化學工程基礎(chǔ)填空及習題答案(武漢大學)

項目一流體流動與輸送1．流體的輸送方式有高位槽送料、輸送機械送料、壓縮氣體送料、真空抽料。2．高位槽送料是利用容器、設(shè)備之間的位差，將處在高位設(shè)備內(nèi)的液體輸送到低位設(shè)備內(nèi)的操作。3．壓縮氣體送料一般采用壓縮空氣或惰性氣體代替輸送機械來輸送物料，是一種由低處向高處送料的情況。4．真空抽料是通過真空系統(tǒng)造成的負壓來實現(xiàn)流體輸送的操作。5．影響氣體密度的因素有溫度和壓力，氣體密度隨壓力的增大而增大，隨溫度的減小而減小。6．壓力的三種表示方法是絕對壓力、表壓和真空度。測量壓力的儀表通常有壓力表、真空表、壓力真空表。其中轉(zhuǎn)子流量計必須垂直安裝在管路上，而且流體必須下進上出。兩種。10．化工管路主要由管子、管件和閥件構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等附件。11．化工管路的連接方式主要有螺紋連接、法蘭連接、承插式連接和焊接四種。12．化工管路熱補償?shù)闹饕椒ㄓ袃煞N，即利用彎管進行的自然補償和利用補償器進行的熱補償。閥門開度，原因是簡單方便。先關(guān)閉，但其原因不同，開車時是為了保護電動機，停車時是為了防止出口管路上的高壓液體倒流入泵內(nèi)打壞輪。1．化工生產(chǎn)中，非均相混合物的分離過程常用于回收分散物質(zhì)、凈化分散介質(zhì)、勞動保護和環(huán)境衛(wèi)生等方面。3．常用的非均相混合物的分離方法有重力沉降、離心分離、過濾。過濾設(shè)備有板框壓濾機、轉(zhuǎn)筒真空過濾機和袋濾器。5．降塵室用于分離含塵氣體，其生產(chǎn)能力只與降塵室的沉降面積及顆粒的沉降速度有關(guān)，與降塵室的高度無關(guān)連續(xù)沉降槽用于分離懸浮液。6．流體的黏度越大，顆粒的沉降速度越小。其他條件相同時，顆粒直徑越大，沉降速度越大。進行。生產(chǎn)能力。直徑和密度成正比。10．過濾推動力有重力、壓力差、離心力，在化工中應(yīng)用最多的是以壓力差為推動力的過濾。12．過濾前，先將濾液預熱的原因是減小懸浮液的黏度。1．傳熱的方式隨熱交換的物質(zhì)及接觸狀況不同而不同，歸結(jié)起來有熱傳導、熱對流、熱輻射三種。2．工業(yè)上常用的換熱器有直接接觸式、蓄熱式、間壁式、熱管式等。3．在穩(wěn)定傳熱過程中，通過平壁的每層導熱量都相等。若厚度相同，材料的熱導率越小，則在該層的溫度下降越大。1．蒸發(fā)按操作壓力分，可分為常壓、加壓和減壓（真空）蒸發(fā)操作；按二次蒸汽是否利用分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)；按蒸發(fā)模式，可分為間歇蒸發(fā)與連續(xù)蒸發(fā)。2．根據(jù)原料液加入方式不同，多效蒸發(fā)操作流程可分為并流、逆流和平流三種。3．蒸發(fā)器由蒸發(fā)室、加熱室、輔助裝置組成，輔助裝置包括除沫器、冷凝器、真空裝置。4．按照溶液在加熱室中運動的情況，可將蒸發(fā)器分為循環(huán)型和單程型兩類。5．常用的循環(huán)型蒸發(fā)器有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、懸筐式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器、強制循環(huán)式蒸發(fā)器。常用的單程型蒸發(fā)器有升膜式蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器和回轉(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器等。