化工原理實(shí)驗(yàn)課后思考題答案及習(xí)題

1、實(shí)驗(yàn)一流體流動(dòng)阻力的測(cè)定1 .進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的排氣工作時(shí)，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門？為什么？答：在進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的排氣時(shí)，不應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門，因?yàn)槌隹陂y門是排氣的通道，若關(guān)閉，將無法排氣，啟動(dòng)離心泵后會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象，無法輸送液體。2 .如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已被排除干凈？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；若開機(jī)后真空表和壓力表的讀數(shù)為零，則表明，系統(tǒng)內(nèi)的空氣沒排干凈。3 .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：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

2、，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。4 .U行壓差計(jì)的零位應(yīng)如何校正？答：打開平衡閥，關(guān)閉二個(gè)截止閥，即可U行壓差計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)。5 .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：為對(duì)數(shù)可以把乘、除因變成加、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，作出來的圖一目了然。6 .本實(shí)驗(yàn)中掌握了哪些測(cè)試流量、壓強(qiáng)的方法，它們有什么特點(diǎn)？答：測(cè)流量用轉(zhuǎn)子流量計(jì)、測(cè)壓強(qiáng)用U形管壓差計(jì)，差壓變送器。轉(zhuǎn)

3、子流量計(jì)，隨流量的大小，轉(zhuǎn)子可以上、下浮動(dòng)。U形管壓差計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)大流量下的壓強(qiáng)差。7 .是否要關(guān)閉流程尾部的流量調(diào)節(jié)答：不能關(guān)閉流體阻力的測(cè)定主要根據(jù)壓頭來確定；尾部的流量調(diào)解閥；起的作用是調(diào)解出流量；由于測(cè)試管道管徑恒定；根據(jù)出流量可以確定管道內(nèi)流體流速；而流速不同所測(cè)得的阻力值是不同的；這個(gè)在水力計(jì)算速查表中也有反映出的。你在實(shí)際測(cè)試的時(shí)候是要打開流量調(diào)解閥的；肯定在尾部會(huì)有一個(gè)流量計(jì)；當(dāng)出溜一段時(shí)間后；管內(nèi)流體流態(tài)穩(wěn)定后；即可測(cè)試。在測(cè)試前；校核設(shè)備和儀表時(shí)；流量調(diào)解閥是

4、關(guān)閉的；當(dāng)測(cè)試時(shí)肯定是打開的8 .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：?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U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。9 .以水作介質(zhì)所測(cè)得的人-Re關(guān)系能否用于其它流體？答：可以。因?yàn)槿?f(Re,/d),即入Re關(guān)系于管內(nèi)介質(zhì)種類無關(guān)，只與管子的相對(duì)粗糙度有關(guān)。所以只要相對(duì)粗糙度相同，不論流體種類如何，入-Re關(guān)系就都相同。10 .在不同設(shè)備上，不同水溫下測(cè)定的人Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上？答：X=f(Re,/d),即卜Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)取

5、決于相對(duì)粗糙度是否相同。在不同設(shè)備上(包括不同管徑)，不同水溫下測(cè)定的人Re數(shù)據(jù)，若其對(duì)應(yīng)的相對(duì)粗糙度相同，則可以關(guān)聯(lián)在同一條曲線上，與水溫?zé)o關(guān)。11 .測(cè)壓口，孔邊緣有毛刺、安裝不垂直，對(duì)靜壓測(cè)量有何影響？答：沒有影響.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.所以沒有影響.12 .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：對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，先要打開出口閥，使流體流動(dòng)穩(wěn)定后，再關(guān)閉流程尾部的出口閥，這樣可使管中有較大壓力使得氣體排出。排氣時(shí)出口閥一定要關(guān)閉，以防止

6、排氣不充分。實(shí)驗(yàn)二離心泵1 .離心泵啟動(dòng)前為什么要先灌水排氣？本實(shí)驗(yàn)裝置中的離心泵在安裝上有何特點(diǎn)？答：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。2 .啟動(dòng)泵前為什么要關(guān)閉出口閥，啟動(dòng)后，再逐漸開大？停泵時(shí)，也要先關(guān)閉出口閥？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No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 .離心泵的特性曲線是否與連接的管路系統(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(shí)，實(shí)際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)。4

7、.離心泵流量增大，壓力表與真空表的數(shù)值如何變化？為什么？答：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。流量越大，需要推動(dòng)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(dòng)機(jī)輸出功率=電動(dòng)機(jī)輸入功率X電動(dòng)機(jī)效率，而軸功率N又為：NNe，QH1102，當(dāng)N=，|S量，Q與H之間關(guān)系為：QTHJ而Hp/g而HJPJ所以流量增大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。5 .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)？其他方法調(diào)節(jié)流量？答：用出口閥門調(diào)解流量而不用泵前閥門調(diào)解流量保證泵內(nèi)始終充滿水，用泵前

