化工原理王志魁第四版课后思考题答案

4-1根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。在固体、液体和气体中都可以发生。对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。4-3固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：一般固体>液体>气体4-13答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。4-20答：能透过全部辐射能的物体，称为透热体；能全部反射辐射能的物体，称为白体；能全部吸收辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体，称为灰体。4-21答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。影响固体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面黑度的主要因素有：物体的性质、温度及表面情况（如表面粗糙度及氧化程度）。4-29答：根据公式可以采取如下措施：提过对流换热系数，尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻，及时清洗换热器，降低热传导热阻，选择导热率大的材料，降低换热壁的厚度。第五章吸收5-1选择吸收剂时，应从哪几个方面考虑？答：(1)溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大，则传质推动力越大，吸收速率越快，且吸收剂的耗用量越少。(2)选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微，否则不能实现有效的分离。(3)挥发度在吸收过程中，吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。故在操作温度下，吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收剂的损失量。(4)粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动阻力越小，扩散系数越大，这有助于传质速率的提高。(5)其它所选用的吸收剂应尽可能无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得，且化学性质稳定。5-2对于物理吸附，在一定温度下，如何判断气体在水中的溶解的难与易？答：溶液浓度相同时，难溶气体在溶液上方的平衡分压大。5-3亨利定律中的E、H、m三者与温度、压力有什么关系？请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！答：由；；可得5-4气液相平衡关系中，（1）若温度升高，亨利常数将如何变化？（2）在一定温度下，气相总压升高，相平衡常数m如何变化？若气相组成y为一定值，总压升高，液相x将如何变化？答：（1）温度升高，亨利常数增加（2）总压增加，m减小；x增加5-5若溶质分压为p的气体混合物与溶质浓度为c的溶液接触，如何判断溶质是从气相向液向传递还是从液向向气相传递？答：根据公式与的关系来判断，如果>，从气相向液相传递5-6气体分子扩散系数与温度、压力有何关系？液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系？答：气体分子扩散系数与温度的1.5次方成正比，总压力成反比；液体的扩散系数与温度成正比，与粘度成反比。5-7何谓对流传质的有效膜理论？如何根据有效膜理论写出传质速率方程式？答：单相对流传质的传质阻力全部集中在一层虚拟的膜层内，膜层内的传质形式仅为分子扩散。有效膜厚zG由层流内层浓度梯度线延长线与流体主体浓度线相交于一点E，则厚度zG为E到相界面的垂直距离。5-8何谓两相间传质的双膜理论？其基本论点是什么？答：（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。5-9在稳态传质过程中，若气液相平衡关系符合亨利定律，如何应用双膜理论推导出总传质速率方程式？气相总传质系数KY（或液相总传质系数KX）与气膜传质系数ky及液膜传质系数kx有何关系？答：气相传质速率方程，5-10在气液两相传质过程，什么情况下属于气膜阻力控制，什么情况下属于液膜阻力控制？答：当时属于气膜阻力控制；当时属于液膜阻力控制5-11在逆流操作的吸收塔中，当进塔气体组成Y1及进塔液体组成X2已定，最小液气比与溶质的吸收率有何关系？答：由可知，与吸收率成正比。5-12传质单元数与传质推动力有何关系?传质单元高度与传质阻力有何关系?答：传质推动力越小，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。传质阻力越大，填料层有效比表面越小，则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。5-13气相传质单元高度与气相总压力p有何关系?液相传质单元高度与液相总浓度c有何关系?答：5-14吸收因数的大小对气相总传质单元数有何影响？如何说明其原因？5-15吸收率对有何影响？