题1. 筛板塔的气液接触状态有哪三种？各有什么特点？ 答：筛板塔的气液接触状态有三种：鼓泡接触、泡沫接触与喷射接触。

鼓泡接触的特点:气量低，气泡数量少,液层清晰,气相为分散相,液相为连续相. 泡沫接触的特点：气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,气相为分散相,液相为连续相. 喷射接触的特点：气量很大,液体以液滴形式存在,相际接触面积为液滴表面,气相为连续相,液相为分散相。

2. 简述填料塔载点、泛点的概念。

载点：液体流量一定，气速增大至某一值时，气体对液膜的曳力较大，对液膜流动产生阻滞作用，使液膜增厚，填料层的持液量随气速的增加而增大，此现象称为拦液。

开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速，压降-气速曲线上载点气速对应的点称为称为载点。

泛点：液体流量一定，气速增加很小便会引起压降的剧增，此现象称为液泛，开始发生液泛现象时的气速称为泛点气速，压降-气速曲线上泛点气速对应的点称为称为泛点。

801、蒸馏的目是什么？蒸馏操作的基本依据是什么？答案:将液体混合物加以分离，达到提纯或回收有用祖坟的目的。

基本依据是借混合液中各组分挥发度的差异而达到分离目的。

802、双组分汽液两相平衡共存时自由度为多少？答案：双组分分离时平衡物系的自由度为2。

803、分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。

答案：回流比有两个极限，全回流时，达到一定的分离程度需要的理论板层数最小（设备费最低），但无产品取出，对工业生产无意义；最小回流比时，需要无限多理论板层数，设备费为无限大，随回流比加大， TN 降为有限数，设备费降低，但随R 加大，塔径、 换热设备等加大，且操作费加大。

操作回流比R 应尽可能使设备费与操作费总和为最小，通常取R ＝（1.1～2）minR 。

804、为什么1α=时不能用普通精馏方法分离混合物？答案: 相对挥发度α是指混合液中两组分挥发度之比。

当1α=表示两组分具有相同的提浓度，则无法用普通的精馏方法分离。

805、为什么说回流液逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必备条件？答案:在精馏过程中，每块塔板上进行的都是两组分之间的物质和能量交换，如果没有液体的下降和蒸汽的上升，也就没有了汽液两相的接触，将无从进行物质交换。

同时，组分挥发度的差异造成有利的相平衡条件，使得上升蒸汽在与自身冷凝回流液之间的接触过程中，种组分向液相传递，轻组分向气相传递。

因此说回流是精馏的必备条件。

806、什么是理论板？默弗里板效率有何含义？答案:理论板是一气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。

默弗里板效率表示离开同一塔板两相的平均组成之间的关系，可以适应实际板数的计算需要，表示了实际提浓度和理论提浓度之间的关系。

807、恒摩尔流假设指什么？其成立的条件是什么？答案:在热量恒算式中由于不计入液体焓差而引起的显热项误差与潜热项比较是次要的，其条件是两组分的汽化热相等。

通常不同液体的摩尔汽化热较为接近，因而,V L 取为摩尔流量，称之为恒摩尔流假设。

808、q 值的含义是什么？根据q 的取值范围，有几种加料热状态？答案: q 值的含义：将1 kmol 原料变成饱和蒸汽所需的热量与原料的摩尔汽化热之间的比值关系，其在数值上等于进料中液相所占的分率。

有5种加料状态：q = 0，饱和蒸汽进料；0<q<1，气液混合进料；q = 1，泡点加料:; q>1，冷液进料；q<0，过热蒸汽进料。

809、用芬克斯方程所求出的N 是什么条件下的理论板数？答案: 全回流时的理论板数。

810、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？答案 :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，D x ↓，易挥发组分收率降低，W x ↑。

811、精馏过程能否在填料塔内进行？ 答案:可以812、恒沸精馏和萃取精馏的主要异同点是什么？答案:相同点：都是在被分离溶液中加入第三组分以改变原溶液中各组分间的相对挥发度而实现分离。

不同点：若加入的第三组分能和原溶液中的一种组分形成最低恒沸物，以新的恒沸物形式从塔顶蒸出，为恒沸蒸馏；若加入的第三组分仅是改变各组分之间的相对挥发度，第三组分随高沸点液体从塔底排出，为萃取精馏。

813、精馏塔在一定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变化？为什么？答案:从泡点回流改为冷液回流时，Dx ↑。

