化工原理第四版課后思考題答案

化工原理第四版課后思考題答案1、何謂絕對(duì)壓力、表壓和真空度？表壓和絕對(duì)壓力、大氣壓力之間有什么關(guān)系？真空度與絕對(duì)壓力、大氣壓力有什么關(guān)系？"<1>由空氣質(zhì)量產(chǎn)生的壓力稱為大氣壓力，簡(jiǎn)稱大氣壓。<2>以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)度量得到得到的壓力，稱為絕對(duì)壓力。<3>以大氣壓為基準(zhǔn)度量得到的壓力，稱為相對(duì)壓力。通常用壓力表測(cè)得液壓系統(tǒng)中的壓力數(shù)值是相對(duì)壓力，所以又將相對(duì)壓力稱為表壓力。<4>當(dāng)液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓力低于大氣壓時(shí)，絕對(duì)壓力比大氣壓力小的那部分壓力數(shù)值，稱為該處的真空度。<5>大氣壓力、絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度之間的關(guān)系是絕對(duì)壓力=大氣壓力+相對(duì)壓力；相以壓力=絕對(duì)壓力-大氣壓力；真空度=大氣壓力-絕對(duì)壓力。<6>在液壓系統(tǒng)中所提到的壓力，一般均指相對(duì)壓力（表壓力）。第二章流體輸送機(jī)械2-2離心泵在啟動(dòng)前，為什么泵殼內(nèi)要灌滿液體？啟動(dòng)后，液體在泵內(nèi)是怎樣提高壓力的？泵入口的壓力處于什么狀體？答：離心泵在啟動(dòng)前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在空氣。由于空氣的密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。此時(shí)，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)。雖啟動(dòng)離心泵，但不能輸送液體（氣縛）；啟動(dòng)后泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片之間的液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體沿著葉片間的通道從葉輪中心進(jìn)口位置處被甩到葉輪外圍，以很高的速度流入泵殼，液體流到蝸形通道后，由于截面逐漸擴(kuò)大，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。泵入口處于一定的真空狀態(tài)（或負(fù)壓）2-3離心泵的主要特性參數(shù)有哪些？其定義與單位是什么？1、流量qv:單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送到液體體積，m3/s,m3/min,m3/h.。2、揚(yáng)程H：?jiǎn)挝恢亓恳后w流經(jīng)泵所獲得的能量，J/N，m3、功率與效率：軸功率P：泵軸所需的功率?；螂妱?dòng)機(jī)傳給泵軸的功率。有效功率Pe：效率：2-6在測(cè)定離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系時(shí)，當(dāng)離心泵出口管路上的閥門開度增大后，泵出口壓力及進(jìn)口處的液體壓力將如何變化？答：泵出口壓力變小，進(jìn)口處真空度增加2-10何謂離心泵的氣蝕現(xiàn)象？如何防止發(fā)生氣蝕？答：1、當(dāng)葉片入口附近的最低壓力等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將在此處汽化或者是溶解在液體中的氣體析出并形成氣泡。