冶金反应工程学复习题
大学_钢铁冶金学试题及答案

钢铁冶金学试题及答案钢铁冶金学试题及答案(一)一、名词解释题(每题3分,共18分)1、高炉有效容积利用系数2、 SFCA3、煤气CO利用率4、高炉的管道行程5、高炉的碱负荷6、 COREX炼铁工艺二、判断题 ( 每题 1、5分,共 30 分 ) (对:,错:。
)1、磁铁矿的理论含铁量为70%,黑色条痕,疏松结构,较易还原。
2、焦炭的主要质量要求是:含碳量高,反应性高,反应后强度高。
3、高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱,可磨性指数大,燃烧性高。
4、高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。
5、为确保烧结矿固结强度,一般要求烧结最高温度为1350~1380℃。
6、烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。
7、厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。
8、酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO与SiO2形成的低熔点化合物粘结。
9、原燃料中的P2O5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。
10、耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。
11、阻止高炉内K、Na循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。
12、高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO又有CO2,但前者含量更高。
13、增大高炉鼓风动能的措施之一,是扩大高炉风口直径。
14、提高风口理论燃烧温度,有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。
15、抑制“液泛现象”,有利于改善高炉下部的透气性、透液性。
16、矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置,但不影响其厚度。
17、加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。
18、与加湿鼓风不同,脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。
19、富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量,而且可以增加高炉产量。
20、炉衬寿命的问题,是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。
三、简答题(每题8分,共24分)1、简述烧结矿固结机理,何种粘结相(液相)有利于改善烧结矿质量?2、提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何,并说明其原因。
2023年全国冶金工程师考试真题

2023年全国冶金工程师考试真题第一部分:选择题(共60分)1. 在冶金工程中,下列哪个过程是产生精炼金属的基础步骤?a) 熔炼b) 原矿破碎c) 高温处理d) 化学分析2. 哪种材料常用于金属铸造中的模具制作?a) 石膏b) 金属c) 陶瓷d) 塑料3. 在冶金学中,什么是可塑性?a) 材料的延展性和弯曲性b) 材料的导热性c) 材料的导电性d) 材料的硬度4. 铁的氧化形成的产物是什么?a) 锌矿石b) 铝矿石c) 铁矿石d) 铜矿石5. 以下哪个过程用于将金属从氧化物中还原出来?a) 冶炼b) 铸造c) 热处理d) 焊接第二部分:填空题(共20分)1. 可塑性是材料的一种重要性能指标,它由___________和____________共同决定。
