第2章 思 考 题 与 习 题
一、 思 考 题
1、搅拌釜式反应器主要有哪些装置组成？釜盖上有哪些部件？其结构简图如何？
2、从主要材质上考虑，搅拌反应釜可以分成哪几类？
3、搪玻璃设备有哪些优点？
4、搪玻璃反应釜的主要工作特性？
5、反应釜的轴封装置有哪二种密封方式？
6、反应釜的夹套加热可分为哪几种加热方式？
7、反应釜的搅拌器有哪几种型式？
8、提高混和效果有哪些措施？
9、在导流筒安装方面，螺旋桨搅拌器和涡轮式搅拌器有什么区别？
10、导流筒的直径一般为多少？
11、高转速搅拌器主要有哪些？大叶片低转速搅拌器主要有哪些？
12、如何选择合适的搅拌器？
13、搅拌器放大时有哪些常用
准则
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？
14、搅拌器的功率曲线？
15、实际设备中，如何对搅拌功率进行校正？
16、如何用通气准数来关联通气～搅拌功率的影响？
17、温度对反应速度的影响？
18、温度对选择性的影响？
19、搅拌釜的传热装置有哪几种型式？
20、蛇管传热的特点？
21、转化率、收率和选择性的定义？
22、设备之间的平衡，主要有哪几种情况？
23、对于一级不可逆的CSTR，稳定操作点如何选择？
24、对于CSTR的稳定操作点的基本条件是什么？
二、 习 题
1．六叶直叶因盘涡轮搅拌器，d = 0.1m，n = 16 rps，液体粘度μ = 0.08 Pa·s，密度ρ = 900 kg／m3，有挡板，用查图法求搅拌功率。
答：166 W
2．搅拌釜内装六叶弯叶圆盘涡轮搅拌器D = 1.83 m、 d = 0.61 m，搅拌器离釜底0.61 m，釜内装深度为1.83 m，浓度为50％的碱液，在65℃下搅拌，粘度为0.012 Pa · s，密度为1498 kg／m：，搅拌转速为90 rpm，釜内装挡板，用查表和查图两种方法计算搅拌功率。
答：2.05 kW
3．中试时推进式搅拌器的直径为0.1m，转速为800 rpm，放大后采用的搅拌器直径为0.8 m，求在不同相似情况下放大后的转速。
答：1.66、0.208、3.33、4.64 rps
4．已知氯苯硝化釜内物料的物性数据为ρ =1.43×103 kg／m3、λ = 0.263 W／(m · K)，CP = 1766.5 J／(kg·K)，μ = 1.72×10-3 Pa·s，夹套内冷却水的物性数据为μ＝997.1 kg／m3、λ = 0.606W／(m·K)、CP = 4l78 J／(kg·K)、μ = 8.937×l0-4 Pa·s；硝化釜采用铸铁的，壁厚18mm、λ = 62.8 W／(m·K)、垢层热阻为0.0004 m2·K／W，釜径D = 1m，采用六叶直叶圆盘涡轮搅拌器，直径d = 0.3m、转速 n = 4.17rps、反应温度为323K，冷却水进口温度293 K；出口温度303K，流速0.02 m／s；夹套当量直径De = 0.18 m，求釜内物料到冷却水的传热系数。
答：327.3W／(m2·K)
5．在题4中若采用蛇管传热，蛇管外径dt = 0.035m、壁厚2.5 mm，其导热系数λ = 44.9 W／(m·K)、，蛇管圈直径 DC = 0.46 m，水的流速为0.3 m／s，其它数据不变。求釜内物料到冷却水的传热系数。
答：721.5 W／(m2·K)
6．工艺计算求得氯磺化反应釜的装料容积为4 m3，要求装料系数不大于0.8，计算釜的直径与高度。
答：1.8、2.2 m
7．在乙醇介质中进行某种反应，釜内径1.5 m、装液高度1.5m，采用六叶直叶圆盘涡轮，叶轮直径0.5 m，转速300 rpm，有挡板。已知操作条件下液体密度为1100 kg／m3、粘度为0.1 Pa·s，求搅拌功率。
答：26.2 kW
8．小试时采用三叶推进式搅拌器 (s／d = 2)，搅拌釜内液体容积为20 L。叶轮直径为98 mm，当转速为910 rpm时获得良好的搅拌效果。已知操作条件下的液体密度为1020 kg／m2、粘度为0.1 Pa·s。现欲采用单位体积搅拌功率相等的准则放大，试确定在液体容积为1.5 m3的搅拌釜中的叶轮直径、转速及需要的功率，并比较有挡板与无挡板情况下的功率消耗。
答：0.414 m；5.81rps；2.43 kW；1.58 kW
9．菸酸生产中的缩合工序，测得投料三聚乙醛3030kg，生成2-甲基-5-乙基吡啶833.33 kg，未反应的三聚乙醛1606 kg，求三聚乙醛的转化率和2-甲基-5-乙基吡啶的收率。反应方程式为：
答：47%；40%。
10．作生产1000 kg氯化苯的物料平衡。液态产品的组成（质量％）为苯65.0、氯化苯30.、二氯化苯2.5、三氯化苯0.5。商品原料苯的纯度为97.5%，工业用氯气的纯度为98%，过程中的主要反应有：
11．萘磺化制造2-萘磺酸。已知每批操作的投料量为：萘1.6 m3、浓硫酸0.69 m3，萘的纯度为98.4％（其余为水），密度为963 kg／m3，浓硫酸的纯度为98％，密度为1840 kg／m3。磺化产物的组成为：1-萘磺酸8％、2萘磺酸71％、游离硫酸7％、游离萘5.5％。在磺化过程中有1.8％（质量）的物料转变为蒸汽逸出（其中含萘、SO3和H2O），试作物料衡算。反应方程式为：
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