化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)有機(jī)合成工用

1、.有機(jī)合成工實(shí)驗(yàn)講義江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院2008年7月*;目 錄1 離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2基本原理11.3實(shí)驗(yàn)裝置流程圖31.4實(shí)驗(yàn)步驟41.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告51.6思考題61.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄72 數(shù)字化對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)82.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.2 基本原理82.3實(shí)驗(yàn)裝置與流程102.4 實(shí)驗(yàn)基本操作及注意事項(xiàng)112.5實(shí)驗(yàn)要求122.6實(shí)驗(yàn)報(bào)告122.7思考題133 數(shù)字化精餾塔（篩板和填料塔）實(shí)驗(yàn)143.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?43.2基本原理143.3實(shí)驗(yàn)裝置與流程153.4實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)173.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告183.6思考題183.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理結(jié)果示例1

2、93.8 軟件流程圖舉例204 填料吸收實(shí)驗(yàn)214.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?14.2基本原理214.3實(shí)驗(yàn)裝置與流程224.4 實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)224.5 數(shù)據(jù)處理234.6 思考題234.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理結(jié)果241 離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定恒定轉(zhuǎn)速條件下離心泵的有效揚(yáng)程(H)、軸功率(N)、以及總效率（）與有效流量(V)之間的曲線關(guān)系；2測(cè)定改變轉(zhuǎn)速條件下離心泵的有效揚(yáng)程(H)、軸功率(N)、以及總效率（）與有效流量(V)之間的曲線關(guān)系；3了解離心泵的串聯(lián)和并聯(lián)操作。1.2基本原理離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據(jù)之一，其特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下?lián)P程H、軸功率N

3、及效率與流量V之間的關(guān)系曲線，它是流體在泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的外部表現(xiàn)形式。由于泵內(nèi)部流動(dòng)情況復(fù)雜，不能用數(shù)學(xué)方法計(jì)算這一特性曲線，只能依靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定。1 ) 流量V的測(cè)定與計(jì)算采用渦輪流量計(jì)測(cè)量流量，智能流量積算儀顯示流量值V m3/h。2 ) 揚(yáng)程H的測(cè)定與計(jì)算在泵進(jìn)、出口取截面列柏努利方程： (11)p1,p2：分別為泵進(jìn)、出口的壓強(qiáng) N/m2：液體密度 kg/m3u1, u2：分別為泵進(jìn)、出口的流量m/s g：重力加速度 m/s2當(dāng)泵進(jìn)、出口管徑一樣，且壓力表和真空表安裝在同一高度，上式簡(jiǎn)化為： (12)由式（1-2）可知：只要直接讀出真空表和壓力表上的數(shù)值，就可以計(jì)算出泵的揚(yáng)程。本實(shí)驗(yàn)中，還采

4、用壓力傳感器來(lái)測(cè)量泵進(jìn)口、出口的真空度和壓力，由8路巡檢儀顯示真空度和壓力值。3) 軸功率N的測(cè)量與計(jì)算軸功率可按下式計(jì)算：N=M=M （13）式中，N泵的軸功率，WM泵的轉(zhuǎn)矩，N.m泵的旋轉(zhuǎn)角速度，1/sn泵的轉(zhuǎn)速，r/minP測(cè)功臂上所加砝碼的質(zhì)量,KgL測(cè)功臂長(zhǎng)，m； L=0.4867m（馬達(dá)天平法） 由式（13）可知：要測(cè)定泵的軸功率，需要同時(shí)測(cè)定泵軸的轉(zhuǎn)矩M和轉(zhuǎn)速n，泵軸的轉(zhuǎn)矩采用馬達(dá)天平法或功率傳感器測(cè)量，泵軸的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)速表直接讀出。4）效率的計(jì)算泵的效率為泵的有效功率Ne與軸功率N的比值。有效功率Ne是流體單位時(shí)間內(nèi)自泵得到的功，軸功率N是單位時(shí)間內(nèi)泵從電機(jī)得到的功，

