内容发布更新时间 : 2024/12/22 15:06:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
1.理论上降尘室的生产能力与有关
(A)降尘室内，固粒可被分离的条件是_ ___。
(B)理论上降尘室的生产能力与____和____有关，而与____无关。
(C) 含尘气体通过长4m、宽3m、高2m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.02m/s，则降尘室的最
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大生产能力为___ _m/s。
2.什么叫滤浆、滤饼、滤液、过滤介质和助滤剂 答：过滤操作所处理的悬浮液称为滤浆，所用的多孔物质称为过滤介质（当过滤介质是织物时，也称为滤布），通过介质孔道的液体称为滤液，被截留的物质称为滤饼或滤渣。
助滤剂：一种坚硬的粉状或纤维状的固体，能形成疏松结构。其目的是防止过滤介质孔道堵塞，或降低可压缩滤饼的过滤阻力。
3. 两种过滤方式
（A）过滤操作有两种方式 过滤和 过滤。
（B）饼层过滤是指____；深床过滤是指____。在饼层过滤中真正发挥拦截颗粒作用的主要是 ，而不是 。
4. 过滤基本方程式 过滤推动力过滤速率? 过滤阻力(A) 以下说法中正确的是（ B ） A） B） C） D）
(B) 在板框压滤机中，若过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的倍，生产能力为倍。（过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）A） B）2 C）1 D）4
5. 简述恒压过滤的特点。
(A)恒压过滤时，过滤速度随时间增加而 ，操作压差将随时间增加而 。 ( A、增加 B、减少 C、不变 )
(B)恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），已知10min单位过滤面积上得滤
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液0.1m。若1h得滤液2m,则所需过滤面积为____m。(8.16 m)
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(D) 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，其过滤方程式为q+=5×10τ，式中q的单位为m/m，τ的单位为s，则过滤常数值及其单位为：K＝____，qe＝____，τe＝____。若该过滤机由
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635×635×2mm的10个框组成，则其过滤面积A＝____m，介质的虚拟滤液体积Ve＝____m。
传 热–––基本概念和基本理论
1．据传热机理分传热的基本方式有 、 、 。 Q：是指单位时间通过传热面的热量（W）；
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q：是指每单位面积的传热速率（W/m）。
2. 何谓稳态热传导稳定传热的概念，在多层平壁导热中如何体现
答:传热速率任何时刻均为常数,且系统中各点的温度仅随位置变,与时间无关。 Q1= Q2= Q3= Q4= Q
3. 说明傅立叶定律的意义，写出其表达式。 （串联叠加定性、定量）
答: 单位时间内传导的热量Q与温度梯度dt/dx及垂直于热量方向的导热面积A成正比。即：Q=-λAdt/dx
λ––––导热系数，表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，单位为W/（m·℃）。纯金属的导热系数一般随温度升高而降低，气体的导热系数随温度升高而增大。
式中负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相反。 1）平壁的稳态热传导
t?tn?1单层平壁：Q?t1?t2??t 多层（n层）平壁：
Q?1?nb?ARbi?i?1?iA??t
?Rni?1公式表明导热速率与导热推动力（温度差）成正比，与导热热阻（R）成反比。
（A）多层壁稳定导热中，各层但导热速率 。若某层的热阻最大，则该层两侧的温差_______，若等厚平壁构成的导热壁面中所用材料的导热系数愈 。
（B）厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1＞b2＞b3，导热系数λ1﹤λ2﹤λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻＿＿＿＿＿＿，各层导热速率＿＿＿＿＿＿。 2） 圆筒壁的稳态热传导
单层圆筒壁：Q?2?l?(t1?t2)t1?t2?t 或 Q? ?rbRln2?Smr1S2?S1 S2lnS1当S2/S1
2时，用对数平均值，即：Sm?当S2/S12时，用算术平均值，即：Sm=（S1+S2）/2
多层（n层）圆筒壁：Q?2?l(t1?tn?1)t1?tn?1或 Q?nbi1ri?1ln???S?rii?1imii一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应降低，主要原因是因水的导