2. 在冶炼过程中,铁矿石通常需要先经过破碎、磁选和________________的步骤。
3. 铝是一种重要的金属,它的常见氧化物是_____________。
4. 在冶金工程中,精炼金属的关键步骤之一是进行______________处理。
5. 为了提高合金材料的耐腐蚀性能,常常采用_______________的方法。
第三部分:简答题(共20分)1. 请简要说明冶金工程的定义,并列举出冶金工程的几个主要领域。
2. 请解释金属的晶格结构对材料的性能有何影响。
3. 冶金工程中的热处理是什么,它的目的是什么?4. 请简述两种常见的金属钎焊方法,并列出它们的适用范围和特点。
5. 什么是材料的韧性?如何衡量材料的韧性?第四部分:论述题(共100分)请根据你所学的冶金工程知识,从以下两个角度来论述冶金工程对现代工业发展的重要性:1. 冶金工程在提供金属材料基础上的重要作用。
2. 冶金工程在推动新材料研发和应用方面的贡献。
(论述题字数较多,不在此展示)总结:通过完成这道2023年全国冶金工程师考试真题,我们可以对自己对冶金工程的掌握程度有更清晰的了解。
这些选择题、填空题、简答题和论述题涵盖了冶金工程的不同方面,对于我们进行知识点的巩固和理解都有很好的帮助。
冶金理论考试题及答案大全

冶金理论考试题及答案大全冶金学是研究金属矿物的提取、精炼、加工以及金属材料的性能和应用的学科。
随着工业的发展,冶金学在材料科学领域扮演着越来越重要的角色。
以下是一份冶金理论考试题及答案的汇总,旨在帮助学生和专业人士更好地理解和掌握冶金学的基本概念和原理。
一、单项选择题1. 冶金学的主要研究内容包括以下哪项?A. 金属矿物的开采B. 金属的提取和精炼C. 金属材料的性能研究D. 所有以上选项答案:D2. 下列哪种方法是炼铁的主要方法?A. 直接还原法B. 熔炼法C. 高炉炼铁法D. 电解法答案:C3. 金属的晶体结构通常为哪种类型?A. 立方晶系B. 六方晶系C. 正交晶系D. 三斜晶系答案:A4. 在冶金过程中,下列哪种元素通常被添加以去除杂质?A. 硅B. 铝C. 钙D. 钠答案:B5. 钢铁中的碳含量增加会导致什么性质的变化?A. 硬度增加,韧性降低B. 韧性增加,硬度降低C. 耐腐蚀性增加D. 导电性增加答案:A二、判断题1. 所有的金属都具有良好的导电性和导热性。
(错)2. 高炉炼铁过程中,焦炭的主要作用是提供热量。
(错)3. 金属的冷加工可以提高其强度和硬度。
(对)4. 铝比铁更容易发生腐蚀。
(错)5. 钢铁材料中的合金元素可以提高其耐腐蚀性。
(对)三、简答题1. 简述冶金过程中的还原反应。
答:在冶金过程中,还原反应是指将金属氧化物中的金属离子还原为金属原子的过程。
这通常通过添加还原剂,如碳(以焦炭的形式)或氢气,来实现。
还原剂与金属氧化物反应,生成金属和氧化物(如二氧化碳或水)。
2. 描述一下高炉炼铁的基本原理。
答:高炉炼铁是一种传统的炼铁方法,其基本原理是利用焦炭作为还原剂和热源,在高炉中高温还原铁矿石。
铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例分层加入高炉,焦炭燃烧产生的热量使铁矿石中的铁氧化物还原为液态铁,同时石灰石帮助去除杂质,最终得到生铁。
3. 什么是金属的热处理,它对金属材料的性能有何影响?答:金属的热处理是一种通过控制加热和冷却过程来改变金属材料内部结构,从而改善其性能的方法。
冶金反应工程学复习题

冶金反应工程学复习题一、填空题1、冶金生产中的( )、( )、( )、加热、相变、变形、再结晶过等程,都在( )中进行,其热力学、动力学规律都符合( )的理论研究成果。
2、冶金反应工程学是( )的研究工业装置(反应器)中的( )、( )、( ),明确其对冶金反应过程的影响及其规律的科学。
是运用解析手段分析所提出的数学模型;为改进( )性能、提高( )、提高( )提供保证的“中观”的技术科学。
3、冶金反应工程学是以( )为研究对象,以( )为目的,在明确冶金( )和各类( )的基础上,研究伴随各种传递过程规律,并把二者密切结合起来形成自己独特的学科体系。
