聚合反应工程复习习题解析
1.聚合反应工程定义：聚合反应工程以研究工业生产规模进行的聚合反应过程的规律及反应器最佳设计和最佳操作的学科。
2.聚合反应工程主要讨论：聚合反应器的特性；反应器的设计方法；聚合反应器的型式和结构；反应器的大小；物料衡算与热量衡算；最优化；聚合反应过程操作条件的稳定性。
3.
进行聚合反应器的最佳设计应从聚合动力学与聚合物系中的传递规律二方面着手，应用化学反应工程的方法使它们结合起来，对聚合反应器进行设计、放大。 4.
聚合反应工程的分析和研究方法：首先掌握“三传一反”理论基础，动量传递、热量传递、质量传递、化学反应动力学；其次掌握化学反应工程的常用放大技术，逐级经验放大法、解析法、模型法。
5. 设计反应器数学模型的方法：物料衡算方程、能量衡算方程、动量衡算方程。依据：质量守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律。
6.
反应速率定义为单位时间，单位反应体积中所生成(或消失)的某组分的摩尔数。即
7.
基元反应：如果反应物分子按化学反应式在碰撞中一步直接转化为生成物分子，则称该反应为基元反应。 8.
反应速率常数k 随温度的变化关系（阿累尼乌斯方程）
9. 反应器停留平均时间停留时间又称接触时间、反应时间，用于连续流动反应器，指流体微元从反应器入口到出口经历的时间。
10．空间时间τ（空时） 其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率 之比值。即
11.
平推流模型(PFR)亦称活塞流、柱塞流模型或理想置换模型，是一种返混量为零的理想流动模型。特点：沿着物料的流动方向，物料的温度、浓度不断变化，而垂直于物料流动方向的任一截面（又称径向平面）上物料的所有参数，如浓度、温度、压力、流速都相同，因此，所有物料质点在反应器中具有相同的停留时间，反应器中不存在返混。
12. 全混流模型亦称理想混合模型或连续搅拌槽式反应器（CSTR ）模型。是一种返混程度为无穷大的理想流动模型。它假定反应物料以稳定流量流入反应器，在反应器中，刚进入反应器的新鲜物料与存留在反应器中的物料瞬间达到完全混合，反应器中所有空间位置的物料参数都是均匀的，与出口处物料浓度和温度相等。特点：⑴各物料微元在反应器的停留时间不相同⑵物料充分混合，返混最严重 ⑶反应器中各点物料组成和温度相同，不随时间变化 ⑷连续搅拌釜式反应器
13.
均相反应动力学研究的实验数据的处理方法有积分法和微分法，微分法相对精度高，较为常用
14.
物料A 的转化率 15.
一级不可逆反应
16.
二级不可逆反应（等温恒容）
t dt
dCi r ±=1e
RT
E A k /0-=V t v ==
反应器容积
反应器中物料的体积流量0v 0
R
v V =τ0
000
A A
A A A A A C C C n n n x -=-=A A A A kC dt dC dt dn V r =-=-=1A A C C k t 0ln 1=???? ??-=A x k t 11ln 1B
A A A C kC dt
dC r =-
=()
A k
k r x C C
A A
A
-==1220
2A
A A A A A
A C C C C x x C kt 00011-=???? ??-=
17. 一级可逆反应
18.
平行反应：
19.理想反应器设计的理论基础：物料衡算和热量衡算 20.
物料衡算式为：
间歇反应器：流入量＝流出量＝0
间歇反应器方程为：反应消失量＝－累积量 稳态操作的连续流动反应器：累积量＝0
其方程为： （流入量）－（流出量）－（反应消失量）＝0 非稳态操作的连续流动反应器和半连续反应器： 其方程四项均不为零，即为：
（流入量）－（流出量）－（反应消失量）－（累积量）＝0 21. 热量衡算
间歇反应器：流入热量＝流出热量＝0
稳态操作的连续流动反应器：累积热量＝0
非稳态操作的连续流动反应器和半连续反应器，其方程四项均不为零
22.
间歇反应器优点： 操作灵活，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产 精细化工产品的生产。缺点：装料、卸料等辅助操作时间长，产品质量不稳定
23.
间歇釜式基本设计方程 一级不可逆反应
24.
二级不可逆反应
25 对于间歇反应器，达到规定转化率所需的反应时间t 只取决于rA 和CA0，而与反应体积无关；所以在设计间歇反应器时，无论物料的处理量多少，只要CA0、xA 相同，则所需反应时间是相等的。
间歇反应器放大时，只要保证大、小反应器的混合及温度条件相同，即可方便地应用小试结果来设计、放大反应器。
= －－ R A A A C k C k dt
dC
r 21-=-=()?
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A C C C C t k k 021ln Ae
Ae A C C C K k k -==021
A A A A A C k k C k C k dt
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210
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S S C k dt
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A r dx C t 00
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-=A A C C A
A r dC t 0)1(0A A A A x kC kC r -==222)1(0A A A x kC kC r A -==)1(1)1(00220000A A A x A
A A A x A A A x C x k x kC dx C r dx C t A A -=-==?
?
26.
间歇反应釜设计步骤（恒温、恒容）
1.由反应器操作特点，写出物料衡算式；
2.由物料衡算式和化学动力学方程式计算反应所需时间t 反；
3.由辅助生产时间t 辅和t 反，计算生产周期 t 生= t 反+ t 辅
4.由及每小时处理的物料量ν0，求出反应器的有效体积VR= ν0× t 生
5.由反应器装料系数φ求出反应器实际体积 V = VR / φ 27. 对于返混为0的反应器，停留时间等于反应时间
对于返混不为0的反应器，停留时间不等于反应时间
对于间歇反应器和平推流反应器，反应时间和停留时间相同
对于全混流反应器，由于可能有短路，死区和循环流，物料在器内停留时间不同，具有停留时间的分布，此时常用平均停留时间来表征。 28.
平推流反应器（等温）反应时间推导过程
物料衡算式为：
28.
平推流反应器与间歇反应器的比较
设计基本方程式形式完全相同，且图解形式也相同。由此表明二种反应器在达到相同转化率时，所需的反应时间是相等的。在设计、放大平推流反应器时可以利用间歇反应的动力学数据来进行计算。在间歇反应器中物料是均匀混合属非稳态过程，而平推流反应器中物料没有返混，属稳态过程。平推流反应器是连续操作，不需要辅助时间，平推流反应器的生产能力大于间歇反应器。
29.
