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冶金反应工程学复习题答案 一、填空题 1 化学反应 熔化 凝固 工业装置（反应器） 原子、分子层次 2 定量 液体流动 传热 传质 反应器 生产效率 产品质量 3 实际冶金反应 解决工程问题 基础科学理论 反应装置特性 4 反应机理 求反应速率常数k 和反应级数n 5 三传 物质、热量、动量 6 混合程度 三传 物质的浓度 7 间歇反应器 活塞流反应器 全混流反应器 非理想流动反应器 8 脉冲法 阶跃法 分布密度 分布函数 9 宏观尺度上 微观尺度上 分子程度上 分子扩散 10 机理 半经验 黑箱 11 脉冲法 密度曲线 阶跃法 分布函数 12 无 有 13 双膜 渗透 表面更新 湍流传质 14 流化床 管式连续 移动式 管式连续 间歇式 槽型 15 d b c a 二、名词解释 1、间歇反应器及其特点 a、由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺度上的均匀，且反应器内浓度处处相等， 因而排除了物质传递对反应得影响。 b 、具有足够强的传热条件，温度始终相等，无需考虑反应器内的传递问题。 c、物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。 2: 、活塞流反应器的特点 a、连续定态下，各个截面上的各种参数只是位置的函数，不随时间变化。 b 、径向速度均匀，径向也不存在浓度梯度。 c、反应物料具有相同的停留时间。 3 、全混流反应器的特点 反应器内物料的浓度和温度处处相等，且等于反应器流出物料的浓度和温度。 4 、停留时间 物料从进入反应器开始到离开反应器为止，在反应器中所经历的时间。它与化学反应时 间直接相关，是影响反应结果的重要参数。 5 、固定床反应器的优缺点 优点：a、装置内的气流接近活塞流，可获得较高的转化率； b 、可调节气体流量，控制和改变气体反应物的停留时间； c、可调节和控制反应体系的温度分布。 缺点：a、间歇式非稳态过程，更换物料需要时间，作业率受到影响： b 、床层内传热条件差，要有控温手段。 6、移动床反应器的特点及其应用范围 特点：a、反应气体通过固料填充层流动，与固定床特性相似： b 、固体物料在床层间缓慢了流动，原料颗粒可以连续供给，产物可以连续排出， 它属于逆流逆流式连续稳态反应器 c、反应效率（转化率）高，停留时间均匀、操作弹性大；即使气流速度变化大， 床层密度可视为不变。 应用范围：各种矿石的烧结、球团的烧结、炼铁高炉、铜铅的古风熔炼炉炉身部分。 7 、流化床反应器的特点 a、在流化床层内，颗粒呈剧烈的沸腾状态，传热效率高，床层温度均匀，主要用于热 效率大的反应； b 、固体颗粒直径小，颗粒内部扩散阻力小，则反应效率较高适用于大规模的连续生产； c、颗粒运动接近全混流，需要采用多级反应器提高固体物料转化率。 8、两相以上复杂冶金反应装置的特点 a、反应过程中气-液-固三态并存； b 、各相之间化学反应、相变互相发生； c、各相之间伴随着物质、热量的相互转移或流动。 9、高温炉渣/金属液-液相反应的动力学特点 a、因为反应温度高，冶金反应中传质过程为限制环节渣金反应一般可用双膜理论来描 述； b 、渣金反应都是有电子传递的氧化还原反应，两者都是导体，反应必须涉及电化学问 题； c、实际上的渣金反应都是在高温下进行的，通常情况下，接口反应速度比通过边界层 的传质速度快，因此，该类反应往往受边界层的传质速度控制。但有些情况下也受 化学反应控制。 10 解释以下各反应中无因次量的物理意义 （含义） 1）流体/ 固体反应的逆流式移动床反应器： Ψ气相无因次浓度 η反应层无因次高度 ξ无因次反应接口半径 ω无因次气模质量扩散速度常数 β无因次产物层质量扩散速度常数 α无因次化学反应速度常数 φ无因次反应性常数 2 ）浸入式喷粉精炼反应器： x 渣中无因次浓度 y 金属相中无因次浓度 θ 无因次时间 a持续接触反应无因次速度常数