含氣泡的液體進(jìn)入葉輪高壓區(qū)后，氣泡在高壓作用下急劇地縮小而破滅，氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占據(jù)的空間，造成沖擊和振動(dòng)。金屬表面受到壓力大，頻率高的沖擊而剝蝕以及氣泡內(nèi)夾帶的少量氧氣等活潑氣體對(duì)金屬表面的電化學(xué)腐蝕等，使葉輪表面呈現(xiàn)海綿狀、魚鱗狀破壞。這種現(xiàn)象稱為汽蝕。2、為了避免氣蝕的發(fā)生，泵的安裝高度不能太高，可用泵規(guī)格表中給出的氣蝕余量對(duì)泵的安裝高度加以限制。2-11影響離心泵最大允許安裝高度的因素有哪些？答：最大允許安裝高度；環(huán)境大氣壓，工作溫度下的液體飽和蒸氣壓，允許氣蝕余量，吸入管路的壓頭損失。第三章沉降與分離3-3固體顆粒在流體中沉降，其雷諾數(shù)越大，流體粘度對(duì)沉降速度的影響如何？答：粘度越大沉降速度越小。3-7利用重力降塵室分離含塵氣體中的顆粒，其分離條件是什么？答：3-8何謂臨界粒徑？何謂臨界沉降速度？答：臨界粒徑：能100%除去的最小粒徑；臨界沉降速度。3-13離心沉降與重力沉降有何不同？答：在一定的條件下，重力沉降速度是一定的，而離心沉降速度隨著顆粒在半徑方向上的位置不同而變化。3-15要提高過濾速率，可以采取哪些措施？答：過濾速率方程第四章傳熱4-2傅立葉定律中的負(fù)號(hào)表示什么意思？答：熱量傳遞的方向沿著溫度梯度下降的方向。4-8輸送水蒸氣的圓管外包覆兩層厚度相同、熱導(dǎo)率不同的保溫材料。若改變兩層保溫材料的先后次序，其保溫效果是否改變？若被保溫的不是圓管而是平壁，保溫材料的先后順序?qū)Ρ匦Ч欠裼杏绊?？答：圓筒壁：有影響平壁沒有影響4-9對(duì)流傳熱速率方程中的對(duì)流傳熱系數(shù)α與哪些因素有關(guān)答：流動(dòng)狀態(tài)（氣、液、蒸汽）、流體的性質(zhì)（熱導(dǎo)率、熱容、粘度、密度）、壁面形狀等[流體有無(wú)相變化、流體流動(dòng)的原因、流動(dòng)狀態(tài)、流動(dòng)物性和壁面情況（換熱器結(jié)構(gòu)）等都影響對(duì)流傳熱系數(shù)。]答：取決于流體的物性、傳熱過程的操作條件及換熱器的類型等；K值總是接近于α小的流體的對(duì)流傳熱系數(shù)值，關(guān)鍵在于提高α小一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)；減慢污垢形成速率或及時(shí)清除污垢。4-28下列流體在列管換熱器中宜走管程還是殼程？答：（1）腐蝕性流體宜走管程，避免同時(shí)腐蝕管程和殼程（2）高壓流體宜走管程，避免制造較厚的殼體（3）飽和水蒸氣冷凝放熱宜走殼程，以利于排出冷凝液(4)溫度不太高，需要冷卻的流體宜走殼程，有利于散熱（5）需要提高流速的無(wú)相變流體宜走管程第五章吸收5-3亨利定律中的E、H、m三者與溫度、壓力有什么關(guān)系？答：由；；可得5-4氣液相平衡關(guān)系中，（1）若溫度升高，亨利常數(shù)將如何變化？（2）在一定溫度下，氣相總壓升高，相平衡常數(shù)m如何變化？若氣相組成y為一定值，總壓升高，液相x將如何變化？答：（1）溫度升高，亨利常數(shù)增加（2）總壓增加，m減??；x增加5-7何謂對(duì)流傳質(zhì)的有效膜理論？如何根據(jù)有效膜理論寫出傳質(zhì)速率方程式？答：?jiǎn)蜗鄬?duì)流傳質(zhì)的傳質(zhì)阻力全部集中在一層虛擬的膜層內(nèi)，膜層內(nèi)的傳質(zhì)形式僅為分子擴(kuò)散。有效膜厚zG由層流內(nèi)層濃度梯度線延長(zhǎng)線與流體主體濃度線相交于一點(diǎn)E，則厚度zG為E到相界面的垂直距離。5-8何謂兩相間傳質(zhì)的雙膜理論？其基本論點(diǎn)是什么？