热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料导热系数增大，保温效果降低。
在包有两层相同厚度保温材料的圆形管道上，应该将导热系数小的材料包在内层，其原因是为了减少热损失，降低壁面温度。
练习：φ100×5mm的管道外包扎两层保温材料，管道外侧温度为180℃,保温材料外侧30℃。两保温层厚度相同30mm。两保温层导热系数分别为 W/(m· ℃)和 W/(m· ℃)，则据中心70mm处1米管道的导热速率=导热通量=此点温度=
4. 对流传热基本方程––––牛顿冷却定律Q??A?t
α––对流传热系数，单位为：W/（m2·℃），在换热器中与传热面积和温度差相对应。
与对流传热有关的无因次数群（或准数）
无相变对流传热 Nu=f（Re，Pr，Gr）自然对流传热 Nu=f（Gr，Pr）
强制对流传热 Nu=f（Re，Pr）对气体或低粘度的液体 Nu=3
（A）流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数与雷诺数Re的n次方成正比，其中n的值为（ ） A.0.5 B.0.8 C.1
5.间壁两侧流体的热交换计算（以热量衡算和总传热速率方程为基础）
无相变 : Q=qmhcph(T1-T2)= qmccpc(t2-t1) or 有相变 :Q= qm h·r= qmccpc(t2-t1)
联立
（计算） 间壁两侧流体热交换的总传热速率方程 Q=KAΔtm
对于间壁换热器qm1Cp1(T1-T2)= qm2Cp2(t1-t2)=KAΔtm等式成立的条件是稳定传热、无热损失、无相变化。
练习：单程列管换热器中用热蒸汽加热某种低粘度液体,热蒸汽走壳程,蒸汽温度T=110℃,液体走管程,流量为0.6m3/h，液体从20℃被加热至90℃，液体流量增至1.2 m3/h，入口温度不变。
问：①Q2= ②t2’=
练习：用于产品蒸汽冷凝，单程式列管换热器中，32根换热管， φ25×2.5mm，长2米，气化潜热r=1800kJ/kg, 蒸汽生产任务为3吨/h，蒸汽温度T=115℃,冷却水从30℃被加热至50℃，现生产任务增至4吨/h，增加冷水进口温度，增加△tm，不改变冷水用量，无热损失，物性不变。
问：冷水进口温度t1’=
并流或逆流时平均温度差: ?tm??t1??t2
ln(?t1/?t2)当Δt1/Δt2< 2时，Δtm可取算术平均值，即：Δtm=（Δt1+Δt2）/2
基于管外表面积Ao的总传热系数Ko 热阻
11bdodd??Ro??Rio?o(简化) P198 作业4-4 4-19 4-20 Ko?o?wdmdi?idi6．换热器是如何分类的，工业上常用的换热器有哪些类型，各有何特点
（A）写出三种常用的间壁式换热器的名称 、 、 。根据热补偿不同，列管换热器可分为 、 、 等。
（B）在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度； 乙）换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。则：
A．甲乙均合理； B．甲乙均无理； C．甲合理，乙无理； D．甲无理，乙合理。
间壁式换热器有夹套式、蛇管式、套管式、列管式、板式、螺旋板式、板翅式等。提高间壁式换热器传热系数的主要途径是提高流体流速、增强人工扰动；防止结垢，及时清除污垢。消除列管换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节，采用浮头式结构或采用U型管式结构。翅片式换热器安装翅片的目的是增加传热面积；增强流体的湍动程度以提高α。为提高冷凝器的冷凝效果，操作时要及时排除不凝气和冷凝水。
间壁换热器管壁温度tw接近α大的一侧的流体温度；总传热系数K的数值接近热阻大的一侧的α值。如在传热实验中用饱和水蒸气加热空气，总传热系数接近于空气侧的对流传热膜系数，而壁温接近于水蒸气侧的温度。
练习：
（A）一套管换热器，环隙为120℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，则管壁温度应接近于（ ）。
A：35℃ B：120℃ C：77.5℃ D：50℃ (B)若利用冷水冷却热空气，此时欲提高K值，关键在于提高___________一侧的对流传热系数。 列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是增大壳程流体的湍动程度，强化对流传热，提高α值，支撑管子。
在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管外；易结垢的流体走管内；高压流体走管内；有腐蚀性的流体走管内；粘度大或流量小的流体走管外。
吸 收––––基本概念和基本原理
1. 吸收分离操作的相平衡关系 1)亨利定律
由液相组成求与之平衡的气相平衡组成:
p*?Exc*?pHy*?mxY*?mX（气相真实组成＞与之接触的液相对应的气相平衡）
cyYp由气相组成求与之平衡的液相平衡组成:
p*?x*?X*?x*? HmmE（液相真实组成＜与之接触的气相对应的液相平衡） 2)相接处由气相与液相传质过程的方向
例：在总压为，温度为30℃的条件下，含有15%（体积%）SO2的 混合空气与含有%（体积%）SO2
