化工原理實(shí)驗(yàn)課后思考題

1、5流體流動(dòng)阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)(1)在U形壓差計(jì)上裝設(shè)“平衡閥”有何作用？在什么情況下它是開(kāi) 著的，又在什么情況下它應(yīng)該關(guān)閉的？答：平衡閥是用來(lái)改變流經(jīng)閥門的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力，平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配，各支路同時(shí)按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡閥在投運(yùn)時(shí)是打開(kāi)的，正常運(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的。(2)為什么本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)須在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？答：因?yàn)閷?duì)數(shù)可以把乘、除變成加、減，用對(duì)數(shù)坐標(biāo)既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù)擴(kuò)大取值范圍，使坐標(biāo)點(diǎn)更為集中清晰，作出來(lái)的圖一目了然。（3）渦輪流量計(jì)的測(cè)量原理時(shí)是什么，

2、在安裝時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：渦輪流量計(jì)通過(guò)流動(dòng)帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，渦輪轉(zhuǎn)速和流量有正比關(guān)系，通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電流大小即可得到流量大小。渦輪流量計(jì)在安裝時(shí)必須保證前后有足夠的直管穩(wěn)定段和水平度。 (4)如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？答：可通過(guò)觀察離心泵進(jìn)口處的真空表和出口處壓力表的讀數(shù)，在開(kāi)機(jī)前若真空表和壓力表的讀數(shù)均為零，表明系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排干凈； （5）結(jié)合本實(shí)驗(yàn)，思考一下量綱分析方法在處理工程問(wèn)題時(shí)的優(yōu)點(diǎn)和局限性答：優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)將變量組合成無(wú)量綱群，從而減少實(shí)驗(yàn)自變量的個(gè)數(shù)，大幅地減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，避免大量實(shí)驗(yàn)工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍

3、適用。6離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）離心泵在啟動(dòng)前為什么要引水灌泵？如果已經(jīng)引水灌泵了，離心泵還是不能正常啟動(dòng)，你認(rèn)為是什么原因？答：（1）防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生 （2）水管中還有空氣沒(méi)有排除開(kāi)閥門時(shí)，揚(yáng)程極小，電機(jī)功率極大，可能會(huì)燒壞電機(jī)（2）為什么離心泵在啟動(dòng)前要關(guān)閉出口閥和儀表電源開(kāi)關(guān)？答：防止電機(jī)過(guò)載。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率N。根據(jù)離心泵特性曲線，當(dāng)Q=0時(shí)N最小，電動(dòng)機(jī)輸出功率也最小，不易被燒壞。而停泵時(shí)，使泵體中的水不被抽空，另外也起到保護(hù)泵進(jìn)口處底閥的作用。3、為什么用泵的出口閥門調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？還有其他方法調(diào)節(jié)流量？ 答：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，但是難以達(dá)到對(duì)

4、流量的精細(xì)控制。確定損失能量，通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的串并聯(lián)（4）離心泵在其進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥門是否合理？為什么？答：不合理，在進(jìn)口管路上安裝閥門會(huì)增大進(jìn)口管路上的阻力，易引起汽蝕（5）為什么要在離心泵進(jìn)口管的末端安裝底閥？答：離心水泵沒(méi)有抽真空的功能,水面必須超過(guò)葉輪才能工作,所以使前必須向水泵內(nèi)灌水,安裝的底閥是為了防剛灌的水跑掉.底閥是一個(gè)單向閥,只能進(jìn)不能出.7過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）過(guò)濾實(shí)驗(yàn)過(guò)濾剛開(kāi)始時(shí)，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候?yàn)V布沒(méi)有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會(huì)通過(guò)濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后，待過(guò)濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過(guò)

5、濾布，此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。（2）在恒定過(guò)濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之后才能開(kāi)始等壓過(guò)濾。（3）如果濾液的粘度比較大，可以采用什么措施來(lái)增大過(guò)濾速率？答：（1）使用助濾劑，改善濾餅特性；（2）加熱濾漿，降低濾液粘度；（3）使用絮凝劑，改變顆粒聚集狀態(tài)；（4）限制濾餅厚度，降低過(guò)濾阻力（4）當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，其K值是否也增大一倍，是得到同樣的過(guò)濾量時(shí)，其過(guò)濾時(shí)間是否縮短一半？答：不是的，dv/d=A2P/rv(v+ve), dv/d是代表過(guò)濾速率，它隨著過(guò)濾的進(jìn)行，它是一個(gè)逐漸減少的過(guò)程，雖然P增大一倍，表面上是時(shí)間減少一倍，單過(guò)濾速率