全混流反应器又称全混釜或连续流动充分搅拌槽式反应器，简称CSTR 。特性①物料在反应器内充分返混；②反应器内各处物料参数均一，而且不随时间而改变；③反应器的出口组成与器内物料组成相同；④连续、稳定流动，是一定态过程。
通常带有强烈搅拌的釜式反应器可以看作理想混合反应器 dV r dF F F A A A A ?++=)(()[]A
A A A A dx F x F d dF 001-=-=dV
r dx F A A A =0()
A A A x F F -=10 ()
?
-=A
A A A0r d x r x c t 积分：
??
=Af
x A
A V
A r dx F dV
00
0?=Af x A
A A r dx F V 0
0因为：
00A A C F ?=
ν?=Af x A
A
A r dx C v V 0000
v V
=
τ?==
Af x A
A
A r dx C v V 000τA
A A A A A R r x C r C C v V
000=
-==τ
30.多级理想混合反应器的计算
31. 多级理想混合反应器图解法的计算过程
32.
反应器热稳定性：指反应过程的放热或除热速率发生变化时，过程的温度等因素将产生一系列的波动，当外扰消除后，过程能恢复到原来的操作状态，则反应器具有热稳定性。 33.
反应器热稳定性的扰动包括： a) 进料流量、组成、温度的波动b) 反应温度、出口温度的波动 c) 冷却剂温度、流量的波动 34.
反应器具有热稳定性的条件：
（1）稳态条件：
（2）稳定条件：
35.
反应物料温度T 与冷介质Tw 间的最大温差 意义在于: (1)反应器内的温度与冷却剂的温度差必须小于RT 2/E ， 这是热稳定性的又一条件； (2)反应的活化能越大，容许的冷却推动力越小，在总传热系数K 不变的 情况下所需的传热面积就越大
36.
造成返混的主要原因是：
(l)由于物料与流向相反的运动所造成。如理想混合反应器中由于搅拌作用所引起的物料的倒流、错流、平推流反应器中的分子扩散、涡流扩散等；
(2)由于不均匀的速度分布所引起。如粘性流体在管式反应器中作层流流动时产生的不均匀的速度分布所造成的返混；
(3)由于反应器结构所引起的死角、短路、沟流、旁路等。 37.
停留时间分布函数F(t)
在定常态下的连续流动系统中，流过反应器的物料中停留时间小于某一时刻t 的流体粒子的分率，称为停留时间分布函数,也称为寿命分布函数，用F(t)表示记 38.
停留时间分布的密度函数E(t)
定义：在定常态下的连续流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器的流体，在反应器出口流体的质点中在器内停留了t 与t+dt 之间的流体的质点所占的分率应为E(t)dt 。
E(t)应具有归一性，即
39.停留时间分布函数F(t)与停留时间分布密度函数E(t)的关系
()?=t
dt
t E t F 0
)(dt
t dF t E )()(=
1
)()(0
==?∞dt t E t F 当 ∞
=t 1
)(=t F 则
T
C Q Q =dT dQ dT dQ T
C >
E
RT T T T W 2
<
-=?()∞=N N
t F t
?
∞==0
)()
()(dt t vC t vC N n t E ()1
d 0
=?
∞t t E
40. 停留时间分布的测定方法：两种。
41. 停留时间分布的两种测定方法所测定的是哪种停留时间分布？
42.
停留时间分布的数字特征：数学期望＝平均停留时间，方差:描述停留时间分布的离散程度
43. 方差表示的意义： 越小越接近平推流，当为平推流时，其值为0 越大越接近理想混合流当为理想混合流时,其值为τ2
44.
无因次方差表示：
45.
在建立流动模型时通常采用下述四个步骤： （1.）通过冷态模型实验测定装置的停留时间分布；
（2）.根据所得的有关E(t)或F(t)的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布测定的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数； （3）.结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果； （4）.通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。
46.
由此可见，当完全没有返混时， 当返混达到极大程度时， 当返混介于二者之间时，即非理想流动时， 介于0和1之间。
用来判断反应器内的流型，并判断其偏离理想流动的程度。
47. 非理想流动模型用来描述介于两种理想状况之间的流型，并通过对流型的描述，预计在非理想流动状态下的反应结果。
48. 多级理想混合模型可用来描述偏离平推流不太大的非理想流动反应器，如多釜串联反应器，分层的塔式反应器等。此模型只需一个参数来表示返混大小，故为单参数模型。
当N=1时，多级混合釜模型的停留时间分布函数与CSTR 相同。 当N=∞时，多级混合釜模型的停留时间分布函数与PFR 相同。
在l 49. 多级混合槽模型的应用多个CSTR 串联操作时，当釜数由1增加到无限多个，其停留时间分布规律将按CSTR~非理想流动反应器～PFR 的停留时间分布规律变化。 可将多级混合槽模型计算出的出口转化率视为与它有相同停留时间分布规律的非理想 ? ? ?∞∞∞ ==000 )()()(dt t tE dt t E dt t tE τ? ? ∞ ∞ -=0 022)()()(dt t E dt t E t t τσ20 220)()()(ττ-=-=? ?∞ ∞dt t E t dt t E t 2t σ2t σ2 22 τσσt =02=σ12 =σ102<<σ为平推流 为非理想流动 为理想混合流 0 2 θ=σ1 2 θ=σ2θσ 流动反应器的出口转化率，这种模型与原题之间的相互联系称等效关系 多级串联CSTR 与非理想流动反应器在停留时间分布规律等效时所需釜的数量 48. 容积效率η与反应级数和转化率的关系 （1）零级反应时，反应速率只是温度的函数，而与浓度无关；因此η＝1，两种反应器的体积相同，反应器形式对反应速率没有影响。 （2）其他正级数反应的容积效率均小于1。 当转化率很小时，两种反应器的体积相差很小，即低转化率时流动形态对反应器的容积效率影响小； 随转化率的提高，容积效率越来越小，因此要求高转化率的反应不宜采用理想混合反应器。 （3）当转化率一定时，反应级数越高，容积效率越低，因此反应级数高的反应宜采用平推流反应器。 49. 连锁聚合反应特点：聚合反应可分为若干个基元反应，如链引发反应、链增长反应， 链终止反应和链转移反应等。 50. 聚合动力学目标参数数均聚合度、重均聚合度、数均分子量、重均分子量的表示方式。 51. 聚合度分布函数：数基分布、重基分布、瞬时数基分布、瞬时重基分布。 瞬 52. 时聚合度： 瞬时数均聚合度 53. 瞬时聚合度与平均聚合度的关系 2 2 21t N στσθ==[][]][]) []([02 2P M M P P j P j j j j n -= =∑∑∞ =∞=[][][]]) []([022222M M P j P j P j P j j j j j j W -==∑∑∑∞ =∞=∞=0M M P n n =0 M P M W W =∑ =] [] [)(j j n P P j F ∑=][][)(j j W P j P j j F M n P P P n r p r r r j f j j j ?