4、微观动力学研究的主要内容是研究机理和预测速度,反应速度的预测是通过测定反应的1)( )、2)( )、3)求反应活化能E 、4)给出反应速度表达式来实现的。
5、冶金宏观动力学目的为:1)弄清化学反应本身的规律(热力学、动力学);2)弄清试验体系内物质的( )规律;3)用( )平衡关系联立求解(1)、(2)之间的相互联系。
6、在实际反应中,反应速度受到压力、温度、物质的浓度、催化剂、( )、( )等因素影响,当温度、压力一定时,反应速度决定于( )和催化剂的素影响。
7、在实际冶金过程的均相反应中,通常使用的反应器有( )、( )、( )和( )等四种基本型式。
8、停留时间分布可用应答技术中的( )和( )测定;前者测定的是停留时间( ),后者测定的是停留时间( )。
9、物料混合分为( )和( )的混合,后者是微元体之间均匀混合为一体,并达到( )的均匀;其形成原因为湍动、湍旋的分割加( )。
10、冶金反应过程中的数学模型有( )、( )和( )模型三种。
11、用( )可直接检测出停留时间分布( );用( )可直接检测出停留时间( )。
12、一级反应的混合早晚对反应结果( )影响;二级反应的混合早晚对反应结果( )影响。
13、冶金过程中气体/流体之间的传质模型主要用( )理论、( )论、( )论和( )等理论来描述。
冶金反应工程学复习题doc

冶金反应工程学复习题一、填空题1、冶金生产中地()、()、()、加热、相变、变形、再结晶过等程,都在()中进行,其热力学、动力学规律都符合()地理论研究成果.2、冶金反应工程学是()地研究工业装置(反应器)中地()、()、(),明确其对冶金反应过程地影响及其规律地科学.是运用解析手段分析所提出地数学模型;为改进()性能、提高()、提高()提供保证地“中观”地技术科学.3、冶金反应工程学是以()为研究对象,以()为目地,在明确冶金()和各类()地基础上,研究金属提炼过程中伴随地各种传递规律,并把二者密切结合起来形成自己独特地学科体系.4、微观动力学研究地主要内容是研究机理和预测速度.反应速度地预测是通过测定反应地1)()、2)()、3)求反应活化能E、4)给出反应速度表达式来实现地.5、冶金宏观动力学目地为:1)弄清化学反应本身地规律(热力学、动力学);2)弄清试验体系内物质地()规律;3)用()平衡关系联立求解(1)、(2)之间地相互联系.6、在实际反应中,反应速度受到压力、温度、物质地浓度、催化剂、()、()等因素影响,当温度、压力一定时,反应速度决定于()和催化剂地素影响.7、在实际冶金过程地均相反应中,通常使用地反应器有()、()、()和()等四种基本型式.8、停留时间分布可用应答技术中地()和()测定;前者测定地是停留时间(),后者测定地是停留时间().9、物料混合分为()和()地混合,后者是微元体之间均匀混合为一体,并达到()地均匀;其形成原因为湍动、湍旋地分割加().10、冶金反应过程中地数学模型有()、()和()模型三种.11、用()可直接检测出停留时间分布();用()可直接检测出停留时间().12、一级反应地混合早晚对反应结果()影响;二级反应地混合早晚对反应结果()影响.13、冶金过程中流体/流体之间地传质模型主要用()理论、()论、()论和()等理论来描述.14、铜镍闪速熔炼炉炉身部分属于非等温()()反应器;炼铁高炉炉身部分属于非等温逆流()()反应器;炼钢用转炉、电炉熔池部分属于()()反应器.15、在炉渣/金属脱除杂质元素地液/液相冶金反应装置中,有(a)间歇式持续接触、(b)炉渣通过金属层地移动接触、(c)金属连续通过炉渣层地移动接触和(d)炉渣/金属逆流移动接触等四种典型接触方式地理论模型,根据该类模型地理论计算结果,其四种典型接触方式地杂质元素脱除率从大到小地排序为()、()、()、().