化工原理實(shí)驗(yàn)思考題答案

1、實(shí)驗(yàn)1單項(xiàng)流動阻力測定（1）啟動離心泵前，為什么必須關(guān)閉泵的出口閥門？答：由離心泵特性曲線知，流量為零時，軸功率最小，電動機(jī)負(fù)荷最小，不會過載燒毀線圈。（2）作離心泵特性曲線測定時，先要把泵體灌滿水以防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生，而阻力實(shí)驗(yàn)對泵灌水卻無要求，為什么？ 答：阻力實(shí)驗(yàn)水箱中的水位遠(yuǎn)高于離心泵，由于靜壓強(qiáng)較大使水泵泵體始終充滿水，所以不需要灌水。（3）流量為零時，U形管兩支管液位水平嗎？為什么？ 答：水平，當(dāng)u=0時 柏努利方程就變成流體靜力學(xué)基本方程：（4）怎樣排除管路系統(tǒng)中的空氣？如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？ 答：啟動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U

2、形管頂部的閥門，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。（5）為什么本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)須在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪？ 答：因?yàn)閷?shù)可以把乘、除變成加、減，用對數(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，作出來的圖一目了然。（6）你在本實(shí)驗(yàn)中掌握了哪些測試流量、壓強(qiáng)的方法？它們各有什么特點(diǎn)？ 答：測流量用轉(zhuǎn)子流量計、測壓強(qiáng)用U形管壓差計，差壓變送器。轉(zhuǎn)子流量計，隨流量的大小，轉(zhuǎn)子可以上、下浮動。U形管壓差計結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、經(jīng)濟(jì)。差壓變送器，將壓差轉(zhuǎn)換成直流電流，直流電流由毫安表讀得，再由已知的壓差電流回歸式算出相應(yīng)的壓差，可測大流量

3、下的壓強(qiáng)差。（7）讀轉(zhuǎn)子流量計時應(yīng)注意什么？為什么？ 答：讀時，眼睛平視轉(zhuǎn)子最大端面處的流量刻度。如果仰視或俯視，則刻度不準(zhǔn)，流量就全有誤差。（8）兩個轉(zhuǎn)子能同時開啟嗎？為什么？ 答：不能同時開啟。因?yàn)榇罅髁繒裊形管壓差計中的指示液沖走。（9）開啟閥門要逆時針旋轉(zhuǎn)、關(guān)閉閥門要順時針旋轉(zhuǎn)，為什么工廠操作會形成這種習(xí)慣？ 答：順時針旋轉(zhuǎn)方便順手，工廠遇到緊急情況時，要在最短的時間，迅速關(guān)閉閥門，久而久之就形成習(xí)慣。當(dāng)然閥門制造商也滿足客戶的要求，閥門制做成順關(guān)逆開。（10）使用直流數(shù)字電壓表時應(yīng)注意些什么？ 答：使用前先通電預(yù)熱15分鐘，另外，調(diào)好零點(diǎn)（舊設(shè)備），新設(shè)備，不需要調(diào)零點(diǎn)。如果有波動

4、，取平均值。（11）假設(shè)將本實(shí)驗(yàn)中的工作介質(zhì)水換為理想流體，各測壓點(diǎn)的壓強(qiáng)有何變化？為什么？答：壓強(qiáng)相等，理想流體u=0，磨擦阻力F=0，沒有能量消耗，當(dāng)然不存在壓強(qiáng)差。 d1=d2 u1=u2 又z1=z2（水平管） P1=P2 （12）離心泵送液能力，為什么可以通過出口閥調(diào)節(jié)改變？往復(fù)泵的送液能力是否也可采用同樣的調(diào)節(jié)方法？為什么？答：離心泵送液能力可以通過調(diào)節(jié)出口閥開度來改變管路特性曲線，從而使工作點(diǎn)改變。往復(fù)泵是正往移泵流量與揚(yáng)程無關(guān)。若把出口堵死，泵內(nèi)壓強(qiáng)會急劇升高，造成泵體，管路和電機(jī)的損壞。（13）本實(shí)驗(yàn)用水為工作介質(zhì)做出的Re曲線，對其它流體能否使用？為什么？答：能用，因?yàn)槔字Z

5、準(zhǔn)數(shù)是一個無因次數(shù)群，它允許d、u、變化。（14）本實(shí)驗(yàn)是測定等徑水平直管的流動阻力，若將水平管改為流體自下而上流動的垂直管，從測量兩取壓點(diǎn)間壓差的倒置U型管讀數(shù)R到Pf的計算過程和公式是否與水平管完全相同？為什么？答：過程一樣，公式（通式）相同，R值的計算結(jié)果不同。通式：水平放置： z=0 垂直放置： z=L（管長）（15）測試時為什么要取同一時刻下的瞬時數(shù)據(jù)？答：流體流動時，由于諸種原因，各參數(shù)的值是波動的，為了減少誤差，應(yīng)取瞬時值、即同時讀數(shù)。（16）作Re圖時，依點(diǎn)畫線用什么工具？點(diǎn)在線的一側(cè)還是兩側(cè)？怎樣提高做圖的精確度？做圖最忌諱什么？答：用曲線板或曲線尺畫曲線，直尺畫直線。點(diǎn)應(yīng)在