==∑)(n n M P P P W p j jf r jr jr jr j f j j j ) ()(===∑P M j Pj j Pj n r r r jr p ==∑∑∞=∞ =2 2 n p dx p x p dx M M M p dx M M M P d M d dt r dt r P x n x n x n P M M t P t M n ???????=-=-=-==00 00000][0][][00 1][][][][][][][][0 54. 数基聚合度分布因数Fn(j) 与瞬时数基聚合度分布函数fn(j) 关系推导 55. 机械搅拌目的：混合、搅动、悬浮、分散等功能 56. 搅拌反应器的作用： (1)推动液体流动，混匀物料。 (2)产生剪切力，分散物料，并使之悬浮。 (3)增加流体的湍动，以提高传热速率。 (4)加速物料的分散和合并，增大物质的传递速率。 (5)在高粘体系，可以更新表面，促使低分子物(如水，单体、溶剂等)蒸出。 57. 循环流动：流体以大尺寸(凝集流体、气泡、液滴)在大范围(整个釜内空间) 中的流动状况。包括：径向流动、 轴向流动、 切线流动 剪切流动：流体以小尺寸(小气泡、液滴分散成更小的微滴)在小范围 (气泡、液滴大小的空间)中的湍动状况。 58.搅拌雷诺数的计算公式： 59. 搅拌反应釜中挡板和导流筒的作用：a 。涡流和旋转流变为垂直流动，切向流动变为轴向动、流径向流动；增大被搅拌液体的湍动程度、改善搅拌效果。 b 。可提高釜内流体的搅拌程度；加强桨叶对流体的直接剪切作用；造成一定的循环流型，使釜内所有物料均可通过导流筒内的强烈混合区，提高混合效率；）限定了循环路径，减少了短路机会 60.按桨叶构形分搅拌桨可分为：桨式、涡轮式（透平）、推进式（螺旋桨）、螺杆（螺轴）、螺带。 61. 搅拌器选用应满足的要求：1)保证物料的混合，2)消耗最少的功率，3)所需费用最低， 4)操作方便，易于制造和维修。 62. 搅拌器的选用的原则：1）均相液体的混合：主要控制因素：容积循环速率混合时间无要求：任何搅拌器混合时间短：推进或涡轮 ，湍流加挡板。 2）非均相液体的混合（分散操作）：主要控制因素为容积循环速率和液滴大小（分散度）；合适的选择是涡轮桨叶有较大的剪切作用和容积循环速率 3）固体悬浮：主要控制因素：容积循环速率和湍流强度，根据固体性质和含固量选用。 M n Pj n M Pj P Pj Pj Pj n r p r p r r r r r r j f = = = = ∑)(()[][][][] P P P P j F j j j n == ∑] [][)(P d P d r r j f j P Pj n = = ] [)(][] [0 P d j f P P n j ?=()[][] ()[] () [] P P d j f P P j F P j n ?= =0 0[][]nj n P x M P =[][]m p dx M P d 0= ()()dx p j f x P j F x n n n n ? =0 4）气体吸收和液相反应 主要控制因素：局部剪切作用，容积循环速率和高转速。 选用类型：圆盘式涡轮 5）高黏度体系 主要控制因素：容积循环速率和低转速。 随着粘度的增大可依次选用下列搅拌器：透平、锚式、框式、螺杆、螺带、特殊型高粘度搅拌器。 63. 高黏度体系搅拌反应釜如何设置搅拌方式和操作流程。 有的聚合体系随反应进行，体系的粘度不断地增大，此时低粘度适用的搅拌器不能适应聚合后期的高粘度操作，为了改善这一状况，可以采用： 1)变速搅拌装置，以适应不同阶段的搅拌要求， 2)多釜串联，每釜按不同粘度设置合适的搅拌器及操作条件。 64. 搅拌功率包括：搅拌器所消耗的能量（搅拌器轴功率 ）；搅拌轴封所消耗的能量；机械传动所消耗的能量。 65 计算搅拌功率的目的：1）衡量搅拌强度的主要物理量；2）搅拌器机械设计的基本数据；3）选择电机的依据 66. 功率相关的变量：搅拌器的转数N ；液体密度ρ；液体黏度μ；重力加速度g 。 67. 搅拌功率计算的基础：功率准数、雷诺准数及弗鲁德准数。 ； 68. 非牛顿流体的搅拌功率计算方法：利用表观粘度法μa 代替牛顿流体的粘度μ，计算雷诺数；可用牛顿流体的关联式、线图查取系数，计算搅拌功率。 69. 分散的定义：较大的液滴分散成两个以上的液滴叫分散。 推动力：作用于液滴的剪切应力。 阻力：界面张力，液滴内的粘性力。 70. 合并的分类：布朗运动引起的合并；层流速度差引起的合并；湍流引起的合并； 71. 悬浮聚合粒径和粒径分布影响因素：分散剂性质、分散剂用量、搅拌强度。 72. 档扳对粒径的影响: 无档扳时粒径分布变宽;有档扳时分布变窄. 有档板时表面的釜内逸出能分布均匀. 73. 提高传热速率方法：提高传热系数、增加传热面积、降低水温 74. 搅拌反应釜影响传热速率的因素：釜内流体与热载体的温差、传热面积、传热系数。 75. 影响传热系数的因素：物料的性质；搅拌的条件；夹套内水流的情况和水温；釜壁材质和粘釜物；水垢的沉积。 76. 搅拌反应釜传热装置夹套、内冷件、回流冷凝器、体外循环冷却器。 固体粒子大，固液密度差大，固/液小于30% 开式涡轮 固体粒子小，固液密度差小，固/液60-90% 平桨 固液密度差小，固/液小于50% 推进式 77. 反应釜夹套传热的方式有几种？空心夹套、扰流喷咀夹套、螺旋导流板夹套、半管夹套、内部夹套。 78. 反应釜传热内冷件种类：蛇管、内冷挡板、D型内冷管、发卡型内冷管、内冷管束 79. 强制对流传热的无因次准数关联式： 绪论． 1、化学反应工程是一门研究（）的科学。（化学反应的工程问题） 2.（）和（）一起，构成了化学反应工程的核心。〔三传；反应动力学〕 3.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称( )。（数学模型） 4.化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为：（）和（）。 5.化学反应和反应器的分类方法很多，按操作方法分为（）操作、（）操作和（）操作。 6.化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为（）、（）和（）。 选择1. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指。 A 化学反应 B 反应工程 C 反应热力学 D 反应动力学, 2. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。A 能量传递B质量传连C 热量传递D 动量传递 3. （）按反应器的型式来分类，高径比大于30的为 A.管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器 三、判断 1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。（） 2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布，最终影响反应结果。（） 四、简答 1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？ 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器 1.均相反应是指（ ）。 2.如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分A 的选取原则是（ ）。 3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为( ) ，否则称为( ) . 