5、兩者差異反映了水力損失、容積損失和機(jī)械損失的大小。泵的有效功率Ne可用下式計(jì)算：Ne=HVg （14）故 =Ne/N=HVg/N （15）5) 轉(zhuǎn)速改變時(shí)的換算泵的特性曲線是在指定轉(zhuǎn)速下的數(shù)據(jù)，就是說(shuō)在某一特性曲線上的一切實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，其轉(zhuǎn)速都是相同的。但是，實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，其轉(zhuǎn)速會(huì)有變化，這樣隨著流量的變化，多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速將有所差異，因此在繪制特性曲線之前，須將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)換算為平均轉(zhuǎn)速下的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下： （16）此外，本實(shí)驗(yàn)裝置安裝了變頻器，以改變離心泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)測(cè)定變轉(zhuǎn)速時(shí)離心泵的性能特性曲線的目的，轉(zhuǎn)速改變后的換算關(guān)系也滿足比例定律（1-6）。本實(shí)驗(yàn)裝置還設(shè)計(jì)安裝了用于兩

6、臺(tái)離心泵的串聯(lián)和并聯(lián)操作的閥門(mén)，以實(shí)現(xiàn)離心泵的串聯(lián)和并聯(lián)操作。1.3實(shí)驗(yàn)裝置流程圖離心泵性能特性曲線測(cè)定系統(tǒng)裝置工藝控制流程圖和離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)儀控柜面板圖如圖1-1和圖1-2所示：圖1-1 離心泵性能特性曲線測(cè)定系統(tǒng)裝置工藝控制流程圖圖1-2離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)儀控柜面板圖1.4實(shí)驗(yàn)步驟1恒定轉(zhuǎn)速下離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟：1）儀表上電：打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)儀表電源開(kāi)關(guān)；打開(kāi)三相空氣開(kāi)關(guān)，打開(kāi)電磁閥，把離心泵電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋到直接位置，即為由電源直接啟動(dòng)，這時(shí)離心泵停止按鈕燈亮。2) 打開(kāi)離心泵出口閥門(mén)，打開(kāi)離心泵灌水閥，對(duì)水泵進(jìn)行灌水，注意在打開(kāi)灌水閥時(shí)要慢慢打開(kāi)，不要

7、開(kāi)的太大，否則會(huì)損壞真空表的。灌好水后關(guān)閉泵的出口閥與灌水閥門(mén)。3) 實(shí)驗(yàn)軟件的開(kāi)啟：打開(kāi)“離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn).MCG”組態(tài)軟件，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，按“F5”鍵進(jìn)入軟件運(yùn)行環(huán)境。按提示輸入班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)、裝置號(hào)后按“確定”進(jìn)入“離心泵性能特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)軟件”界面，點(diǎn)擊“恒定轉(zhuǎn)速下的離心泵性能特性曲線測(cè)定”按鈕，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面。4) 當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒后，按下離心泵啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)離心泵，這時(shí)離心泵啟動(dòng)按鈕綠燈亮。啟動(dòng)離心泵后把出水閥開(kāi)到最大，開(kāi)始進(jìn)行離心泵實(shí)驗(yàn)。5) 打開(kāi)出口閥門(mén)，將流量調(diào)至最大，在“恒定轉(zhuǎn)速下的離心泵性能特性曲線測(cè)定”實(shí)驗(yàn)界面中，單擊“電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度”，輸入調(diào)節(jié)閥開(kāi)度值調(diào)節(jié)流量。

8、6) 調(diào)節(jié)出口閘閥開(kāi)度，使閥門(mén)全開(kāi)。等流量穩(wěn)定時(shí)，在馬達(dá)天平上添加砝碼使平衡臂與準(zhǔn)星對(duì)準(zhǔn)讀取砝碼重量p。在儀表臺(tái)上讀出電機(jī)轉(zhuǎn)速n，流量v，水溫t，真空表讀數(shù)p1和出口壓力表讀數(shù)p2并記錄；減小調(diào)節(jié)閥開(kāi)度值減小流量，重復(fù)以上操作，測(cè)得另一流量下對(duì)應(yīng)的各個(gè)數(shù)據(jù)，一般重復(fù)812個(gè)點(diǎn)為宜。7) 實(shí)驗(yàn)完畢，按下儀表臺(tái)上的水泵停止按鈕，停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)閉水泵出口閥。單擊“退出實(shí)驗(yàn)”?；氐健半x心泵性能特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)軟件”界面，再單擊“退出實(shí)驗(yàn)”按鈕退出實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2變轉(zhuǎn)速下離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟：1）儀表上電：打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)儀表電源開(kāi)關(guān)；打開(kāi)三相空氣開(kāi)關(guān)，打開(kāi)電磁閥，打開(kāi)變頻器電源開(kāi)關(guān)，把離心泵