6、線的兩側(cè)，以離線的距離最近為原則。最忌諱徒手描。（17）實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論中，應(yīng)討論什么？答：（1）討論異?，F(xiàn)象發(fā)生的原因；（2）你做出來的結(jié)果（包括整理后的數(shù)據(jù)、畫的圖等）與講義中理論值產(chǎn)生誤差的原因。（3）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何改進(jìn)。（18）影響流動型態(tài)的因素有哪些？用Re判斷流動型態(tài)的意義何在？答：影響流動類型的因素有：內(nèi)因：流動密度、粘度；外因：管徑d、流速u,即。用它判斷流動類型，什么樣的流體、什么樣的管子，流速等均適用，這樣，就把復(fù)雜問題簡單化了，規(guī)律化了，易學(xué)、易用易于推廣。（19）直管摩擦阻力的來源是什么？答：來源于流體的粘性流體在流動時的內(nèi)摩擦，是流體阻力的內(nèi)因或依據(jù)。其外因或內(nèi)部條件可表示

7、為：內(nèi)摩擦力F與兩流體層的速度差成正比；與兩層之間的垂直距離y成反比；與兩層間的接觸面積A與成正比。（20）影響直管阻力的因素是什么？如何影響？答：根據(jù)直管助力與管長、管經(jīng)d、速度u、磨擦系數(shù)有關(guān)系。它與、u2成正比，與d成反比。 實(shí)驗(yàn)2 離心泵特性曲線的測定 為什么啟動離心泵前要向泵內(nèi)注水？如果注水排氣后泵仍啟動不起來，你認(rèn)為可能是什么原因？ 答：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。如果注水排完空氣后還啟動不起來?？赡苁潜萌肟谔幍闹鼓骈y壞了，水從管子又漏回水箱。電機(jī)壞了，無法正常工作。 為什么離心泵啟動時要關(guān)閉出口閥門？ 答：防止電機(jī)過載。因?yàn)殡妱訖C(jī)的輸出功率等于泵的軸功率N。根據(jù)離心泵特性曲

8、線，當(dāng)Q=0時N最小，電動機(jī)輸出功率也最小，不易被燒壞。 離心泵特性曲線測定過程中點(diǎn)不可丟，為什么？ 答：Q=0點(diǎn)是始點(diǎn)，它反映了初始狀態(tài)，所以不可丟。丟了，做出來的圖就有缺憾。 啟動離心泵時，為什么先要按下功率表分流開關(guān)綠色按鈕？ 答：為了保護(hù)功率表。 為什么調(diào)節(jié)離心泵的出口閥門可調(diào)節(jié)其流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其它方法調(diào)節(jié)泵的流量？ 答：調(diào)節(jié)出口閥門開度，實(shí)際上是改變管路特性曲線，改變泵的工作點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)其流量。這種方法優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷、流量可以連續(xù)變化，缺點(diǎn)是閥門關(guān)小時，增大流動阻力，多消耗一部分能量、不很經(jīng)濟(jì)。也可以改變泵的轉(zhuǎn)速、減少葉輪直徑，生產(chǎn)上很少采用。還可以用雙泵并聯(lián)

9、操作。 正常工作的離心泵，在其進(jìn)口管上設(shè)置閥門是否合理，為什么？ 答：不合理，因?yàn)樗畯乃鼗蛩漭斔偷剿每康氖且好嫔系拇髿鈮号c泵入口處真空度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，將水從水箱壓入泵體，由于進(jìn)口管，安裝閥門，無疑增大這一段管路的阻力 而使流體無足夠的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)這一流動過程。 為什么在離心泵進(jìn)口管下安裝底閥？從節(jié)能觀點(diǎn)看，底閥的裝設(shè)是否有利？你認(rèn)為應(yīng)如何改進(jìn)？ 答：底閥是單向止逆閥，水只能從水箱或水池抽到泵體，而絕不能從泵流回水箱，目的是保持泵內(nèi)始終充滿水，防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。從節(jié)能觀點(diǎn)看，底閥的裝設(shè)肯定產(chǎn)生阻力而耗能。既不耗能，又能防止水倒流，這是最好不過的了。為什么停泵時，要先關(guān)閉出口閥，再關(guān)閉進(jìn)口閥？

10、 答：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。 離心泵的特性曲線是否與連結(jié)的管路系統(tǒng)有關(guān)？ 答：離心泵的特性曲線與管路無關(guān)。當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時，實(shí)際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，還與管路的特性有關(guān)。 為什么流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大，而出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)越小？答：流量越大，需要推動力即水池面上的大氣壓強(qiáng)與泵入口處真空度之間的壓強(qiáng)差就越大。大氣壓不變，入口處強(qiáng)壓就應(yīng)該越小，而真空度越大，離心泵的軸功率N是一定的N=電動機(jī)輸出功率=電動機(jī)輸入功率×電動機(jī)效率，而軸功率N又為： ， 當(dāng)N=恒量， Q與H之間關(guān)系為：QH而而HP所以流量增

11、大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。 離心泵應(yīng)選擇在高效率區(qū)操作，你對此如何理解？答：離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)，通常稱為設(shè)計點(diǎn)。離心泵在設(shè)計點(diǎn)時工作最經(jīng)濟(jì)，由于種種因素，離心泵往往不可能正好在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，一般只能規(guī)定一個工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。 離心泵的送液能力為什么可以通過出口閥的調(diào)節(jié)來改變？往復(fù)泵的送液能力是否采用同樣的調(diào)節(jié)方法？為什么？答：離心泵用出口閥門的開、關(guān)來調(diào)節(jié)流量改變管路特性曲線，調(diào)整工作點(diǎn)。往復(fù)泵屬正位移泵，流量與揚(yáng)程無關(guān)，單位時間排液量為恒定值。若把出口閥關(guān)小，或關(guān)閉，泵內(nèi)壓強(qiáng)便會急劇升高，造成泵體、管路和電機(jī)的損壞。所以往泵不能用排出管路上的閥門來調(diào)節(jié)流量，