4. 化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数P K 则 C K ＝( )P K . 5. 活化能的大小直接反映了( )对温度的敏感程度. 6.化学反应动力学方程有多种形式。对于均相反应，方程多数可以写成（ ）或（ ）。 7.对于反应器的开发根据（ ）来选择合适的反应器，结合（ ）和（ ）两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。 8.物料在反应器的混合，依据停留时间分为（ ）（ ）。 9.按返混情况的不同，理想流动反应器可分为（ ）、（ ）、（ ）。 10.在设计和分析反应器时，经常涉及（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四个量。其中定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值为（ ）。 二、选择 1.其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值的量为（ ） A 反应时间t r B 停留时间t C 空间时间τD 空间速度S V 2. 下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间（ ） 第一章绪论 1. 说明聚合反应工程基础研究内容 ①以工业规模的聚合过程为对象,以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础; ②将一般定性规律上升为数学模型,从而解决一般技术问题到复杂反应器设计,放大等提供定量分析方法和手段; ③为聚合过程的开发,优化工艺条件等提供数学分析手段.简而言之:聚合反应工程研究内容为:进行聚合反应器最佳设计;进行聚合反应操作的最佳设计和控制. 第二章化学反应工程基础 1.间歇反应器、连续反应器 间歇反应器：物料一次放入，当反应达到规定转化率后即取出反应物，其浓度随时间不断变化，适用于小规模，多品种，质量不均。 连续反应器：连续加料，连续引出反应物，反应器内任一点的组成不随时间而改变，生产能力高，易实现自动化，适用于大规模生产。 2. 平推流、平推流反应器及其特点： 当物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动，此时在流体的流动方向上不存在返混，这种流动形态就是平推流。 具有此种流动型态的反应器叫平推流反应器。 特点：①在稳态操作时，在反应器的各个截面上，物料浓度不随时间而变化， ②反应器内物料的浓度沿着流动方向而改变，故反应速率随时间位置而改变，及反应速率的变化只限于反应器的轴向。 3. 理想混合流、理想混合流反应器及其特点： 反应器中强烈的搅拌作用使刚进入反应器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达到充分混合，使各点浓度相等，且不随时间变化，出口流体组成与器内相等这种流动形态称之为理想混合流。 与理想混合流相适应的反应器称为理想混合流反应器。 特点：①反应器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体组成②物料质点在反应器内停留时间有长有短③反应器内物质参数不随时间变化。 5. 容积效率：指同一反应在相同的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反应器与理想混合反应器所需的总体积比 7.返混：指反应器中不同年龄的流体微元间的混合 8、宏观流体、微观流体 宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体； 微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体； 9.宏观流动、微观流动 宏观流体指流体以大尺寸在大范围内的湍动状态，又称循环流动； 微观流体指流体以小尺寸在小范围内的湍动状态 11.微观混合、宏观混合P70 微元尺度上的均匀化称为宏观混合； 分子尺度上的均匀化称为微观混合。 1.按物料的相态、结构形式、操作方式和流体流动及混合形式分类，反应器可分为那几类？ 按物料相态来分：均相反应器、非均相反应器； 按结构形式来分：管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器等； 按操作方式来分：间歇反应器、连续反应器、半连续反应器 按流体流动及混合形式来分：平推流反应器（或称活塞流、柱塞流、理想置换反应器）、理想混合流反应器（或称完全混合反应器）、非理想流动反应器 第一章人机工程学概论(习题) 1、简述人机工程学的定义 国际人机工程学会（International Ergonomics Association，IEA）：研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的学科。（2000.8） 人机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、产品、环境和系统，使之满足人们的需要、能力和限度。 一般定义：人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科。 人机工程学：按照人的特性设计和改善 人—机—环境系统的科学。 2、举出我们日常生活中与人机工程学相关的例子 人机信息界面设计、工作台椅设计、各种工具的设计 3、说出人机工程学科常见的名称 美国：Human Engineering; Human Factors Engineering人类工程学或人类因素工程学欧洲：Ergonomics 人类工程学或工效学。已被国际标准化组织正式采纳，本义：劳动的规律。工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）我国：人机工程学、人类工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。 4、简要地说明现代人机工程学研究的内容和方法？ 研究内容： 1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体有关的问题。 2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。 3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。 4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。 5）人机工程学发展动向的研究 研究方法： 1. 观察法可借助摄影或录象 2. 实测法借助仪器进行实际测量 3. 实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测。 4. 模拟和模型试验法 5. 计算机数值仿真法 人体工程学期末考试 一、填空题（每空2分，共16分）： 1、人体工程学是一门关于“ ____ ”的学科，又叫_______________ 或___________________ , 是二次大战后发展起来的一门新学科。国际人类工效学协会简称_____ 。 2、人体工程学的宗旨是以达到 _____ , _______ , ______ 为目的。 3、人体尺寸存在种族差异，世代差异， _________ , ____________ ，地域差异，职业差 异，等等。 