其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。

冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。

同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，这也有利于分离。

815、为什么操作需要塔顶回流？答案: 主要是为了保持塔内下降的液流，使精馏塔保持稳定操作。

816、简单蒸馏与精馏有什么相同和不同？答案:它们同属蒸馏操作。

简单蒸馏是不稳定操作，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小。

精馏是复杂的蒸馏，可以是连续稳定过程，也可以是间歇过程。

精馏在塔顶、底可以获得两种产品。

精馏必须有回流。

817、怎样简捷地在y-x 图上，画出精馏段和提馏段操作线？答案: 过点（,d d x x ）和点（0,(1)d x R +）的连线即为精馏段操作线。

过点（,f f x x ），作斜率为/(1)q q -）的进料线与精馏段操作线相交，例如相交点为（,q q x y ）。

过点（,W W x x ）和点（,q qx y ）的连线即为提馏段操作线。

818、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？答案: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。

819、什么叫理论板？ 理论板、实际板、板效率的关系如何？答案:某板上升的蒸汽组成与从该板下流的液体组成达到平衡，该板即理论板。

理论板数除以板效率即实际板数。

820、精馏塔进料的热状况对提馏段操作线有何影响？答案:进料的热状况不同，q 值及的斜率也不同，故q 线与精馏段操作线的交点亦因进料热状不同而变动,从而提馏段操作线的位置也就随之而变动。

821、精馏操作中，加大回流比时，对塔顶产品有何影响？为什么？答案:当精馏塔的塔板数已固定，若原料的组成及其受热状况也一定时，则加大回流比R 可以提高产品的浓度（因操作线改变），但由于再沸的负荷一定（即上升蒸汽V 一定），此时R 加大会使塔顶产量下降[因(1)V R D =+，而R ↑则D ↓，即降低塔的生产能力。

822、精馏塔中精馏段的作用？ 答案:此段是利用回流液把上升蒸汽中难挥发组分（又叫重组分）逐步冷凝下来，同时回流液中挥发组分（又叫轻组分）汽化出来，从而在塔顶得到较纯的易挥发组分。

822、试说明精馏塔中提馏段的作用？ 答案:此段是利用上升蒸汽把液相中易挥发的组分汽化出来，同时上升蒸汽中的难挥发组分逐板冷凝下来，从而在塔釜获得较纯的难挥发组分。

823、试说明精馏操作中“回流”的作用。

答案:其作用：稳定每层塔板两相浓度，同时由于回流液的温度低于下一层塔板上升蒸汽的温度，故作为下一层塔板上升蒸汽的冷凝剂使上升蒸汽中难挥发组分冷凝下来，而提高上升蒸汽中易挥发组分的浓度，与此同时，回流液中的易挥发组分也汽化出来（得到上升蒸冷凝时放的热量），这样就保证了每层塔板上发生一次部分汽化和部分冷凝作用，经过多次（多层）的部分汽化和冷凝就能达到分离混合液的作用，故回流是保证精馏能连续稳定进行下去的必要条件之一。

1. 为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门？ *答案* 离心泵的特性是，流量越大，泵所需功率也越大。

当流量为零时，功率最小，避免电机起动电流过大而烧电机，同时也避免出口管线的水力冲击。

3.离心泵的主要构件有哪些？ ***答案*** 泵壳、泵盖、叶轮、轴。

4.离心泵为什么会出现气蚀现象？ *答案*是因为叶轮入口及其背面存在低压区，随着吸水高度E 的增加。

Z=(p -p )/(ρg)-u /2g-∑h 则吸入口压力p 减小，当p 减小到某一值时，低压区的压力p 就会等于小于送液的饱和蒸汽压p 。

即p ≤p ，低压区液体沸腾，产生大量气泡，同时，溶解在液体中的空气，也会因压力降低而逸出，生成的气泡，随液流流入叶轮高压区，气泡就会破碎，体积骤然缩小，大量液体就会冲击过去，冲击点可达上百个大气压，且频率非常高，冲击波及气中微量氧共同作用可使叶轮及原壳出现斑痕，甚至呈海绵状，即气蚀。

5.何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？ ***答案*** “气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。

“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。

为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。

“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。

为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。

6.为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？ ***答案*** 由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。

管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。

7.为什么往复泵在开泵前应将出口阀打开？ ***答案*** 因往复泵属正位移泵（容积式泵），活塞在一定转速下作往复运动，需把吸入泵内的液体及时排出，否则会因液体的不可压缩性造成泵内压力急剧升高，而损坏泵体、电机。

故往复泵开泵前应将出口阀打开，使液体及时排出。

8.离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？ ***答案*** 离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置。

叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体、使液体的动能和静压能均得到提高。

泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用，轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。

9. 离心泵有哪些主要性能参数和特性曲线？ ***答案*** 主要性能参数有：流量、扬程，轴功率和效率等。

特性曲线是：H~Q 扬程曲线；N 一Q 轴功曲线；η一 Q 率曲线。