答：（1）氣液兩相存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)為層流，A以分子擴(kuò)散方式通過氣膜和液膜。（2）相界面處兩相達(dá)平衡，無(wú)擴(kuò)散阻力。（3）有效膜以外主體中，充分湍動(dòng)，溶質(zhì)主要以渦流擴(kuò)散的形式傳質(zhì)。5-10在氣液兩相傳質(zhì)過程，什么情況下屬于氣膜阻力控制，什么情況下屬于液膜阻力控制？答：當(dāng)時(shí)屬于氣膜阻力控制；當(dāng)時(shí)屬于液膜阻力控制5-11在逆流操作的吸收塔中，當(dāng)進(jìn)塔氣體組成Y1及進(jìn)塔液體組成X2已定，最小液氣比與溶質(zhì)的吸收率有何關(guān)系？答：由可知，與吸收率成正比。第六章蒸餾6-1何謂拉烏爾定律？答：溶液中溶劑A的蒸汽分壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c其液相組成的乘積。6-2何謂理想溶液？答：在全部范圍內(nèi)符合拉烏爾定律的溶液6-4何為泡點(diǎn)、露點(diǎn)？對(duì)于一定的壓力與組成，二者大小關(guān)系如何？答：冷液恒壓加熱，溶液開始沸騰起泡的溫度稱為泡點(diǎn)；過熱蒸汽恒壓冷卻，開始冷凝而析出像露珠似的液滴對(duì)應(yīng)的溫度稱為露點(diǎn)。露點(diǎn)高于泡點(diǎn)。6-9相對(duì)揮發(fā)度=1時(shí)，用普通精餾是否能分離混合物？答：不能6-11平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾有何不同？答：簡(jiǎn)單蒸餾過程為不穩(wěn)定過程。平衡蒸餾為穩(wěn)定連續(xù)過程，生產(chǎn)能力大。6-16上下相鄰兩層塔板的溫度、液相組成與氣相組成有何不同？答：上板的溫度低于下面板；液相和氣相組成高于下面板。6-19當(dāng)進(jìn)料流量F及組成一定時(shí)，若餾出液流量D增多而釜液流量W減少時(shí)，餾出液的組成及釜液的組成將如何變化？答：由可知，增加，減少。6-20當(dāng)一定時(shí)，若增大，將如何變化？及將如何變化？答：由可知，增加，增加。6-21何謂恒摩爾流量的假設(shè)？其成立的條件是什么？在精餾塔計(jì)算中有何意義？答：（1）恒摩爾汽流恒摩爾汽流是指在精餾塔內(nèi)，從精餾段或提餾段每層塔板上升的汽相摩爾流量各自相等，但兩段上升的汽相摩爾流量不一定相等。即精餾段提餾段（2）恒摩爾液流恒摩爾液流是指在精餾塔內(nèi)，從精餾段或提餾段每層塔板下降的液相摩爾流量分別相等，但兩段下降的液相摩爾流量不一定相等。即精餾段提餾段6-22精餾塔的進(jìn)料狀態(tài)有幾種？他們對(duì)精餾段及提餾段的下降液體流量及上升蒸汽流量有什么影響？答：有五種：冷液進(jìn)料；飽和液體（泡點(diǎn)）進(jìn)料；汽液混合物進(jìn)料；飽和蒸汽（露點(diǎn)）進(jìn)料；過熱蒸汽進(jìn)料。6-37在、、一定的條件下，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q值一定時(shí)，若塔頂液相回流比R增大，對(duì)一定分離要求所需理論板數(shù)將如何變化？對(duì)一定理論板數(shù)的精餾塔，若R增大，對(duì)餾出液的組成和釜液的組成有何影響？答：，餾出液組成增加，釜液組成減少。6-40何謂全回流？在什么情況下應(yīng)用全回流操作？答：若上升至塔頂?shù)恼羝?jīng)全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔內(nèi)，該回流方式稱為全回流；開工、實(shí)驗(yàn)研究、設(shè)備異?；蛘{(diào)試時(shí)，便于控制。