2012冶金反应工程年复习题

《冶金反应工程》

复习题

一、名词解释

1、冶金学

2、冶金反应工程学

3、化学动力学方法

4、宏观动力学

5、过程系统：

6、解析方法：

7、数学模型：

8、间歇操作

9、反应器理论

10、空混

二、问答题

1、冶金中的搅拌方式有哪几种，并简要说明。

2、如何理解冶金反应工程学在冶金生产和科学研究中的作用和任务？

3、试分析未反应核模型的反应步骤，以反应A(g)+ bB(s)=gG(g)+sS(s)为例。

4、任意写出四个无量纲准则数的表达式及其物理意义。

5、N-S方程及各项物理意义。

6、边界层的概念及特点。

7、简述年龄与寿命的区别。

8、间歇操作的搅拌釜的优缺点。

9、连续釜式反应器的特点。

10、简单反应选择反应器类型的原则；

三、计算题

1、900℃和1大气压(0.1MPa)下，半径为1mm的球形石墨颗粒在含10％氧的静止气体中燃烧。试计算完全燃烧所需要的时间并确定过程控制步骤。若石墨颗粒半径改为0.1mm，其他条件不变时，结果有何变化?

己知该条件下，k r＝0.2m／s，D＝2×10-4m2／s，ρb＝1.88×105mol／m3。(20分)

2、写出数学模拟的通用方程及各项物理意义（动量、能量、质量、k-e方程）。

3、某一级反应，速度常数为1.0min-1，欲使转化率达到90%，试按以下条件比较采用间歇反应釜与连续反应釜所需容积的大小（两者单位时间的产量相同）。（1）忽略辅助时间；（2）每批操作的辅助时间为5min；（3）每批操作的辅助时

间为10min 。

4、应用串联全混釡式反应器进行一级不可逆反应，假设各釡的容积和操作温度相同，已知在该温度下的速率常数为K ＝0.92h -1，原料进料速率V 0＝10m 3/h ，要求最终转化率为90%，试计算当串联釜数N 分别为1、2、3、4、

5、10、50时的反应器总体积与所需时间，如果采用间歇操作，不考虑辅助生产时间条件下的体积是多少？

5、某二级液相反应A+B→C ，已知C A0=C B0 ，在间歇反应器中达到x=0.99，需反应的时间为10min ，若在全混流反应器中进行，需多少时间？

6、化学反应 该反应在全混流反应器中进行，反应温度为20℃，液料的体积流量为V 0=0.5m 3/h, C A0=96.5mol/m 3, C B0=184mol/m 3,催化剂的浓度C D =6.63mol/m 3。实验测得该反应的速度方程为：r A =kC A C D

式中k=1.15*10-3m 3/(mol.ks)。若要求A 的转化率为40%，试求反应器的体积。

C B A

D −−−

→−+催化剂