6、減少，所以過(guò)濾得到相同的濾液，所需的時(shí)間不是原來(lái)的一半，比一半要多。（5）如若提高過(guò)濾速率，可以采取哪些工程措施答:過(guò)濾速率方程（6）在本實(shí)驗(yàn)中數(shù)學(xué)模型方法的作用體現(xiàn)在哪些方面8對(duì)流給熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)中冷流體和蒸汽的流向，對(duì)傳熱效果有何影響? 答：冷流體和蒸汽是并流時(shí)，傳熱溫度差小于逆流時(shí)傳熱溫度差，在相同進(jìn)出口溫度下，逆流傳熱效果大于并流傳熱效果（2） 在蒸汽冷凝時(shí)，若存在不凝性氣體，你認(rèn)為會(huì)發(fā)生什么？答：不凝性氣體會(huì)減少制冷劑的循環(huán)量，使制冷量降低。并且不凝性氣體會(huì)滯留在冷凝器的上部管路內(nèi)，致使實(shí)際冷凝面積減小，冷凝負(fù)荷增大，冷凝壓力升高，從而制冷量會(huì)降低。而且由于冷凝壓力的升高

7、致使排氣壓力升高，還會(huì)減少壓縮機(jī)的使用壽命。應(yīng)把握好空氣的進(jìn)入，和空氣的質(zhì)量。（3）實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)得的壁溫是靠近蒸氣側(cè)還是冷流體側(cè)溫度？為什么？ 答：靠近蒸氣溫度；因?yàn)檎魵饫淠齻鳠崮は禂?shù)遠(yuǎn)大于空氣膜系數(shù)。（4）在實(shí)驗(yàn)中你是怎樣判斷系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的？9吸收塔的操作和吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）吸收操作與調(diào)節(jié)的三要素是什么?它們對(duì)吸收過(guò)程的影響如何？答：吸收劑的進(jìn)口濃度，溫度和流量為吸收操作和調(diào)節(jié)的三要素。當(dāng)氣體流量和濃度不變時(shí)，增大吸收劑的流量，吸收速率增大，溶質(zhì)吸收量增加，氣體出口組成y2減小，回收率增大。吸收劑濃度減小，傳質(zhì)推動(dòng)力增大，吸收劑溫度降低，平衡線下移，傳質(zhì)推動(dòng)力增大。（2）從實(shí)驗(yàn)

8、結(jié)果分析Kya的變化，確定本吸收過(guò)程的控制環(huán)節(jié)？（3）液封裝置的作用是什么?如何設(shè)計(jì)？答：防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中吸收劑從吸收塔底流出，液封的目的是保證塔內(nèi)的操作壓強(qiáng)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（1）U形管作液封時(shí)，為防止管頂部積存氣體，影響液體排放，應(yīng)在最高點(diǎn)處設(shè)置放空閥或設(shè)置與系統(tǒng)相連接的平衡管道。(2)為使在停車時(shí)能放凈管內(nèi)液體，一般在U形管最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)置放凈閥。當(dāng)需要觀察管內(nèi)液體流動(dòng)情況，在出料管一側(cè)可設(shè)置視鏡。(3)由于液體被夾帶或泄漏等原因造成液封液損失時(shí)，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)采取措施保持液封高度10精餾塔的操作和全塔效率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)1）在精餾塔操作過(guò)程中，塔釜壓力為什么是個(gè)重要操作參數(shù)？塔釜壓力與哪些因素有關(guān)？

9、答：精餾是利用液體混合物中各組分的揮發(fā)度不同使之分離的單元操作，通過(guò)層層塔板液氣交換而達(dá)到精餾或者分離的目的。各物質(zhì)在不同壓力下其蒸汽分壓是不同的，故其操作壓力是很重要的參數(shù)。 塔釜壓力與精餾各物質(zhì)的物理性質(zhì)，與操作溫度和要求的精餾純度、進(jìn)料組成、進(jìn)料流量、回流量、進(jìn)板位置等因素都有關(guān)。 （2）板式塔中氣液兩相的流動(dòng)特點(diǎn)是什么？ 答：操作時(shí)液體在重力作用下,自上而下依次流過(guò)各層塔板,至塔底排出；氣體在壓力差的推動(dòng)下，自下而上依次穿過(guò)各層塔板，至塔頂排出。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過(guò)塔板分散到液層中去，進(jìn)行相際接觸傳質(zhì)。 （3）操作過(guò)程中，欲增大回流比，采用什么方法？ 答：可以增加再

10、沸器的溫度，增大蒸汽量；也可以減少塔頂餾分采出量。 （4）在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)進(jìn)料量從4L/h增加至6L/h時(shí)，塔頂回流量減小，出料量也減小了，試分析解釋這現(xiàn)象。 答：液相進(jìn)料時(shí)，若進(jìn)料量從4L/h增加至6L/h，引起提餾段的回流也很快增加，從而引起提餾段溫度降低，全塔溫度下降，頂部餾出物中的輕組分純度提高。從而導(dǎo)致塔頂使得回流量和采出量都減少。 （5）若由于塔頂采出率D/F過(guò)大而導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？采取怎樣的調(diào)節(jié)措施才能使操作盡快發(fā)揮正常？ 答：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，塔內(nèi)輕組分將大量從塔頂餾出，塔內(nèi)各板上的輕組分的濃度將逐漸降低，重組分則逐漸積累，濃度不斷增大，最終導(dǎo)致塔頂產(chǎn)品濃度不

