橡胶工艺原理_复习思考题_ 答案

《橡胶工艺原理》复习思考题

0.1 名词解释

碳链橡胶、硬质橡胶、杂链橡胶、混炼胶、硫化胶、冷冻结晶、拉伸结晶、极性橡胶

杂链橡胶:碳－杂链橡胶: 主链由碳原子和其它原子组成

全杂链橡胶:主链中完全排除了碳原子的存在，又称为“无机橡胶”，硅橡胶的主链由硅、氧原子交替构成。混炼胶:所谓混炼胶是指将配合剂混合于块状、粒状和粉末状生胶中的未交联状态，且具有流动性的胶料

硫化胶 : 配合胶料在一定条件下(如加硫化剂、一定温度和压力、辐射线照射等)经硫化所得网状结构橡胶谓硫化胶，硫化胶是具有弹性而不再具有可塑性的橡胶，这种橡胶具有一系列宝贵使用性能。

硬质橡胶：玻璃化温度在室温以上、简直不能拉伸的橡胶称为硬质橡胶

0.2 一般来说，塑料、橡胶、纤维的分子结构各有什么特点?

0.3 影响橡胶材料性能的主要因素有哪些？

橡胶性能主要取决于它的结构，此外还受到添加剂的种类和用量、外界条件的影响。

(1) 化学组成：单体，具有何种官能团

(2) 分子量及分子量分布

(3) 大分子聚集状况：空间结构和结晶

(4) 添加剂的种类和用量

(5) 外部条件：力学条件、温度条件、介质

0.4简述橡胶分子的组成和分子链结构对橡胶的物理机械性能和加工性能的影响。

答:

各种生胶的MWD曲线的特征不同，如NR一般宽峰所对应的分子量值为30~40万，有较多的低分子部分。低分子部分可以起内润滑的作用，提供较好的流动性、可塑性及加工性，具体表现为混炼速率快、收缩率小、挤出膨胀率小。分子量高部分则有利于机械强度、耐磨、弹性等性能。

0.5 简述橡胶的分类方法。

答:按照来源用途分为天然胶和合成胶，合成胶又分为通用橡胶和特种橡胶；

按照化学结构分为碳链橡胶、杂链橡胶和元素有机橡胶；

按照交联方式分为传统热硫化橡胶和热塑性弹性体。

0.6 简述橡胶的分子量和分子量分布对其物理机械性能和加工性能的影响。

答: 分子量与橡胶的性能(如强度、加工性能、流变性等)密切相关。随着分子量上升，橡胶粘度逐步增大，流动性变小，在溶剂中的溶解度降低，力学性能逐步提高。

橡胶的大部分物理机械性能随着分子量而上升，但是分子量上升达到一定值(一般是600000)后，这种关系不复存在；分子量超过一定值后，由于分子链过长，纠缠明显，对加工性能不利，具体反映为门尼粘度增加，混炼加工困难，功率消耗增大等。

0.7 简述橡胶配方中各种配合体系的作用。

0.8 列出一般橡胶加工工艺过程。

0.9 列出几种橡胶制品的主要性能要求和用途。

1.1名词解释：耐油性、耐寒性、耐老化性、补强、耐磨性、耐候性、动态性能、减震阻尼性、疲劳生热、生胶、胶料、

标准胶、氧指数、二次硫化

耐油性：指包括油类和各种溶剂在内的狭义的耐油性，实质上是高聚物耐无机溶剂的溶胀能力。

耐寒性：质料抵御高温惹起的脆化、冲击强度降高等变化的能力。

耐老化性：质料及其制品耐老化作用的能力。

耐磨性；质料在肯定冲突条件下抵御磨损的能力，以磨损率的倒数来评定。

耐候性：质料如塑料、橡胶制品等，应用于室外担当气候的考验，如光照、风雨、细菌等造成的分析破损，其耐受能力叫耐候性。

氧指数：使试样持续蜡烛状燃烧时，在氮氧混合气体中必须的最低氧体积浓度，以所占体积百分数表示。氧指数越高，则聚合物越难燃

1.2 各种生胶的分类、制法及其结构与性能的关系。

1.3 为什么NR具有优异的加工性能？(P18)

1.4 为什么很多溶剂型橡胶胶粘剂用CR作为主体材料?

答:所配成的胶黏剂可试问冷固化,初粘力很大,强度建立迅速,粘结强度较高,综合性能优良

1.5 橡胶轮胎的胎面、胎侧、内胎一般选择什么橡胶作为主体材料? 为什么?

答:丁基橡胶,优良的化学稳定性、耐介质性、电绝缘性、耐电晕性、耐极性油和低温性能。通用胶中弹性最低和优

异的阻尼性、最好的气密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎

1.6 将你所了解的橡胶品种按碳链橡胶（不饱和非极性、不饱和极性、饱和非极性、饱和极性）、杂链橡胶分为五类，写出主要结构式，并指出各种橡胶的主要特性及主要用途（或列表说明）。(作业1)

1.7 比较NR、SBR和EPDM的耐热性；比较NBR、ECO和FPM的耐寒性；比较NBR、ACM和FPM的耐热性；比较IIR、BR 和SBR的疲劳生热性能。为什么? (作业2)

2.1 名词解释：硫化、交联密度、硫化历程、焦烧、焦烧时间、焦烧期、硫化三要素、理论正硫化时间、工艺正硫化时间、促进剂、活性剂、防焦剂、硫载体、无硫硫化、常硫体系、有效硫化体系、高温硫化体系、平衡硫化体系(P65)、硫化返原、喷霜、交联键类型(P72)、应力疏导特性、交联键互换重排反应(P73)、过氧化物的半衰期、过氧化物硫化的交联效率、金属氧化物硫化体系(P69) 交联效率越低，则过氧化物的用量越大

硫化（交联、架桥）：橡胶线型大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程

交联密度：单位体积硫化胶内的交联点数目，与单位体积有效链数目有关。

硫化历程:橡胶的硫化状态可分为诱导期（焦烧期）、交联反应（热硫化）、网络形成（平坦硫化）、过硫化四个阶段

焦烧：混炼胶在存放或加工过程中产生早期硫化的现象

焦烧时间：热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应中的诱导期

硫载体是指那些在硫化过程中析出活性硫，使橡胶交联的含硫化合物

硫化三要素：压力、温度和时间

理论正硫化时间:胶料从加入模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间(P48)

工艺正硫化时间: 胶料从加入模具中受热开始到转矩达到M90所需要的时间.M90=M L+(M H-M L)*90%

促进剂：能降低硫化温度，缩短硫化时间，减少硫磺用量，又能改善硫化胶性能的物质

活性剂：能够活化硫黄硫化体系、提高硫化胶的交联密度和硫化速率的物质

防焦剂:提高胶料操作安全性，增加胶料或胶浆的贮存寿命

喷霜:胶料中的液体和固体配合剂由内部迁移到表面的现象

硫化返原:胶料在140℃～150℃长时间硫化或高温（超过160℃）硫化条件下，硫化胶的物理机械性能逐渐下降的过程。其本质是硫化平坦期间形成的交联键产生断裂和重排及由此而引起的网络结构的变化；另外是橡胶分子链的裂解。