9、電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋到變頻位置，變頻器打到自動(dòng)，這時(shí)離心泵停止按鈕燈亮。2) 打開(kāi)離心泵出口閥門(mén)，打開(kāi)離心泵灌水閥，對(duì)水泵進(jìn)行灌水，注意在打開(kāi)灌水閥時(shí)要慢慢打開(kāi)，不要開(kāi)的太大，否則會(huì)損壞真空表的。灌好水后關(guān)閉泵的出口閥與灌水閥門(mén)。3) 實(shí)驗(yàn)軟件的開(kāi)啟：打開(kāi)“離心泵性能特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn).MCG”組態(tài)軟件，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，按“F5”鍵進(jìn)入軟件運(yùn)行環(huán)境。按提示輸入班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)、裝置號(hào)后按“確定”進(jìn)入“離心泵性能特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)軟件”界面，點(diǎn)擊“變轉(zhuǎn)速下的離心泵性能特性曲線測(cè)定”按鈕，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面。4) 當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒后，按下離心泵啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)離心泵，這時(shí)離心泵啟動(dòng)按鈕綠燈亮。啟動(dòng)離心泵后把出水閥開(kāi)到最大，

10、開(kāi)始進(jìn)行離心泵實(shí)驗(yàn)。5) 打開(kāi)出口閥門(mén)，將流量調(diào)至最大，在“恒定轉(zhuǎn)速下的離心泵性能特性曲線測(cè)定”實(shí)驗(yàn)界面中，單擊“電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度”，輸入調(diào)節(jié)閥開(kāi)度值調(diào)節(jié)流量。單擊“轉(zhuǎn)數(shù)”，輸入變動(dòng)后的轉(zhuǎn)數(shù)，6) 調(diào)節(jié)出口閘閥開(kāi)度，使閥門(mén)全開(kāi)。等流量穩(wěn)定時(shí)，在馬達(dá)天平上添加砝碼使平衡臂與準(zhǔn)星對(duì)準(zhǔn)讀取砝碼重量p。在儀表臺(tái)上讀出電機(jī)轉(zhuǎn)速n，流量v，水溫t，真空表讀數(shù)p1和出口壓力表讀數(shù)p2并記錄；減小調(diào)節(jié)閥開(kāi)度值減小流量，重復(fù)以上操作，測(cè)得另一流量下對(duì)應(yīng)的各個(gè)數(shù)據(jù)，一般重復(fù)812個(gè)點(diǎn)為宜。7) 實(shí)驗(yàn)完畢，按下儀表臺(tái)上的水泵停止按鈕，停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)閉水泵出口閥。單擊“退出實(shí)驗(yàn)”?；氐健半x心泵性能特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)軟件”

11、界面，再單擊“退出實(shí)驗(yàn)”按鈕退出實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。8) 關(guān)閉以前打開(kāi)的所有設(shè)備電源。3.離心泵的串并聯(lián)操作1.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1）在同一張坐標(biāo)紙上描繪一定轉(zhuǎn)速下的HV、NV、V曲線 2) 比較恒定轉(zhuǎn)數(shù)和變動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)下的離心泵性能特性曲線，并判斷變轉(zhuǎn)數(shù)條件的流量、揚(yáng)程、功率是否滿足比例定律。3）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷泵較為適宜的工作范圍。1.6思考題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)？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？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)？4. 泵啟動(dòng)后，出口閥如果打不開(kāi)，壓力表讀數(shù)是否會(huì)逐漸上升？