二、选择填空（在正确答案前打勾，每小题4分，共16分） 1、从室内设计的角度来说，人体工程学的主要功用在于通过对人体的—和—的正确认识，使室内环境因素适应人类生活活动的需要，进而达到提高室内环境质量的目标。 a、人体尺寸 b、生理心理 c、空间结构 2、地面材料分为三种。 a 、生物材料自然材料人造材料b、石材木材瓷砖 c 、现代材料仿古材料传统材料d、高档中档低档 3、常用百分位取和。 a 、50 % 100%b、1 %99 % c、 5 %95 % 4、确定居室内大衣柜深度的尺寸是依据人体的。 a、臀部宽度 b、两肘宽度 c、肩部宽度 三、简答题（每题5分，共20 分）： 1、人体工程学在室内设计中的作用主要体现在哪几个方面？ 2、人体工程学定义中的三大要素是什么？其中最重要的是哪一个要素？ 3、人体尺寸分为哪两种？它们各自的定义是什么？ 4、百分位的定义是什么？ 四、设计题（48 分） 运用人体工程学的原理，设计布置一间6米X3米的饭店包厢的平面图，要求： 合理设置门、窗的位置及尺寸，设有就餐区域（八人或十人一桌）、休息（或卡拉0K）区域，合理布置并标注家具及过道的尺寸。 1、设计的合理性：10分 2、设计的创意性：20分 3、尺寸的合理性：20分 4、制图的规范性：10分 人体工程学试题 反应工程期末考试试题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物 的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合 和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程； 3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应， 包括气相均相反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型 式；○2结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热 量衡算方程式。 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2 、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =__C_。 A. A A P P n n n n --0 0 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应 A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下 降，则最适合的反应器为____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3m 。 第二章化学反应工程基础 1.说明聚合反应工程的研究内容及其重要性。 研究内容：①以工业规模的聚合过程为对象，以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础； ②将一般定性规律上升为数学模型，从而解决一般技术问题到复杂反应器设计，放大等提供定量分析方法和手段；③为聚合过程的开发，优化工艺条件等提供数学分析手段。 简而言之：聚合反应工程研究内容为：进行聚合反应器最佳设计；进行聚合反应操作的最佳设计和控制。2.动力学方程建立时，数据收集方式和处理方式有哪些？收集方式：化学分析方法，物理化学分析方法处理方式：积分法，微分法。3.反应器基本要求有哪些 ①提供反应物料进行反应所需容积，保证设备一定生产能力；②具有足够传热面积；③保证参加反应的物料均匀混合4.基本物料衡算式，热量衡算式 ①物料衡算：反应物A流入速度-反应物A流出速度-反应物A反应消失速度-反应物A积累速度=0（简作：流入量-流出量-消失量-积累量=0） ②热量衡算：随物料流入热量-随物料流出热量-反应系统与外界交换热量+反应过程的热效应-积累热量=05.何谓容积效率？影响容积效率的因素有哪些 工业上，衡量单位反应器体积所能达到的生产能力称之为容积效率，它等于在同一反应，相同速度、产量、转化率条件下，平推流反应器与理论混合反应器所需总体积比：η=Vp/Vm=τp/τm。影响因素：反应器类型，反应级数，生产过程中转化率有关6.何为平推流和理想混合流？ ①反应物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一微元体积中流体均以同样速度向前移动，此种流动形态称平推流；②由于反应器强烈搅拌作用，使刚进入反应器物料微元与器内原有物料元瞬时达到充分混合，使各点浓度相等且不随时间变化，出口流体组成与器内相等此流动形态称理想混合流。7.实现反应器的热稳定操作需满足哪些条件？ ①Qr=Qc，Qr体系放出热量；②dQc/dT>dQr/dT，Qc除热量；③△T=T-Tw 一、填空题 (本大题共5小题，每空2分，共20分) 请在每小题的空格上填上正确答案。错填、不填均无分。 1、人机工程学研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、家庭生 活中和休假时怎样同意考虑_______、_________、安全和舒适等问题。 2、人体工程学是一门研究“________”的学科，是二次大战后发展起 来的一门新学科。国际人类工效学协会简称_________ 。 3、人体尺寸存在种族差异，世代差异，____________、________、地域差异、职业差异，等等。 4、人眼对不同色彩的视野不同，红、白、蓝、绿、黑五种色彩的视野大小的先后顺序为_____________。 5、人的感觉通道种类不同，感受刺激的反应速度也不相同，最快的感觉通道是____，最慢的是________。 6、工作座椅必须具备________、________、_______、支架等主要构件。 7、在设计工作椅座面深度尺寸时，应以人体的_____尺寸的______百分位为计算依据。在设计其扶手高度时，要以人体的____尺寸的____百分位为计算依据。 8、作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、____。 9、按时间特性分，将记忆可区别为____、_____、_______。 10、注意分________和_________。 12.现代人机工程学力求使_____、_________功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。 13.人机工程学的常用研究方法有_____、_ _、____和模拟与模型试验法。（观察法、实测法） 14.人体工程学研究的主要内容有________、____、工作场所和信息传递，以及环境控制和安全保护等。 15.通常来讲，从人体工程学的角度出发，设计应坚持以____为核心的思想。 16.最佳的设计功能尺寸是人体尺寸百分位数、_______与_____之和。 17.错觉是对外界事物不正确的知觉，是知觉_____的颠倒 1、人体工程学的知识体系涉及科学、科学和科学 2、根据刺激物的作用时间，感觉对比可分为对比和对比 3、神经系统根据其功能可分为和两部分，支配躯体运动的神经又称，传递感觉器官信息的神经又称。 二、选择题(单选题，共5小题，每空2分，共10分) 1、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第（）百分位的值作为适用的人体尺寸； A、50 B、80 C、90 D、55 2、下列（）不属于显示器的设计原则。 