5-16在一定的条件下，若L、G、温度t、总压p、吸收剂进口组成X1等改变，对混合气的出口组成Y2有何影响？请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！答：第六章蒸馏6-1何谓拉乌尔定律？答：溶液中溶剂A的蒸汽分压等于纯溶剂的蒸气压与其液相组成的乘积。6-2何谓理想溶液？答：在全部范围内符合拉乌尔定律的溶液6-3在一定总压p下，理想溶液的气液两相达到平衡时，液相组成x与平衡温度的关系式如何表示？气相组成y与平衡温度的关系式如何表示？答：；6-4何为泡点、露点？对于一定的压力与组成，二者大小关系如何？答：冷液恒压加热，溶液开始沸腾起泡的温度称为泡点；过热蒸汽恒压冷却，开始冷凝而析出像露珠似的液滴对应的温度称为露点。露点高于泡点。6-5双组分理想溶液的气液两相达到平衡时，若已知平衡温度t与液相组成x，如何计算气相组成y？反之，若已知总压p与气相组成y，如何计算平衡温度t与液相组成x？答：；6-6双组分理想溶液的相对挥发度如何计算？与什么因素有关？的大小对两组分的分离有何影响？答：；与组分种类、系统总压有关；数值越大，两组分就越容易分离。6-7如何应用平均相对挥发度表示平衡条件下的液相组成x与气相组成y之间的关系？答：，6-8在一定的总压p下，双组分理想溶液的平均相对挥发度是如何计算的？答：取最低温度的值与最高温度的值之几何平均值。6-9相对挥发度=1时，用普通精馏是否能分离混合物？答：不能6-10何谓非理想溶液？在什么条件下出现最低恒沸点或最高恒沸点？答：各组分的蒸气压不服从拉乌尔定律；当组分蒸气压对拉乌尔定律有最大正偏差时，出现最低恒沸点。6-11平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同？答：简单蒸馏过程为不稳定过程。平衡蒸馏为稳定连续过程，生产能力大。6-12精馏塔的塔顶液相回流及塔底的气相回流对溶液的精馏起什么作用？答：提供系统所需的热量和冷量；改变产品的组分浓度。6-13在板式精馏塔的塔板上，气液两相是怎样进行传热、传质的？答：在板式精馏塔的塔板上，从上面板下来的液体与从下面板上来的气体在该板上接触，气相温度高于液相温度，气相发生部分冷凝，把热量传递给液相，使液相部分气化。难挥发组分B从气相向液相传递。6-14何谓理论板？实际塔板上汽液两相传质情况与理论板有何不同？答：使气液两相达到平衡状态的塔板称为一块理论板。实际塔板的分离程度要比理论板小。6-15精馏塔一般有精馏段与提馏段，他们的作用有什么不同？答：精馏段得到含轻组分较多的产品，提馏段得到含重组分较多的产品。6-16上下相邻两层塔板的温度、液相组成与气相组成有何不同？答：上板的温度低于下面板；液相和气相组成高于下面板。6-17精馏塔中气相组成、液相组成及温度沿塔高是如何变化的？请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！答：精馏塔中气相组成、液相组成下降；温度升高。6-18，，这3个物料衡算式中，各流量的摩尔比与各组成的差值之比有什么规律？如何记忆？答：等于另外两个物料组成浓度差之比。6-19当进料流量F及组成一定时，若馏出液流量D增多而釜液流量W减少时，馏出液的组成及釜液的组成将如何变化？答：由可知，增加，减少。6-20当一定时，若增大，将如何变化？及将如何变化？答：由可知，增加，增加。6-21何谓恒摩尔流量的假设？其成立的条件是什么？在精馏塔计算中有何意义？答：（1）恒摩尔汽流恒摩尔汽流是指在精馏塔内，从精馏段或提馏段每层塔板上升的汽相摩尔流量各自相等，但两段上升的汽相摩尔流量不一定相等。即精馏段提馏段（2）恒摩尔液流恒摩尔液流是指在精馏塔内，从精馏段或提馏段每层塔板下降的液相摩尔流量分别相等，但两段下降的液相摩尔流量不一定相等。即精馏段提馏段6-22精馏塔的进料状态有几种？他们对精馏段及提馏段的下降液体流量及上升蒸汽流量有什么影响？答：有五种：冷液进料；饱和液体（泡点）进料；汽液混合物进料；饱和蒸汽（露点）进料；过热蒸汽进料。6-23何谓进料状态参数？不同的进料热状态的q值有何不同？如何计算？答：单位进料流量所引起的提馏段与精馏段下降液体流量之差值。冷液进料饱和液体（泡点）进料q=1汽液混合物进料饱和蒸汽（露点）进料q=0过热蒸汽进料q<06-24若已知q值，如何从精馏段下降液体流量L计算提馏段下降液体流量L’？又如何从精馏段上升蒸汽流量V计算提馏段下降蒸汽流量V’？答：；6-25操作线是表示哪一层塔板的气相组成与哪一层塔板的液相组成之间的关系？操作线为直线的条件是什么？答：相邻两层塔板之间的上升蒸汽组成与下降液体组成之间的关系。6-26何谓塔顶液相回流比？何谓塔釜气相回流比？他们的大小有什么联系？用什么关系式相互换算？答：，6-27精馏段操作线与提馏段操作线的斜率分别是用什么表示的，是大于1还是小于1，为什么？6-28对正在操作的精馏塔，增大精馏段的液气比对馏出液的组成有何影响？增大提馏段的气液比对釜液的组成有何影响？如何增大精馏段的液气比及提馏段的气液比？答：增大精馏段的液气比对馏出液的组成增加；增大提馏段的气液比对釜液的组成降低；增大冷凝器和加热器的热负荷。请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！6-29对正在操作的精馏塔，增大塔顶液相回流比对馏出液的组成有何影响？增大塔釜气相回流比对釜液的组成有何影响？