12、為什么？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？6. 試分析，用清水泵輸送密度為k的鹽水，在相同流量下你認(rèn)為泵的壓力是否變化？軸功率是否變化？7. 為什么在恒定轉(zhuǎn)速下離心泵的轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生變化，而變轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)保持不變？8. 為什么要采用離心泵的串并聯(lián)操作？如何選擇離心泵的組合方式？9. 在實(shí)驗(yàn)室裝置條件下，如何實(shí)現(xiàn)離心泵的串并聯(lián)操作？若啟動(dòng)離心泵后，發(fā)現(xiàn)離心泵壓力表和真空表讀數(shù)均為零，可能是什么原因？10. 離心泵工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)不能正常工作，流量計(jì)顯示流量為零，可能是什么原因？11. 把離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)到1000，發(fā)現(xiàn)離心泵無(wú)法輸送液體，試分析原因。12. 離心泵轉(zhuǎn)速由

13、2900調(diào)到2500，離心泵性能特性曲線怎么變化？13. 改變出口閥門(mén)的開(kāi)度，離心泵工作點(diǎn)是否變化？離心泵特性曲線是否變化？14. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)如何關(guān)閉離心泵和電源？為什么？15. 離心泵出口閥門(mén)開(kāi)大，真空表和壓力表讀數(shù)如何變化？為什么？16. 若由實(shí)驗(yàn)室裝置測(cè)定離心泵串聯(lián)時(shí)的性能特性曲線，則該曲線和理論曲線有何不同，為什么？17. 兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián)，是否可以得到單臺(tái)泵兩倍的流量，為什么？18. 兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵串聯(lián)，是否可以得到單臺(tái)泵兩倍的揚(yáng)程，為什么？19. 如何由離心泵的性能特性曲線確定離心泵的工作范圍？20. 為什么可以用馬達(dá)天平測(cè)定離心泵的軸功率？21. 離心泵開(kāi)泵時(shí)要注

14、意什么？怎樣才能正確的開(kāi)啟離心泵？1.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄原始數(shù)據(jù)記錄裝置號(hào)： 水溫： 流量調(diào)節(jié)： 實(shí)驗(yàn)次數(shù)流量（m3/h）P真空表 KPaP壓力表KPa轉(zhuǎn)速（r.p.m）砝碼重量（g）123456789101112原始數(shù)據(jù)記錄裝置號(hào)： 水溫： 流量調(diào)節(jié)： 實(shí)驗(yàn)次數(shù)流量（m3/h）P真空表 KPaP壓力表KPa轉(zhuǎn)速（r.p.m）砝碼重量（g）1234567891011122 數(shù)字化對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)（空氣-水蒸氣體系和水-水蒸氣體系）2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握冷熱流體通過(guò)間壁換熱時(shí)給熱系數(shù)的測(cè)定方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解給熱的基本規(guī)律； 2. 體現(xiàn)主要熱阻與次要熱阻各自的重要性，體現(xiàn)主要熱阻測(cè)流體流速的改變

15、對(duì)傳熱速率的影響；3. 測(cè)定努塞爾數(shù)Nu與雷諾數(shù)Re的關(guān)系，將測(cè)定的Nu與Re進(jìn)行回歸，并與經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行驗(yàn)證性比較。2.2 基本原理在套管換熱器中，環(huán)隙通以水蒸氣，內(nèi)管管內(nèi)通以空氣或水，水蒸氣冷凝放熱以加熱空氣或水，在傳熱過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定后，有如下關(guān)系式：VCP(t2t1)0A0(TTW)miAi(twt)m （21）式中：V 被加熱流體體積流量，m3/s； 被加熱流體密度，kg/m3； CP 被加熱流體平均比熱，J/(kg)； 0、i 水蒸氣對(duì)內(nèi)管外壁的冷凝給熱系數(shù)和流體對(duì)內(nèi)管內(nèi)壁的對(duì)流給熱系數(shù)，W/(m2)； t1、t2 被加熱流體進(jìn)、出口溫度，；A0、Ai 內(nèi)管的外壁、內(nèi)壁的傳熱面積，m2；