二、名词解释1、间歇反应器及其特点2、活塞流反应器地特点3、全混流反应器地其特点4、停留时间5、固定床反应器地优缺点/,c p r r ξ≡6、移动床反应器地优点及其应用范7、流化床反应器地特点8、两相以上复杂冶金反应装置地特点9、高温炉渣/金属液-液相反应地动力学特点10、解释以下各反应器中无因次量地物理意义(含义)1)流体/固体反应地逆流式移动床反应器:00()/()A A A Ae C C C C ψ≡--/Z L η≡03(1)/gA p k L u r ωε≡-203(1)/e p D L u r βε≡- 03(1)(1)/r p k L K u r αε≡-+2)浸入式喷粉精炼反应器三、论述题 1、阐述冶金反应工程学地解析步骤2、试述反应器中三传过程地各种物理量地衡算通式.3、试描述求解反应器地最佳性能指标和操作条件时必须考虑地内容.4、试写出化学反应速度式地确定地步骤.5、简述流体—固体反应地特点.6、试描述反应器类型地选择原则(从理想反应器特性与化学反应机理上考虑).7、试叙述活塞流反应器地空时与停留时间之间地关系.8、试论述把冶金过程变为数学模型地必备知识和步骤.9、试论述精炼过程中炉渣/金属之间地化学反应动力学特点.10、试描述流化床反应器地形成过程.11、试描述钢液循环流量模型地建模条件及其示意图.四、计算题1.定量描述流体—固体之间未反应收缩核模型地传质和化学反应过程数学模型.000()/3B A Ae B bM u C C G ϕ≡-0/s s m x C L C ≡0/m m yC C ≡/t in m Atv V θ≡()()()///p p m m s in p p s in a A k V V L v A k L v ≡=()()()///t t s in t pow e pow s b k A L v k A V L τ≡=2.对流体在多孔固体中扩散时、在以下3种情况计算多孔介质中地扩散系数.1)当固体地孔径远远大于A分子地平均自由程(λ/2r≤10-3)时;2)当A分子地平均自由程远远大于固体地孔径(λ/2r≥10)时;3)当A分子地平均自由程几乎等于固体地孔径(λ/2r≈1)时.3.表述活塞流反应器中均相反应时、反应率随时间地变化地数学模型.4.表述活塞流反应器中恒容体系反应时、反应率随时间地变化地数学模型.5.表述全混流反应器在恒容反应条件下、物料浓度随时间地变化地数学模型.6.一种方铁矿(FeO)球体,直径为2cm,用H2流在400℃时还原.如果H2流地线速度为50cm/sec,试计算其传质系数.假设条件为,该气体以氢气为主,μ637k=1.53×10-4g/cm·sec,氢气与水蒸气地二元扩散系数为3.46 cm2/sec,ρH2 637k=3.6×10-5g/cm3.7.球形石墨颗r p=1mm,在900℃、10%O2地静止气氛中燃烧,总压力为101.325Kpa,反应是C+O2=CO2地一级不可逆化学反应,计算完全反应时间,并判断反应控制环节.并重复计算当r p=0.1mm时地情况.已知条件:ρ石墨=3.26g/cm3,k=20cm/sec,D=20cm2/sec, Ke=4.31X10178.用间歇反应器进行等温定容反应,其反应动力学方程为r A=kC A2[kmol/L·min],C A0=0.005Kmol/L., K=1.97L/kmol·min1)求转化率为0.6,0.8,0.9时所需地反应时间.2)当转化率为0.8时,日处理量为20.4kmol,每批操作地非生产时间为1.5hr,计算反应器地体积(设反应器装料系数为0.8).9.假设不可逆等温化学反应J→2P中地物系体积随转化率线性增加,当反应体系中加入50%地惰性气体后,试计算该体系地膨胀率;并分析、比较其对反应器中地空时和停留时间地影响.10.描述渣/金持续接触脱除杂质元素地数学模型,并分析热力学因数和动力学因素对杂质元素未反应率地影响.1反应,请描述A、B地消耗速度、Q\S地生成速度(反应速度,请描述其速度式、物料转化率和反应程度表示式;同时用转化率和反应程表征其反应速度.六、举例说明冶金反应工程在冶金过程中地应用.(根据各自熟悉地冶金过程进行解析、写出数学模型)。
冶金原理终极版复习题

第一章1.冶金原理研究的主要内容一冶金过程热力学:应用化学热力学研究冶金反应进行的可能性。
二冶金过程动力学:运用宏观化化学原理研究冶金反应进行的机理,揭示控制步骤三冶金溶液:包括冶金熔体和水溶液,是冶金反应进行的介质。