6．提高蒸發(fā)強度的主要途徑是提高總傳熱系數(shù)和傳熱溫度差。7．影響溶液沸點升高的因素有溶液濃度、液柱靜壓頭、管道阻力。8．降低熱能消耗的措施有利用二次蒸汽的潛熱、二次蒸汽的再壓縮、冷凝水熱量的利用。解吸。2．氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，隨壓力的增大而增大。因此，提高壓力、降低溫度有利于吸收操作。又稱為溶劑，吸收了溶質(zhì)后的溶液稱為吸收液。應(yīng)分為非等溫吸收和等溫吸收。7．影響吸收速率的主要因素有吸收系數(shù)、吸收推動力、氣液接觸面積。1．蒸餾可分為簡單蒸餾、平衡蒸餾和精餾。高的場合。3．精餾裝置主要由精餾塔、再沸器、冷凝器構(gòu)成。4．板式精餾塔塔板類型主要有泡罩、篩板、浮閥等。5．填料塔由塔體、填料、液體分布裝置、填料壓板、填料支撐裝置、液體再分布裝置等構(gòu)成。6．精餾塔正常的氣液接觸狀況是泡沫和噴射接觸狀態(tài)，不正常的氣液接觸狀況有漏液、過量的液沫夾帶、液泛產(chǎn)量有很大的影響。倍之間。1．固體干燥實質(zhì)上就是將固體中的濕分除去的操作，方法可分為機械去濕、吸附去濕、供熱干燥三類。干燥、傳導干燥、輻射干燥、介電加熱干燥。生的水汽分壓必須大于空氣中所含的水汽分壓。4．實踐證明，空氣的濕度、相對濕度、溫度等物理性質(zhì)影響干燥效果。是平衡水分。速干燥階段和降速干燥階段。速率取決于物料本身的結(jié)構(gòu)、形狀和大小等性質(zhì)，而與濕空氣的性質(zhì)關(guān)系很小。段；當物料的含水量為平衡含水量時，干燥速率為零。9．影響干燥速率的因素主要有濕物料、干燥介質(zhì)、干燥設(shè)備三個方面。催化劑的作用下才具有較快的反應(yīng)速率。3．甲醇生產(chǎn)中常用的脫碳方法有低溫甲醇洗、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法。4．甲醇合成的方法有高壓法、低壓法和中壓法。5．甲醇合成的催化劑包括鋅鉻催化劑和銅基催化劑等。1．危險化學品具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蝕等危險特性，在生產(chǎn)、儲存、搬運和使用過程中存在很多險因素，容易引發(fā)化學事故。2．化工生產(chǎn)的危險性主要表現(xiàn)在火災危險、毒害危險、污染危險。最常見的化學事故類型有火災、爆炸和泄露安全信息的警示性資料。4．危險化學品的安全標志設(shè)有主標志和副標志，主標志表示其主要危險性類別。5．常見的酸性腐蝕品有鹽酸、硫酸、硝酸等。6．燃燒的必要條件是可燃物、助燃物和點火源。常見的點火源有明火、電火花、熾熱物體等。7.化學工業(yè)常見的爆炸按爆炸能量來源分為物理性爆炸和化學性爆炸。8．原始溫度越高，爆炸極限范圍越寬；原始壓力越高，爆炸極限范圍越寬。9．滅火的基本方法有隔離、窒息、冷卻、化學抑制。10．有毒物質(zhì)進入人體有呼吸道、皮膚、消化道三條途徑。濾式防毒面具和隔離式呼吸器等。隔離式呼吸器一般用于有毒物質(zhì)濃度高的環(huán)境。13．常見的酸燒傷為硫酸、鹽酸、硝酸燒傷；常見的堿燒傷有苛性堿、石灰及氨水燒傷。14．噪聲的治理可分為控制噪聲源、切斷傳播途徑（隔離噪聲）和保護接受者。等環(huán)節(jié)。 處的流速、壓強、７、１５、離心泵的葉輪可分為開式、半閉式、閉式三種。２４、國產(chǎn)離心泵按照被輸送液體的性質(zhì)可分為清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵。面。性能的指標。1.解：P