A、可见度高对观察距离、观察角度、显示符号的大小，给以最佳的处理。 B、明显度高使之醒目、消除背景干扰、提高区别能力。 C、忽略少部分视力缺陷者（如视弱、色弱者）。 D、阐明力强在所处环境中显示的意义明确，推断准确可靠，掌握容 易。 3、下列（）不属于控制器的编码形式。 A、形状编码和大小编码 B、位置编码和色彩编码 化环09030904反应工程复习大纲 一. 填空题 1.化学反应速率可以表为前提是▁▁▁▁。（反应体积恒定 考点：反应速率的定义，恒容） 2.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（间歇操作、连续操作、半间歇操作）（理解连续与间歇） 3. 对于反应，则_______。（）（考点：反应物和产物的速率之比等于其化学计量系数之比） 4化学反应速率式为，用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数，则=_______。（）（以浓度表示的速率常数与分压速率常数的换算关系） 5在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，该步骤的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。（拟平衡态） （考点：理解拟平衡态、速率控制步骤的定义，用于推导非基元反应动力学） 6如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应_______。(提高温度)（考点：主反应活化能大于副反应活化能，升温提高选择性，反之则反，还应注意主反应级数高于副反应级数时应采用高浓度操作，对应应该采用什么样的加料方式或什么类型的反应器？） 7一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应 ______。（降低）（考点：提高连串反应选择性的途径，还包括间歇反应釜中的最佳反应时间和连续反应器的体积（OR空时OR停留时间）问题） 8气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。物理吸附的吸附热要_______化学吸附热，物理吸附是_______分子层吸附，而化学吸附是_______分子层吸附（范德华力、化学键力、小于、多、单）（考点：比较物理和化学吸附的区别，包括结合力）吸附层数，吸附热等区别） 9气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体饱和吸附量与吸附压力（或吸附物质在相中浓度）的关系式称为_______。（吸附等温方程）（吸附等温式的定义，注意是饱和吸附量） 10.在轴扩散模型中，彼克莱准数_______，（）Pe很大时，即扩散系数相对非常小，反应器中物料的流动形态接近______。（平推流或活塞 第八章 1 聚合反应器 ?从操作方式来看它能进行间歇、半连续、单釜和多釜连续操作，以满足不同聚合过程的要求。?反应釜一般带搅拌装置，且形式多样。 1.1 釜式聚合反应器（聚合釜） （1）釜体（2）搅拌装置基本结构4 （3）密封装置（4）传动装置 ?封头 （1）釜体端部法兰式结构：开式结构、釜盖重包括：上下封头、直立圆筒、接管、法兰、支座等 5量较轻，适用压力较低、容积较小的反应釜选用。 闭式、留人孔式结构： 闭式结构、无法兰、结构简单、造价较低，适用容积大的反应釜。 6 几种搅拌设备筒体的高径比H 1/D 1 种类罐内物料类型高径比一般搅拌罐液-固相、液－液相 1～1.3?筒体 7气－液相1～2聚合釜悬浮液、乳化液 2.08～ 3.85发酵罐类 发酵液 1.7～ 2.5 高径比较大？ 991010 反应釜材质：不锈钢、搪瓷 11 管道颜色标识 原料：灰色空气：蓝色氮气：黑色1313水：绿色热介质进出管：红色 产物放料管：灰色 1414 1515 传感器：测量反应物 的温度、压力或其它参数。 16 17 视镜 18 支座：小型用悬挂式支座，大型用裙式支座或支承式支座。 19 20 如何有效的排除聚合反应热，保持反应温度？ ①夹套冷却 夹套传热：饱和水蒸汽、热水、冷水、冷冻盐水、热导油等。 22 ?蒸汽加热和液体加热的方向？ ①夹套冷却 夹套传热：饱和水蒸汽、热水、冷水、冷冻盐水、热导油等。 压力MPa 温度 ℃压力 MPa 温度 ℃0010102002001335230.010102.00.200133.50.050111.00.300143.50.100120.00.400151.50.150 127.0 0.520 160.0 夹套附加内冷管冷却——大型聚合釜或要求低温操作 24 人体工程学 、填空题（本大题共10 小题，每小题2分，共20 分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.人体工程学是研究_不_人-机-环境__系统中“人__、_机__、环境___”三大要素之间的关系。 2.第20百分位表示有80__%的人的尺寸等于或小于该尺寸；第95 百分位表示有5___%的人体尺寸高于此尺寸。 3.座位高度的确定应以第__5___百分位的人__膝腘（腿弯）高度 尺寸为依据。 4.__腿部宽度臀部宽度___是确定座椅内侧尺寸的关键人体尺寸。 5?—般办公室门拉手的高度为_100_cm, —般家庭用_80-90___cm比较合适。 6.人在工作室，经常使用的操作器具，如写字板、键盘等配置在 通常__作业区域内，从属的作业工具配置在___最大__作业区域内。 7.肢体的活动范围由___作业域__和___作业空间__两部分构成。 8.桌台类家具台面下方到支撑面有一块空间用于人坐姿时腿部和足部的摆 放，称做__容腿空间__ 9.在桌椅靠背的设计中，往往考虑能够提供“两个支撑”，即要设计__腰部 和___肩部___的位置 10.在火灾发生的情况下，人们往往有__归巢 从众___和_趋光_行为，这些行为是造成人员伤亡的主要原因。 11.人体工程学是一门新兴的边缘学科，它起源于__欧洲__，形成于__美国 12.人体工程学范围内人体形态测量数据主要有两类,即 功能尺寸__的测量数据 构造尺寸___和 13. 人体构造上的尺寸指的是__静态尺寸___,人体功能上的尺寸指的是__动态尺寸___1 4 .___坐姿眼高__尺寸可用于确定在剧院、礼堂、会议室等处人的视线,用于布置__广告和其他展品___的高度。 15. 要想达到优良视觉效果,照明必须满足以下条件__照度适宜、均匀、稳 定、无眩光_ 16. 噪音的个人防护用具有__耳塞、耳罩、护耳头盔 17.两肘之间宽度,可用于确定__会议桌、餐桌、柜台、牌桌、周围座椅 的位置 18. 人的亮眼可感受到的光波只占整个光谱的一小部分,其波长为 780um__ 380 19听觉的适宜刺激是声音,声音的生源是振动的物体,人的听觉范围为 20-2000HZ___20 若. 男性的身高的第5 百分位数为 158.3cm,则有_95___%男性身高大于 158.3cm 21 .若女性身高的第95 百分位数为 165.9cm,则有5_%女性身高大于等于 165.9cm 22. 人体尺寸存在种族差异,世代差异,年龄差异异,职业差异等。,_性别差异__,地域差 23.人所接受的信息中___视觉___信息所占比例最 大, 听觉__信息次之 24.人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级,最常用的是第5第50__第__95__三种百分位数 一、填空题 1.影响人机系统的因素有人、环境、机。 