11、斷降低，產(chǎn)品質(zhì)量不合格。保持塔釜加熱負(fù)荷不變，增大進(jìn)料量和塔釜出料量，減小塔頂采出量，以迅速?gòu)浹a(bǔ)塔內(nèi)的輕組分量，使之盡快達(dá)到正常的濃度分布。待塔頂溫度迅速下降至正常值時(shí)，再將進(jìn)料量和塔頂，塔底出料量調(diào)節(jié)至正常操作數(shù)值。 （6）如何根據(jù)靈敏板溫度TS和塔釜壓力pB的變化正確地進(jìn)行精餾操作？ 答：靈敏板溫度升高說(shuō)明重組分上移，溫度下降說(shuō)明輕組分下移，特別是溫度下降時(shí)，應(yīng)提前加大塔頂采出或減少進(jìn)料量，必要時(shí)增加乙醇的采出，避免輕組分下移到塔釜，而造成塔底排出的殘液超標(biāo)。 塔釜壓力是精餾塔一個(gè)重要的操作控制參數(shù)。當(dāng)塔內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重霧沫夾帶時(shí)。塔釜壓力將會(huì)增大。而當(dāng)塔釜壓力急劇上升時(shí)，表明塔內(nèi)已經(jīng)發(fā)生液泛。

12、而如果塔釜壓力過(guò)小，表明塔內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重漏液。發(fā)生這些情況都應(yīng)該根據(jù)操作要求來(lái)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。 （7）在連續(xù)精餾實(shí)驗(yàn)中，塔釜出料管沒(méi)有安裝流量計(jì)，如何判斷和保持全塔物料平衡？ 答：判斷全塔物料是否平衡可從安裝在塔釜邊的壓力表判斷出，如果進(jìn)得多，采得少，則塔壓力差上升；反之塔壓差下降。 對(duì)于一個(gè)固定的精餾塔來(lái)說(shuō)，塔壓差應(yīng)該在一定范圍內(nèi)。塔壓差過(guò)大，說(shuō)明塔內(nèi)上升的蒸汽速度過(guò)快，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛，破壞塔的正常操作；塔壓差過(guò)小，表明塔內(nèi)上升蒸汽的速度過(guò)小，塔板上的氣液湍動(dòng)的程度過(guò)低、傳質(zhì)效果差，使塔板產(chǎn)生漏液，降低塔板效率11萃取塔的操作和萃取傳質(zhì)單元高度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）液液萃取設(shè)備與氣液傳質(zhì)設(shè)

13、備的主要區(qū)別在哪里？在液液系統(tǒng)中，兩相間的重度差較小，界面張力也不大，所以從過(guò)程進(jìn)行的流體力學(xué)條件看，在液液相的接觸過(guò)程中，能用于強(qiáng)化過(guò)程的慣性力不大，同時(shí)已分散的兩相，分層分離能力也不高。因此，對(duì)于氣液接觸效率較高的設(shè)備，用于液液接觸就顯得效率不高。為了提高液液相傳質(zhì)設(shè)備的效率，常常補(bǔ)給能量，如攪拌、脈動(dòng)、振動(dòng)等。為使兩相逆流和兩相分離，需要分層段，以保證有足夠的停留時(shí)間，讓分散的液相凝聚，實(shí)現(xiàn)兩相的分離。（2）本實(shí)驗(yàn)為什么不易用水作分散相，倘若用水作為分散相，操作步驟是怎樣的，兩相分層分離段應(yīng)該設(shè)在塔頂還是塔底。 （3）重相出口為什么采用P形管，P形管的高度是怎么確定的。 （4）什么是萃取塔的液泛，在操作過(guò)程中，你是怎樣確定液泛速度的。 （5）對(duì)液液萃取過(guò)程來(lái)說(shuō)是否外加能量越大越有利。12干燥速率曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）測(cè)定速率曲線有什么理論或應(yīng)用意義？（2）（3）空氣的進(jìn)口溫度是否越高越好？13流量計(jì)流量校正實(shí)驗(yàn)（1）為什么測(cè)試中要保持系統(tǒng)的滿灌？答：離心泵的安裝高度高于水槽中液面高度的普通離心泵，因?yàn)殡x心泵不灌水很難排掉泵內(nèi)的空氣，導(dǎo)致泵空轉(zhuǎn)而不能排水。離心泵的安裝高度低于水槽中液面高度或自吸泵已排完氣時(shí)開(kāi)泵前不需給泵灌水。（2）為什么測(cè)試系統(tǒng)要排氣，如何正確排氣？答：（1）若測(cè)試系