P

Pddd2即13.3103Pa98.7103P

PP

85.4103PaPa

PP85.4103Pa98.7103Pa13.3103Pad2de441d

d242

(d

d2)702u 1d21

1

2

u2u1

4

2g

2gdd 11 2d u

f2

2

2g2g64

64Reduu4u L 2d

f2

64 2d

22g2g

f2

64 2dud 64 2d 242

22g(1u2)242g

f2

f2 其中1000kgm3，u1.0ms1d25mm25103m1cp103Pss故Reudg2gzg2gHg2gg2gz22,p103103

解得u0.08ms1

u2

u2 其中z10m,z2m; p

p

hg

則102

u2

u2.17ms12）qAu

A1d213.14(1001034

)2u2.17ms1qv7.851032.17360061.32m3h

u2

u2其中z

ghu

0.5ms1,p

ghPPHPPH

d2

0.2)20.52.0ms10.1h

0.52

22

u22g

u22g

10m;u

u

0pp 13.61039.80.113332.2pp0

213332.2

.6

19.613332.2

q 1024(53103)2980102

0.655kw

u22g

u22g

50m;p

p

0Hf209.8q

u22g

u22g

0,z

0,20010313.61039.826656p120

e

120 266569.8

24.97P

Hqe 102

24.97201200

1.632kw

u22g

u22g

0,p2.59.8

2.45105pHf0.29.8u

363600 (76103)24

2.2

2.45105 2.22 P

qe 102

3.0kw2）P

q

u22g

u22g

g2gHg2gH

0,p

?Hf0.29.8

(4.8

2.22

49600Pavac

u2

u2

0,z

20m;p

0,p

0H5,H20525 w259.8245J/kgH2Og(6H)HggR'pHggR'pH2OghpHggR'pHggR'H2OgH(p H2Og(6H)pp H2Og6H2Og(hR)HggRp H2Og6H2OgRHggR pp H2Og(6H)

u22g

u22g

Lu2d2gu22g

(H2Opp H2Og

(

H2O H2OH2Ou2g

(

H2O H2OH2O

6)2g05

0.5042.03ms13）P

252.03102

H2Og6H2OgRHggRpp ) H2O[13.61.211(13.61)0.04]9.810001.55105pa(T((TT4)

.0. 0. 0.1870.7140.0001

1243Wm220(RR0)

RR

3.73Cm2W1

3.730.9012.83Cm2W1

1

1 (rr)i1 (rr)i1 rli1nr

rr

16n20 0.2n25 0.07n550. 0. 0.

130.01393.946.21413

220180200C23.91102Wm1K12.6105Pa

s

du

0.0254150.7461.091042.6105Pr

3.931102

0.023(Rd

)0.8(Pr

)0.30.023

3.931102.0254

(1.09104)0.80.680.353.8Wm2K

402030C20.6176Wm1K180.07105Pa

s0.023 (d

)0.8(Pr

)0.4當u1ms1時，

du

0.021995.724868.680.07105Pr

C

4.17410380.07105.76

.0.0230.6176(24868.6)0.8(5.41)0.40.4583.5Wm2K當u0.3時1638Wm2Cex7解：甲烷的定性溫度：T1203075C2

6105

T0℃條件下：0.717Kg/m3 0.03Wm1K11.03105Ps a d4流體截面積e 440.192 40.01920.19370.019

0.0255du

0.0255100.71717728.71.03105Pr

C

1.1031.03105

.0.023

(

)0.8(Pr

)0.3

0.0.0255

(17728.7)0.8(0.584)0.3

0.015100.71710441.751.0310564.2Wm2K1

401525C，

53.1C（逆流）T P

3315130153315

φ＝0.97q

118750Js1(2)T

302010C，

804040C2 l nT

l4

1 R 1.7103

d 0 0Ri 0.0250.851030.02

s00.025n0.02

0.211030.1761030.00251m2KW1

1398.91Wm2K1

395.9121.641374 R 1.7103 0RR 油i 0.211030.1761030.85103 K453.26(1)d016103m，di13103m，1.5103mdK1i

d0

1.5103164014.5 11.2311030.04141030.011

d1i

d0

1.5103164014.5

1

d1

d0

1.5103164014.5 10.6161030.04141030.011ex11解：

'

