化工原理期末復(fù)習(xí)題答案

1、化工原理化工原理2學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求第7章傳質(zhì)與分離過(guò)程概論傳質(zhì)與分離過(guò)程概論1、掌握平衡分離與速率分離的概念（基本原理）及各自有哪些主要類型。平衡分離：借助分離媒介（熱能、溶解、吸附劑）使均相混合物變?yōu)閮上?，兩相中，各組分達(dá)到某種平衡，以各組分在處于平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)實(shí)現(xiàn)分離。主要類型：（1）氣液傳質(zhì)過(guò)程（2）汽液傳質(zhì)過(guò)程（3）液液傳質(zhì)過(guò)程（4）液固傳質(zhì)過(guò)程（5）氣固傳質(zhì)過(guò)程速率分離：借助推動(dòng)力（壓力、溫度、點(diǎn)位差）的作用

2、，利用各組擴(kuò)散速度的差異，實(shí)現(xiàn)分離。主要類型：（1）膜分離：超濾、反滲透、滲析、電滲析（2）場(chǎng)分離：電泳、熱擴(kuò)散、高梯度磁場(chǎng)分離2、掌握質(zhì)量傳遞的兩者方式（分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散）。分子擴(kuò)散：由于分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象——分子傳質(zhì)。對(duì)流擴(kuò)散：運(yùn)動(dòng)流體與固體表面之間，或兩個(gè)有限互溶的運(yùn)動(dòng)流體之間的質(zhì)量傳遞過(guò)程—對(duì)流傳質(zhì)3、理解雙膜理論（雙膜模型）的論點(diǎn)（原理）。(1)相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在著一個(gè)很

3、?。ǖ刃Ш穸确謩e為zG和zL）的流體膜層（氣膜和液膜）。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)此兩膜層。(2)溶質(zhì)在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)。無(wú)傳質(zhì)阻力。(3)在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動(dòng)劇烈，傳質(zhì)速率高，傳質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。4、理解對(duì)傳質(zhì)設(shè)備的性能要求、掌握典型傳質(zhì)設(shè)備類型及各自的主要特點(diǎn)。性能要求：?jiǎn)挝惑w積中，兩相的接觸面積應(yīng)盡可能大兩相分布均勻，避免或抑制溝流、短路及返混等現(xiàn)象發(fā)生流體的通量大，單位設(shè)備

4、體積的處理量大流動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低操作彈性大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行安全可靠第8章吸收吸收1、掌握吸收的概念、基本原理、推動(dòng)力，了解吸收的用途。吸收概念：使混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體內(nèi)而形成溶液，于是原混合氣體的組分得以分離。這種利用各組組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作稱為吸收。吸收的基本原理：當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向

5、液相轉(zhuǎn)移，即吸收。利用混合氣體中各組分在液體中溶解度差異，使某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。吸收的推動(dòng)力:氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過(guò)程。2、掌握吸收劑、吸收液、解吸（脫吸）、物理吸收、化學(xué)吸收的概念。吸收劑：吸收操作中所用的溶劑，以S表示。吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分為溶劑S和溶質(zhì)A。解吸或脫吸：與吸收相反的過(guò)程，即

6、溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過(guò)程。物理吸收：吸收過(guò)程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可視為單純的氣體溶解于液相的過(guò)程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烴等。化學(xué)吸收：溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。但溶液解吸再生較難。3、理解相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用，掌握溫度和壓力對(duì)吸收及解吸的影響。應(yīng)用：

7、1）判斷傳質(zhì)的方向2）確定傳質(zhì)的推動(dòng)力3）指明傳質(zhì)進(jìn)行的極限4、了解亨利定律的表達(dá)式及物理意義。1)px關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾分?jǐn)?shù)x表示，亨利定律為：p=Ex(E—亨利系數(shù)，kPa)2)pc關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾濃度c（kmolm3)表示，亨利定律為：p=cH(H溶解度系數(shù)，kmol(m3kPa))料、塑料異型環(huán)矩鞍填料2.規(guī)整填料(1)格柵填料：木格柵填料、格里奇格柵填料(2)波紋填

8、料：金屬孔板波紋填料、金屬絲網(wǎng)波紋填料、陶瓷板波紋填料、塑料板波紋填料第9章蒸餾學(xué)習(xí)要求蒸餾學(xué)習(xí)要求1、掌握蒸餾的特點(diǎn)、分類及原理。蒸餾：利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異，以熱能為媒介使其部分氣化，從而在氣相富集輕組分(易揮發(fā)組分），液相富集重組分(難揮發(fā)組分），使液體混合物得以分離的方法。（1）按蒸餾方式分簡(jiǎn)單蒸餾或平衡蒸餾：一般用在混合物各組分揮發(fā)性相差大，對(duì)組分分離程度要求又不高的情況下。精餾：在混合物組分分離純度要求很高時(shí)采用

9、。特殊精餾：混合物中各組分揮發(fā)性相差很小，或形成恒沸液（azeotrope），難以或不能用普通精餾加以分離時(shí)，借助某些特殊手段進(jìn)行的精餾。（2）按操作流程分間歇精餾：多用于小批量生產(chǎn)或某些有特殊要求的場(chǎng)合。連續(xù)精餾：多用于大批量工業(yè)生產(chǎn)中。2、理解簡(jiǎn)單的蒸餾操作流程，原理及產(chǎn)品濃度特點(diǎn)。簡(jiǎn)單蒸餾也稱微分蒸餾，為持續(xù)加熱，逐漸蒸餾的過(guò)程，是間歇非穩(wěn)態(tài)操作。加入蒸餾釜的原料液持續(xù)吸熱沸騰氣化，產(chǎn)生的蒸氣由釜頂連續(xù)引入冷凝器得餾出液產(chǎn)品。釜內(nèi)

10、任一時(shí)刻的氣、液兩相組成互成平衡。蒸餾過(guò)程中系統(tǒng)的溫度和氣、液相組成均隨時(shí)間改變。任一時(shí)刻，易揮發(fā)組分在蒸氣中的含量y始終大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量x，釜內(nèi)組分含量x由原料的初始組成xF沿泡點(diǎn)線不斷下降直至終止蒸餾時(shí)組成xE，釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)溫度不斷升高，蒸氣相組成y也隨之沿露點(diǎn)線不斷降低。3、掌握恒沸混合液，理解相平衡常數(shù)、揮發(fā)度，相對(duì)揮發(fā)度的概念。恒沸液：平衡時(shí)氣相和液相組成相同，相圖中氣相線和液相線重合。相平衡常數(shù)：精餾計(jì)算中，通

11、常用Ki表示i組分的相平衡常數(shù)，其定義為:式中yi和xi分別表示i組分在互為平衡的氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)。對(duì)于易揮發(fā)組分，Ki1，即yixi。Ki并非常數(shù)，當(dāng)p一定時(shí)，Ki隨溫度而變化。Ki值越大，組分在氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)相差越大，分離也越容易。揮發(fā)度：（ppt）溶液中各組份的揮發(fā)性由揮發(fā)度來(lái)衡量，其定義為組分在氣相中的平衡蒸氣壓（分壓）與在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值。對(duì)雙組分物系相對(duì)揮發(fā)度：（書）習(xí)慣上，用易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組