方法：使用有效或半有效硫化体系；加入抗硫化返原剂。

过氧化物的半衰期：表示在某一特定温度下，过氧化物分解到原来浓度一半时所需的时间，用T1/2表示

2.2 橡胶的硫化历程。(P47)

2.3 硫化体系的组成和各组分的作用。P62-66

答:硫黄（硫载体） /促进剂/ 活性剂（/防焦剂） /(抗返原剂)

促进剂：能下降硫化温度，听说物理。收缩硫化时间，削减硫黄用量，改善硫化胶职能的精神

活性剂：活化硫化体系，进步交联密度，进步硫化胶耐老化职能。Zno+mgo组成活化体系。

防焦剂：防焦烧，延迟焦烧时间。防焦剂种类：学习附着力。PVI (CTP)、水杨酸、NDPA

2.4 促进剂的分类、结构及其特性。(P52)

2.5 促进剂的并用类型和特性。(P57)

2.6 各种硫黄硫化体系的定义、特性、交联键结构、硫化胶性能及适用橡胶。

答:ev：有用硫化体系，高促低硫3-5：看着下降。0.3-0.5，90%单键和双键-耐热氧老化，但初始静态怠倦性差，用于高温静态制品如密封制品、高温火速硫化体系。

Sev：用量介于cv和ev之间，煽动剂》=1，硫化胶具有过量的多硫键和单双硫键，据精良的静态职能，中等的耐热氧老化职能。

高温硫化体系：在180～240℃温度下的硫化，硫化温度每降低10℃，硫化时间收缩约一半，适用于高温火速硫化胶种EPDM、IIR、NBR、SBR等，采用ev、sev体系。

ec：均衡硫化体系：把不饱和二烯类橡胶硫化返原下降到最低水平或撤消的硫化体系，si69四硫化物与硫、煽动剂等精神的量。硫化平展性好，交联密度稳定，看看水性附着力促进剂。具有精良的耐热老化性和耐怠倦性，适应大型、厚制品的硫化。

2.7 橡胶硫化的时温效应及应用。

答:硫化温度每降低10℃，硫化时间收缩约一半，硫化温度系数变化局限在1.8~2.5之间，所以降低温度可大大进步**效率

2.8 平衡硫化体系及其应用。

EC：S +煽动剂+Si69，NR的CV体系硫化返被告急，硫化胶物理机械性能逐渐下降。采用EC，可在较长硫化周期内，使交联密度根本恒定，硫化平展性较好。

硫化胶具有高强度、高抗撕性、耐热性、抗硫化返原、耐静态怠倦性和生热高等甜头，在长命命、耐静态怠倦制品和巨型轮胎、大型厚制品等方面有重要应用

2.9 过氧化物硫化的特点、应用及配合时应注意的问题。

交联键为C-C键，热、化学稳定性高，具优异抗热氧老化职能，无硫化返原局面，紧缩永久变形低；但静态职能差，有些有臭味。

过氧化物硫化PP、EPM等时，由于侧甲基生计，有或许β断裂。所以，到场助硫化剂，以收缩硫化时间，改善拉伸职能。应用：静态密封或高温静态密封制品

2.10 金属氧化物硫化的配合、特点和应用。

Znp：mgo=5：4，对cr常用。倘使但用zno，硫化速度快，易焦烧，单用mgo，则硫化速度慢，两者并用最佳，ZnO主要起硫化作用，保证硫化平展性，增强耐热性；MgO 进步防焦性，添补胶料储存安详性和可塑性。

2.11 交联键类型和交联密度对硫化胶性能的影响。

1、类型：多硫键有益于进步抗怠倦职能。原因：在肯定温度和几次变形的应力作用下，多硫键的断裂和重排作用和缓了应力。

C-C交联键的热氧老化稳定性最好。键能高的交联键耐热氧老化性好。

2、交联密度：交联密度与模量成反比例，由于链疏通受阻，爆发形变的力越来越大。

对拉伸强度影响雷同，但过度曾加对拉伸强度倒霉，由于拉伸强度还与分子链的取向、诱导结晶相关，过度交联会荆棘分子链的诱导结晶，反而下降。

2.12 举例说明如何选择硫化体系。

轮胎胎面胶：cv体系

NR 100 氧化锌 5 硬脂酸 2 防老剂4010NA 2.5

炭黑ISAF 6 芳烃油 9煽动剂NOBS 0.8 不溶性硫黄 3

分析：从耐热、消息态职能等分析分析

第三章

3.1 名词解释：补强P76、炭黑结合胶P88、炭黑凝胶P88、应力软化效应P92、填料的结构化效应、橡胶补强的大分子链滑动学说P92

应力软化效应：

在一定的试验条件下，把硫化胶拉伸至给定的伸长比时，去掉应力，恢复，循环操作，则每次拉伸到同样的伸长比所需的应力都比前一次要低；若是拉伸比大大超过上一次，则其拉伸曲线就急剧上升与第一次曲线衔接，每次的曲线都在前一次的下面的现象。

3.2 填料的分类及其在橡胶中的主要作用。P77

3.3 炭黑的分类、结构与性能。P78-81

3.4白炭黑、陶土和碳酸钙的分类、结构与性能。

白炭黑的结构

按制法，分为气相白炭黑和沉淀白炭黑。主要组成是二氧化硅（SiO2），是无定形的链枝状聚集体。

3.5 分析讨论炭黑和白炭黑的性质对胶料加工性能和硫化胶性能的影响。

炭黑:

白炭黑对胶料工艺性能和硫化胶性能的影响

填料的分散性：填料粒子越细，越难分散；

与炭黑相比，无机填料对于橡胶的亲和性更低。纳米级的无机填料在橡胶中很难均匀分散。

未经表面处理的白炭黑难以在橡胶中分散均匀，高填充胶料容易产生“填料的结构化效应”（混炼胶在停放一定时间后粘度明显增加，流动性变差）。

防止结构化的途径：

在混炼时加入某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质（称为结构控制剂）；或将白炭黑表面改性。

3.6为什么要进行填料的表面改性? 填料表面改性的主要方法是什么?P99

3.7 怎样选择偶联剂?

3.8 分析讨论填料的选用方法。

在橡胶配方中，填料的配合量较大，对成本、加工工艺、制品性能影响甚大。填料的选用应该满足硫化胶的性能、制品使用性能、加工工艺和成本等的要求。考虑其基本性能需要，以达到综合平衡尤为重要

四

4.1 名词解释：物理防护法、化学防护法、防老剂、老化温度系数、对抗效应、加和效应、协同效应、非迁移性防老

剂、加工型结合防老剂

4.2 橡胶老化的定义和现象。

4.3 引起橡胶老化的各种原因和机理。

4.4 影响橡胶热氧老化的因素。

4.5 常用橡胶防老剂的类型及防护特性。

4.6 如何选用橡胶防老剂?