的水溶液接触，试判断SO2的传递方向。已知操作条件下相平衡常数m=。（吸收）
y15%*y*?mx?47.9?0.2%?9.58%??0.3%y=15% ＞ x=% ＜ x?m47.9
练习：（A）吸收操作的原理是__________________。
（A） 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数将___ __，相平衡常数将_ _，溶解度系数将_ _。
2.传质理论––––传质速率=传质推动力/传质阻力
膜传质速率方程→ 总传质速率方程
N=kG(p–pi)=kL(ci–c)=ky(y-yi)=kx(xi–x) N=KG(p–p*)=KL(c*–c)=KY(Y-Y*)=KX(X*–X)
注意传质系数与推动力相对应，即传质系数与推动力的范围一致，传质系数的单位与推动力的单位一致。
气膜控制与液膜控制的概念
对于易溶气体，H很大，传质阻力绝大部分存在于气膜之中，液膜阻力可以忽略，此时KG≈kG，这种情况称为“ 控制”；反之，对于难溶气体，H很小，传质阻力绝大部分存在于液膜之中，气膜阻力可以忽略，此时KL≈kL，这种情况称为“ 控制”。
练习：p191 p205 膜传质速率方程→ 总传质速率方程 推动力
(A)在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为___ __。 (B)推动力c*-c 与吸收系数_____相对应。 3.如何得吸收塔操作线
设计型 L 、 Z
1） 物料衡算→操作线方程
操作型 、X1
LL??GA?G(Y1?Y2)?L(X1?X2)Y?X??Y1?X1? GG??吸收操作时塔内任一截面上溶质在气相中的实际分压总是高于与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的上方。
某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用 常数表示，而操作线的斜率可用 表示。
2）最小液气比(L/G)min
LY1?Y2?L??L? ???1.1~2.0???液气比即操作线的斜率 ??GGX1,max?X2?G?min ??min如何确定适宜液气比液气比的大小对吸收操作有何影响
在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将 平衡线。
增加吸收剂用量，操作线的斜率______，吸收推动力_____________。 若平衡关系符合亨利定律，则 （L/G）min=(Y1–Y2)/(Y1/m–X2) 推动力
增加吸收剂用量，操作线斜率 ，操作线向 平衡线的方向偏移，吸收过程推动力 ，设备费用 。
4. 填料层高度计算
气液相平衡、传质速率和物料衡算相结合取微元物料衡算求得填料层高度。 填料层高度=传质单元高度×传质单元数 即 z=HOG×NOG=HOL×NOL
NOG–––气相总传质单元数（气体流经一段填料后其组成变化等于该段填料的总的平均推动力则为一个传质单元）
HOG–––气相总传质单元高度（一个传质单元所对应的填料高度）
在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将_____。
A. 不变； B. 不确定； C. 减小； D. 增大。
1)平均推动力法（适合平衡线为直线）：
z=HOG×NOG=(G/KyaΩ)·(Y1–Y2)/ΔYm=(L/KxaΩ)·(X1–X2)/ΔXm 对数平均推动力ΔYm=(ΔY1–ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2)
当ΔY1/ΔY2<2时，可用算术平均推动力ΔYm=(ΔY1+ΔY2)/2
2)脱吸因数法（平衡线为直线）：
脱吸因数的定义式为__________，它表示___________之比。 NOG=(1/S)·ln[(1–S)·(Y1–Y2*)/(Y2–Y2*)+S]
S––––脱吸因数，平衡线与操作线斜率之比（mG/L），反映吸收推动力的大小。S增大，液气比减小，吸收推动力变小，NOG增大 A=
气体吸收中，表示设备（填料）效能高低的一个量是传质单元高度，表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数。
P253 作业5-16 5- 17
练习：在30℃、常压操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为6000m
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（标）/h。进塔气体中氨的含量为3%（体积%），要求氨的吸收率不低于98%。水的用量为最小用量的倍，空塔气速取1.0m/s。已知操作条件下的平衡关系为Y=，气相体积吸收总系数KYa=。试求：（1）分别用对数平均推动力法及吸收因数法求气相总传质单元数；（2）填料层高度。（； 5.2m）
解：惰性气体摩尔流量： X2?0Y=
*
G?6000273??(1?0.03)?234kmol/h22.4273?30Y1?0.03?0.03091-0.03Y2?0.0309?（1-0.98）?0.00062X1max?X1?*Y10.0309??0.0193m1.6