化工原理實(shí)驗(yàn)思考題答案說(shuō)課材料

1、實(shí)驗(yàn)一流體流動(dòng)阻力測(cè)定1在對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥？為什么？答：是的。理由是：由離心泵特性曲線可知，流量為零時(shí)，軸功率最小，電機(jī)負(fù)荷最小，起 到保護(hù)電機(jī)的作用。2如何檢測(cè)管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈？答：?jiǎn)?dòng)離心泵用大流量水循環(huán)把殘留在系統(tǒng)內(nèi)的空氣帶走。關(guān)閉出口閥后，打開(kāi)U形管頂部的閥門(mén)，利用空氣壓強(qiáng)使U形管兩支管水往下降，當(dāng)兩支管液柱水平，證明系統(tǒng)中空氣已被排除干凈。3以水做介質(zhì)所測(cè)得的-Re關(guān)系能否適用于其它流體？如何應(yīng)用？答：（1）適用其他種類的牛頓型流體。理由：從（Re, /d）可以看出，阻力系數(shù)與流體具體流動(dòng)形態(tài)無(wú)關(guān)，只與管徑、粗糙度等有關(guān)。（2）那是一組接近

2、平行的曲線，鑒于 Re本身并不十分準(zhǔn)確， 建議選取中間段曲線，不宜用 兩邊端數(shù)據(jù)。Re與流速、黏度和管徑一次相關(guān)，黏度可查表。4在不同設(shè)備上（包括不同管徑），不同水溫下測(cè)定的-Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上？答：只要/d相同，-Re的數(shù)據(jù)點(diǎn)就能關(guān)聯(lián)在一條直線上。5如果測(cè)壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對(duì)靜壓的測(cè)量有何影響？答：沒(méi)有影響靜壓是流體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)造成的 表現(xiàn)的形式是流體的位能是上液面和下液面 的垂直高度差只要靜壓一定高度差就一定如果用彈簧壓力表測(cè)量壓力是一樣的 所以沒(méi)有 影響。實(shí)驗(yàn)二離心泵特性曲線測(cè)定1試從所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥門(mén)？答：由離心泵特性曲線可知

3、，流量為零時(shí)，軸功率最小，電機(jī)負(fù)荷最小，起到保護(hù)電機(jī)的作 用。2啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來(lái)，你認(rèn)為可能的原因是什么？答：（1）離心泵不灌水很難排掉泵內(nèi)的空氣，導(dǎo)致泵空轉(zhuǎn)卻不排水；（2）泵不啟動(dòng)可能是電路問(wèn)題或泵本身已經(jīng)損壞，即使電機(jī)的三相電接反，仍可啟動(dòng)。3為什么用泵的出口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其他方法調(diào)節(jié)流量？答：（1）調(diào)節(jié)出口閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)際上是改變管路特性曲線，改變泵的工作點(diǎn)，從而起到調(diào)節(jié) 流量的作用；（2）這種方法的優(yōu)點(diǎn)時(shí)方便、快捷，流量可以連續(xù)變化；缺點(diǎn)是當(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí)， 會(huì)增大流動(dòng)阻力，多消耗能量，不經(jīng)濟(jì)；（3）還可以改變泵的轉(zhuǎn)速、減

4、小葉輪直徑或用雙泵并聯(lián)操作。4泵啟動(dòng)后，出口閥如果不開(kāi)，壓力表讀數(shù)是否會(huì)逐漸上升？為什么？答：（1 ）壓力表讀數(shù)會(huì)隨著葉輪轉(zhuǎn)速的變大而增大，到葉輪轉(zhuǎn)速正常時(shí)， 讀數(shù)趨于穩(wěn)定；（2）這是因?yàn)槌隹陂y關(guān)閉時(shí)，出口壓力與泵內(nèi)流體所受到的離心力有關(guān)。5正常工作的離心泵，在其進(jìn)口管路上安裝閥門(mén)是否合理？為什么？答：（1 ）不合理；（2）因?yàn)樗畯乃鼗蛩漭斔偷奖每康氖且好嫔系拇髿鈮汉捅萌肟谔幷婵?度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，將水從水箱壓入泵體，若在進(jìn)口管上安裝閥門(mén)， 會(huì)增大這一段管路的阻力， 可能導(dǎo)致流體沒(méi)有足夠的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)流動(dòng)過(guò)程。6試分析，用清水泵輸送密度為 1200Kg/m3的鹽水，在相同流量下你認(rèn)為泵的壓力是