物理防护法：P129 避免橡胶与老化因素相互作用的方法，如橡塑共混、表面镀层、加入光屏蔽剂和石蜡等。

化学防护法：P130 通过加入化学防老剂来阻止或延缓橡胶老化反应进行的方法，如加入化学防老剂。

防老剂：

老化温度系数：温度每升高10℃，氧化反应速度大约加快1倍。

对抗效应：当两种或两种以上的防老剂并用时,所产生的防护效能小于单独使用之和

加和效应：防老剂并用后所产生的防护效果等于它们各自作用的效果之和

协同效应：当两种或多种防老剂并用时的效果大于每种防老剂单独使用的效果称之为协同效应

非迁移性防老剂：为了使防老剂在橡胶中能长期发挥效能，不易挥发和被抽出的防老剂

加工型结合防老剂：反应性防老剂，具有不易被抽出，不挥发的特点，防护功效持久。这类防老剂的特点是通过化学键结合在橡胶网络中，防止防老剂分子自由迁移

4.2 橡胶老化的定义和现象。

橡胶老化:指生胶或橡胶制品在加工、贮存或使用过程中，由于受热光氧等外界因素的影响使其发生物理或化学变化，使性能逐渐下降的现象。

现象：P112 变软、发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、失光、变色、粉化等。

4.3 引起橡胶老化的各种原因和机理。

原因：P112 橡胶老化除受其本身的分子结构影响外，主要受其工作的环境即外部因素的影响—物理、化学、生物三种因素。

机理：P113 中间两段话

自动催化自由基链反应

热氧老化的吸氧过程迅速吸氧期、恒速反应期、加速反应期、降速吸氧至完结

NR在热氧老化过程中的结构变化：以分子链降解为主的热氧老化反应

NR、 IR、IIR、CO、ECO等都以氧化断链为主，热氧老化后的外观表现为变软、发粘。

BR 、NBR、SBR、CR、EPDM、FPM、CSM等，在热氧老化以交联反应为主。老化后，外观表现为变硬、变脆

4.4 影响橡胶热氧老化的因素。P117-119

（1）生胶分子结构的影响

取决于键解离能的大小： C-F> C-H> C-C> C-Cl

(2) 侧基的影响

在NR中解离能大小顺序为：c > b > a 。 NR大分子在热、光、氧作用下，先在最弱的键a处断裂，引发链式反应。（3）温度的影响

在热氧老化过程中，热起着加速橡胶氧化，缩短其寿命的作用，因此，建立在含氧气氛下的橡胶寿命与温度的关系，对实际应用中的橡胶制品设计非常重要

（4）硫化体系的影响

4.5 常用橡胶防老剂的类型及防护特性。P135-136

防老剂分类：

（1）胺类防老剂

（2）酚类防老剂

酚类防老剂中的取代基不同,对其抑制氧化的能力有很大的影响，推电子取代基(甲基、叔丁基、甲氧基等)的导入，可显著地提高其抑制氧化的能力；吸电子取代基(硝基、羧基、卤基等)的导入可降低抑制氧化的能力。

（3）有机硫化物防老剂

有机硫化物的抑制效能主要取决于它是否容易氧化成为单氧化衍生物，以及该衍生物是否具有最佳稳定性。因此，凡是对它的这两种行为产生影响的结构，都影响着抑制效能。

4.6 如何选用橡胶防老剂?

(1) 橡胶的品种

(2) 防老剂的品种

(3) 协同效应

(4) 用量：防老剂用量太大易起反作用

(5) 变色及污染性

(6) 挥发性、溶解性、稳定性

五

5.1 名词解释：增塑剂、操作油、橡胶加工助剂、塑解剂、着色剂、增粘剂、脱模剂、内脱模剂、分散剂、均匀剂

增塑剂：又称为软化剂，通常是一类分子量较低的化合物。能够减少橡胶分子之间的相互作用从而增加胶料的流动性，可认为是加工助剂的一种。

操作油：P149

橡胶加工助剂：P144 加工助剂用来改善胶料的加工性能，包括改善胶料的混炼、压延、挤出、成型的性能，同时改善填料的分散并缩短混炼时间，减少混炼生热，防止粘辊；提高共混橡胶品种之间的分散；增加流动性。

塑解剂：P145或者能降低橡胶的分子量，提高塑炼效果的助剂

着色剂：任何可以使物质显现设计需要颜色的物质都称为着色剂,它可以是有机或无机的,可以是天然的或合成的。

增粘剂：增大橡胶的粘性的助剂

脱模剂：是一种介于模具和成品之间的功能性物质，是防止橡胶、塑料、弹性体或其他材料的模制品、层压制品等粘

结到模具或其他板面，起易于脱离作用的一类加工助剂。

内脱模剂：是一些熔点比普通模制温度稍低的化合物，在加热成型工艺中将其加入树脂中，它与液态树脂相容，但与固化树脂不相容，在一定加工温度条件下，从树脂基体渗出，在模具和制品之间形成一层隔离膜

