反应与分离工程基础,期末整理复习试卷资料

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1、一、填空（20×1ˊ=20ˊ）1、搅拌釜搅拌的作用目的：可以加速物料之间的混合，提高传热和传质速率，促进反应进行，减少副产物的生成。宏观均匀：设备尺度上来说的。微观均匀：分子尺度上的均匀。2、工业生产进行发4343化学反应，不仅与反应自身的特征（相态、反应级数、热效应）有关，而且与反应设备的特性（反应器型式、结构、操作方式）有关。不同的反应器型式（搅拌釜、鼓泡塔、管式反应器），不同的操作方式（间歇操作、连续操作、半连续操作）。反应器的型式多种多样，从结构和操作来看，有间歇操作搅拌釜，连续操作搅拌釜，管式反应器等三种

2、基本类型。3、间歇式操作搅拌釜特点：装置简单、制药中广泛使用。物料一次性加入，反应后一起放出、不存在返混，全部物料参与反应时间相同。釜内反应物浓度（反应物速度）随时间而变化，随时间降低。主要用于液相或液固相反应，连续鼓入气体的气液相反应，广泛用于制药和精细化工，某些要求清洁的产品，如食品发酵，便洗涤消毒。4、连续操作的管式反应器特点：反应时间是管长的函数。反应物浓度、反应速度沿着流动方向逐渐降低（出口处最低）。定常状态时，管长任意一点的反应物浓度（速度）、温度、压力都不随时间而改变。连续管式反应器PFR可用于气相或

3、液相反应。5、连续操作的搅拌釜特点：构造同间歇式，釜内有强烈的搅拌器，物料随进随出，连续流动、出口物料中的反应物浓度和釜内反应物浓度相同，因而反应物浓度很低，反应速度慢，要达到同样的转化率，需要的反应时间更长，反应器体积较大。定常流动时，釜内温度、浓度、反应速度都不随时间而变化。全混流，返混程度最大的理想流动，特点物料一进入反应器就立即均匀分散在整个容器，出口同时可检测到新加入的粒子，反应器中的温度、浓度完全均匀一致，分别与出口物料的温度、浓度相同。全混釜实际就是连续搅拌釜CSTR.,釜内各点的反应速度相同，且等于

4、出口转化率时的反应速度。6、化学工业的生产过程是由一系列(化学反应过程）和（物理处理过程，也称单元操作）有机地组合而成的。物理处理过程是为化学反应服务的，目的是分离得到反应形成的中间体或者产品。化学反应工程是生产过程的中心环节，反应进行的好坏对产品的收率和质量有着决定的影响。7、平推流也称活塞流特点：各粒子的流速完全相同，在流动放向上没有混合和扩散。物料粒子的停留时间都是相同的。细长型的管式反应器，当Re很大时，流动情况类似平推流。8、搅拌器的选型主要根据混和目的、强度、两相的物理性质来进行。选用反应器型式和操作方

5、式的依据是：用同样数量的原料能产出最多的产品，而反应器的容积要小。 无论处理过程涉及流体流动、传热与传质三个方面，是化工原理研究的对象，化学反应进行过程中“三传”动量、热量和质量的传递。9，连续操作的反应釜内，温度均一且不随时间变化，对整个反应釜做单位时间内的热量衡算；单位时间内：反应放出的热量=冷却水带走的热量+物料升温所需要的热量。10、t称为空间时间，只有在等容过程中，它等于平均停留时间。=t=反应器的有效容积除进料体积流量=反应器的有效容积除反应器中物料的体积流量11、说明影响反应速率最主要的影响因素是反应

6、物浓度、反应温度。12、填料塔中的填料性能优劣衡量三要素：效率、及。填料综合性能评价最好的是。13、催化剂必须具备、、长寿命这三个条件。14、搅拌釜式反应器由搅拌器和釜体组成。搅拌器包括传动装置，搅拌轴（含轴封），叶轮（搅拌桨）;釜体包括筒体，夹套和内件，盘管，导流筒等。典型的搅拌釜式反应器，它由釜体、釜盖、搅拌器，减速机以及传热装置等五部分组成。搅拌器主要有高转速搅拌器（包括螺旋桨式又称推进式、涡轮式）;大叶片低转速搅拌器（桨式、框式、锚式、螺带式）。工业上应用的搅拌釜式反应器有成百上千种，按反应物料的相态可分成

7、均相反应器和非均相反应器两大类。非均相反应器包括固-液反应器，液-液反应器，气-液反应器和气-液-固三相反应器。16、分散非均相液体混合（气液相分散）过程选用涡轮式的剪切作用和循环速率大，涡轮式（无泵壳的离心泵）适合小尺度均匀的搅拌。推进式适合以宏观混合为目的的搅拌过程，尤其要求上下均匀的场合（如制备固体悬浮液）；。高黏度液体应采用低转速、大叶片（大叶片低转速搅拌器，如桨式、框式、锚式、螺带式）的搅拌器。低黏度均相液体混合，如果混合时间没有要求，一般搅拌器皆可用。推进式最好，循环速率大且消耗动力少。17、在系统中进

8、行一连串反应，组分A的生成速率方程式：、组分B的生成速率方程式：。18，等功率的条件下，采用大直径、低转速的搅拌器、更多的功率消耗于总体流动，有利于宏观混合；。采用小直径、高转速的搅拌器，更多的消耗于喘动，有利于小尺度上的混合。19，搅拌器放大：一，保持搅拌雷洛数不变，.二，保持叶端圆周速度不变nd=恒定。三，保持单位体积消耗的功率不变，=恒定。四，保持转热