25q' p ' ' 2qp 50qmC50qmC

1356092.5n60

1

1

p

tq' 2 p 1 q' p 1 t't

35，t

50

n30

69.81，A

2

2

2

pkt 50qC pkT

1.855

1.855，L21.855mq

90t3244.75 t29.5C

1

1

q

q

t61.76103q

1.2791034.6kg/hP

2026Pa

7.821103

100103

)2.300mol.m3P AH A P

1.135103mol.m3P1a

P

0001.1351031.8102

4.895107PaP4.895107x

EP總

4.8951071.013105

483.22

P

4.8951072.026105

24295 29

0.02329

0.23290.02329minY26.71.650.0005429103q n,C)min q n,B X0 126.7

qn,C qn,B

126.7又qn,Cn,B 1 21.651 126.7.02385又512

n,C8n,C

a.5%n,B

a.95%

n,Cn,B

126.71n,Cn,B

n,Cn,B

)min1.6526.7512a.5%n,Ca.95%n,C

0.02 n,Cn,B

2.20.

0.0110.000211002

0.002695

02695

1.25

0.01584

0.015840.000110.01595

0.020.000219.030.001040n,Cn,B

1

0.8Y0.004

0.02

80%

0.03

0.03093qK X067 n,B

n,Cn,B

n,Cmin

n,Cn,C

n,B122.6(0.030930.0006)0.016

0.00061 0.010450.0006ln0.010450.0006 OG

0.0034650.030930.00060.003465

88

qn,B

16

HH 8.80.65035.72m 1y1y(100061.2)22.4103YYYKKS.05 0.052610.050.0026310.002630.00263761.2580.020330.05262.00.020230.01214

0.002637 0.00950.0062527ln0.01214002637

0.05260.0026370062

8.06n,B556

0.9527321.602.s1

.6020.82KY

0.744

57.793.1 n,C XXn,B 0.05260.0026369

n,C-1

n53.353600sXX1'0.02085 n,C XXn,B 0.05260.00263692.46982023

1

n,Bn,Cln(1 n,B)1 n,C

n,Bn,C

1698ln(1 2.46980.002637

8.028

.

又H

n,B

n,B

d2

'

0.74

298

026

.YY2'2.4698,0.0208553.353600n,Bm58n'232.26kg則：m232.26225.46.9kgN

3222.4

0.0753Y0.0753(10.98)0.0015X0.0196X0n,B

0.2781000

n,B n,C n,Cn,C

46.72mol.s10.84kg.s1HH

015

0.07530.0015018

4.10.51000HOG2.46.41

H4.10.8453.46m（1）H

0.0250.0120.00450.008ln0.0250.012045

0.0250.0045.256

10OG2.563.91mn,Cn,B

0.0250.00450.008

0.0250.003

0.0086

.003

1 0.01210.0030.0065ln0.01210.003 qn,Fx(3)(3)q xq xq x 0.0250.0033.38065HH H13.2103.2m n,F

qn,Dq

qqF 100q n,D 1000.3q n,D

0.05n,D(2)qn,L

qn,L

qn,Fn,L1n,L

n,L

qn,D q n,F n,D n,F F n,DD 235q n,D 2350.840.98qn,D

0.002qqn,Dq

201.433.6

1n,Ln,Ln,Ln,Fq

qn,L

qn,D

402.8(4)(75.330)(0.42.680.64.19)0.410550.6232.0.410550.623201094

0

0.75x0.2251

1 0.81.01.2y4x0.25yxf0.5y6x2.5y1.2

x0.42 y0.521

0.950.5210.950.42y0.75x0.21y0.5x0.662.0x*dpppp2p11

11.5x0.66 x0.44 交點x0.36 y0.48y0.833x0.15

0.898

3.0x*10.898

3.0x*2.0x*1xx xx*

0.6y0.8330.8060.150.821第八章化學反應(yīng)工程基本原理

2.58106p2

((dp((d(cyyA,0(1AyypvnRt

c

A