2.研究人机系统中人的各种特性是人机工程学的主要研究范围和内容之一，而人机系统中人的特性是指 人的生理特性和心理特性。 3.最早建立的人机学学术团体是英国人机工程学会，成立于1950年。美国是提供人机学 研究成果、数据资料最多的国家。 4.若男性身高的第5百分位数为158.3cm,则有95%男性身高大于158.3cm。 5.若女性身高的第95百分位数为165.9cm,则有95%女性身高小于等于165.9cm。 6.人体尺寸测量时，被测者的立姿应使两足大致呈__45 °__夹角，体重均匀分布于两足。 7.人体尺寸测量时，被测者的坐姿膝应使左、右大腿大致平行，膝弯曲大致成直角，足平放在地面 上，手轻放在大腿上。 8.人体测量基准面的定位是由 3 个互为垂直的轴来决定的。 9.测量基准面中，通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。 10.测量基准面中，通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。 11.通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平行。 12.___动态人体尺寸____是在人体从事某种活动的情况下，对运动着的人体进行测量。（课本P46） 13.人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，其中第5百分位数是代表_ 小__身材，是指有 __95%_的人群身材尺寸大于此值。（课本P30） 14.考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋、帽留下适应的余量，也要考虑人有高、矮、胖、瘦之分，因 此，应用人体尺寸数据时要引进__尺寸修正量__。（课本P39） 15.在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外 侧。 16.在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。 17.人的行为习性有：__抄近路习性_、__识途性___、_左侧通行习性__、_左转弯习性_______、__从 众习性__、___ 聚集习性______和人的距离保持。 18.基本测量姿势有直立姿态和正直姿态。（课本P27） 19.心理学研究的方法分为两大类，分别是实验法和非实验法。（课本P257） 20.个人的空间距离分为四个等级，分别是亲密距离、个人距离、社交距离和公 共距离。（课本P252） 21.心理现象总体可以分为两个形成过程：认识过程和情感、意志过程。（课本P250） 22.办公用椅比较复杂，需要合适人体的两种姿势直立坐姿和放松坐姿。 二、选择题 1.下列（3 ）不符合人机功能合理分配的原则。 ①快速的、持久的、可靠性高的由机器来做 ②研究、创造、决策由人来做 ③单调的、高阶运算的、操作复杂的由人来做 ④笨重的、快速的、持久的由机器来做 2.人机工程学的发展大致经历了这样的一个过程，即__C__ A.以人类为中心—以机械为中心—人机系统环境协调－以系统为中心 B.以机械为中心一以系统为中心一以人类为中心－人机系统环境协调 C.以机械为中心一以人类为中心一以系统为中心一人机系统环境协调 D.以人类为中心一以系统为中心一人机系统环境协调－以机械为中心 3. 人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第（①）%、第95%三种 化学反应工程考试题库（分三个部分） （一）（综合章节）复习题 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递 和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高 的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法 和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为 积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模 型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反 应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而 在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 聚合反应工程基础复习提纲 第一章绪论 1.说明聚合反应工程的研究内容及其重要性。 第二章化学反应工程基础 概念 间歇反应器、连续反应器 平推流和理想混合流 平推流反应器、理想混合流反应器及其特点 膨胀率 容积效率 停留吋间分布密度函数、停留吋间分布函数、平均停留吋间 返混 宏观流体、微观流体 微观流动、宏观流动 混合时间 微观混合；宏观混合 问题 1.按物料的相态、结构形式、操作方式和流体流动及混合形式分类，反应器可分为那几类？ 2.形成返混的主要原因有哪些？ 3.理想反应器设计的基本原理是什么？ 4.反应器的流动模型冇哪些？各有何特点？ 5.平推流及理想混合反应器的停留时间分布有何特点？ 6.返混对简单反应、复杂反应和连串反应各冇何影响？ 7.描述连续式反应器的重要性质有哪些？ 8.微观混合和宏观混合对理想混合反应器各有何影响？ 9.影响容积效率的因素有哪些？ 10停留时间的测定方法有哪些，各适用于什么具体情况？ 11停留吋间分布和返混之间有什么关系？研究流动模型有何意义？ 12动力学方程建立时，数据收集方式和处理方式有哪些？ 第三章 1.在双分子热引发和双基终止时，间歇式和连续全混式反应釜对产物的转化率、累积平均聚合度有何影响？ 2.在连锁聚合中，采用间歇操作和连续操作对其转化率和平均聚合度和分子量分布冇何影响？ 3.要制取高分了量的缩聚物时，在理论上和操作方式上可采取哪些措施？ 4.间歇操作的和连续全混反应釜对缩聚反应的分子量分布冇何影响？ 5.返混和混合对聚合度分布的影响。 6.粘度对聚合物反应的影响。 第四章 1.流体分类，何为牛顿流体，非牛顿流体？非牛顿流体又冇哪些类型？ 2.高分子流体为什么多属于假塑性流体？ 3.为什么触变性流休和震凝性流体有特殊的流变行为？ 4.一般对丁涂料类流体希望其具有何种流动特性，为什么？ 5.影响高分了流体流变行为的主要因素有哪些？如何对这些影响进行理论分析 6.非牛顿流体的流动行为指数对流体在圆管中的流动行为和聚合反应结果有何影响 7.对非牛顿流休在圆管中层流流动规律进行研究有何重要意义？ 第五章 1.搅拌器一般具冇哪些功能？ 2.搅拌釜内的流体的流动分为哪两个层次 一、 填空题（本大题共5小题，每空2分，共20分） 请在每小题的空格上填上正确答案。错填、不填均无分。 1、 人机工程学研究人和机器及环境的相互作用， 研究在工作中、家庭生 活中和休假时怎样同意考虑_工作效率 、 _人的健康__ 、安全和 舒适等问题。 2、 人体工程学是一门研究 “ _人与机械和环境 _____ ”的学科，是二 次大战后发展起来的一门新学科。国际人类工效学协会简称 IEA _______ 。 3、人体尺寸存在种族差异，世代差异， 年龄差异 、—性别差 异 ______ 、地域差异、职业差异，等等。 — 4、人眼对不同色彩的视野不同，红、白、蓝、绿、黑五种色彩的视野大小 的先后顺序为 白蓝红绿黑 ___________ 。 