5、否會(huì)變 化？軸功率是否變化？答：（1）泵的壓力增大。因?yàn)閾P(yáng)程 H與密度無(wú)關(guān)，但p H g ,故密度增大壓力增大；（2）軸功率增大。因?yàn)?N gQh,Q與密度無(wú)關(guān)，N正比于密度。實(shí)驗(yàn)三流量計(jì)的校正1孔流系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：孔流系數(shù)由孔板銳口的形狀、測(cè)壓口的位置、孔徑與管徑之比和雷諾準(zhǔn)數(shù)有關(guān)。具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。2孔板、文丘里流量計(jì)安裝時(shí)各應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：流量計(jì)要與管道同心； 墊片要與管道同心，不能凸出于管道中；兩根導(dǎo)壓管的最高端的高度要一致；（4）要有取壓的根部閥（截止閥）；防凍；（6）氣體的導(dǎo)壓管應(yīng)向上引 出，液體的應(yīng)向下引出。3如何檢查系統(tǒng)排氣是否完全？答：看流量裝置或系統(tǒng)的情況。一

6、般可以采用幾種措施：（1）安裝一段透明管道，在水平與垂直管道的轉(zhuǎn)彎處。由此來(lái)直接觀測(cè)。（2）在垂直管道頂端加一個(gè)排氣閥。通水后，停止水流，打開(kāi)排氣閥，直到無(wú)氣體排出為止。4從實(shí)驗(yàn)中，可以直接得到R V的校正曲線，經(jīng)整理也可以得到CO-Re的曲線，這兩種表示方法各有什么優(yōu)點(diǎn)？答：實(shí)驗(yàn)中的方法更直接、更準(zhǔn)確，這里提到的方法更直觀。實(shí)驗(yàn)五洞道干燥實(shí)驗(yàn)及干燥特性曲線測(cè)定1什么是恒定干燥條件？本實(shí)驗(yàn)裝置中采用了那些措施來(lái)保持干燥過(guò)程在恒定干燥條件下 進(jìn)行？答：（1）指干燥介質(zhì)的溫度、濕度、流速及與物料的接觸方式，均在整個(gè)干燥過(guò)程中保持恒 定；（2）本實(shí)驗(yàn)中本實(shí)驗(yàn)用大量空氣干燥少量物料，則可以認(rèn)為濕空氣在

7、干燥過(guò)程溫度。濕 度均不變，再加上氣流速度以及氣流與物料的接觸方式不變。所以這個(gè)過(guò)程可視為實(shí)驗(yàn)在在恒定干燥條件下進(jìn)行。2控制恒速干燥階段速率的因素是什么？控制降速干燥階段干燥速率的因素又是什么？答：（1）恒速干燥階段的干燥速率的大小取決于物料表面水分的汽化速率，亦取決定于物料外部的干燥條件，所以恒定干燥階段又稱為表面汽化控制階段；（2）降速階段的干燥速率取決于物料本身結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，而與干燥介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)關(guān)系不大， 故降速階段又稱物料 內(nèi)部遷移控制階段。3為什么要先啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)加熱器？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干、濕球溫度計(jì)是否變化？為什么？如 何判斷實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束？答：（1）讓加熱器通過(guò)風(fēng)冷慢慢加熱，避

