南京工业大学《化学工程与工艺专业实验》思考题答案

实验1二元体系汽液平衡数据测定

1,实验测量误差及引起误差的原因？

答：（1）汽液两相平衡时，回流滴下来的流体速率平稳，大约每秒1~2滴, 且在一段时间内温度维持不变。

2,影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些？

答：（2）影响准确度的因素有温度和压强，装置气密性，温度计灵敏度，折射仪读数准确性等。

实验3二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定

1,质面比常数K值对实验结果有何影响？为什么？

答:任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。所以不会对实验结果又影响。

2，为什么测量25C下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等？

答：在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中C02处于汽液平衡状态。根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0 ,自由度为0 ,故过程中压力应为相等。

实验4气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数

1,无限稀释活度系数的定义是什么？测定这个参数有什么作用？

答:定义:P29公式（4-1）,作用：通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度•

2,气相色谱基本原理是什么？色谱仪有哪几个基本部分组成？各起什么作用？答:原理：因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。

组成及作用：（1）载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。（2）进样系统进

样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。（3）分离系统分离系统的核心是色

谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。（4）检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。（5）信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主

要采用色谱数据处理机。色谱数据处理机可打印记录色谱图，并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分质量分数等。（6）温度控制系统用于控制和测

量色谱柱、检测器、气化室温度，是气相色谱仪的重要组成部分。

3,测γ∞的计算式推导做了哪些合理的假设？

答：（1）样品进样非常小，各组分在固定液中可视为处于无限稀释状态，服从亨利定律，分配系数为常数；（2）色谱柱温度控制精度可达到±）.1 C ,可视为等温柱；（3）组分在汽、液两相中的量极小，且扩散迅速，时时处于瞬间平衡状态，可设全柱内任何点处于汽液平衡；（4）在常压下操作的色谱过程，气相可按理想气体处理。

实验5非稳态法测定颗粒物料的导温系数

1,本实验测定@勺基本原理及方法？

答：将初始温度均匀的试样管，迅速的置于一温度较高的恒温环境中，使其处于一维径向非稳态导热状态。根据试样中心温度随时间t的变化规律来确定物料的导温系数。

2,本实验的边界条件属于第几类？

答：第二类边界条件

3,当Bi较大时,对所测定的α值将会产生何种影响？

答:Bi越大意味着物体内部温度越不均匀，温度梯度越大，内部导热热阻起控制作用。所测定的α值将会偏小。

4,查阅物料导温系数还有哪些测量方式？

答：常用的方法还有1)稳态球壁导热测定法2)准稳态平壁导热测定法3)非稳态平壁导热测定法

实验6气相扩散系数的测定

1,本实验中扩散的推动力是什么？

答:系统的总压与扩散管口A组分的分压之差

2,何谓稳态扩散？本实验属于稳态还是非稳态扩散过程？

答：稳态扩散：扩散系数中，任一体积元在任一时刻流入的物质量与流出的相等，即任一点的浓度不随时间的变化而变化。本实验属于稳态扩散过程。

3,你了解那些气相扩散系数的经验计算公式，如何获取？

答：1)公式6-8

(2)富勒(FUlkl■卜斯凯⅞⅛( S Chetlle ∏-吉丁#i(GiildlngS)-介」Q 半经验公

式

_ I T OXIO 7T175I

%[(∑V A),^<∑V R)-I2K

式中-EV∖匕------- 组分A> B的分-J JLP传质体枳(InV(kg-kmol))、

⑶威尔⅛(Wilke)⅞⅛A——多组分公代

M组分吒体混合物中组分1的扩散系数可以表示为

I-MitliHe —t, * .h* 打*

竝+竝十…卡h

D a %O ll i

■ I~Iffl分I是自由基计算的组分诩气体混舍物中的摩尔分数* ■

,y2 + y5+--+y fl I-y l

D U—织分I通过组分i进行扩敝的扩散系数(

E A)

4,气相扩散系数的常用单位和量级范围是什么？

答：单位：m2∕s量级范围：10*-5~~10*-4

5,气体流量的大小，扩散管直径的粗细，水浴温度的高低对扩散系数有何影响？实验中还有哪些因素会影响测量的结果？

答：气体流量增大，扩散管直径增加，水浴温度变高都使扩散系数增加•实验中测

高仪的读数和测试剂的浓度等会影响测量的结果•

6,扩散管管口处A组分的分压P AO近似等于多少？为什么？如果精确处理,有何方法？

答：P A O近似等于0,空气流量较大而通过扩散进入空气主体的测试试剂很少•通过气相色谱的方式精确计算P AO.

实验8连续均相反应器停留时间分布的测定

1,示踪剂输入的方法有几种？为什么脉冲示踪法应该瞬间注入示踪剂？

答:阶跃法和脉冲法保证它停留时间相同

2,为什么要在流量U转速n稳定一段时间后才能开始实验？

答：保证流形稳定

3,把脉冲法所得出口示踪剂浓度对时间作图，试问曲线下面积有何意义？答：Ft停留时间分布函数

4,改变流量对平均停留时间有什么影响？答：流量越大，平均停留时间越短。

实验9气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定

1.是如何得以循环起来的？

答:实验指导书P64,实验原理的第二段。

2•当进气量变化时，气含率、液体循环速度和氧体积传质系数是如何变化的？答：气量增加，气含率增加，液体循环速度增加，氧体积传质系数增加。

3.气升式环流反应器是瘦高型还是矮胖型的传质性能好？

答：瘦高型

4.实验中所测的气含率、液体循环速度和氧体积传质系数这3个参数对指导工程放大有何意义？答：传递过程受系统规模的影响很大。气含率是表征反应器流体力学性能的重要参数之一，反应器放大后气含率的壁效应可忽略。通过对传质系数的实验测定来确定气体流量从而控制

生物细胞的生长和代谢速率与小试时一致。液体循环速度应正比于反应器的大小。

实验10催化剂内扩散有效因子的测定

1.外扩散阻力如何消除？

答：消除外扩散可通过增加气速方式来使外扩散阻力消除。

2.本征反应动力学如何测定?

答：首先应该排除内外扩散，然后利用固定床积分反应器，改变流量，测定转化率。按

的曲线，对组分A进行物料衡算有

X A-W/F A0作图，得到各等温条件下X A与W/F A0

得到X A与W/F AO的曲线等温线上的斜率就是该点的反应速率