12、一定采用回路調(diào)節(jié)裝置。 試從理論上分析，實(shí)驗(yàn)用的這臺泵輸送密度為1200 kg·m-3的鹽水，（忽略粘度影響），在相同量下泵的揚(yáng)程是否變化？同一溫度下的離心泵的安裝高度是否變化？同一排量時的功率是否變化？答：本題是研究密度對離心泵有關(guān)性能參數(shù)的影響。由離心泵的基本方程簡化式：可以看出離心泵的壓頭，流量、效率均與液體的密度無關(guān)，但泵的軸功率隨流體密度增大而增大。即： N。又因?yàn)?其它因素不變的情況下Hg而安裝高度減小。 離心泵采用蝸牛形泵殼，葉輪上葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反。試定性解釋以上兩部件采用此種結(jié)構(gòu)的理由。答：蝸牛形泵殼，既減少流體動能的損失，又將部分動能軸化為靜壓能。葉片

13、彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，是為了減輕葉片承受液體的沖擊力，以免損壞。 離心泵銘牌上標(biāo)的參數(shù)是什么條件下的參數(shù)？在一定轉(zhuǎn)速下測定離心泵的性能參數(shù)及特性曲線有何實(shí)際意義？為什么要在轉(zhuǎn)速一定的條件下測量？答：離心泵銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)是指該泵運(yùn)行時效率最高點(diǎn)的性能參數(shù)。因?yàn)?，根?jù)以上比例定律，轉(zhuǎn)速對Q、H、N均有影響。只有轉(zhuǎn)速一定，離心泵性能曲線才能確定。 揚(yáng)程的物理意義是什么？答：它是指離心泵對單位重量（1N）的液體能提供的有效能量，其單位為m。即把1N重的流體從基準(zhǔn)水平面升舉的高度。 泵的效率為什么達(dá)到最高值后又下降？答：由當(dāng)Q升高超過設(shè)計點(diǎn)后，Q與H的乘積就會減少所以效率會下降。 離心泵特性

14、曲線測定時，兩轉(zhuǎn)子流量計如何使用？為什么？答：兩轉(zhuǎn)子流量計開一關(guān)一，輪流使用，因?yàn)榇罅髁繒研∞D(zhuǎn)子沖擊到最上面，損壞轉(zhuǎn)子流量計。 啟動泵前，為什么先切斷排出管路測壓口至壓強(qiáng)表的通路？如何切斷？答：為保護(hù)壓強(qiáng)表的指針，用夾子夾住通往壓強(qiáng)表的管子。 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，為什么同時取瞬時值？答：因?yàn)榱髁吭诓▌樱鞅砩献x數(shù)均在波動，為減少誤差，必須同時讀數(shù)取瞬時值。實(shí)驗(yàn)4 空氣水蒸汽對流傳熱實(shí)驗(yàn) 為什么向電加熱釜中加水至液位計上端紅線以上？答：避免干燒，造成加熱管損壞 為什么一面向電加熱釜中加水一面要觀察液位計？答：防止水量不夠或水量太多溢出。 為什么向保溫瓶中加冰水混合物？答：保證冷端補(bǔ)償熱電偶恒為0攝

15、氏度。 為什么將數(shù)字電壓表預(yù)熱？答：保證測量的準(zhǔn)確性。 為什么待水沸騰5分鐘后，才可調(diào)節(jié)空氣流量旁路閥的開度？答：為使系統(tǒng)的換熱充分恒定。 為什么實(shí)驗(yàn)結(jié)束先關(guān)電壓表，5分鐘后再關(guān)鼓風(fēng)機(jī)？答：讓鼓風(fēng)機(jī)輸送的冷氣將系統(tǒng)中的熱量盡快帶走，恢復(fù)常溫。 為什么在雙對數(shù)坐標(biāo)系中準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式近似為一條直線？答：因?yàn)橹挥性陔p對數(shù)坐標(biāo)系中才能將非線性的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系。 什么情況下用雙對數(shù)坐標(biāo)系作圖？答：（1）測量的數(shù)據(jù)范圍大。（2）在雙對數(shù)坐標(biāo)系中函數(shù)關(guān)系為線性關(guān)系。 氣-汽換熱的結(jié)果是什么？答：冷空氣變成熱空氣；水蒸氣變?yōu)槔淠?為什么在套管換熱器上安裝有一通大氣的管子？答：為使不凝性的氣體排出。

16、實(shí)驗(yàn)中使用的孔板流量計的設(shè)計原理是什么？答：設(shè)計原理是柏努利方程。 使用孔板流量計時應(yīng)注意什么？答：不要超出測量范圍。 對組成孔板流量計的U形管中的指示液有何要求?答：不與被測流體反應(yīng)，互溶。 所測壓差與U形管的粗細(xì)有無關(guān)系？答：沒關(guān)系。 所測壓差與U形管中的指示液的密度有無關(guān)系？答：有關(guān)系。 壓差與U形管中的指示液的高度差有無關(guān)系？答：有關(guān)系。 旁路閥中的空氣流量與傳熱管中的空氣流量的關(guān)系是什么？答：反比關(guān)系。 為什么每改變一次流量都要等5-6分鐘才能讀取數(shù)據(jù)？答：為使系統(tǒng)的換熱充分恒定。 本實(shí)驗(yàn)是由哪幾大裝置組成？答：空氣鼓風(fēng)系統(tǒng)，熱交換器，溫度控制與測量系統(tǒng)，流量測量系統(tǒng)。 準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式