分散剂：P174底部

均匀剂：促进不同极性、不同粘度的橡胶快速均匀地混合，稳定相态结构，并且有增塑、增粘和润滑功效，显著提高共混胶料的加工性能的助剂

5.2 橡胶增塑剂和软化剂的作用、分类、增塑原理及其对硫化胶物理机械性能和胶料加工性能的影响。

（一）橡胶增塑剂（软化剂）的作用：

①改善胶料加工性能，降低粘度、提高塑性和流动性；

②改善硫化胶的某些性能，降低硬度、定伸应力、拉伸强度、耐热性、 Tg ，提高弹性和耐寒性；

③降低橡胶制品的成本等。

（二）软化剂的分类：

（三）增塑原理：P145

（四）对硫化胶物理机械性能和胶料加工性能的影响。

不太清楚，应该是在P144中间增塑剂的作用这里

5.3 链烷烃油、环烷烃油和芳烃油的主要区别。链烷烃油、环烷油、芳烃油、合成增塑剂的主要品种及其对各种橡胶中的适用性。

（一）区别：P151头部

（二）合成增塑剂的主要品种及其对各种橡胶中的适用性P167-169

（1）邻苯二甲酸酯类

在极性橡胶中用量大。如邻苯二甲酸二丁酯

（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）

（2）脂肪二元酸酯类（耐寒性增塑剂）

（3）脂肪酸酯类

（4）磷酸酯类（耐燃性增塑剂）

（5）聚酯类（分子量大，挥发性低，耐油、耐水性好）

（6）环氧类（具有很好的耐热、耐光老化性能）

（7）含氯类（耐燃性增塑剂）

5.4 均匀剂的作用及其作用机理

（一）作用：促进不同极性、不同粘度的橡胶快速均匀地混合，稳定相态结构，并且有增塑、增粘和润滑功效，显著提高共混胶料的加工性能。

（二）机理：

a. “增容”作用。由极性不同的多种物质组成的均匀剂加快不同橡胶相间的渗透与扩散作用；

b. “润滑”作用。在加工温度下，均匀剂中的树脂处于粘流态，此时的树脂流动性大大高于橡胶，从而起到降低橡胶分子间摩擦力的作用。

5.5橡胶分散剂的主要作用。

作用：橡胶分散剂的主要作用是提高炭黑、白炭黑等粉料在橡胶中的分散性，缩短混炼时间。

5.6 增塑剂和软化剂的选用原则。

根据生胶的种类、加工工艺、填料的品种和用量、制品的使用性能等条件，适当选择满足要求的增塑剂，或者采用两种以上增塑剂并用。考虑因素：

（1）与橡胶的相容性溶解度参数相近相容原则

（2）胶料的加工性能：可塑性、粘着性、对填料分散的影响

（3）硫化胶的物理、机械、化学性能：耐热性、耐寒性、耐溶剂性

（4）污染性

（5）成本

六

6.1分析讨论发泡橡胶、难燃橡胶、导电橡胶的基本要求和配方配合方法。

（一）发泡橡胶的基本要求:只要不与高分子塑料发生反应，并能在一定的条件下产生无害气体

配方配合方法: 橡胶+发泡剂+发泡助剂+硫化体系+填料+增塑剂

（二）难燃橡胶的基本要求：

配方配合方法：（1）生胶：FPM、CO/ECO、CR、CSM、CPE

（2）填料（3）增塑剂（3）阻燃剂

（三）导电橡胶的基本要求：P213第一段

配方配合方法：没有

七

7.1 名词解释：聚合物的相容性、共混、共混物的共交联、热力学相容、增容、工艺相容性、两阶共混、相间交联、

动态硫化

聚合物的相容性：聚合物共混时，在任意比例下都能形成均相体系的能力。

共混：两种或两种以上的聚合物制备成宏观均匀聚合物的过程，其产物称聚合物共混物。

共混物的共交联：

热力学相容：由热力学性质决定的相互溶解性称为聚合物之间的热力学相容性。P219

增容：

工艺相容性：某些在热力学上不相容的共混体系，通过机械方法或增容方法混合，也可以获得足够稳定的共混物。（这种共混物在微观区域内构成多相形态，但在宏观上仍能保持其均匀性。）

两阶共混：

相间交联：

动态硫化：橡胶与树脂在熔融混合时，在剪切作用下，橡胶借助于硫化剂产生硫化反应的过程。

7.2聚合物共混改性的主要研究内容有哪些。

相容性－形成均相体的能力：热力学相容性、工艺相容性

共混物形态结构：连续相、分散相、界面

配合剂在共混物中分布及其对物性的影响

常见共混物的制备方法和性能：橡胶共混物和共混型热塑性弹性体

7.3 影响共混物形态结构的因素有哪些？P226-228

7.4 影响配合剂在共混物中分布的因素有哪些？P230-231影响炭黑在共混物两相中分配的因素

7.5 EPDM/PP热塑性弹性体的结构与性能特点。

7.6综合分析讨论怎样制备NBR/PVC热塑性弹性体。参考P236-237、P239-240

7.7 制备共混比为80/20的NR/EPDM共混橡胶，需要考虑什么因素?试列出主要工艺方法和过程。（作业3）

7.8 制备共混比为70/30的PP/EPDM共混型热塑性弹性体，需要考虑什么因素?试列出主要工艺方法和过程。（作业4）

9.1 名词解释：橡胶配方设计P256、基础配方P257、基本配方、生产配方(P263)、装胶容量、母炼胶

基础配方：满足基本性能要求，便于鉴定对比，包括硫化条件，尽量简单

性能配方（技术配方）：新产品配方设计试验

生产配方（实用配方）：结合生产实际（工艺、性能、成本、设备）

装胶量： Q = D L r k

Q－装胶量(Kg)；D－辊筒直径(cm)；

L－辊筒长度(cm) ；r－胶料密度(g/cm3)

k－经验系数（0.0065-0.0085），与胶料配方、混炼难易程度、设备等相关。

母炼胶:将生产用配方中的一部分配合剂混炼成胶料，作为下一步再按配方混炼的基础胶料叫做母炼胶

九

9.2 橡胶配方设计的目的、内容(P256)，配方的组成(P262)和分类方法(P257)。

9.3 胶料加工性能和硫化胶的物理机械化学性能的测试项目和测试方法。P265-269

9.4 影响硫化胶的拉伸应力-应变性能、撕裂强度、定伸应力、硬度、撕裂强度、耐磨耗性、弹性、疲劳性、扯断伸长率、压缩永久变形的因素。P270-

9.5 硫化胶硬度的近似值估算法。P275

硫化胶硬度 = 纯胶硬度 + 填料增硬系数×填料份数- 增塑剂软化系数×增塑剂份数

9.6 应用于挤出、压延、注压(P294)、连续挤出硫化的胶料的有哪些工艺性能要求？如何从配方设计上来考虑满足这些工艺性能要求？P287

挤出工艺要求及配方

（1）工艺要求：

吃胶量：胶料强度↑ → 吃胶量↑（冷喂料、热喂料）

外观：光滑，挺性（熔体破碎，粘弹性）

挤出膨胀率：含胶率，粘弹性

挤出速度：速度↑ 硫化速度↑

（2）配方设计：

生胶：NR、SBR、CR、VMQ

填充体系：FEF，各向同性

增塑剂：适量

硫化体系：焦烧期长，硫化快

压延工艺要求及配方

要求：包辊性好、收缩性小、焦烧期长、流动性好

配方设计：

生胶：NR、BR、SBR

填料：含胶率、各向同性增塑剂：粘度较大

硫化体系：加工安全性（焦烧性）

注射成型

（1）工艺要求：焦烧性和流动性好、硫化快，生热低

（2）配方设计：生胶：VMQ、EPDM、NR、CR、NBR

填料：含胶率、生热性增塑剂：粘度小、相容性

防老剂：耐热性加工助剂：润滑、生热低

硫化体系：焦烧期长，硫化速度快

连续硫化胶料

采用挤出机和硫化设备的联动化生产挤出制品

（1）要求：挤出工艺要求

胶料强度高，吃胶量大

外观：光滑，挺性好

挤出膨胀率小、挤出速度快

焦烧期长，硫化速度快

（2）配方设计：

生胶：CR、VMQ 、EPDM

填充体系：各向同性的填料，结构性高

增塑剂：适量

硫化体系：焦烧期长，硫化速度快

9.7 影响胶料的包辊性、混炼特性、自粘性、焦烧性、喷霜(P296 297)的因素P289-294。

9.8 橡胶的耐热性(P298)、耐寒性(300)、耐油性(P303)、耐化学磨蚀性(306)的表征方法及其配方工艺配合特点。9.9 改正下列橡胶基本配方的明显错误

（1）高拉伸强度的SBR胶料：SBR，100；氧化锌，5.0；硬脂酸，1.5；防老剂RD，2.0；促进剂CZ，2.5；

促进剂TMTD，1.0；硫黄，1.2；HAF，10；轻质碳酸钙，60；增塑剂DOP，10。

（2）耐热NBR胶料：NBR，100；氧化锌，5.0；硬脂酸，1.5；防老剂RD，2.0；促进剂DM，1.0；

促进剂TMTD，0.2；硫黄，1.8；高耐磨炭黑，40；增塑剂DBP，15。

（3）浅色的用过氧化物硫化EPDM胶料：EPDM，100；氧化锌，3.0；硬脂酸，5.0；防老剂4010，1.5；硫黄，0.2；过氧化物DCP，2.5；白炭黑，40；芳烃油，10；偶联剂Si-69，2.0。