5、人的感觉通道种类不同，感受刺激的反应速度也不相同，最快的感觉通 道是—听觉/触觉__，最慢的是 ________________ 觉___。 6工作座椅必须具备 座面_ 、 腰靠一、 扶手—、支架等 主要构件。 7 、在设计工作椅座面深度尺寸时，应以人体的 臀部至腿弯的长度 — 尺寸的 第五 —■百分位为计算依据。在设计其扶手高度时，要以人体的 肘 部平放高度―尺寸的— 第五十 百分位为计算依据。 8、 作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、 「混合 米光 ______ 。 9、 按时间特性分，将记忆可区别为 瞬时记忆 、 短时记忆___、 _________ 长时记忆_。 10、 注意分 无意注意 _____ 和 有意注意 ______ 。 12. 现代人机工程学力求使______________ 实验心理学 _、 生理学 功能解剖学 等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。 13. 人机工程学的常用研究方法有 _研究法—、_观测法、实验法—和模拟与 模型试验法。（观察法、实测法） 14. 人体工程学研究的主要内容有 人体特性 _______ 、人机系统 _、工作场所 2、 根据刺激物的作用时间，感觉对比可分为 同时 对比和 继时 对 比 3、 神经系统根据其功能可分为 _______ 中枢神经系统 ______ 和 周围神经系统 两部分，支配躯体运动的神经又称 中枢神经，传递感觉器官信息的神经又 称 周围神经 。 二、 选择题 （ 单选题，共 5 小题，每空 2 分，共 10分） 1、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触 及危险部和信息传递，以及环境控制和安全保护等。 15. 通常来讲，从人体工程学的角度出发，设计应坚持以_人. 16. 最佳的设计功能尺寸是人体尺寸百分位数、 正量之和。 17. 错觉是对外界事物不正确的知觉，是知觉 1、人体工程学的知识体系涉及 人体 科学 为核心的思想。 功能修正量 ______ 与 心理修 恒常性 的颠倒 科学、 技术 科学和 环境 绪论． 1、化学 反应 工程 是 一门 研究（ 题） 2.（ ）和（ ）一 起，构成了化学反应工程的核心。〔 三传；反 应动力学〕 3. 不论是 设计 、放大或控制，都需 要对 研究对 象作 出定 量的描述，也就 要 用数 学式 来表 达个 参数间 的关 系， 简称（ ）。（数 学模 型） 4. 化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为： （ ）和（ ）。 5. 化学反应和反应器的分类方法很多， 按 操 作 方 法 分 为 （ ） 操 作 、（ ） 操 作 和（ ） 操作。 6. 化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为（ ）、（ ） 和（ ）。 选择 1. （ ） “三 传一 反” 是化 学反 应工程 的基础， 其中 所谓的 一反 是 指。 A 化 学反 应 B 反应 工程 C 反应 热力 学 D 反应 动力 学 , 2. （） “三传一反”是化 学反应工程的基础，下列 不属于三传的是。A 能量传递B 质量传 连C 热量传递D 动量传 递 3. （ ）按反应器的型式来分类，高径比大于 30 的为 A. 管式反应器 B 槽式反应器 C 塔式反应器 D 釜式反应器 三、判断 1. 物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律， 即化学反应速率与温度浓度之间 的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。 （ ） 2. 流体流动、传质、 传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在 时间、空间上的分布，最终影响反应结果。 （ ） 四、简答 1. 利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？ 第一章 均相单一反应 动力学和理想反应器 1. 均相反应是指（ ）。 2. 如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分 （ ）。 3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为 （ 为 （ ） . 4. 化学反应速率式为 rA KCCACB ，如用浓度表示的速率常数为 的速率常数心则 K —（ ） K p . 5. 活化 能的 大小 直接反 映了（ ） 对温度 的敏 感程 度. 6. 化学反应动力学方程有多种形式。 对于均相反应，方程多数可以写成 （ ） 或（ ）。 7. 对于反应器的开发根据（ ）来选择合适的反应器，结合 （ ）和（ ）两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。 8. 物料在反应器的混合，依据停留时间分为（ ）（ ）。 ）的 科学。（ 化学 反应 的工 程问 A 的选取原则是 ） ，否则称 K C ，用压力表示 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。 聚合物反应工程基础知识总结 第一章（填空、选择、简答） 1.聚合物反应和聚合物生产的特点： ①反应机理多样，动力学关系复杂，重现性差，微量杂质影响大。 ②除了要考虑转化率外，还要考虑聚合度及其分布，共聚物组成及其分布和序列分布，聚合物结构和性能等。 ③要考虑反应时候的聚合物流动、混合、传热、传质等问题。 ④要考虑反应器放大的问题。 2.本课程研究内容： 1)聚合物反应器的最佳设计。 2)进行聚合反应操作的最佳设计和控制。 第二章（所有题型） 化学反应器：完成化学反应的专门容器或设备。 1、反应器分类： 1)按物料相态分类（这个老师重点上没说） 2)按结构型式分类 3)按操作方式分类 间歇反应器：在反应之前将原料一次性加入反应器中，直到反应达到规定的转化率，即得反应物，通常带有搅拌器的釜式反应器。优点是：操作弹性大，主要用于小批量生产。 连续操作反应器：反应物连续加入反应器产物连续引出反应器，属于稳态过程，可以采用釜式、管式和塔式反应器。优点是：适宜于大规模的工业生产，生产能力较强，产品质量稳定易于实现自动化操作。 半连续操作反应器：预先将部分反应物在反应前一次加入反应器，其余的反应物在反应过程中连续或断连续加入，或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出，属于非稳态过程。优点是：反应不太快，温度易于控制，有利于提高可逆反应的转化率。 （PS：造成三种反应器中流体流动型态不同是由于物料在不同反应器中的返混程度不一样。返混：是指反应器内不同年龄的流体微元之间的混合，返混代表时间上的逆向混合。） 2、连续反应器中物料流动型态 平推流反应器： ⑴各物料微元通过反应器的停留时间相同。 ⑵物料在反应器中沿流动方向逐段向前移动，无返混。 ⑶物料组成和温度等参数沿管程递变，但是每一个截面上物料组成和温度等参数在时间进程中不变。 ⑷连续稳态操作，结构为管式结构。 理想混合流反应器： ⑴各物料微元在反应器的停留时间不相同。 ⑵物料充分混合，返混最严重。 ⑶反应器中各点物料组成和温度相同，不随时间变化。反应工程题库
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