17、Nu=ARemPr0.4應(yīng)用范圍？答：（1）流體無相變，（2）在圓形直管內(nèi)流動，（3）作強(qiáng)制湍流實(shí)驗(yàn)5 精餾塔的操作和塔效率的測定 在求理論板數(shù)時，本實(shí)驗(yàn)為何用圖解法，而不用逐板計算法？ 答：相對揮發(fā)度未知，而兩相的平衡組成已知。 求解q線方程時，Cp，m，m需用何溫度？答：需用定性溫度求解，即： 在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何處理？答； 初始加熱速度過快，出現(xiàn)過冷液體和過熱液體交匯，釜內(nèi)料液受熱不均勻。 在開始階段要緩慢加熱,直到料液沸騰，再緩慢加大加熱電壓。 出現(xiàn)瀑沸后，先關(guān)閉加熱電壓，讓料液回到釜內(nèi)，續(xù)滿所需料液，在重新開始加熱。 取樣分析時，應(yīng)注意什么？答：

18、取樣時，塔頂、塔底同步進(jìn)行。分析時，要先分析塔頂，后分析塔底，避免塔頂乙醇大量揮發(fā)，帶來偶然誤差。 寫出本實(shí)驗(yàn)開始時的操作步驟。答：預(yù)熱開始后，要及時開啟塔頂冷凝器的冷卻水，冷卻水量要足夠大。記下室溫值，接上電源，按下裝置上總電壓開關(guān)，開始加熱。緩慢加熱，開始升溫電壓約為4050伏，加熱至釜內(nèi)料液沸騰，此后每隔510min升電壓5V左右，待每塊塔板上均建立液層后，轉(zhuǎn)入正常操作。當(dāng)塔身出現(xiàn)壁流或塔頂冷凝器出現(xiàn)第一滴液滴時，開啟塔身保溫電壓，開至150 V，整個實(shí)驗(yàn)過程保持保溫電壓不變。等各塊塔板上鼓泡均勻，保持加熱電壓不變，在全回流情況下穩(wěn)定操作20min左右，用注射器在塔頂，塔底同時取樣，分別

19、取兩到三次樣，分析結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)過程中，如何判斷操作已經(jīng)穩(wěn)定，可以取樣分析？答：判斷操作穩(wěn)定的條件是：塔頂溫度恒定。溫度恒定，則塔頂組成恒定。 分析樣品時，進(jìn)料、塔頂、塔底的折光率由高到底如何排列？答:折光率由高到底的順序是：塔底，進(jìn)料，塔頂。 在操作過程中，如果塔釜分析時取不到樣品，是何原因？答：可能的原因是：釜內(nèi)料液高度不夠，沒有對取樣口形成液封。 若分析塔頂餾出液時，折光率持續(xù)下降，試分析原因？答：可能的原因是：塔頂沒有產(chǎn)品餾出，造成全回流操作。 操作過程中，若發(fā)生淹塔現(xiàn)象，是什么原因？怎樣處理？ 實(shí)驗(yàn)過程中，預(yù)熱速度為什么不能升高的太快？答：釜內(nèi)料液受熱不均勻，發(fā)生瀑沸現(xiàn)象。 在觀察實(shí)驗(yàn)

20、現(xiàn)象時，為什么塔板上的液層不是同時建立？答：精餾時，塔內(nèi)的蒸汽從塔底上升，下層塔板有上升蒸汽但無暇將液體；塔頂出現(xiàn)回流液體，從塔定下降，塔頂先建立液層，隨下降液體通過各層塔板，板上液層液逐漸建立。 如果操作過程中，進(jìn)料濃度發(fā)生改變，其它操作條件不變，塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度如何改變？ 答：塔頂下降，上升 如果加大回流比，其它操作條件不變，塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度如何改變？答：塔頂上升，下降。 如果操作時，直接開始部分回流，會有何后果？答：塔頂產(chǎn)品不合格。 為什么取樣分析時，塔頂、塔底要同步進(jìn)行？答：打開進(jìn)料轉(zhuǎn)子流量計，開啟回流比控制器，塔頂出料，打開塔底自動溢流口，塔底出料。 如果在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)室

21、里有較濃的乙醇?xì)馕?，試分析原因？答：原因可能是：塔頂冷凝器的冷卻量不夠，塔頂上升的乙醇蒸汽沒有被完全冷卻下來，散失于空氣中。 在實(shí)驗(yàn)過程中，何時能觀察到漏夜現(xiàn)象？答：在各層塔板尚未建立穩(wěn)定的液層之前，可觀察到漏液現(xiàn)象。 在操作過程中，若進(jìn)料量突然增大，塔釜、塔頂組成如何變化？答：塔頂下降，上升。 用折光儀分析時，塔頂、塔底、進(jìn)料應(yīng)先分析哪一個？為什么？答：先分析塔頂，后分析塔底，避免塔頂乙醇大量揮發(fā)，帶來偶然誤差。實(shí)驗(yàn) 1 連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器液體停留時間分布及其流動模型的測定 何謂返混？答：返混是指不同的停留時間的微團(tuán)之間的混合。 返混的起因是什么？答：器內(nèi)反應(yīng)流體的流動狀態(tài)、混合狀態(tài)以及器內(nèi)

22、的傳熱性能等。 限制返混的措施有那些？答：器內(nèi)反應(yīng)流體的流動狀態(tài)和混合狀態(tài)的復(fù)雜性，反應(yīng)流體在反應(yīng)器內(nèi)濃度、溫度和速度的分布造成返混。 測定停留時間分布的方法有那些？答：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機(jī)輸入示蹤法 本實(shí)驗(yàn)采用哪種方法？ 答：脈沖示蹤法。 何謂示蹤劑？答：平推流和理想混合流。 對于示蹤劑有什么要求？答：反應(yīng)器出口的反應(yīng)物料的各質(zhì)點(diǎn)具有不同的停留時間。 本實(shí)驗(yàn)采用什么示蹤劑？答：飽和KCL溶液。 為什么說返混與停留時間分布不是一一對應(yīng)的？答：器內(nèi)物料的返混會導(dǎo)致各種不同的停留時間分布而有停留時間分布的反應(yīng)器，器內(nèi)未必一定有返混存在。 為什么可以通過測定停留時間分布來研究返混？答：在