（4）耐高温的IIR胶料：IIR，100；氧化锌，5.0；硬脂酸，1.0；防老剂4010，1.0；过氧化物DCP，3.0；

白炭黑，40；石蜡油，15。

9.10 设计下列橡胶胶料的配方，并说明设计理由：

（1）设计一个以CR为主体材料，耐疲劳性、耐寒性、弹性较佳、Shore A硬度为70的配方。

（2）设计一个黑色、Shore A硬度为50的EPDM胶管配方，要求弹性较好，耐较高的爆破压力。（作业5）

9.11 现需要一种拉伸强度较高、在110℃热空气环境下长期使用的耐油胶料，要求以FEF和陶土为填充剂，Shore A

硬度为70，适用于注射硫化成型工艺。

（1）设计一个基本配方，并说明设计理由。

（2）列出必要的胶料和硫化胶的性能检验基本项目。

（3）若用辊筒直径为400mm、辊筒长度为1500mm的开炼机混炼，设该胶料密度为1.2g/cm3，计算出装胶容量，列出生产配方。（作业6）

9.12 设计下列橡胶胶料的配方，并说明设计理由：

（1）设计一个以NR为主体材料，使用高耐磨炭黑和碳酸钙作填充剂，Shore A硬度为65、拉伸强度较高的配方. （2）耐PH值为4~5水溶液、Shore A硬度为85的SBR胶板的配方。

（3）一个浅色、耐磨、微孔鞋底的胶料配方。

十

10.1 名词解释：塑炼、门尼粘度、可塑度、分段塑炼胶、混炼、薄通、装胶容量、压延、压延效应、贴胶、擦胶、

挤出膨胀、热喂料挤出、冷喂料挤出

塑炼：在一定条件下，使生胶由原来的强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性的状态的工艺过程。

混炼：将塑炼或具有一定可塑性的橡胶与各种配合剂，按照配方中的配比，在机械作用下混合均匀而得到胶料的工艺过程。混炼后的胶料称为混炼胶。

10.2 橡胶塑炼的目的和要求。P325 326

10.3 可塑度大小对橡胶加工性能的影响。

可塑度过低→

混练：配合剂不易混入但容易分散好，混练时间长；

压延和挤出：半成品表面不光滑、收缩率大，挺性好；

成型：胶料的粘着性差；

硫化：不易流动充模，容易造成产品缺胶，易焦烧等。

性能：硫化胶的物理机械性能较高。

可塑度过高→

混练：配合剂易混入但不容易分散均匀；

压延和挤出：胶料易粘辊筒和垫布；半成品挺性不好；

硫化：胶料流失，胶边较多，容易产生气泡；

性能：硫化胶的物理机械性能和成品使用性能损害严重。

10.4 塑炼的方法和机理。影响塑炼效果的因素。P326 327

10.5 混炼的目的和要求。

混炼目的：制造符合性能要求的混炼胶。

混炼工艺要求：

各种配合剂在生胶基体中均匀分散；

混炼胶的可塑度适当；

混炼时间短，生产效率高

10.6 开炼机P340和密炼机P344的混炼工艺过程。

开炼机混炼工艺

（1）混炼过程

堆积胶适中

包辊吃粉翻炼薄通出片

加料（打三角包）

密炼机混炼工艺操作方法（二段混炼）

提起上顶栓→ 依次加入生胶和配合剂→ 放下上顶栓加压混炼→ 排胶至开炼机→出片→冷却→ 停放一段混炼胶→开炼机加后下配合剂→出片→冷却→停放

10.7 影响橡胶混炼效果的因素。

10.8 常见橡胶混炼的加料顺序。(P343)

加料顺序：生胶→ 小料→ 大料→ 后下配合剂

原则：

a. 用量小、难分散的配合剂先加，例如在胶料中所起作用又很大的配合剂如促进剂、活性剂、防老剂和防焦剂等尽可能先加；

b. 促进剂和硫黄分开，分最先或最后加。若先加促进剂，则硫黄应在混练过程最后加入。

除NBR外，一般的橡胶混炼时先加促进剂，硫黄在最后加入。因为硫黄在NBR中溶解度低，难分散，所以硫黄先加，促进剂最后加。

c. 过氧化物交联剂、硫载体一般最后加入

10.9各种橡胶的混炼特性。P352

① NR 混炼加工性能较好，包辊性好，辊温50~60℃，前辊比后辊高 5 ~10℃

② SBR 配合剂较难分散，需增加薄通次数，包冷辊，后辊比前辊高5 ~10℃

③ BR 自粘性和粘附性较差，胶料不易包辊。采用小辊距和低辊温混炼。

④ IIR 混炼温度可维持在70～80℃。温度低容易粘辊。为了增强IIR与炭黑的结合，混炼胶一般在170℃下热处理

3～5min

⑤CR 混炼易黏辊，低温小容量混炼，加入加工助剂或与其它橡胶并用。

⑥ EPDM 自粘性和粘附性较差，提高混炼温度或加入增黏剂。

10.10混炼胶质量检查的项目和方法。P354

1）胶料的快速检查：可塑度、密度、硬度

（2）炭黑分散度的检查

（3）物理机械性能测定

（4）胶料硫化特性的检查

10.11 橡胶压延和挤出的工艺过程、常用设备、制品结构特点、对胶料的要求及其配合方法。

压延工艺:P375 P288

设备:压延机

制品结构特点:

对胶料的要求及其配合方法(P288)

a要求：包辊性好、收缩性小、焦烧期长、流动性好

b配方设计：生胶：NR、BR、SBR

填料：含胶率、各向同性增塑剂：粘度较大

硫化体系：加工安全性（焦烧性）

挤出工艺:P286 P406

设备：橡胶挤出机

对胶料的要求及其配合方法

a胶料强度高，吃胶量大

外观：光滑，挺性好

挤出膨胀率小、挤出速度快

焦烧期长，硫化速度快

b配方设计：

生胶：CR、VMQ 、EPDM

填充体系：各向同性的填料，结构性高

增塑剂：适量

硫化体系：焦烧期长，硫化速度快

10.12 按下列胶料要求，设计基本配方和说明设计理由，列出混炼胶和硫化胶的基本性能测试项目以及开炼机混炼的

加料顺序。

（1）一种耐100℃非极性溶剂的胶料，要求以高耐磨炭黑和半补强炭黑并用为填充剂，Shore A硬度为60，适用于压延成型。

（2）一种拉伸强度和回弹性较高、在130℃热空气环境下长期使用的胶料，要求Shore A硬度为70，适用于高温挤出连续硫化工艺。

十三

13.1 名词解释：正硫化、理论正硫化、工艺正硫化、工程正硫化(P418)、硫化介质(P429)、硫化的时温效应

硫化的时- 温效应:

13.2 橡胶正硫化的测定方法。P419

（1）物理－化学法：游离硫或结合硫测定法，溶胀法

（2）物理性能测定法：

a. 定伸应力法（M）：定伸应力与交联密度值密切相关，由定伸应力确定的正硫化时间与理论硫化时间一致。

b. 拉伸强度法（T）：采用拉伸强度最大值或平坦线的初始点作为正硫化时间。

c. 压缩永久变型法（S）：采用压缩永久变形最小值或平坦线的初始点作为正硫化时间。

d. 综合取值法 t =（4T+2S+M+H）/ 8：分别测定不同硫化时间的拉伸强度、硬度、压缩永久变形和定伸应力四项性能

最佳值的对应时间，然后按加权平均值作为正硫化时间。

（3）专用仪器法

门尼粘度计 t =T5+10（T35-T5）

硫化仪法 T10 T90

13.3 硫化条件的选取和确定及其影响因素。P420-428

13.4橡胶工业中使用的热硫化方法分类、特点及适用的橡胶制品。P436-442

13.5 橡胶注射成型与塑料注射成型的区别。

13.6 注射成型用胶料的要求及其配合方法。

14.1 举例说明橡胶密封制品、橡胶减震制品、胶辊和硬质橡胶的分类、胶料配方设计要点、制造工艺过程和用途。

14.2 硫化橡胶收缩率及其影响因素。

14.3 橡胶模具设计要点。

化学工艺学试卷及答案剖析

化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制

化工工艺学课后习题

课后习题 思考题(第一章) 1 现代化学工业的特点就是什么？ 2 化学工艺学的研究范畴就是什么 3 简述石油化工原料乙烯的用途 4 利用合成气可以合成哪些产品 5 您觉得应该如何来学习该门课程？ 6 化学工艺与化学工程有何不同? 思考题(第二章) √1 为什么说石油、天然气与煤就是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？ 2生物质与再生资源的利用前景如何？ 3 何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程就是如何组织的。 4 何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 5 何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率与选择性两个指标？ 6 催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 7 在天然气开采中,有时可获得含有C6～C8烃类的天然汽油,为了改善其辛烷值,用蒸馏塔除去其中的轻组分。如果天然汽油、塔顶馏出物与塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为: 物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物 1、C6H14 25 0 60 2、C7H16 25 21、5 30 3、C8H18 50 78、5 10 假设它们的密度为0.8g/cm3,那么,从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油？(1桶= 42 US加仑, 1US加仑=3、78541dm3, 1dm3 =103cm3) 8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物,其质量组成各占50%,进料流量为10000kg/d,从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯;柱底馏出物含95%甲苯。离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量就是8000kg/d,全部冷凝为液体后,部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部,其余取出即为产品。求回流与取出产品量之比。 在一个加氢裂化器中,较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。已知输入与输出的烃类组成为: a) 烃类输入输出 b) C5H12 10 mol% c) C6H14 40 mol% d) C7H16 20 mol% e) C12H26 100 mol% 30 mol% (1)每100 kmol原料烃可生产出多少C5～C7烃产品？ (2)每100 kmol原料烃消耗多少氢气？ (3)如果原料烃的密度就是0.9 g/cm3,输出烃的密度就是0.8 g/cm3,那么每输出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃？ 9 假设某天然气全就是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的干基摩尔组成为86、4%N2、4、2%O2、9、4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比,并列出物料收支平衡表。 10 在高温下裂解天然气可获得炭黑与含氢的裂解气。已知天然气的体积组成为82、3%CH4、8、3%C2H6、3、7%C3H8与5、7%N2,产生的炭黑可以视为纯碳,裂解气含60、2%H2、23、

化工原理实验课后思考题

化工原理实验课后思考 题 Revised as of 23 November 2020

5流体流动阻力的测定实验 (1)在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用在什么情况下它是开 着的，又在什么情况下它应该关闭的 答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。 (2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。 （3）涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。 (4)如何检验系统内的空气已经被排除干净 答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；

（5）结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点和局限性 答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。 6离心泵特性曲线的测定实验 （1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因 答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除 开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机 （2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。 而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作用。 3、为什么用泵的出口阀门调节流量这种方法有什么优缺点还有其他方法调节流量 答：优点：操作简单，但是难以达到对流量的精细控制。确定损失能量，通过改变泵的转速，泵的串并联 （4）离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理为什么

化工原理思考题汇总

实验五，填料塔 1.风机为什么要用旁通阀调节流量？ 答：因为如果不用旁通阀，在启动风机后，风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。 2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制？ 答：实验数据表明，相平衡常数m很小，液相阻力m/kx也很小，导致总阻力1/k y 基本上为气相阻力1/k y 所决定，或说为1/k y 所控制，称为气膜控制。 3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置？液封装置是如何设计的？ 答：塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出，稳定塔内操作压力，保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。 液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力，从而防止空气进入系统内或介质外泄。 U形管型液封装置是利用U形管内充满液体，依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体，并维持系统内一定压力。 4. 要提高氨水浓度（不改变进气浓度）有什么方法？又会带来什么问题？ 答：要提高氨水浓度，可以提高流量L，降低温度T a 吸收液浓度提高，气-液平衡关系不服从亨利定律，只能用公式 进行计算。 5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响？Y2如何变化（从推动力和阻力两方面分析其原因）？ 答：气体量增大，操作线AB的斜率LS/GB随之减小，传质推动力亦随之减小，出口气体组成上升，吸收率减小。

实验六精馏塔 （a）在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？ 答:馏出物的纯度可能不高，降低塔的分离效率。 （b）在板式塔中，气体、液体在塔内流动中，可能会出现几种操作现象？ 答:4种:液泛,液沫夹带,漏液 网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1 c、气-液相 0<Δ<1 d、冷液Δ>1 e、过热蒸汽Δ<0 （c）如何判断精馏塔内的操作是否正常合理？如何判断塔内的操作是否处于稳定状态？答：1）看显示的温度是否正常 2）塔顶温度上升至设定的80摄氏度后，在一个较小的范围内波动，即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高，产量越大？ 答:否 （e）精馏塔加高能否得到无水酒精？ 答:`不能, （f）结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些？ 答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等 第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键； 3、塔压控制是否稳定 （g）操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？ 答:加大回流比的措施，一是减少馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加。 （h）精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，要恢复正常的最快最有效的方法是什么？降低采出率，即减小采出量 答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比 (1)什么是全回流？特点？ 在精馏操作中，若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，则这种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零，通常进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。显然全回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制，因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中，常采用全回流操作。 (3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定？ 当出现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳定。就可以测样液的折射率了。 (4)什么叫灵敏板？受哪些因素影响？ 一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰（如回流比、进料组成发生波动等），全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此，有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。 在一定总压下，塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时，在塔顶（或塔底）相当高的一个塔段中温度变化极小，典型的温度分布曲线如图所示。这样，当塔顶温度有了可觉察的变化，馏出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压

化学工艺学试题答案

《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应

化学工艺学课后习题及答案

第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18

化工原理思考题答案

化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流，2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流 5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？ 答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f∝u，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：

化学工艺学考试试卷2答案

阅卷须知：阅卷用红色墨水笔书写，得分用阿拉伯数字写在每小题题号前，用正分表示，不得分则在题号前写0；大题得分登录在对应题号前的得分栏内；统一命题的课程应 集体阅卷，流水作业；阅卷后要进行复核，发现漏评、漏记或总分统计错误应及时更正； 对评定分数或统分记录进行修改时，修改人必须签名。 题号一二三四总分得分 阅卷人 复核人 一、填空题（每空2分，共21分） 1、选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应 物总量之比。 2、化学工艺学是以过程为研究目的，是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过 程中，以化工产品为目标的过程技术。 3、由反应方程式CH 4+H 2 O=CO+3H 2 表示的反应，常被称为天然气蒸汽转化 反应。 4、由煤制合成气生产方法有：固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床 连续式气化法、气流床连续式气化法。 5、具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发， 称为催化自氧化。 6、烯烃甲酰化是指在双键两端的C原子上分别加上一个氢和一个甲酰基制备多一个碳原子的醛或醇。 7、工业上氯乙烯的生产方法有乙炔法、联合法和烯炔法、平衡氧氯化法。 得分

