(完整版)化工分离工程完整版
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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 KYa 是有效比表面积和吸收系数的乘积；体积吸收系数是表示填料层传质 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.脱吸因数和吸收因数有何物理意义？
对流传质系数的分析解法和类比解法，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、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？ 加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。 2、亨利定律的适用条件是在一定温度小，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-ye，液相组成差：△x=xe-x。气相分压差： △p=p-pe 以液相组成差：△c=ce-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、如何判断吸收过程是属于哪种过程控制
溶质渗透模型 要点：①液面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 单元中溶质的浓度和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。液体单元 在界面处暴露的时间是有限的，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 都是一样的。关系：kcm=2[D/(πθc)]1/2 对流传质 系数可通过分子扩散系数 D 和暴露时间 θc 计算。模型参数：暴露时间。
表面更新模型 要点：溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程。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。不论界面上液体 单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的。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：kcm=(DS)1/2 对流传质系数可通过分子扩散系数 D 和表面更新率 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？
7、亨利系数很大的条件是：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？
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/(RTzG),气膜对流传质系数 k°L=D/zL 对流传质系数可通过分子扩散系数 D 和气膜厚度 zG 或液膜厚度 zL 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。
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。
对于易溶气体，H 值很大， 1/HkL<<1/kG，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wenku.baidu.com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/ kG <<1/kL，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
第一章 1、求解分子传质问题的基本方法是什么？ 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/pBM 反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”。因 p＞pBM，所以漂流因 数 p/pBM＞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？
5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。
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和求解结果类似。 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、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得的传质系数与扩 散系数有何关系，其模型参数是什么？
答：无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔，其操作线方程及操作线都是由物料衡算求
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.传质单元高度和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。
对流传质系数的分析解法和类比解法，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、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？ 加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。 2、亨利定律的适用条件是在一定温度小，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-ye，液相组成差：△x=xe-x。气相分压差： △p=p-pe 以液相组成差：△c=ce-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、如何判断吸收过程是属于哪种过程控制
溶质渗透模型 要点：①液面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 单元中溶质的浓度和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。液体单元 在界面处暴露的时间是有限的，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 都是一样的。关系：kcm=2[D/(πθc)]1/2 对流传质 系数可通过分子扩散系数 D 和暴露时间 θc 计算。模型参数：暴露时间。
表面更新模型 要点：溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程。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。不论界面上液体 单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的。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：kcm=(DS)1/2 对流传质系数可通过分子扩散系数 D 和表面更新率 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？
7、亨利系数很大的条件是：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？
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/(RTzG),气膜对流传质系数 k°L=D/zL 对流传质系数可通过分子扩散系数 D 和气膜厚度 zG 或液膜厚度 zL 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。
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。
对于易溶气体，H 值很大， 1/HkL<<1/kG，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wenku.baidu.com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/ kG <<1/kL，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
第一章 1、求解分子传质问题的基本方法是什么？ 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/pBM 反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”。因 p＞pBM，所以漂流因 数 p/pBM＞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？
5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。
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和求解结果类似。 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、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得的传质系数与扩 散系数有何关系，其模型参数是什么？
答：无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔，其操作线方程及操作线都是由物料衡算求
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.传质单元高度和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。