化工分离工程完整版

第一章

1、求解分子传质问题的基本方法是什么?

1)分子运动理论2)速率表示方法(绝对、平均)3)通量

2、漂流因子与主体流动有何关系?

p/pBM反映了主体流动对传质速率的影响,定义为“漂流因子”。因p>pBM,所以漂流因数p/pBM>1,这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。

3、气体扩散系数与哪些因素有关?

一般来说,扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。对于双组分气体混合物,组分的扩散系数在低压下与浓度无关,只是温度及压力的函数。

4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数?

测定二元气体扩散系数的方法有许多种,常用的方法有蒸发管法,双容积法,液滴蒸发法等。液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。

5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。

6、对流传质与对流传热有何异同?

同:传质机理类似;传递的数学模型类似;数学模型的求解方法和求解结果类似。

异:系数差异:传质:分子运动;传热:能量过去

7、提出对流传质模型的意义是:对流传质模型的建立,不仅使对流传质系数的确定得以简化,还可以据此对传质过程及设备进行分析,确定适宜的操作条件,并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。

8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么?各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系,其模型参数是什么?

停滞膜模型 要点:①当气液两相相互接触时,在气液两相间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。②在气液相界面处,气液两相出于平衡状态。③在两个停滞膜以外的气液两相主体中,由于流体的强烈湍动,各处浓度均匀一致。关系:液膜对流传质系数k°G=D/(RTzG),气膜对流传质系数k°L=D/zL对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度zG或液膜厚度zL来计算。模型参数:组分A通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数,组分A通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。

溶质渗透模型 要点:①液面是由无数微笑的流体单元所构成,当气液两相出于湍流状态相互接触时,液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前,液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等,接触开始后,相界面处立即达到与气相平衡状态。②随着接触时间的延长,溶质A通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。 液体单元在界面处暴露的时间是有限的,经过时间θc后,旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。在液体单元深处,仍保持原来的主体浓度不变。④液体单元不断进行交

1/2换,每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。关系:kcm=2[D/(πθc)]对流传质

系数可通过分子扩散系数D和暴露时间θc计算。模型参数:暴露时间。

表面更新模型 要点: 溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程。 界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄,界面上各种不同年龄的液体单元都存在。 不论界面上液体单元暴露时间多长,被置换的概率是均等的。单位时间内表面被置换的分率称为表面更新率,

1/2用符号S表示。关系:kcm=(DS)对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S计算。

模型参数:表面更新率。

9、对流传质系数有哪几种求解方法,其适用情况如何?

对流传质系数的分析解法和类比解法,仅适用于一些较为简单的传质问题;由于传质设备的结构各式各样,传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极不完善,所以目前设计上还要

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