8、閥門調(diào)節(jié)過度時(shí)會(huì)造成泵內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，使葉輪氧化，腐蝕泵。還有的調(diào)節(jié)方式就是增加變頻裝置6.什么情況下會(huì)出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象？答：當(dāng)泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“汽蝕”現(xiàn)象，7 .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，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(dòng)過程。8 .為什么啟動(dòng)離心泵前要向泵內(nèi)注水？如果注水排氣后泵仍啟動(dòng)不起來，你認(rèn)為可能是什么原因？答：

9、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(dòng)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。9 .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)：方便、快捷、流量可以連續(xù)變化，缺點(diǎn)：閥門關(guān)小時(shí)，增大流動(dòng)阻力，多消耗一部分能量、不經(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)操作。10 .離心泵啟動(dòng)后,如果不開出口閥門,壓力表讀數(shù)是否會(huì)逐漸上升?為什么？答：不會(huì)，也就能升到額定揚(yáng)程的1.1

10、至1.3倍。二力平衡11 .正常工作的離心泵，在進(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(dòng)過程。12 .試從理論上分析，實(shí)驗(yàn)用的這臺(tái)泵輸送密度為1200kg?m-3的鹽水，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(shí)的功率是否變化？答：本題是研究密度對(duì)離心泵有關(guān)性能參數(shù)的影響。由離心泵的基本方程簡(jiǎn)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

11、大。即：pTNto又因?yàn)槠渌蛩夭蛔兊那闆r下Hg；而安裝高度減小。實(shí)驗(yàn)三流量計(jì)校正1 .Co與哪些因素有關(guān)？答：孔流系數(shù)由孔板的形狀、測(cè)壓口位置、孔徑與管徑之比d0/d1和雷洛系數(shù)Re決定。2 .如何檢查系統(tǒng)的排氣是否完全？答：直到排氣閥指導(dǎo)系統(tǒng)中無氣泡為止。3 .離心泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意什么？答：(1)泵入口閥全開，出口閥全關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)，全面檢查機(jī)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。(2)當(dāng)泵出口壓力高于操作壓力時(shí)，逐步打開出口閥，控制泵的流量、壓力。(3)檢查電機(jī)電流是否在額定值以內(nèi)，如泵在額定流量運(yùn)轉(zhuǎn)而電機(jī)超負(fù)荷時(shí)應(yīng)停泵檢查。4 .孔板、文丘里流量計(jì)安裝時(shí)各應(yīng)注意什么問題？答：對(duì)準(zhǔn)位置、準(zhǔn)確安裝喉部5 .如何檢查系

12、統(tǒng)排氣是否完全？先打開出口閥排凈管路中的空氣，然后關(guān)閉出口閥打開U型壓差計(jì)的排氣閥，打開并開大轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流速6 .從實(shí)驗(yàn)中，可以直接得到R-V的校正曲線，經(jīng)整理后也可以得到C。-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1 .什么是恒定干燥條件？本實(shí)驗(yàn)裝置中采用了哪些措施來保持干燥過程在恒定干燥條件下進(jìn)行？答：包定干燥條件指干燥介質(zhì)的溫度、濕度、流速及與物料的接觸方式，都在整個(gè)干燥過程中均保持恒定。本實(shí)驗(yàn)中，固定蝶閥使流速固定在120m3/h;密封干燥廂并利用加熱保持溫度恒定在75C；濕料鋪平濕毛氈后，干燥介質(zhì)與濕料的接觸方式

13、也恒定。2 .控制包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：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。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：讓加熱器通過風(fēng)冷慢慢加熱，避免損壞加熱器，反之，如果先啟動(dòng)加熱器，通過風(fēng)機(jī)的吹風(fēng)會(huì)出現(xiàn)急冷，高溫極冷，損壞加熱器。理論上干、濕球溫度是不變的，但實(shí)驗(yàn)過程中

14、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。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？包速干燥速率、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，加快啦熱空氣的排濕能力。實(shí)驗(yàn)六蒸汽一空氣總傳熱系數(shù)K1 .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)的密度值是否一致？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

15、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？如果采用不同壓強(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)式基本無影響。因?yàn)閍8G2gBr/62t）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（2gBr/回t）1/4變化不大，所以認(rèn)為蒸汽壓強(qiáng)對(duì)a關(guān)聯(lián)式無影響。4 .影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些？答：影響給熱系數(shù)的因素：流體流動(dòng)的速度：傳熱邊界層中的導(dǎo)熱是對(duì)流傳熱

