四川大学化工考研884复试面试化工原理面试题库答案 联系客服

14. 在双组分连续精馏塔中,短时间内出现原料液体浓度下降,试分析采用什么措施塔顶产品纯度达到要求?101页

减少采出率:若保持回流比R和采出率D/F不变。则精馏段操作线斜率不变,但受进料的影响,塔内每板上的易挥发组分的含量均会减小,塔顶溜出液xD和塔底釜残液xW的组成也会减少,为维持xD不变,则减少采出率。

增大回流比:精馏段液气比增大,操作性斜率增大,提馏段液气比减小,操作性斜率减少,两操作性与平衡线距离变大,推动力增加。

15. 在恒定的干燥条件下,如果原料的湿含量大于临界湿含量,为什么会出现恒速干燥段?影响恒速段干燥速率的主要因素有哪些?为什么?

临界湿含量Xc是由恒速段向降速段转折的对应含水量,所以大于临界湿含量,就会出现恒速干燥段,此时物料表面温度=湿球温度tw,干燥速率与物料无关,除去的是非结合水。 影响恒速段干燥速率的主要因素:为表面气化控制阶段 空气的条件:温度t、湿度H、速度u、接触方式。 与物料的厚度,分散无关。

临界湿含量影响因素:1.物料的特性、结构、分散程度;2、干燥介质温度t、湿度H、速度u;

16. 萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些?

萃取:分离液液混合物,利用组分在萃取剂溶解度的差异。

萃取中稀释剂与B组分往往部分互溶,平衡线为曲线,使过程变得复杂; 萃取Δρ,σ较小,使不易分相,设备变得复杂。

吸收:分离气体混合物,利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同

17. 填料吸收塔塔底为什么会有液封装置?原理是什么?

1、塔内正压,这时采用液封装置是防止塔内气体(一般为有毒有害或者本来就是产品)外漏,造成污染环境或者浪费。

2、塔内真空,这这时采用液封装置是防止塔外气体进入塔内,影响吸收效率和增加后面的相关设备(如风机)负担。

原理就是:利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力产生平衡,隔离塔内外气体。

18. 启动离心泵的步骤试什么?说出理由。

启动前应做好如下准备工作:检查水泵设备的完好情况;轴承充油、油位正常、油质合格;将离心泵的进口阀门全部打开;泵内注水或真空泵引水(倒灌除外)打开放气阀排气;检查轴封漏水情况,填料密封以少许滴水为宜;电机旋转方向正确。以上准备工作完成后,便可启动电机,待转速正常后,检查压力、电流并注意有无振动和噪音。一切正常后,逐步开启出口阀,调整到所需工况,注意关阀空转的时间不宜超

过3分钟。

启动前先关闭出口阀原因:全关时,轴功率最小,减小启动电流,保护电机。 停止离心泵时先关闭出口阀原因:防止高压液体倒流入泵损坏叶轮。

19. 离心泵的汽蚀现象是如何产生的?如何避免此现象产生?

离心油泵的吸入动力是靠吸入液面上压力与叶轮甩出液体后形成的低压差。

提高泵的安装高度,叶轮入口处压力越来越低,若低于输送液体的饱和蒸汽压则出现汽泡,气泡受压缩后溃灭,叶轮受冲击而出现剥落,泵轴振动强烈,甚至振断。这种汽化一凝结一冲击一剥蚀现象,就称为汽蚀现象。

汽蚀可以采用的方法:

(1)合理确定泵的安装位置,以保证最低压力处的压力大于液体的饱和蒸汽压。

(2)提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施,例如可以改变叶轮的进口几何形状,采用双吸式叶轮,也可以采用较低的叶轮入口速度,加大叶轮入口直径。

(3)适当增大叶片入口边宽度,也可以使叶轮入口相对速度减少。采用抗汽蚀材料制造叶轮。 (4)提高装置有限汽蚀余量,如减少吸入管路阻力损失,增大吸入罐液面上的压力

20. 用什么方法可调节离心泵流量,各有什么优缺点。

(1)节流调节法。用泵出口阀门的开度大小来改变泵的管路 特性,从而改变流量。这种调节方法的优点是十分简单,缺点是 节流损失大。

(2)变速调节。改变水泵转速,使泵的特性曲线升高或降 低,从而改变泵的流量。这种调节方法,没有节流损失,是较为 理想的调节方法。

(3)改变泵的运行台数。用改变泵的运行台数来改变管道的 总流量。这种调节方法简单,但工况点在管路特性曲线上的变化 很大,所以进行流量的微调是很困难的。

(4)汽蚀调节法。如凝结水泵采用低水位运行方式,通过凝 汽器的水位高低,改变水泵特性曲线,从而改变流量。这种调节 方法简单易行、省电,但叶轮易损,并伴有振动,有噪声。

(5)轴流泵和混流泵常采用改变叶轮、叶片角度的办法,此 法调节流量十分经济。

21. 水流经列管换热器的管程,水的流速增加,给热系数h增加,流动阻力△P增加,试给出给热系数和流动阻力对流速的比例关系。

给热系数正比于速度的0.8次方 △P=32uul/d^2

22. 冬天,手放在空气中不觉得冷,而放在水中会觉得很冷,为什么?

