化工分离工程重点

化工分离工程复习题

第一章

1、求解分子传质问题的基本方法就是什么？

1)分子运动理论2)速率表示方法(绝对、平均)3)通量

2、漂流因子与主体流动有何关系？

p/p BM反映了主体流动对传质速率的影响,定义为“漂流因子”。因p＞p BM,所以漂流因数p/p BM＞1,这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。

3、气体扩散系数与哪些因素有关？

一般来说,扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。对于双组分气体混合物,组分的扩散系数在低压下与浓度无关,只就是温度及压力的函数。

4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数？

测定二元气体扩散系数的方法有许多种,常用的方法有蒸发管法,双容积法,液滴蒸发法等。液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。

5、描述分子扩散规律的定律就是费克第一定律。

6、对流传质与对流传热有何异同？

同:传质机理类似;传递的数学模型类似;数学模型的求解方法与求解结果类似。

异:系数差异:传质:分子运动;传热:能量过去

7、提出对流传质模型的意义就是:对流传质模型的建立,不仅使对流传质系数的确定得以简化,还可以据此对传质过程及设备进行分析,确定适宜的操作条件,并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。

8、停滞膜模型、溶质渗透模型与表面更新模型的要点就是什么？各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系,其模型参数就是什么？

停滞膜模型要点:①当气液两相相互接触时,在气液两相间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。②在气液相界面处,气液两相出于平衡状态。③在两个停滞膜以外的气液两相主体中,由于流体的强烈湍动,各处浓度均匀一致。关系:液膜对流传质系数k°G=D/(RTz G),气膜对流传质系数k°L=D/z L对

流传质系数可通过分子扩散系数D与气膜厚度z G或液膜厚度z L来计算。模型参数:组分A通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数,组分A通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。

溶质渗透模型要点:①液面就是由无数微笑的流体单元所构成,当气液两相出于湍流状态相互接触时,液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前,液体单元中溶质的浓度与液相主体的浓度相等,接触开始后,相界面处立即达到与气相平衡状态。②随着接触时间的延长,溶质A通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。③液体单元在界面处暴露的时间就是有限的,经过时间θc后,旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。在液体单元深处,仍保持原来的主体浓度不变。④液体单元不断进行交换,每批液体单元在界面暴露的时间θc 都就是一样的。关系:k cm=2[D/(πθc)]1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D与暴露时间θc计算。模型参数:暴露时间。

表面更新模型要点:①溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程。②界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄,界面上各种不同年龄的液体单元都存在。③不论界面上液体单元暴露时间多长,被置换的概率就是均等的。单位时间内表面被置换的分率称为表面更新率,用符号S表示。关系:k cm=(DS)1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D与表面更新率S 计算。模型参数:表面更新率。

9、对流传质系数有哪几种求解方法,其适用情况如何？

对流传质系数的分析解法与类比解法,仅适用于一些较为简单的传质问题;由于传质设备的结构各式各样,传质机理、尤其就是湍流下的传质机理又极不完善,所以目前设计上还要靠经验方法,即通过实验整理出来的对流传质系数关联式来计算对流传质系数。

10、雷诺类比有何意义？

雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理,但根据边界层理论,在湍流边界层中,紧贴壁面总有一层流内层存在,在层流内层进行分子传递,只有在湍流中心才进行涡流传递,故雷诺类比有一定的局限性。

第二章

1、温度与压力对吸收过程的平衡关系有何影响？

加压与降温有利于吸收操作,因为加压与降温可提高气体溶质的溶解度。

2、亨利定律的适用条件就是在一定温度小,当总压不很高时。

3、传质推动力的表达方式:气相组成差:△y=y-y e,液相组成差:△x=x e-x。气相分压差:△

p=p-p e以液相组成差:△c=c e-c。

4、相平衡关系在吸收过程中的作用:可以判断传质进行的方向,确定传质推动力的大小,指明传质过程所能达到的极限。

5、如何判断吸收过程就是属于哪种过程控制

对于易溶气体,H值很大, 1/Hk L<<1/k G,此时传质总阻力的绝大部分存在于气膜之中,吸收的总推动力主要用来克服气膜阻力,这种情况称为气膜控制。对于难容气体,H值很小, H/ k G<<1/k L,此时传质阻力的绝大部分存在于液膜之中,气膜阻力可以忽略,吸收总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力,这种情况称为液膜控制。

6、总吸收速率方程与膜吸收速率方程的不同:总吸收速率方程多了一个有效比表面积a

7、亨利系数很大的条件就是:温度升高,难溶气体的亨利系数大。

8、吸收剂萃取剂各为最小用量的多少倍

吸收剂萃取剂用量都为最小用量的1、1~2、0倍。

9、质速度为气膜控制或液膜控制时为易溶还就是难溶物质？

答:气膜控制为易溶物质,液膜控制为难溶物质。

10、气体吸收时,操作线斜率代表什么意义？

答:操作线斜率L/V称为液气比,它就是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值。它反映单位气体处理量的溶剂消耗量的大小。

11、气体吸收时,操作线如何获得？

答:无论就是逆流操作还就是并流操作的吸收塔,其操作线方程及操作线都就是由物料衡算求得的,与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任何牵连。

12、传质单元高度与传质单元数有何物理意义？

答:传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况的好坏。吸收过程的传质阻力越大,填料层有效比面积越小,则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。

传质单元数反映吸收过程进行的难易程度。生产任务所要求的气体组成变化越大,吸收过程的平均推动力越小,则意味着过程的难度越大,此时所需的传质单元数也就越大。

13、气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同之处？

答:体积吸收系数K Ya就是有效比表面积与吸收系数的乘积;体积吸收系数就是表示填料层传质特性的动力学参数;体积吸收系数的物理意义:在推动力为一个单位的情况下,单位时间,单位体积,填料层内所吸收溶质的量。

14、脱吸因数与吸收因数有何物理意义？