2热力学第一,二定律盖斯定律热力学第一定律的数学表述:△V=Q+w dv=sQ+sWQ表热能,w表体系状态变化所坐的功,d表微分,s表微小变化,变量sQ与sW 取决于经过路程,而dv仅取决于始末态(可表述为:能量不会被创造也不会消失)盖斯定律:化学反应热效应只决定于反应的始末状态与过程途径无关。
热力学第二定律:当不同温度的能源相接触时,热会自动且不可逆地传向低温能源,直至两者处于同一温度为止。
3化学反应等温式及应用及平衡计算常熟化学反应等温式:△G=△G°+RTlnJ△G°=-RTlnk k即为反应的平衡常数,因△G°是物质温度的函数,所以k也是温度的函数应用:一是对反应方向的判断,如反映在某条件下可否进行,多个反应存在的体系中那个反应能优先进行,二是有关反应限度的计算,如给定反应温度和部分反应物浓度时,求另一反应物的平衡浓度,在给定反应物浓度时的反应温度等。
4溶液(拉乌尔,亨利定律)理想溶液指分子和原子间不发生相互作用的溶液拉乌尔定律:在一定温度下。
稀溶液中溶剂A的蒸汽压Pa等于纯溶剂的蒸汽压PA°乘以溶剂的摩尔分数 PA=PA°*A亨利定律:在一定温度下,气体在液体中的溶解度与该气体的平衡分压成正比,即PB=KbCb5法拉第定律:Q=n*z*f(n为物质摩尔数,z为反应式中的电子计量数,F为法拉第常数,为96500c.mol-1)第二章能斯特方程:三元相图8个规则1等含量规则2等比例规则3背向规则4直线规则5杠杆规则6重心原理7交叉位规则8共轭位规则二简单三元共晶形象图液相区液相面界线元变点平衡相数 1 2 3 4自由度 3 2 1 0第三章多相反应的三个环节:1反应物扩散到反应界面上2在反应界面上进行化学反应3反应产物离开反应界面向相内扩散。
冶金原理试卷与答案

精品文档《冶金原理》试题一 解释下列名词①氧势:体系中氧气的相对化学位,RT ln P O 2 。
②选择性氧化:对于金属熔体,用控制温度及体系压力的方法,控制熔体中元素的氧化,达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的,称为选择性氧化。
二 简答题 (共 30 分)① ( 6 分 ) 炉渣的熔点是如何定义的?炉渣的半球点温度是如何定义的?二者是否一致?为什么?炉渣熔点定义:加热时固态完全转变为均匀液相的温度,也就是炉渣相图的液相线或液相面的温度。
半球点温度:渣柱试样在加热过程中高度降低一半时所对应的温度,实际上此时炉渣未完全熔化,因此不等于理论上定义的炉渣熔点。
② ( 5 分 ) 在进行冶金中的相关反应计算时,对于金属熔体中的组元,一般采用哪种标准态?对于熔渣中的组元,一般采用哪种标准态?在进行冶金中的相关反应计算时,对于金属熔体中的组元,一般采用服从亨利定律,重量 1%浓度溶液为标准态;对于熔渣中的组元,一般采用纯物质为标准态。
③ ( 6 分 ) 写出化学反应速率常数与温度的关系式,说明其中每个符号的意义,讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。
化学反应速率常数与温度的关系式为:Ekz e RT式中: k — 化学反应速率常数; R — 理想气体常数; T -温度E —活化能; z — 频率因子。
在频率因子一定的条件下,活化能 E 越大,则 k 越小。
反之,活化能E 越小,则 k 越大。
因为:ln k Eln zRT 所以:d ln kEdTRT 2E 越大,d ln k值越大,当温度升高时, k 随温度升高而增大得多; E 越小,d ln k值越小,当温度升高dTdT时, k 随温度升高而增大得少。
④ ( 8 分 ) 对于 H 2 还原 FeO 的过程,采用一界面未反应核描述时,其速率的积分式为:0 rR r 0 232R31R 3c 0 c 平36 D eK111R 3当过程处k 1K于动力学范围时,写出相应的速率积分式,计算反应完全所需的时间;内扩散是限制环节时,写出相应的速率积分式,计算反应完全所需的时间。
精选级冶金工程冶金学试题精编及答案

