化工基础知识-基本概念2
催化人 31.流体：液体和气体物质，无一定形状能自由流动，这类物质统称为流体。
32.什么叫热的传递？
热的传递是由于系统内两部分之间的温度不同而引起的，热量总是自动地从温度较高的物体传给温度较低的物体的过程。
33.传热有哪几种方式？
传热的方式有：热传导、对流、辐射。
34.什么叫热传导？
物体中温度较高的分子振动较剧烈，当与相邻的分子相碰撞时，将能量传给相邻的分子，反映在相邻部分温度升高，这样按顺序地将热量从高温向低温传递的方式，称为热传导，简称导热。
35.什么是对流传热？
对流传热：在流体中由于流体质点的移动，将热能由一处传到另一处的传热叫对流传热，在对流传热中，亦伴随着流体质点间的热传导。但其主要原因是由于流体质点位置的变化。在化工生产中常遇到的对流传热，是将热能由流体传到固体壁面，或者是由固体壁面传入周围流体的过程。
- 什么叫做辐射传热？
辐射传热过程是物体以电磁波的形式向四周散发辐射能，辐射能遇到另一物体时，被部分或全部吸收，被吸收的辐射能量重新变成热量，这一过程称为辐射传热，简称热辐射。
37.什么叫换热？
冷热两流体间的传热称为换热。换热中所用的设备统称为热交换器或换热器。
38.工业上的换热方式有哪几种？
（1）混合式：冷热两股流体直接接触，在混合过程中进行传热。
（2）蓄热式：冷热两股流体交替着通过装有固体填充物的蓄热器，热流体通过时将蓄热器内的填充物加热，使其贮存热量；当冷流体通过时，填充物有把贮存的热量传给冷流体，从而实现热、冷两股流体的热量传递。
（3）间壁式：冷热两股流体被固体壁面隔开，互不混合，完成间壁换热的设备称为间壁式换热器。
- 传热基本方程是什么？
Q=KA△tm
Q 单位时间内的传热量，即传热速率。单位W
A 传热面积单位m2
△tm冷热流体温度差的平均值，当两端温度差△t1/△t2<2时，可取进出口温度差的算术平均值，即
- tm=（△t1+△t2）/2
当△t1/△t2≥2时，则取进出口的对数平均值，即
△tm=（△t1-△t2）/（ln△t1/△t2）
K：比例系数，叫做传热系数，表示冷热流体之间温度差为1℃时，在单位时间内通过单位传热面积所传递的热量。
单位是：W/m2·K或W/（m2·℃）。
由Q=KA△tm可以看出传热系数的意义：当冷热流体的平均温差为1K，传热面积为1 m2时，单位时间内热流体传给冷流体的热量。显然，传热系数越大，单位时间内传递的热量越多，或在传热任务一定时，传热系数K越大，所需传热面积A越小，从而降低设备费用。
40.提高传热效率的途径有哪些？
（1）增大传热面积A。增大传热面积可以提高传热效率，但还意味着金属材料的用量增加，设备投资费用增加，因此应从设备结构改造上着手，设法增加单位体积内的传热面积。
（2）增大传热温度差。
冷热两种流体的进、出口温度一般由生产工艺所规定，不能随意变动，当两种流体的进、出口温度一定时，采用逆流操作可以得到较大的平均温度差，用水蒸气作加热剂时，可增大蒸气压力以提高流体的温度，用水作制冷剂时，降低水温或增加水的流量，也可以增大传热温度差。
（3）提高传热系数K.
- 什么叫吸附剂？
用吸附法除去物质中的杂质，作为吸附用的多孔性固体叫作吸附剂。
- 对于吸附剂的要求有哪些？
（1）吸附剂必须是多孔性物质，因为吸附剂只是在固体表面上进行，孔隙越多，表面积越大，吸附能力就越强。
（2）吸附剂必须是选择性吸附，即吸附要具有选择性。不能吸附混合物中全部组分，只吸附需要从混合物中清除的物质，否则达不到净化的目的。
（3）吸附容量要大，就是每公斤吸附剂所吸附的物质量要大。吸附容量小，吸附剂的用量就要大。
（4）要具有一定的强度，耐磨耐压，不易破碎。
（5）容易解析再生。
（6）价格便宜。
能满足上述几个条件比较好的吸附剂就是常用的硅胶、铝胶很分子筛，也有用氢氧化铝的。
- 什么叫分子筛？有哪几种？它有哪些特性？
分子是使人工合成的晶体硅铝酸盐，也有天然的，俗称泡沸石。分子筛的种类繁多，目前常用的主要有A型、X型和Y型三大类型，而每一类型按其阳离子的不同，其孔径和性质也有所不同，又有多种类型，如3A、4A、5A、10X、13X等型号。外形有条状和球状，粒度为Ф2-6mm。
分子筛的主要特性有：
（1）吸附力极强，选择性吸附性能也很好。
（2）干燥度极高，对高温，告诉气流都有良好的干燥能力。水蒸汽含量越低，即相对温度越小，吸附能力越显著。但相对湿度较大时，吸附容量却比硅胶小。
（3）稳定性好，在200℃以下仍能保持吸附容量，分子筛的使用寿命也比较长。
（4）分子筛对水分的吸收能力特强，其次是乙炔和CO2。
- 什么叫萃取？
利用混合液中的各组分在溶剂中溶解度不同，从而达到分离混合物的目的的操作，称为萃取。
- 萃取操作分为哪几种？
按照溶剂所处理的混合物状态，可将萃取操作分为液-液萃取和固-液萃取。液-液萃取处理的物料是液体混合物，固-液萃取处理的物料是固体混合物。
- 溶液萃取分离的基本原理是什么？
液-液萃取操作的基本方法是选择一种适当的溶剂（称为萃取剂）加到要处理的液体混合物中，液体混合中各组分在萃取剂中具有不同的溶解度，使混合液中要分离的组分（称为溶质）能溶解到萃取剂中，其余组分不溶或微溶，从而使混合液得到分离。
萃取和蒸馏都是分离液体混合物的方法，但萃取过程要复杂的多，操作费用也大。因此，能应用蒸馏分离时一般就不要采用萃取操作，只有当混合液中各组分的沸点相差不大，或者混合液时恒沸物，而且一般蒸馏方法很难分离或不可能分离时可采用萃取分离方法。