23、定常態(tài)下的連續(xù)流動的系統(tǒng)中，相對于某瞬間的流入反應(yīng)器的流體，在反應(yīng)器出口流體的質(zhì)點(diǎn)中在器內(nèi)停留了t的流體的質(zhì)點(diǎn)所占的分率。 模型參數(shù)與實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)釜的個數(shù)有何不同？答：多級全混流模型。 模型參數(shù)與實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)釜的個數(shù)為什么不同？答：不同。模型參數(shù)的數(shù)值可檢驗(yàn)理想流動反應(yīng)器和度量非理想流動反應(yīng)器的返混程度。當(dāng)實(shí)驗(yàn)測得模型參數(shù)值與實(shí)際反應(yīng)器的釜數(shù)相近時，則該反應(yīng)器達(dá)到了理想的全混流模型。若實(shí)際反應(yīng)器的流動狀況偏離了理想流動模型，則可用多級全混流模型來模擬其返混情況，用其模型參數(shù)值來定量表征返混程度。 如何保證各釜有效容積相等？答：要保持水的流量和釜內(nèi)波面高度穩(wěn)定。 本次實(shí)驗(yàn)用什么來測電導(dǎo)率？如何清理？

24、答：鉑黑電極。用丙酮清洗。 實(shí)驗(yàn)過程中如何保持操作條件的恒定和測定儀器的穩(wěn)定？答：每次實(shí)驗(yàn)前，需檢查校正電導(dǎo)率儀指針的零點(diǎn)和滿量程；保持電極插頭潔凈，用最好用丙酮擦拭干凈；防止電極上氣泡的形成，一旦有氣泡必須及時清除(放水控干)。 使用攪拌器時要注意什么？答：攪拌器的起動和調(diào)速必須緩慢操作，切忌動作過猛，以防損壞設(shè)備。 討論一下如何限制或加大返混程度？答： 若測三釜反應(yīng)器停留時間分布如何注入示蹤劑？答：測三釜反應(yīng)器停留時間分布示蹤劑從第1釜注入。： 若測單釜反應(yīng)器停留時間分布如何注入示蹤劑？答：測單釜反應(yīng)器停留時間分布示蹤劑從第3釜注入。 實(shí)驗(yàn)中為什么要保證各釜有效容積要相等？答：為1。精餾實(shí)

25、驗(yàn)一、簡答題1、電加熱開關(guān)何時開啟？精餾過程如何調(diào)節(jié)電壓？待塔釜料液加好后，將加熱電壓調(diào)節(jié)旋鈕全關(guān)，再開電加熱開關(guān)，以免啟動功率過大，燒壞電加熱管。剛開始加熱電壓可高些如200220V，等塔釜溫度穩(wěn)定在九十幾度也即釜溫達(dá)泡點(diǎn)時，電壓降至100120V左右，注意加熱電壓不能太高，否則會出現(xiàn)淹塔現(xiàn)象。 2、其他條件都不變，只改變回流比，對塔性能會產(chǎn)生什么影響？3、進(jìn)料板位置是否可以任意選擇，它對塔的性能有何影響？4、為什么酒精蒸餾采用常壓操作而不采用加壓蒸餾或真空蒸餾？5、將本塔適當(dāng)加高，是否可以得到無水酒精？為什么？6、為什么精餾開車時，常先采用全回流操作？精餾塔要保持穩(wěn)定高效操作，首

26、先必須使精餾塔從下到上建立起一整套與給定操作條件對應(yīng)的逐板遞升的濃度梯度和逐板遞降的溫度梯度。即使全塔的濃度梯度和溫度梯度按需要漸變。所以，在精餾塔開車時，常先采用全回流操作，待塔內(nèi)情況基本穩(wěn)定后，再開始逐漸增大進(jìn)料流量，逐漸減小回流比，同時逐漸增大塔頂塔底產(chǎn)品流量。7、精餾塔操作時，若精餾段的高度已不能改變，要提高塔頂產(chǎn)品易揮發(fā)組分的濃度，則采用什么方法？影響塔頂產(chǎn)品質(zhì)量的諸因素中，影響最大而且最容易調(diào)節(jié)的是回流比。所以若需提高塔頂產(chǎn)品易揮發(fā)組分的濃度，常采用增大回流比的辦法。8、精餾塔操作時，若提餾段的高度已不能改變，要提高塔底產(chǎn)品中難揮發(fā)組分的濃度，則采用什么辦法？ 最簡便的辦法是增大再

27、沸器上升蒸汽的流量與塔底產(chǎn)品的流量之比。（由7、8題可見，在精餾塔操作中，產(chǎn)品的濃度要求和產(chǎn)量要求是相互矛盾的，為此必須統(tǒng)籌兼顧，不能盲目地追求高濃度或高產(chǎn)量。一般是在保證產(chǎn)品濃度能滿足要求以及能穩(wěn)定操作的前提下，盡可能提高產(chǎn)量。此時提高產(chǎn)量的辦法是在允許的范圍內(nèi)采用盡可能小的回流比和盡可能大的再沸器加熱量。）9、精餾操作穩(wěn)定的必要條件是什么？精餾操作中的傳質(zhì)過程是否穩(wěn)定與塔內(nèi)流體流動過程是否穩(wěn)定有關(guān)。因?yàn)榫s操作中有熱交換和相變化，所以傳質(zhì)過程是否穩(wěn)定還與塔內(nèi)傳熱過程是否穩(wěn)定有關(guān)，因此精餾操作穩(wěn)定的必要條件是：維持進(jìn)出系統(tǒng)的總物料量和各組分的物料平衡且穩(wěn)定；回流比穩(wěn)定；再沸器的加熱蒸汽壓或加