怎样操作才能增大塔顶液相回流比及塔釜气相回流比？答：增大塔顶液相回流比，馏出液组成增加；增大塔釜气相回流比对釜液的组成降低；增大冷凝器和加热器的热负荷。6-30何谓q线方程？5种进料热状态下，q线在y-x图上的方位如何表示？答：6-31如何在y-x图上绘制精馏段操作线及提馏段操作线？需要已知哪些必要的数据？答：将精馏段操作线方程与对角线方程联解，可得出精馏段操作线与对角线的交点a（、）；再根据已知的和，求出精馏段操作线在轴的截距，依此值在轴上标出点，直线即为精馏段操作线。6-32如何用图解法计算理论板数，如何确定进料板位置？答：用图解法求理论板层数时，需先在x–y图上作出精馏段和提馏段的操作线。自对角线上的点开始，在精馏段操作线与平衡线之间作由水平线和铅垂线构成的阶梯。当阶梯跨过两操作线的交点d时，改在提馏段操作线与平衡线之间绘阶梯，直至阶梯的垂线达到或跨过点为止。最优进料位置：塔内汽相或液相组成与进料组成相等或相近的塔板。跨越两操作线交点的梯级，NT最少。6-33如何用逐板法计算理论板数，如何确定进料板位置？答：精馏段：y1=xD6-34在进料流量F与进料热状态参数q为一定值条件下，若馏出液流量D一定，而增大塔顶液相回流比R，塔内汽液两相循环量如何变化？冷凝器热负荷及蒸馏釜的热负荷将如何变化？与如何计算？答：R’、V、V’、L、L’都增加；冷凝器热负荷及蒸馏釜的热负荷将增加；，6-35当馏出液及釜液的流量与组成为一定值，若塔顶液相回流比R一定时，进入塔内的热量与蒸馏釜的热负荷之和为一定值。在这种条件下，是进料预热好，还是增大蒸馏釜的热负荷好呢？答：进料预热好。6-36当蒸馏釜的热负荷为一定值，若进料带入塔内的热量增多，则塔顶液相回流比R将如何变化？冷凝器热负荷将如何变化答：液相回流比R增加，冷凝器热负荷增加6-37在、、一定的条件下，进料热状态参数q值一定时，若塔顶液相回流比R增大，对一定分离要求所需理论板数将如何变化？对一定理论板数的精馏塔，若R增大，对馏出液的组成和釜液的组成有何影响？答：，馏出液组成增加，釜液组成减少。6-38在、、一定的条件下，塔顶液相回流比R值一定时，若进料热状态参数q增大，操作线的位置如何变化？对一定分离要求所需理论板数将如何变化？若R值一定，对于有一定理论板数的精馏塔，若q增大，产品的纯度将如何变化？答：6-39在、、一定的条件下，当塔釜气相回流比R’值一定时，若进料热状态参数q减小，操作线的位置如何变化？对一定分离要求所需理论板数将如何变化？对于有一定理论板数请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！的精馏塔，R’值一定，若q减小，产品的纯度将如何变化？答：6-40何谓全回流？在什么情况下应用全回流操作？答：若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式称为全回流；开工、实验研究、设备异常或调试时，便于控制。6-41何谓最小理论板数？如何计算？有何应用？答：回流比愈大，完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大，两操作线与对角线重合，此时，操作线距平衡线最远，汽液两相间的传质推动力最大，因此所需的理论板层数最少，以Nmin表示。6-42什么是最小回流比？如何计算？答：对于某一物系，在一定的分离任务下，所需理论板为无穷多时所对应的回流比。6-43适宜回流比的选取，应考虑哪些因素？适宜回流比R通常为最小回流比Rmin的多少倍？答：对操作费用的影响，对设备费用的影响1.1-2倍6-44精馏塔的操作计算与设计计算在已知条件和所需计算的项目有何不同？6-45精馏塔操作计算中，若已知进料组成，进料热状态参数q值，塔顶液相回流比R，总理论板数及进料板位置，要求计算出馏出液组成与釜液组成时，如何逐板法进行计算？6-46间歇精馏主要有哪两种操作方式？一般在什么情况下用间歇精馏？答：一是用不断加大回流比来保持馏出液组成恒定；二是回流比保持恒定，馏出液组成逐渐减小。精馏的原料液是由分批生产得到的，这时分离过程也要分批进行；在实验室或科研室的精馏操作一般处理量较少，且原料的品种、组成及分离程度经常变化，采用间歇精馏更为灵活方便；多组分混合液的初步分离，要求获得不同馏分（组成范围）的产品，这时也可采用间歇精馏。6-47何谓恒沸精馏？何谓萃取精馏？通常在什么情况下采用恒沸精馏或萃取精馏？答：若在两组分恒沸液中加入第三组分（称为夹带剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离，这种精馏操作称为恒沸精馏。恒沸精馏可分离具有最低恒沸点的溶液、具有最高恒沸点的溶液以及挥发度相近的物系。萃取精馏和恒沸精馏相似，也是向原料液中加入第三部分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法。但不同的是要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液，容易回收。6-48筛板塔上的汽液两相接触状态主要有哪两种？他们是在什么条件下形成的？答：喷射和泡沫接触状态6-49双组分溶液中的易挥发组分的表面张力分别为，当时，是指泡沫状态下操作，塔板效率高；还是在喷射状态操作塔板效率高？答：喷射状态下塔板效率高。请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！