16、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、位置和大小：不同形狀的傳熱面，如圓管或平板或管束；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=KAt中

17、可以看出，提高K、A、t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)七填料吸1 .分析吸收劑流量和吸收劑溫度對(duì)吸收過程的影響？答：改變吸收劑用量是對(duì)吸收過程進(jìn)行調(diào)節(jié)的最常用的方法，當(dāng)氣體流率G不變時(shí)，增加吸收劑流率，吸收速率NA增加，溶質(zhì)吸收量增加，則出口氣體的組成y2減小，回收率增大。當(dāng)液相阻力較小時(shí)，增加液體的流量，傳質(zhì)總系數(shù)變化較小或基本不變，溶質(zhì)吸收量的增加主要是由于傳質(zhì)平均推動(dòng)力ym的增大引起，此時(shí)吸收過程的調(diào)節(jié)主要靠傳質(zhì)推動(dòng)力的變化。當(dāng)液相阻力較大時(shí)，增加液體的流量，傳質(zhì)系數(shù)大幅度增加，而平均推動(dòng)力可能減小，但總的結(jié)果使傳質(zhì)速率增大，溶質(zhì)吸收量增加

18、。對(duì)于液膜控制的吸收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力11KyaWkya將隨之減小，結(jié)果使吸收效果變好，力降低，而平均推動(dòng)力ym或許會(huì)減小。對(duì)于氣膜控制的過程，降低操作溫度，過程阻力1Kyamkya不變，但平均推動(dòng)力增大，吸收效果同樣將變好2 .填料吸收塔塔底為什么必須有液封裝置，液封裝置是如何讓設(shè)計(jì)的？答：塔底的液封主要為了避免塔內(nèi)氣體介質(zhì)的逸出，穩(wěn)定塔內(nèi)操作壓力，保持液面高度。填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封裝置。液封裝置是采用液封罐液面高度通過插入管維持設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)一定壓力，從而防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)或介質(zhì)外泄。U形管型液封裝置是利用U形管內(nèi)充滿液體，依靠U形管的液封高度阻止設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)物

19、料排放時(shí)不帶出氣體，并維持系統(tǒng)內(nèi)一定壓力。3 .填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定中，KXa有什么工程意義答：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4 .為什么二氧化碳吸收過程屬于液膜控制？答:易溶氣體的吸收過程是氣膜控制，如HCl,NH3,吸收時(shí)的阻力主要在氣相，反之就是液膜控制。對(duì)于CO2的溶解度和HCl比起來差遠(yuǎn)了，應(yīng)該屬于液膜控制.5 .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，由于亨利定律1股適應(yīng)于稀溶液，如難容氣體的溶解，這類溶解的傳質(zhì)進(jìn)程屬于液膜控制（m值大），液體的影響比較大，故選擇液體溫度。實(shí)驗(yàn)八精儲(chǔ)塔1什么是全回流，全回流時(shí)的操作特征是什么？如何

20、測(cè)定全回流是的總板效率？答：在精儲(chǔ)操作中，若塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流至塔內(nèi)，則這種操作方法稱為全回流。全回流時(shí)的回流比R等于無窮大。此時(shí)塔頂產(chǎn)品為零，通常進(jìn)料和塔底產(chǎn)品也為零，即既不進(jìn)料也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品。2如何判斷塔的操作已達(dá)到穩(wěn)定？影響精儲(chǔ)操作穩(wěn)定的因素有哪些？答：當(dāng)出現(xiàn)回流現(xiàn)象的時(shí)候，就表示塔的操作已穩(wěn)定。主要因素包括操作壓力、進(jìn)料組成和熱狀況、塔頂回流、全塔的物料平衡和穩(wěn)定、冷凝器和再沸器的傳熱性能，設(shè)備散熱情況等。3影響板式效率的因素有哪些？答：物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響，流體力學(xué)狀態(tài)和塔板結(jié)構(gòu)的影響。4進(jìn)料量對(duì)塔板層有無影響？為什么？答：無影響。因從圖解法求理論板數(shù)可知，影響塔板層數(shù)的主要參數(shù)是xF,xD,xw,R和q。而進(jìn)量的改變對(duì)上述參數(shù)都無影響，所以對(duì)塔板數(shù)無影響。5回流溫度對(duì)塔的操作有何影響？答：儲(chǔ)出物的純度可能不高，降低塔的分離效率。6板式塔有哪些不正常操作狀況，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)裝置，如何處理液泛或塔板漏液？答：夾帶液