28、熱電壓穩(wěn)定，維持塔頂冷凝器的冷卻水流量和進(jìn)口溫度穩(wěn)定；使塔系統(tǒng)與環(huán)境之間的散熱情況穩(wěn)定；使進(jìn)料的熱狀態(tài)穩(wěn)定。10、如何判斷精餾操作是否已經(jīng)穩(wěn)定？通常是觀測監(jiān)視塔頂產(chǎn)品質(zhì)量用的塔頂溫度計讀數(shù)是否穩(wěn)定，塔釜溫度及回流流量（部分回流時回流比）是否穩(wěn)定。11、開停工時冷凝器和再沸器操作順序如何？開工時，務(wù)必先向冷凝器中通冷卻水，然后再對再沸器加熱。停工時，則先停止再沸器的加熱再停止向冷凝器通冷卻水。12、精餾實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，何時關(guān)冷卻水閥？為什么？待塔內(nèi)無液體回流時即可管冷卻水閥，以避免塔內(nèi)的物料蒸汽外逸，造成環(huán)境污染、火災(zāi)或浪費(fèi)。13、精餾塔頂全凝器冷卻水的流量控制到何程度？為什么？塔頂全凝器冷卻水的流

29、量不宜過大，控制到使物料蒸汽能夠全部冷凝且全凝器出口水溫<45以防結(jié)垢為宜。其目的一是為了節(jié)約用水，二是為了避免塔頂回流液的溫度過低，造成實(shí)際的回流比偏離設(shè)計值或測量值。14、為什么填料精餾塔操作需要讓塔達(dá)到液泛狀態(tài)？目的是充分潤濕填料，提高填料表面的利用率。15、測定全回流和部分回流總板效率或等板高度時各需測幾個參數(shù)？取樣位置在何處？測定全回流總板效率或等板高度時需要測塔頂及塔釜中易揮發(fā)組分的含量，即,及塔頂、塔釜溫度。測定部分回流總板效率或等板高度時需要測,進(jìn)料溫度、塔頂溫度、塔釜溫度及進(jìn)料流量F、回流流量L、塔頂產(chǎn)品流量D。全回流在塔頂和塔釜取樣，部分回流在塔頂、塔釜和進(jìn)料口三處取

30、樣。16、在本實(shí)驗(yàn)室的精餾實(shí)驗(yàn)過程，打開回流閥，卻沒有回流，試分析原因并提出解決的方法。（1） 可能回流閥開得太大，而冷凝回流液不足：應(yīng)關(guān)小回流閥，檢查冷卻水是否正常，適當(dāng)開大冷卻水閥。（2） 可能是回流管存在不凝性氣體，應(yīng)作排不凝性氣體處理。17、精餾塔頂為何需要放空？排放出不凝氣，以保證為常壓精餾；另外也為了設(shè)備安全。18、塔身為何需要保溫?因?yàn)樗?nèi)溫度大于環(huán)境溫度，塔體熱損失造成塔內(nèi)氣相的冷凝，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)回流，內(nèi)回流輕則導(dǎo)致塔效率下降，重則塔頂將無產(chǎn)品，所以保溫以減輕內(nèi)回流。19、塔頂回流管為何使用U形管？塔頂回流管為正U形管，是防止塔頂蒸汽直接串入塔頂產(chǎn)品貯罐。20、全回流操作轉(zhuǎn)為

31、部分回流操作時，為何需要增加電加熱功率？由全回流轉(zhuǎn)為部分回流時，塔頂、塔釜均勻熱物料采出，且加料板有冷物料加入，這樣一定會破壞原來的熱平衡，使上升氣量下降，輕則導(dǎo)致漏液及板效率下降，重則塔頂將無產(chǎn)品。所以必須提高塔釜的加入功率，以保證有正常的上升蒸汽量。21、塔板效率受哪些因素影響？22、精餾塔操作中，塔釜壓力為什么是一個重要操作參數(shù)，塔釜壓力與哪些因素有關(guān)？23、板式塔氣液兩相的流動特點(diǎn)是什么？24、操作中增加回流比的方法是什么？能否采用減少塔頂出料量D的方法？25、精餾塔在操作過程中，由于塔頂采出率太大而造成產(chǎn)品不合格，恢復(fù)正常的最快、最有效的方法是什么？26、本實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)料狀況為冷進(jìn)料，

32、當(dāng)進(jìn)料量太大時，為什么會出現(xiàn)精餾段干板，甚至出現(xiàn)塔頂既沒有回流也沒有出料的現(xiàn)象，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？27、其他條件不變，只改變回流比，對塔性能會產(chǎn)生什么影響？28、進(jìn)料位置是否可以任意選擇, 它對塔性能會產(chǎn)生什么影響？29、為什么酒精水系統(tǒng)精餾采用常壓操作而不采用加壓精餾或真空精餾？30、什么叫回流比？精餾中為什么要引入回流比？試說明回流的作用。能否根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置情況，確定和控制回流比？全回流、最小回流比、實(shí)際回流比關(guān)系及特點(diǎn)？31、板效率是什么？32、精餾能采用填料塔做生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備嗎？33塔釜加熱對精餾塔的操作參數(shù)有何影響？你認(rèn)為塔釜加熱量主要消耗在何處？你有何節(jié)能措施？34、精餾塔內(nèi)氣液接觸不正常

