化学反应工程第四章习题答案

第四章 非理想流动 1. 停留时间分布的密度函数在 t <0 时，E （t ） = ________ 。（ 0）

2. _____________________________________________ 停留时间分布的密度函数在 t ≥0 时，E （t ） _________________________________________________ 。（> 0）

3. _______________________________________ 当 t=0 时，停留时间分布函数 F （t ）= 。（ 0）

4. _______________________________________ 当 t= ∞时，停留时间分布函数 F （t ） =

。

（ 1）

5. _____________________________________ 停留时间分布的密度函数 E （θ）=

E （t ）。（ t ）

1

2 2

2

6. __________________________________________ 表示停留时间分布的分散程度的量 t 。

（ t 2 ）

7. 反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的， 根据示踪剂的输入方式不同分为

、 、 _____ 、 ______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）

8. ____ 平推流管式反应器 t t 时，E （t ）= ___ 。（∞）

9. ______________________________________ 平推流管式反应器 t t 时，E （t ）=

。（0）

10. ______________________________________ 平推流管式反应器 t t 时，F （t ）= 。（1） 11. ______________________________________ 平推流管式反应器 t

。（0）

2

12. 平推流管式反应器其 E （

θ ）曲线的方差 __

_____ 。（0） 13. 平推流管式反应器其 E （

2 t ）曲线的方差 t

___ ____ 。（0）

14. 全混流反应器 t=0

时

1

e

t

E

（

t ) = _____ 。( t

）

15. 全混流反应器其 E

（θ

） 2 曲线的方差

______________________ 。（1）

16. 全混流反应器其 E

（t

） 2 曲线的方差 t

2 。（ t ） 2

17. 偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动， E （θ）曲线的方差

为 ______ 。（ 0～

1）

uL

18. 当流体在半径为 R 的管内作层流流动时，在径向存在流速分布， r 2 u 0[1 （ ） 2] 0 R ）

心处距离为 r 的流速 u r

。（

轴心处的流速以

u 0

记，则距轴

19. 当流体在半径为 R 的管内作层流流动时，管壁处的流速 u

R

。（0）

20. 流体在半径为 R 的管内作层流流动的停留时间分布密度函数 E （t ）=

21. 流体在半径为 R 的管内作层流流动的停留时间分布函数 F （t ）=

1

。（

2 t

3

。( 2t 3 )

t 2

() 2 t )

22. 脉冲示踪法测定停留时间分布

C

A

C

对应曲线为

。（E （t ）曲线）

C

A

C

对应曲线为 造成的。（返混）

23. 阶跃示踪法测定停留时间分布 24. 非理想流动不一定是由 ___ 25. 非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了 ________ 。（停留时间分布） 26. 为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，

______ 的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定 律加以定量描述，所以，该模型称为 。（平推流、轴向分散模型）

。（F （t ） 曲线）

27. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数P e

。（Ez）

28. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就 ________ 。（愈小）

29. 轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的 ___________ 、

______ 的情况。（输入方式、管内的流动状态、检测位置） 30. 轴向分散模型的四种边界条件为 ______ 、 _______ 、_______ 、 _______ 。（闭—闭式边界、开 闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界）

2 erf ( y)

y

x 2

0 e dx

31. 误差函数 erf 的定义式为 __

___。（

）

erf

( y)

2

y

2

e dx

32. 误差函数的定义式为

，则

erf ( )

_______ ，erf (0) _

_____ 。（ 、

0）

2

1 12

2

1

2( )

8( )

33. 轴向分散模型的数学期望值 ____ __，方差 ___________________ _ 。[ P e ， P

e

P e ] 34. 流体的混合程度常用 _____ 、 _____ _来描述。（调匀度 S 、 流体的混合态）

35. 流体的混合程度常用调匀度 S 来衡量， 如果 S 值偏离 _____ ，则表明混合 不均匀。 （1） 36. 微观流体混合的混合态称为 _______ 非凝集态）

37. 若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为 ________ 。（微观流体） 38. 若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合，且在混合 56. 当反应级数 n ______ 时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。 （C ） A. =0 B. =1 C. > 1 D. < 1 57. 当反应级数 n ______ 时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。 （D ） A. =0 B. =1 C. > 1 D. < 1 58. 当反应级数 n ______ 时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 （D ）

时微团之间并不发生物质的交换，微团内部则具有均匀的组成和相同停留时间，这种流体称为 __ 。（宏观流体）

39. 宏观流体混合的混合态称为 _____ 。（完全凝集态）

40. 介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为 ________ 。（部分凝集态） 41. 在气—液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置， _________ 是宏观流体，而

流体。（气体、液体） 42. 在气—液喷雾塔中液体以液滴形式的分散相， 体、气体） 43. 反应级数 n= 44. 对于 _____

45. 当反应级数 46. 当反应级数

47. 当反应级数

48. 当反应级数

49. 脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为

A. E （t ）曲线

B. F （t ）曲线

50. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为

是宏观流体，而 ______ 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。 反应器，微观流体与宏观流体具有相同的反应结果。 n >1 时，宏观流体具有比微观流体 n ______ 1 时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。 n <1 时，宏观流体具有比微观流体 ________ 的出口转化率。

n ______ 1 时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。

的出口转化率。 （1） 平推流） 高） >） 低） <〉

C. I

B. F t ）曲线

C. I 。（A ） （t ）曲线 。（B ）

（t ）曲线 D. y D. y 为微观

为微观流体。（液 t ）曲线 t ）曲线 51. 平推流流动的 A. 0 B. 0 E （t ） 曲线的方

差

～。（A ）

E （t ） 曲线的方

差 ～_

C. 1

______ 。（C ） C. 1 D. _____ 式边界条件下有解析解。 C. 闭—开 D.

52. 全混流流动的 A. 0 B. 0 53. 轴向分散模型的物料衡算方程在 A. 闭—闭 B. 开—闭 54. 轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与 _______

D ） >1

>1

A. 示踪剂的种类

B. 示踪剂的输入方式

C. 管内的流动状态 55. 反应级数 n= ______ 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结

果。 A. 0 B. 0.5 C. 1

D. 2

无关。 D. （C ） 开—开

C ） 检

测位置