8、免損壞加熱器，反之如果先啟動(dòng)加熱器，通過(guò)風(fēng)機(jī) 的吹風(fēng)會(huì)出現(xiàn)急冷，高溫極冷，損壞加熱器；（2）理論上干、濕球溫度是不變的，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干球溫度不變，但濕球溫度緩慢上升，估計(jì)是因?yàn)楦稍锏乃俾什粩嘟档停沟脷怏w濕度降低，從而溫度變化；（3）濕毛氈恒重時(shí)，即為實(shí)驗(yàn)結(jié)束。4若加大熱空氣流量，干燥速率曲線有何變化？恒速干燥速率、臨界濕含量又如何變化？為 什么？答：若加大熱空氣流量， 干燥曲線的起始點(diǎn)將上升，下降幅度變大，并且到達(dá)臨界點(diǎn)的時(shí)間 縮短，臨界濕含量降低。這是因?yàn)轱L(fēng)速增加后，加快了熱空氣的排濕能力。實(shí)驗(yàn)六空氣-蒸汽對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定1在計(jì)算空氣質(zhì)量流量時(shí)所用到的密度值與求雷諾數(shù)時(shí)用到的密度值是否一致

9、？它們分別 表示什么位置的密度，應(yīng)在什么條件下進(jìn)行計(jì)算。答：計(jì)算空氣質(zhì)量流量時(shí)所用到的密度值與求雷諾數(shù)時(shí)的密度值不一致，前者的密度為空氣入口處溫度下的密度，而后者為空氣定性溫度（平均溫度）下的密度。2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，冷凝水不及時(shí)排走，會(huì)產(chǎn)生什么影響？如何及時(shí)排走冷凝水？如何采用不同 壓強(qiáng)的蒸汽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)關(guān)聯(lián)式有何影響？答：冷凝水不及時(shí)排走，附著在管外壁上，增加了一項(xiàng)熱阻，降低了傳熱速率。在外管最低 處設(shè)置排水口，及時(shí)排走冷凝水。采用不同壓強(qiáng)的蒸汽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)a關(guān)聯(lián)式基本無(wú)影響。因?yàn)閍*（ p 2g入3r/卩dA t）1/4，當(dāng)蒸汽壓強(qiáng)增加時(shí)，r和均增加，其它參數(shù)不變，故 （p 2g入3r/卩dA

10、t）1/4變化不大，所以認(rèn) 為蒸汽壓強(qiáng)對(duì)a關(guān)聯(lián)式無(wú)影響。3影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些？答：流體流動(dòng)的速度： 傳熱邊界層中的導(dǎo)熱是對(duì)流傳熱的主要矛盾。顯然，增大流速可以使傳熱邊界層減薄，從而使a增大，使對(duì)流傳熱過(guò)程得以強(qiáng)化。 流體的對(duì)流狀況：是采用自然對(duì)流抑或采用強(qiáng)制對(duì)流。顯然，強(qiáng)制對(duì)流時(shí)流體的流速較自然對(duì)流為高。 流體的種類；液體、氣體、蒸氣。 流體的性質(zhì)：影響較大的有流體的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、粘度等。如導(dǎo)熱系數(shù)大的流體，傳熱邊界層的熱阻就小，給熱系數(shù)較大。粘度大的流體，在同等流速下，Re數(shù)小，傳熱邊界層相應(yīng)較厚，給熱系數(shù)便小。 傳熱面的形狀、位置和大?。翰煌螤畹膫鳠崦?，如圓