33、現(xiàn)象有哪些？如何影響板效率？氣液接觸不正?，F(xiàn)象有漏液、液泡夾帶、液泛等。塔板上的氣、液流量是板效率的主要影響因素，在精餾塔內(nèi)，液體與氣體應(yīng)有錯流接觸，但當(dāng)氣速較小時，上升氣量不夠，部分液體會從塔板開孔處直接漏下，塔板上建立不了液層，使塔板上氣液兩相不能充分接觸，板效率下降；若上升氣速太大，又會產(chǎn)生嚴(yán)重液沫夾帶甚至于液泛，這樣減少了氣、液兩相接觸時間而使塔板效率下降，嚴(yán)重時不能正常運(yùn)行。35、什么是靈敏板？如何確定靈敏板?隨生產(chǎn)條件發(fā)生變化，某塊或某幾塊塔板的溫度或組成變化較大，這些塔板稱為靈敏板。通常情況下，加料板上面一塊板或下面一塊板為靈敏板，上面一塊板更多些。同一個塔，隨著操作條件變化，靈

34、敏板也可能變的。比如：回流比變小，靈敏板位置可能上移的。確定靈敏板，對精餾塔操作及控制是相當(dāng)有幫助的。通常可以靈敏板溫度的變化，預(yù)判精餾塔操作狀態(tài)的變化，并作出相應(yīng)的調(diào)整。36、何謂全回流？為什么精餾操作一開始總是采用全回流？37、由全回流該為部分回流操作時理論板數(shù)如何變化？全塔效率如何變化？38、塔釜加熱情況對精餾的操作有什么影響？怎樣保持正常操作？39、當(dāng)回流比 時精餾塔是否還能進(jìn)行操作？這時塔頂產(chǎn)品將發(fā)生什么變化？能進(jìn)行操作，但不能達(dá)到分離要求。40、本實(shí)驗(yàn)是冷液進(jìn)料，它與沸點(diǎn)進(jìn)料相比，對精餾操作有什么影響？41、為什么要穩(wěn)定塔釜液面？42、冷液進(jìn)料對精餾操作有何影響？進(jìn)料口如何確定？冷

35、液進(jìn)料有利于精餾操作，使塔頂輕組分濃度更高，塔底液相輕組分濃度更低。進(jìn)料口應(yīng)在塔內(nèi)組成與進(jìn)料組分最接近的地方。精餾實(shí)驗(yàn)問題2：1. 查取進(jìn)料液的汽化潛熱時定性溫度取何值？答：定性溫度為進(jìn)料液的泡點(diǎn)溫度。2. 如何判斷塔的操作已達(dá)到穩(wěn)定?答：回流比及塔頂溫度穩(wěn)定時，認(rèn)為塔的操作已達(dá)到穩(wěn)定。3.什么是全回流?全回流操作有哪些特點(diǎn)，在生產(chǎn)中有什么實(shí)際意義?答：塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流到塔內(nèi)，這種方式稱為全回流。此時塔頂產(chǎn)品D為零，F(xiàn)和W也均為零，即不向塔內(nèi)進(jìn)料，也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品。無精餾段和提餾段之分，兩段的操作線合二為一，R=。由于這種情況下得不到精餾產(chǎn)品，即生產(chǎn)能力為零，因此對正常生產(chǎn)無實(shí)際

36、意義。但在精餾的開工階段或?qū)嶒?yàn)研究時，多采用全回流操作，以便于過程的穩(wěn)定或控制。4壓力對氣液平衡有何影響？答：提高壓力，則氣液平衡溫度隨之升高，相對揮發(fā)度減小，反之亦然。所以一般在低壓下平衡曲線偏離對角線愈遠(yuǎn)，即愈容易分離，可見低溫有助于分離。5.如何確定精餾塔的操作壓強(qiáng)？答：精餾按操作壓強(qiáng)可分為常壓精餾、減壓精餾、加壓精餾，工業(yè)生產(chǎn)中多采用常壓蒸餾。對在常壓下物系的沸點(diǎn)較高，或在高溫下易發(fā)生分解、聚合等現(xiàn)象的物系（即熱敏性物系），常采用減壓精餾；物系的沸點(diǎn)較低，室溫下物系為氣態(tài)混合物，常采用加壓蒸餾。6.比較精餾塔冷凝方式（全凝器冷凝和分凝器冷凝），它們有何特點(diǎn)和適用場合？答：全凝器冷凝：塔

37、頂上升蒸汽進(jìn)入冷凝器被全部冷凝成飽和液體，部分液體作為回流，其余液體作為塔頂產(chǎn)品。特點(diǎn)：便于調(diào)節(jié)回流比，但較難保持回流溫度。因此該法流程較簡單，工業(yè)上大多采用這種方式。分凝器冷凝：塔頂上升蒸汽先進(jìn)入一個或幾個分凝器，冷凝的液體作為回流或部分初餾產(chǎn)品；從分凝器出來的蒸汽進(jìn)入全凝器，冷凝液作為塔頂產(chǎn)品。特點(diǎn)：便于控制冷凝溫度，可提取不同組成的塔頂產(chǎn)品，但該法流程較復(fù)雜。7.進(jìn)料量對精餾塔板層數(shù)有無影響？為什么？答：沒有影響。由圖解法很容易得到，影響理論板的直接因素有氣液平衡關(guān)系、進(jìn)料輕組分含量及進(jìn)料熱狀態(tài)、回流比和塔頂塔底組分含量，而與進(jìn)料量無關(guān)。8. 通常，精餾操作回流比R=(1.12.0)Rm