2005年度冶金学考试题(A卷)一、概念题(任选5题,每题4分,总20分)1. 铝酸钠溶液分子比2. 铝电解质分子比4. 漂浮状态熔炼5. 焦比6. 拉速二、简述题(任选6题,每题9分,总54分)1、高炉区域可划分哪几个区并阐述各区的主要反应及特征。
2、在转炉吹炼过程终了时,为什么钢液中会有“余锰(残锰)”,余锰含量的高低受哪些因素的影响3、与模铸相比,钢的连铸体现哪些优越性1. 拜耳法生产氧化铝的基本原理。
2. 为什么用拜耳法工艺处理A/Si较高的铝土矿比较合理3. 氧化铝生产过程中,含硅矿物所造成的危害主要有哪些?密闭鼓风炉的床能率和冰铜品位低的主要原因是什么简述粗铜火法精炼中氧化过程的基本原理。
6. 稀土精矿分解概括有几种方法,各方法适用于分解那类矿物工业中应根据那些原则选择适宜的工艺流程三、综合题(任选2题,每题13分,总26分)1. 已知:铜冶金炉渣的Fe/SiO2比R =2.0,T = 1300℃,αCuO0.5=0.04,ω(S(sl))=1.1%,ω(Cu(mt))=38%。
求:ω(Cu(Sl))2. 混合稀土矿配分的氯化稀土原料,经以镨钕为界线分离后,反萃液中稀土浓度为1.4mol/L,其中各稀土元素的摩尔百分比为:Nd2O3 89.3%, Sm2O3 7.0%,Eu2O3 1.0%,Gd2O3+重稀土2.7%。
现用酸性磷型萃取剂提取Nd2O3,并要求其纯度PB1≥99.99%,收率YB≥99.5%。
已知βSm/Nd=βˊSm/Nd=8.0。
试计算分馏萃取的优化工艺参数。
2005年度冶金学考试题(A卷)标准答案一、概念题(任选5道题,每道题3分,总15分)1.指铝酸钠溶液中氧化钠与氧化铝的分子个数比(摩尔数比)。
2.指电解质体系中氟化钠与氟化铝的分子个数比(摩尔数比)。
3.指氧化铝生产过程中发生的氢氧化钠生成碳酸钠的反应。
4.铝电解的阳极反应主要是氧和碳的反应。
(3O2-+1.5C-6e=1.5CO2)5.高炉利用系数:一昼夜每立方米有效容积所生产的合格铁水量,单位t/(m3.d)。
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冶金反应工程学复习题
冶金反应工程学复习题
一、填空题
1 、冶金生产中的()、()、()、加热、相变、变形、再结晶过等程,都在
()中进行,其热力学、动力学规律都符合()的理论研究成果。
2 、冶金反应工程学是()的研究工业装置(反应器)中的()、()、(),明确其对冶金反应过程的影响及其规律的科学。
是运用解析手段分析所提出的数学模型;为改进()性能、提高()、提高()提供保证的“中观”的技术科学。
3 、冶金反应工程学是以()为研究对象,以()为目的,在明确冶金()和各类
()的基础上,研究伴随各种传递过程规律,并把二者密切结合起来形成自己独特的学科体系。
4 、微观动力学研究的主要内容是研究机理和预测速度,反应速度的预测是通过测定反应的
1 )()、2)()、3)求反应活化能E 、4 )给出反应速度表达式来实现的。
5 、冶金宏观动力学目的为:1)弄清化学反应本身的规律(热力学、动力学); 2 )
弄清试验体系内物质的()规律;3)用()平衡关系联立求解(1)、(2)之间的相互联系。
6 、在实际反应中,反应速度受到压力、温度、物质的浓度、催化剂、()、()等因素影响,当温度、压力一定时,反应速度决定于()和催化剂的素影响。
7 、在实际冶金过程的均相反应中,通常使用的反应器有()、()、()和()等四种基本型式。
8 、停留时间分布可用应答技术中的()和()测定;前者测定的是停留时间(),后者测定的是停留时间()。
9 、物料混合分为()和()的混合,后者是微元体之间均匀混合为一体,并达到)的均匀;
其形成原因为湍动、湍旋的分割加()。
10、冶金反应过程中的数学模型有()、()和()模型三种。
、用()可直接检测出停留时间分布();用()可直接检测出停留时间()。
11
12、一级反应的混合早晚对反应结果()影响;二级反应的混合早晚对反应结果()
影
响。
13 、冶金过程中气体/ 流体之间的传质模型主要用( )理论、( )论、( )论和 )等理论来描述。
二、名词解释
1 、间歇反应器及其特点