8、影响加氢反应的因素有温度、压力和反应物中H 的用量。二、名词解释（每小题4分，共20分） 1、转化率 转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用X 表示错误!未找到引用源。； 2、族组成 PONA 值，适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油的化学特性 3、C 1化工 凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C 1化学，涉及C 1化学反应的工艺过程和技术称为C 1化工。 4、催化加氢 指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 5、选择性氧化 烃类及其衍生物中少量H 原子或C 与氧化剂发生作用，而其他H 和C 不与氧化剂反应的过程。 三、简答题（每小题5分，共35分）1、裂解气进行预分离的目的和任务是什么？ 目的和任务：①经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。（1分）②裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷。 （1分）③在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水 排放量。（2分）④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。 （1分）2、简述芳烃馏分的分离方法 沸点接近形成共沸物，蒸馏法、溶剂萃取法。（3分） 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯用萃取蒸馏法（2分） 3、天然气-水蒸气转化法制合成气过程为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些方法较好？ 预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。（2分）脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理 -化学吸收法和湿式氧化法。（3分） 4、非均相催化氧化的特点是什么？ 反应温度较高，有利于能量的回收和节能（ 1分）得分得分

化学工艺学总复习题

化学工艺学总复习题 1、化工生产过程一般可概括哪三大步骤？ P24 化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。 2、化学工艺学的目的是什么？ P1 创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。 3、烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段？ P61链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。链引发反应是自由基的产生过程；链增长反应时自由基的转变过程，在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生，反应前后均保持着自由基的存在；链终止是自由基消亡生产分子的过程。 4、各族烃类的裂解反应难易顺序为？ P61正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃 5、三大合成材料是哪些？ 合成塑料、合成橡胶、合成纤维。 6、氨合成采用什么催化剂？各组分各有什么作用？ P197氨合成催化剂以熔铁为主，还原前主要成分是四氧化三铁，有磁性，另外添加Al2O3、K2O等助催化剂。为了降低温度和压力，在催

化剂中加入钴和稀土元素。 活性组分Fe3O4经还原后生成α-Fe，活性中心的功能是化学吸附氮分子，使氮氮之间的三键削弱，以利于加氢形成氨。 Al2O3是结构型助催化剂，它均匀地分散在α-Fe晶格内和晶格间，能增加催化剂的比表面，并防止还原后的铁微晶长大，从而提高催化剂的活性和稳定性。 K2O是电子型助催化剂，能促进电子转移过程，有利于氮分子的吸附和活化，也促进生成物氨的脱附。 SiO2的加入虽然有削弱催化剂碱性作用，但起到稳定铁晶粒作用，增加催化剂的抗毒性和耐热性等。 加入MgO能提高耐热性能和耐硫性，加入CaO能起助熔作用，使催化剂各组分易于熔融而形成均匀分布的高活性状态 7、影响化学平衡的因素有哪些？ P30 反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等。 8、烯烃裂解反应主要发生反应有哪些？ P56 1.断链反应 2.脱氢反应 3.歧化反应 4.双烯合成反应 5.芳构化反应

化工原理实验课后思考题

化工原理实验课后思考 题 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

5流体流动阻力的测定实验 (1)在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开 着的，又在什么情况下它应该关闭的？ 答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。 (2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？ 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。 （3）涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题？答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。 (4)如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；

（5）结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点和局限性 答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。 6离心泵特性曲线的测定实验 （1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因？ 答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除 开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机 （2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？ 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作用。 3、为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？还有其他方法调节流量？ 答：优点：操作简单，但是难以达到对流量的精细控制。确定损失能量，通过改变泵的转速，泵的串并联 （4）离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理？为什么？ 答：不合理，在进口管路上安装阀门会增大进口管路上的阻力，易引起汽蚀

化工原理实验—超全思考题答案

实验6 填料吸收塔流体力学特性实验 ⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同？ 答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时， 填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。 ⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关？ 答：填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么？ 答：填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙，液体则沿填料表面 流下，形成相际接触界面并进行传质。 ⑷ 填料的作用是什么？ 答：填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积，保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？ 答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率A N 增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成2y 减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ?的增大引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增加液体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小，结果使吸收效果变好，2y 降低，而平均推动力m y ?或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力a k m a K y y = 1不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之？ 答：水吸收氨气是气膜控制。 ⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置？ 答：液封的目的是保证塔内的操作压强。 ⑻ 在实验过程中，什么情况下认为是积液现象，能观察到何现象？ 答：当气相流量增大，使下降液体在塔内累积，液面高度持续上升，称之为积液。 ⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时，应该注意的事项是什么？ 答：取样时，注意瓶口要密封，避免由于氨的挥发带来的误差。 ⑽ 为什么在进行数据处理时，要校正流量计的读数（氨和空气转子流量计）？ 答：流量计的刻度是以20℃，1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃，

化学工艺学复习题

一、简答题 1.化学工业按生产的产品分类可分为那几大类？ 答：化学工业按产品分类可分为如下几大类： （1）无机化学工业。 （2）有机化学工业 （3）精细化学品工业 （4）高分子化学工业 （5）生物化工工业。 2.化学工业的主要资源包括那些？ 答：化学工业的主要资源包括：无机化学矿，石油，煤，天然气，生物质，再生资源，空气和水等。 3.化工生产过程一般可概括哪三大步骤？ 答：化工生产过程一般可概括为：原料预处理；化学反应；产品分离与精制三个步骤。 4. 烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段？ 链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。链引发反应是自由基的产生过程；链增长反应时自由基的转变过程，在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生，反应前后均保持着自由基的存在；链终止是自由基消亡生产分子的过程。 5.烯烃裂解反应主要发生反应有哪些？ 1）断链反应 2）脱氢反应 3）歧化反应 4）双烯合成反应 5）芳构化反应 6. 什么叫烃类的热裂解？ 石油烃类在高温和无催化剂存在的条件下发生分子分解反应而生成小分子烯烃或（和）炔烃的过程。 7.属于对石油的一次加工和二次加工的过程分别有哪些？ 一次加工：常压蒸馏、减压蒸馏；二次加工：催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解、烷基化、异构化、焦化。 8.裂解气出口急冷操作的目的？ 裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行裂解反应，由于停留时间的增长，二次反应增加，烯烃损失随之增多。为此，需要将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却，通过急冷以终止其裂解反应。当裂解气温度降至650℃以下时，裂解反应基本终止。急冷有间接急冷和直接急冷之分。 二、写出下列过程的主要化学反应，催化剂，反应压力和反应温度。 1.二氧化硫接触氧化制三氧化硫。 （1）化学反应：SO 2 + 1/2O 2 SO 3 （2）催化剂：活性组分：V 2O 5 。载体：硅胶、硅藻土及其混合物。助催化剂：K 2 O、K 2 SO 4 、TiO 2 、MoO 3 等。 （3）反应压力：常压。 （4）反应温度：400~600℃ 2.双加压法氨接触氧化制一氧化氮。 （1）化学反应：4NH 3 + 5O 2 4 NO + 6H 2 O （2）催化剂：Pt网。 （3）反应压力：0.25~0.5MPa。（4）反应温度：850~860℃

