化工原理第三版(陈敏恒)下册课后思考题答案

第八章气体吸收

问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪?

答1．吸收的目的是分离气体混合物。

基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。

操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。

问题2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性?

答2．溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。

溶剂对溶质溶解度大，对其他组份溶解度小。

问题3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系?

答3．m=E/P=HC M/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。问题4. 工业吸收过程气液接触的方式有哪两种?

答4．级式接触和微分接触。

问题5. 扩散流J A , 净物流N, 主体流动N M , 传递速率N A 相互之间有什么联系和区别?

答5．N=N M+J A+J B, N A=J A+N M C A/C M。

J A、J B浓度梯度引起；N M微压力差引起；N A溶质传递，考察所需。

问题6. 漂流因子有什么含义? 等分子反向扩散时有无漂流因子? 为什么？

答6．P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。

无漂流因子。因为没有主体流动。

问题7. 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系? 液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系?

答7．D气∝T1.81/P，D液∝T/μ。

问题8. 修伍德数、施密特数的物理含义是什么?

答8．Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比。

Sc=μ/ρD表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。

问题9. 传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别?

答9．表面更新理论考虑到微元传质的非定态性，从k∝D推进到k∝ D0.5。

问题10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制?

答10．mky<>kx时，液相阻力控制。

问题11. 低浓度气体吸收有哪些特点? 数学描述中为什么没有总物料的衡算式?

答11．①G、L为常量，②等温过程，③传质系数沿塔高不变。

问题12. 吸收塔高度计算中，将N OG与H OG分开, 有什么优点?

答12．分离任务难易与设备效能高低相对分开，便于分析。

问题13. 建立操作线方程的依据是什么? 答13．塔段的物料衡算。

问题14. 什么是返混? 答14．返混是少量流体自身由下游返回至上游的现象。

问题15. 何谓最小液气比? 操作型计算中有无此类问题?

答15．完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。无。

问题16. x2max与(L/G)min是如何受到技术上的限制的? 技术上的限制主要是指哪两个制约条件?

答16．通常，x2max=y2/m，(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)。相平衡和物料衡算。

问题17. 有哪几种N OG的计算方法? 用对数平均推动力法和吸收因数法求N OG的条件各是什么?

答17．对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。相平衡分别为直线和过原点直线。问题18. H OG的物理含义是什么? 常用吸收设备的H OG约为多少?

答18．气体流经这一单元高度塔段的浓度变化等于该单元内的平均推动力。 0.15～1.5 m。问题19. 吸收剂的进塔条件有哪三个要素? 操作中调节这三要素, 分别对吸收结果有何影响?

答19． t、x2、L。 t↓，x2↓，L↑均有利于吸收。

问题20. 吸收过程的数学描述与传热过程的数学描述有什么联系与区别?

答20．传热过程数学描述可视作 m=1 时的吸收过程的情况。

问题21. 高浓度气体吸收的主要特点有哪些?

答21．①G、L沿程变化，②非等温，③传质分系数与浓度有关。

问题22. 化学吸收与物理吸收的本质区别是什么? 化学吸收有何特点?

答22．溶质是否与液相组分发生化学反应。

高的选择性，较高的吸收速率，降低平衡浓度y e。

问题23. 化学吸收过程中，何时成为容积过程? 何时成为表面过程?

答23．快反应使吸收成表面过程；慢反应使吸收成容积过程。

第九章精馏

问题1. 蒸馏的目的是什么? 蒸馏操作的基本依据是什么?

答1．分离液体混合物。液体中各组分挥发度的不同。

问题2. 蒸馏的主要操作费用花费在何处? 答2．加热和冷却的费用。

问题3. 双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少?

答3．自由度为F=2(P一定，t～x或y；t一定，P～x或y)；P一定后，F=1。

问题4. 何谓泡点、露点? 对于一定的组成和压力, 两者大小关系如何?

答4．泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。

对于一定的组成和压力，露点大于或等于泡点。

问题5. 非理想物系何时出现最低恒沸点, 何时出现最高恒沸点?

答5．强正偏差出现最低恒沸点；强负偏差出现最高恒沸点。

问题6. 常用的活度系数关联式有哪几个？答6．范拉方程、马古斯方程。

问题7. 总压对相对挥发度有何影响? 答7．P↑、α↓。

问题8. 为什么α=1 时不能用普通精馏的方法分离混合物?

答8．因为此时y=x，没有实现相对分离。

问题9. 平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同?

答9．平衡蒸馏是连续操作且一级平衡；简单蒸馏是间歇操作且瞬时一级平衡。

问题10. 为什么说回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必要条件?

答10．唯其如此，才能实现汽液两相充分接触、传质，实现高纯度分离，否则，仅为一级平衡。

问题11. 什么是理论板? 默弗里板效率有什么含义?

答11．离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。

问题12. 恒摩尔流假设指什么? 其成立的主要条件是什么?

答12．在没有加料、出料的情况下，塔段内的汽相或液相摩尔流量各自不变。

组分摩尔汽化热相近，热损失不计，显热差不计。

问题13. q值的含义是什么? 根据q的取值范围, 有哪几种加料热状态?