化工原理試驗(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著的，又在什么情況下它應(yīng)該關(guān)閉的？答：平衡閥是用來改變流經(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)是打開的，正常運(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的。I 1(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？丿:H °11 I I ,I ( I I ;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 , ，:b if.以把小數(shù)擴(kuò)大

2、取值范圍，使坐標(biāo)點(diǎn)更為集中清晰，作出來的圖一目了然。(3) 渦輪流量計(jì)的測(cè)量原理時(shí)是什么，在安裝時(shí)應(yīng)注意哪些問題？答：渦輪流量計(jì)通過流動(dòng)帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，渦輪轉(zhuǎn)速和流量有正比關(guān)系，通過測(cè)量感應(yīng)電流大小即可得到流量大小。渦輪流量t I '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)，在開機(jī)前若真空表 Xj i r- '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題時(shí)的優(yōu)點(diǎn)和局限性答：優(yōu)點(diǎn)：通

3、過將變量組合成無量綱群，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）水管中還有空氣沒有排除開閥門時(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關(guān)？答：防止電機(jī)過載。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« I 1 I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

4、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I I I I :I i I I ,量?«I.答：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，但是難以達(dá)到對(duì)流量的精細(xì)控制。確定損失能量，通過改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的串并聯(lián)-If j（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：離心水泵沒有抽真空的功能，水面必須超過葉輪才能工作，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過濾常數(shù)的

5、測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）過濾實(shí)驗(yàn)過濾剛開始時(shí)，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？答：因?yàn)閯傞_始的時(shí)候?yàn)V布沒有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會(huì)通過濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后，待過濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使 固體顆粒不能通過濾布，此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。（2）在恒定過濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？答：因?yàn)閯傞_始時(shí)要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之后才能開始等壓過濾。(3) 如果濾液的粘度比較大，可以采用什么措施來增大過濾速率？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，降低過濾阻力(4) 當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，其

6、K值是否也增大一倍，是得到同樣的過濾量時(shí)，其過濾時(shí)間是否縮短一半？答：不是的，dv/d 0 =A2A P/卩rv(v+ve), dv/d 0是代表過濾速率，它隨著過濾的進(jìn)I r 1 |_行，它是一個(gè)逐漸減少的過程，雖然 P增大一倍，表面上是時(shí)間減少一倍，單過濾 速率減少，所以過濾得到相同的濾液，所需的時(shí)間不是原來的一半，比一半要多。(5) 如若提高過濾速率，可以采取哪些工程措施夕I | I |1 ;I , I I 答：過濾速率方程(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

7、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)

8、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。,I 1 I（2）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析Kya的變化，確定本吸收過程的控制環(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”/ 、乙 11 I j I I ;j j |!響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（1）U形管作液圭寸時(shí)，為防止管頂部積存氣體，影響液

9、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-If 小 j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）在精餾塔操作過程中，塔釜壓力為什么是一個(gè)重要操作參數(shù)？塔釜壓力與哪些因素有關(guān)？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

10、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，氣體通過塔板分散到液層中去，進(jìn)行相際接觸傳質(zhì)。（3）操作過程中，欲增大回流比，采用什么方法？答：可以增加再沸器的溫度，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u, I r 1 |_了，試分析解釋這一現(xiàn)象。答：液相進(jìn)料時(shí)，若進(jìn)料量從

11、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)*；，I I I | I I ；I j I 1!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過大而導(dǎo)致產(chǎn).»- 亠'« I.品不合格，在實(shí)驗(yàn)過程中會(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-If 小 j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 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

12、 小塔頂采出量，以迅速彌補(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。Y1，ii（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：靈敏板溫度升高說明重組分上移，溫度下降說明輕組分下移，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。而如果塔釜壓力過小，表明塔內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重漏液。發(fā)生這些情況 都

13、應(yīng)該根據(jù)操作要求來做出相應(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)固定的精餾塔來說，塔壓差應(yīng)該在一定范圍內(nèi)。塔壓差過大，說明塔內(nèi)上升的蒸汽速度過快，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至 發(fā)生液泛，破壞塔的正常操作；塔壓差過小，表明塔內(nèi)上升蒸汽的速度過小，塔板I r- 1 |_上的氣液湍動(dòng)的程度過低、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)備的主要區(qū)別在哪里？-I II , I

14、 I 在液液系統(tǒng)中，兩相間的重度差較小，界面張力也不大，所以從過程進(jìn)行的流體力f- . 'I.學(xué)條件看，在液液相的接觸過程中，能用于強(qiáng)化過程的慣性力不大，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-If j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？形管，？形管的高度是怎么確定的。（4）什么是萃取塔的液泛，在操作過程中，你是怎樣確定液泛速度的。（5）對(duì)液液萃取過程來說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？I 1 I_答：（1）若測(cè)試系統(tǒng)未進(jìn)行排氣，流量計(jì)管徑中有氣泡，則所測(cè)得的壓力差并