化工原理实验课后思考题

化工原理实验课后思考题 5流体流动阻力的测定实验 (1)在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？ 答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。 (2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？ 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。 (3)涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题？ 答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得

到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。 (4)如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；(5)结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点 和局限性 答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。 6离心泵特性曲线的测定实验 （1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因？ 答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除 开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机 （2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？ 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。 而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作

化工原理课后思考题

第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？

化工工艺学试卷A_及_答案

《化工工艺学》试卷A 参考答案与评分标准 一、解释名词（每题1.5分，共15分） 1、精细化工产值率：可以用下面的比率表示化工产品的精细化率： ×100精细化工产品的总产值精细化工产值率（精细化率）＝％化工产品的总产值 2、附加价值 附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后，剩余部分的价值。它包括利润、人工劳动、动力消耗以及技术开发等费用，所以称为附加价值。 3、食品抗氧化剂 能够阻止或延缓食品氧化，以提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂称为食品抗氧化剂。 3、Fox 公式 12121=++??????+=∑n i g g g gn gi W W W W T T T T T 4、高固体分涂料 高固体分涂料就是要求固体分含量在60％～80％或更高，有机溶剂的使用量大大低于传统溶剂型涂料，符合环保法规要求的涂料 5、光致变色高分子材料 是含有光色基团的聚合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色的材料。 6、光导纤维 是一种能够传导光波和各种光信号的纤维。 7、增塑剂 是一种加入到材料中能改进其加工性能（挤出、模塑、热成型性）及物理和机械性能（弹性、伸长率等）的物质。 8、分散染料 是一类分子比较小，结构上不带水溶性基团的染料。 9、造纸化学品 一般是指在制浆、抄纸这一整个纸及纸板的加工制造过程中所使用的所有化学品。 10、油田化学品 亦称油田化学剂，系指解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采收率及集输等过程中所使用的助剂。 （每题1.5分，答对基本概念或内容即可） 二、举例说明精细化工与新能源技术的关系。（8分） 精细化工与能源技术的关系十分密切。精细化工与新能源技术相互促进、相互发展。例如太阳能电池材料是新能源材料研究的热点，IBM 公司研制的多层复合太阳能电池其光电转换效率可达40％。氢能是人类未来的理想能源，资源丰富、干净、无污染，应用范围广。而光解水所用的高效催化剂和各种储氢材料，固体氧化物燃料电池(SOFC)所用的固体

化学工艺学思考题和部分答案

《化学工艺学》 第二版 米田涛主编 部分思考题答案

课后习题 增加部分英语题型专业（词汇） 催化裂化，catalytic cracking 加氢裂化，hydrocracking 延迟焦化，delayed coking 凝析油（Natural gasoline）、 石脑油(Naphtha)、 轻柴油(Atmospheric gas oil)、 粗柴油(Vacuum gas oil)、 加氢裂化尾油(Hydrogenated tail oil) 苯（Benzene, ）， 甲苯(Toluene, )， 二甲苯(Xylene, )； 乙烯，ethylene 丙烯，propylene 丁二烯，butadiene 邻二甲苯（Ortho-xylene,）、 对二甲苯（Para-xylene,）、 间二甲苯(Met-xylene,) 聚乙烯， polyethylene; 聚氯乙烯， polyvinylchlorid 聚苯乙烯， polystyrene

第三章 3-1根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律。造成裂解过程结焦生碳的主要反应是哪些？ 答：由表3-3 各种键能比较的数据可看出：○1同碳数的烷烃C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易；○2烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;○3异构烷烃的键能小于正构烷烃，异构烷烃更容易发生脱氢或断链。 由表3-4数值，可看出：○1烷烃裂解是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热值更高；断链反应的标准自由焓有较大的负值，是不可逆过程，脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小的负值，是可逆过程，受化学平衡的限制；○2乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；甲烷在一般裂解温度下不发生变化。

化工原理下册课后思考题答案

第六章传热 问题1.传热过程有哪三种基本方式答1．直接接触式、间壁式、蓄热式。 问题2.传热按机理分为哪几种答2．传导、对流、热辐射。 问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关答3．与物态、温度有关。 问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿答4．流动流体的载热。 问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热答5．加热面在下，制冷面在上。 问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个答6．过热度、汽化核心。 问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作为什么答7．核状沸腾状态。以免设备烧毁。 问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手答8．改善加热表面，提供更多的汽化核心；沸腾液体加添加剂，降低表面张力。问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体答9．避免其积累，提高α。 问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式 答10．因Q与温度四次方成正比，它对温度很敏感。 问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些答11．温度、黑度、角系数（几何位置）、面积大小、中间介质。 问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数 答12．①相变热远大于显热；②沸腾时汽泡搅动；蒸汽冷凝时液膜很薄。 问题13.有两把外形相同的茶壶，一把为陶瓷的，一把为银制的。将刚烧开的水同时充满两壶。实测发现，陶壶内的水温下降比银 壶中的快，这是为什么 答13．陶瓷壶的黑度大，辐射散热快；银壶的黑度小，辐射散热慢。 问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么 答14．该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。 问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些 答15．K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变；管、壳程均为单程。 问题16.一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。若现欲增加50%的油处理量， 有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80℃，这个方案是否可行 答16．可行。 问题17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流并流适用于哪些情况 答17．逆流推动力Δtm大，载热体用量少。热敏物料加热，控制壁温以免过高。 问题18.解决非定态换热器问题的基本方程是哪几个 答18．传热基本方程，热量衡算式，带有温变速率的热量衡算式。 问题19.在换热器设计计算时，为什么要限制Ψ大于 答19．当Ψ≤时，温差推动力损失太大，Δtm小，所需A变大，设备费用增加。 第七章蒸发 问题1.蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些 答1．溶质常析出在加热面上形成垢层；热敏性物质停留时间不得过长；与其它单元操作相比节能更重要。 问题2.提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪降低单程汽化率的目的是什么 答2.不仅提高α，更重要在于降低单程汽化率。减缓结垢现象。 问题3.为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域 答3.因该区域的给热系数α最大。

化工原理实验思考题答案汇总

流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的？~Re关系能否适用于其他流体？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上（包括不同管径），不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上？ 答:不能，因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？ 答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机 （2）启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？ 答：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 （3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？ 答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受

外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？ 答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？ 答：一般来说，第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm 时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样重量的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？ 答：影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性，滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，T减小，qe是由介质决定，与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较，分析造成偏差的原因。 答：答：壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数，a是空气的传热系数，02是水蒸气的传热系数，3是铜管的厚度，入是铜的导热系数，R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小，可忽略不计，则Tw- tw,于是可推导出，显然，壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度，对于此实验，可知壁温接近于水蒸气的温度。