11、管或平板或管束；是在管內(nèi)還是管外；是垂直放置還是水平放置；以及不同的管徑和長(zhǎng)度都對(duì)a有影響。所謂強(qiáng)化傳熱，就是設(shè)法提高傳熱的速率。 從傳熱速率方程式 Q=KAAt中可以看出，提高K、 A、At中任何一項(xiàng)都可以強(qiáng)化傳熱，即增大傳熱面積、提高傳熱的溫度差和提高傳熱系數(shù)。實(shí)驗(yàn)七填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定1. 本實(shí)驗(yàn)中，為什么塔底要液封？液封高度如何計(jì)算？答：液封的目的是保證塔內(nèi)的操作壓強(qiáng)。當(dāng)爐內(nèi)壓強(qiáng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，氣體將由液封管排出，故先按爐內(nèi)允許的最高壓強(qiáng)計(jì)算液封管插入槽內(nèi)水面下的深度。過(guò)液封管口作等壓面 0-0',在其上取1、2兩點(diǎn)。其中：p仁爐內(nèi)壓強(qiáng)或因p仁p2故解得h2. 測(cè)定KXa有什

12、么工程意義？答：由Ka可以確定傳質(zhì)單元高度，從而可以找出填料層的高度3. 為什么二氧化碳吸收過(guò)程屬于液膜控制？答：一般將原料氣中的 CO2濃度控制在10%以內(nèi)，所以吸收的計(jì)算方法可按低濃度來(lái)處理。又CO2在水中的溶解度很小，所以此體系CO2氣體的吸收過(guò)程屬于液膜控制過(guò)程。4. 當(dāng)氣體溫度和液體溫度不同時(shí)，應(yīng)用什么溫度計(jì)算亨利系數(shù)？ 答：液體溫度。因?yàn)槭且耗た刂?，液體影響比較大。實(shí)驗(yàn)八篩板塔精餾實(shí)驗(yàn)1. 測(cè)定全回流和部分回流總板效率與單板效率時(shí)各需測(cè)幾個(gè)參數(shù)？取樣位置在何處？ 答：全回流：塔頂，塔底取樣，用折光儀測(cè)得其組成。部分回流：各板取樣，用折光儀測(cè)得其組成。2. 全回流是測(cè)定板式塔上第n、

13、n-1層液相組成后，如何求得Xn*,部分回流時(shí)，又如何求Xn* ？答：如果為全回流則 Xn*為所測(cè)的液相組成數(shù)據(jù)，若為部分回流的，我們需要獲得蒸餾塔中 的塔頂、塔釜的液相組成，求解其相平衡方程，代入方程即可求得Xn*。或：(1)計(jì)算單板效率需測(cè)兩個(gè)參數(shù)，分別是Xn和Xn-1，取樣在相鄰兩塊塔板間。計(jì)算總板效率同樣需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，分別是XD和XW，取樣在塔釜和塔頂。(2)部分回流：EM=( Xn-1-Xn)/ ( Xn-1- X*)=( Xn-1-Xn)/ Xn-1- f(Yn),Yn=L/V- Xn-1+ XD (V-L)/V全回流：EM=( Xn-1-Xn)/ ( Xn-1- X*)=(

14、Xn-1-Xn)/ Xn-1- f(Yn),Yn= Xn-13. 在全回流時(shí)，測(cè)得板式塔上第n、n-1層液相組成后，能否求出第n層塔板上的以氣相組成變化表示的單板效率？答：能，計(jì)算如下：其中f(Y)為氣液平衡線對(duì)應(yīng)的 X值EML=( Xn-1-Xn)/Xn-1- fL/V Xn-1+ XD-(V-L)/V,EMV= EML/ EML+m V/L(1- EML)4. 查取進(jìn)料液的汽化潛熱時(shí)定性溫度如何取值？答：水和乙醇的最低恒沸溫度。5. 若測(cè)得單板效率超過(guò)100%，作何解釋？答：在精餾操作中，液體沿精餾塔板面流動(dòng)時(shí)，易揮發(fā)組分濃度逐漸降低，對(duì)n板而言，其上液相組成由Xn-1的高濃度降為Xn的低濃度，尤其塔板直徑較大、液體流徑較長(zhǎng)時(shí)，液體在板上的濃度差異更加明顯，這就使得穿過(guò)板上液層而上升的氣相有機(jī)會(huì)與濃度高于Xn的液體相接觸，從而得