38、in，試分析根據(jù)哪些因素確定倍數(shù)的大小。答：適宜的R應(yīng)通過經(jīng)濟(jì)衡算確定。操作費(fèi)用和投資費(fèi)用最小的回流比為最佳回流比。設(shè)計中回流比為最小回流比的倍數(shù)由設(shè)計者選定，從能耗考慮取下限，難分離物系宜選上限。精餾中R時重要的調(diào)控參數(shù)，其值與產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力密切相關(guān)。9.影響精餾操作的主要因素由哪些?它們遵循哪些基本關(guān)系？答（1）物系特性和操作壓強(qiáng)；（2）生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量；（3）回流比和進(jìn)料熱狀態(tài)；（4）塔設(shè)備情況，包括實(shí)際板數(shù)、加料位置、全塔效率；（5）再沸器和冷凝器的熱狀態(tài)。遵循的基本關(guān)系：（1）相平衡關(guān)系；（2）物料衡算關(guān)系；（3）理論板數(shù)關(guān)系；（4）塔效率關(guān)系；（5）熱負(fù)荷關(guān)系。10.比較精餾

39、塔加熱方式（直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱），它們有何特點(diǎn)和適用場合？答：精餾的加熱方式可分為直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱兩種，工業(yè)上多采用前者。當(dāng)F、q、R、相同時，兩種加熱方式的精餾段操作線位置相同，提餾段操作線也是斜率相同的直線，但兩者端點(diǎn)不同。對于間接蒸汽加熱，端點(diǎn)在對角線上對直接蒸汽加熱，端點(diǎn)在x軸上，直接蒸汽加熱法較間接蒸汽加熱法理論板數(shù)稍多。當(dāng)欲分離的物系為水和易揮發(fā)組分的混合液時，宜采用直接蒸汽加熱方式，這樣可節(jié)省再沸器，提高傳熱速率，但由于精餾中加入水蒸汽，使從塔底排出的水量增加，若餾出液組分一定，則隨釜液損失的易揮發(fā)組分增多，使其回收率減少，若保持相同的回收率，必須降低塔釜組成，

40、這樣提餾段理論塔板數(shù)就會相應(yīng)增加。精餾實(shí)驗(yàn)問題3： 在求理論板數(shù)時，本實(shí)驗(yàn)為何用圖解法，而不用逐板計算法？ 答：相對揮發(fā)度未知，而兩相的平衡組成已知。 求解q線方程時，Cp，m，m需用何溫度？答：需用定性溫度求解，即：Cp，m的定性溫度為原料溫度與原料組成下泡點(diǎn)溫度的平均值，m的定性溫度為原料組成下泡點(diǎn)溫度。 在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何處理？答； 初始加熱速度過快，出現(xiàn)過冷液體和過熱液體交匯，釜內(nèi)料液受熱不均勻。 在開始階段要緩慢加熱,直到料液沸騰，再緩慢加大加熱電壓。 出現(xiàn)瀑沸后，先關(guān)閉加熱電壓，讓料液回到釜內(nèi)，續(xù)滿所需料液，在重新開始加熱。 取樣分

41、析時，應(yīng)注意什么？答：取樣時，塔頂、塔底同步進(jìn)行。分析時，要先分析塔頂，后分析塔底，避免塔頂乙醇大量揮發(fā)，帶來偶然誤差。 寫出本實(shí)驗(yàn)開始時的操作步驟。答：預(yù)熱開始后，要及時開啟塔頂冷凝器的冷卻水，冷卻水量要足夠大。記下室溫值，接上電源，按下裝置上總電壓開關(guān)，開始加熱。緩慢加熱，開始升溫電壓約為4050伏，加熱至釜內(nèi)料液沸騰，此后每隔510min升電壓5V左右，待每塊塔板上均建立液層后，轉(zhuǎn)入正常操作。當(dāng)塔身出現(xiàn)壁流或塔頂冷凝器出現(xiàn)第一滴液滴時，開啟塔身保溫電壓，開至150 V，整個實(shí)驗(yàn)過程保持保溫電壓不變。等各塊塔板上鼓泡均勻，保持加熱電壓不變，在全回流情況下穩(wěn)定操作20min左右，用注射器在塔

42、頂，塔底同時取樣，分別取兩到三次樣，分析結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)過程中，如何判斷操作已經(jīng)穩(wěn)定，可以取樣分析？答：判斷操作穩(wěn)定的條件是：塔頂溫度恒定。溫度恒定，則塔頂組成恒定。 分析樣品時，進(jìn)料、塔頂、塔底的折光率由高到底如何排列？答:折光率由高到底的順序是：塔底，進(jìn)料，塔頂。 在操作過程中，如果塔釜分析時取不到樣品，是何原因？答：可能的原因是：釜內(nèi)料液高度不夠，沒有對取樣口形成液封。 若分析塔頂餾出液時，折光率持續(xù)下降，試分析原因？答：可能的原因是：塔頂沒有產(chǎn)品餾出，造成全回流操作。 操作過程中，若發(fā)生淹塔現(xiàn)象，是什么原因？怎樣處理？ 實(shí)驗(yàn)過程中，預(yù)熱速度為什么不能升高的太快？答：釜內(nèi)料液受熱不均勻，發(fā)生瀑沸現(xiàn)象。 在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時，為什么塔板上的液層不是同時建立？答：精餾時，塔內(nèi)的蒸汽從塔底上升，下層塔板有上升蒸汽但無下降液體；塔頂出現(xiàn)回流液體，從塔頂下降，塔頂先建立液層，隨下降液體通過各層塔板，板上液層液逐漸建立。 如果操作過程中，進(jìn)料濃度發(fā)生改變，其它操作條件不變，塔頂、