2 、活塞流反应器的特点
3 、全混流反应器的其特点
4 、停留时间
5 、固定床反应器的优缺点
6 、移动床反应器的优点及其应用范
7 、两相以上复杂冶金反应装置的特点
8 、以下无因次数的物理意义(含义)
转化率、
0 三(C A -C A 0)/(C A 0- C Ae ) B 三ut /L =t /t h n 三Z /L
3 三 b e (C A 0 -C Ae )/(1- & ) pB
3 三3(1 - e ) k gA L /u 0r p
卩三3(1 - e ) D e L /u 0r p 2 ?三bM B u 0(C A 0 -C Ae ) /3G B 0 a三 3(1 - e ) k r L (1+K ) /u 0r p
E三r c /r p ,
三、论述题
1 、阐述冶金反应工程学的解析步骤
2 、试述反应器中三传过程的各种物理量的衡算通式。
3 、试描述求解反应器的最佳性能指标和操作条件时必须考虑的内容。
4 、试写出化学反应速度式的确定的步骤。
5 、简述流体—固体反应的特点。
6 、试描述反应器类型的选择原则(从反应器特性与化学反应机理上考虑)。
7 、试叙述活塞流反应器的空时与停留时间之间的关系。
8 、试论述把冶金过程变为数学模型的必备知识和步骤。
9 、试论述精炼过程中炉渣/ 金属之间的化学反应动力学特点。
10 、试描述流化床反应器的形成过程。
11 、试描述钢液循环流量模型的建模条件及其示意图。
12 、试论述基元反应在间歇反应器中的影响因素。
四、计算题
1. 定量描述流体—固体之间未反应收缩核模型的传质和化学反应过程。
2. 对流体在多孔固体中扩散时、在以下3 种情况计算多孔介质中的扩散系数。
1 )当固体的孔径远远大于A分子的平均自由程(入/2r < 10 -3 )时;
2 )当A分子的平均自由程远远大于固体的孔径(入/2r > 10)时;
3 )当A分子的平均自由程几乎等于固体的孔径(入/2r〜1)时。
3. 表述活塞流反应器中均相反应时、反应率随时间的变化的数学模型。
4. 表述活塞流反应器中恒容体系反应时、反应率随时间的变化的数学模型。
5. 表述全混流反应器在恒容反应条件下、物料浓度随时间的变化的数学模型。
6. 一种方铁矿(FeO )球体,直径为2cm,用H 2流在400C时还原。
如果H 2流
的线速度为50cm/sec,试计算其传质系数。
假设条件为,该气体以氢气为主,口637k
=1.53 X 10 - 4g/cm - sec,氢气与水蒸气的二元扩散系数为 3.46 cm2/sec, p H2
637k=3.6 X 10 -5g/cm3。
7. 球形石墨颗r p =1mm,在900C、10%O2的静止气氛中燃烧,总压力为
101.325Kpa,反应是C+O2=CO的一级不可逆化学反应,计算完全反应时间,并判断反应控制环节。
并重复计算当r p =0.1mm 时的情况。
已知条件:P 石墨=3.26g/cm3 , k=20cm/sec, D=20cm2/sec
8. 用间歇反应器进行等温定容反应,其反应动力学方程为r A =kCA 2[kmol/L - min],
C A0=0.005Kmol/L. , K=1.97L/kmol - min
1 )求转化率为0.6 ,0.8 ,0.9 时所需的反应时间
2 )当转化率为0.8 时,日处理量为20.4kmol, 每批操作的非生产时间为1.5hr, 计算反应器的体积(设反应器装料系数为0.8 )。
9. 假设不可逆等温化学反应J - 2P中的物系体积随转化率线性增加,当反应体系中
加入50%的惰性气体后,试计算该体系的膨胀率;并分析、比较其对反应器中的空时和停留时间的影响。
10 .通过数学模型描述、并分析渣/ 金持续接触、炉渣连续通过金属层的移动接触、金属连续通过炉渣成的移动接触和渣/ 金逆流移动接触等反应方式的反应效率
1 反应,请描述A 、B 的消耗速度、Q\S 的生成速度(反应速度请描述其速度式、物料转化率和反应程度表示式;同时用转化率和反应程表征其反应速度。
六、举例说明冶金反应工程在冶金过程中的应用。
(根据各自熟悉的冶金过程进行解析、写
出数学模型)。