因为在水里手外面一层介质是水,空气中外面一层介质是空气,温度有差异手会自动向外散热,水的传热系数h比空气的传热系数大得多(10/1000),传热快。在水中手的热量很快就散发了,手表面温度就会迅速降低,达到水那样的温度的时间要比空气里面快很多,血液循环来不及供热,皮肤就会感觉到很冷。

23. 不凝性气体的存在对冷凝传热有何影响?冷凝器在操作时是如何消除不凝性气体影响的?

当蒸汽冷凝时,不凝性气体就会在液膜表面富集形成气膜,这样冷凝蒸汽到达液膜表面冷凝前,必须先以扩散的方式通过这层气膜,这将导致液膜表面的蒸汽的蒸汽风压及对应的饱和温度下降,相当于附加了一热阻,使对流传热系数大大下降。

在高处安装气体排放口,壳体的底部有出水口呈锥形,方便冷凝水排出蒸汽冷凝器。

24. 典型的传质过程是:等摩尔反向传质和通过停滞分层的传质,请问:气体吸收属于哪种传质过程?精馏属于哪种传质过程?213页

吸收属于组分A通过停滞组分B的分子扩散,及单向扩散,在吸收中,A被液体吸收CA>Cai,A组分在气相的浓度大于平衡浓度,即相界面有浓度差-传质推动力,使得气相中的组分转移到液相中,但没有液相的组分转移到气相。

精馏属于等分子反方向扩散,当摩尔汽化潜热相等的两组分混合物蒸馏时,气液界面附近即视为等物质的量反方向扩散,气相主体通过液面的气膜扩散到液相表面冷凝,放出的热正好使等量的液相汽化并通过气膜扩散少气相主体。

25. 传质单元高度和哪些因素有关?传质单元数和哪些因素有关?

HOG为传质单元高度,单位m,(以气相总传质系数计算)

传质单元高度相当于完成一个传质单元分离任务所需要的填料层高度为一传质单元高度HOG,反映填料性能,设备效能高低。与设备类型、填料性能,体积吸收系数和两相流动状况有关。

NOG为传质单元数,为一无因次量。(以y-ye为推动力)传质单元数相当单位推动力驱动传质时,引起混合气体组成变化的大小。反映了气体分离的难易程度、要求。与操作液气比、相平衡、液气进出口浓度有关。

26. 有一种物料,初始湿含量很高,要求干燥到很低的湿含量,问应采用气流干燥器还是流化床干燥器?请说明理由。388页

选择流化床干燥器。

气流干燥特点:1.干燥强度大 气速高,物料悬浮于气体中,对粒度50微米以下的颗粒,可干燥到含水量较低。2、干燥时间短 物料停留时间不超过5秒,物料温度不会升高太多,适合热敏性物质。3、产品磨损大

流化床干燥器特点:1、物料在干燥器的时间可以调节,由出料口控制可以得到含水量很低的物质,对颗粒大的物质,可以通过调节风速。不适合颗粒太小的如30微米以下。2、结构简单、对物料磨损轻、气固容易分离流动阻力小。

27. 有一种热敏性物质,当物料被加热到60摄氏度时就会变质,工厂选用气流干燥器,采用250摄氏度的气体作为干燥介质,请分析工厂干燥工艺的合理性。

提高干燥器进口温度,可以提高传质、传热的推动力,但为热敏性物质,气流干燥器中,物料和介质接触的较充分、干燥速率快、时间短。介质温度可选择高些,工艺是否合理还要根据物料守恒和热量守恒计算出物流离开干燥器时的温度。恒速段物料温度=湿球温度,降速阶段,热量用于蒸发水分和使物料升温,物料出口温度=允许最大温度-(5-10)

28. 一在线操作的精馏塔,其他条件一定,加大回流比,塔顶和塔底产品的组成如何变化?试分析之。

加大回流比,其他条件不变,精馏段的液汽比增加,提馏段上升的蒸汽量增加,液气比减小,则塔顶的组成Xd增加,塔底的组成Xw减小。所需的理论塔板数减小。

29. 露点温度和湿球温度有何不同,试说明之。

露点温度td:在总压和湿度不变,将不饱和气体冷却达到饱和,此时的温度。

湿球温度tw:大量气体和少量液体长期接触后,热质同时反方向传递达到极限时液体的温度。 绝热饱和温度tas:总压一定,湿气体绝热降温增湿至饱和状态的温度。

区别:露点温度td时空气状态点沿等湿线与饱和湿度线相交对应的温度,而湿球温度tw是空气状态点沿绝热等焓线与饱和湿度线相交对应的温度,t>tw=tas>td.

30. 描述流体流动的拉格朗日法和欧拉法有何不同?

拉格朗日法是以流体中的一个质点为研究对象,着眼于某个流体质点,就是说跟踪质点的运动。通过描述