16、(TTW)m 水蒸氣與外壁間的對(duì)數(shù)平均溫度差，； （22） (twt)m 內(nèi)壁與流體間的對(duì)數(shù)平均溫度差，； （23）式中：T1、T2 蒸汽進(jìn)、出口溫度，；Tw1、Tw2、tw1、tw2 外壁和內(nèi)壁上進(jìn)、出口溫度，。當(dāng)內(nèi)管材料導(dǎo)熱性能很好，即值很大，且管壁厚度很薄時(shí)，可認(rèn)為T(mén)w1tw1，Tw2tw2，即為所測(cè)得的該點(diǎn)的壁溫。由式（21）可得： （24） （25）若能測(cè)得被加熱流體的V、t1、t2，內(nèi)管的換熱面積A0或Ai，以及水蒸氣溫度T，壁溫Tw1、Tw2，則可通過(guò)式（24）算得實(shí)測(cè)的水蒸氣（平均）冷凝給熱系數(shù)0；通過(guò)式（25）算得實(shí)測(cè)的流體在管內(nèi)的（平均）對(duì)流給熱系數(shù)i。在水平管外，蒸汽冷凝

17、給熱系數(shù)（膜狀冷凝），可由下列半經(jīng)驗(yàn)公式求得： （26）式中：0 蒸汽在水平管外的冷凝給熱系數(shù)，W/(m2)； 水的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2)；g 重力加速度，9.81m/s2； 水的密度，kg/m3；r 飽和蒸汽的冷凝潛熱，J/kg； 水的粘度，Ns/m2；d0 內(nèi)管外徑，m；t 蒸汽的飽和溫度ts和壁溫tw之差，。上式中，定性溫度除冷凝潛熱為蒸汽飽和溫度外，其余均取液膜溫度，即tm = (ts + tw) / 2，其中：tw = (Tw1 + Tw2) / 2。流體在直管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的給熱系數(shù)，可按下列半經(jīng)驗(yàn)公式求得：湍流時(shí)： （27）式中：i 流體在直管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的給熱系數(shù)，W/(m2)；

18、 流體的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2)；di 內(nèi)管內(nèi)徑，m；Re 流體在管內(nèi)的雷諾數(shù)，無(wú)因次；Pr 流體的普朗特?cái)?shù)，無(wú)因次。上式中，定性溫度均為流體的平均溫度，即tf = (t1 + t2) / 2。過(guò)渡流時(shí)： ii （28）式中： 修正系數(shù)， 2.3實(shí)驗(yàn)裝置與流程1. 實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)裝置由蒸汽發(fā)生器、套管換熱器及溫度傳感器、智能顯示儀表等構(gòu)成。其實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖2-1所示。圖21 水蒸氣水（或空氣）對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)流程圖1、水泵或風(fēng)機(jī) 2、蒸汽發(fā)生器 3、旁路閥 4、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 6、蒸汽總閥7、蒸氣調(diào)節(jié)閥 8、9、冷凝水排放閥 10、水或空氣流量調(diào)節(jié)閥11、惰性氣體排放閥 水蒸氣空氣體系：來(lái)自蒸

19、汽發(fā)生器的水蒸氣進(jìn)入玻璃套管換熱器，與來(lái)自風(fēng)機(jī)的空氣進(jìn)行熱交換，冷凝水經(jīng)管道排入地溝。冷空氣經(jīng)LWQ25型渦輪流量計(jì)進(jìn)入套管換熱器內(nèi)管（紫銅管），熱交換后放空。空氣流量可用閥門(mén)調(diào)節(jié)或變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)。水蒸氣水體系：來(lái)自蒸汽發(fā)生器的水蒸氣進(jìn)入玻璃套管換熱器，與來(lái)自高位槽的水進(jìn)行熱交換，冷凝水經(jīng)管道排入地溝。冷水經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和LWQ15型渦輪流量計(jì)進(jìn)入套管換熱器內(nèi)管（紫銅管），熱交換后進(jìn)入下水道。水流量可用閥門(mén)調(diào)節(jié)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)。2. 設(shè)備與儀表規(guī)格（1）紫銅管規(guī)格：直徑161.5mm，長(zhǎng)度L=1010mm；（2）外套玻璃管規(guī)格：直徑1126mm，長(zhǎng)度L=1010mm；（3）風(fēng)機(jī)：XGB12型

20、，風(fēng)量090m3/h，風(fēng)壓12kPa；（4）壓力表規(guī)格：00.1Mpa。2.4 實(shí)驗(yàn)基本操作及注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)基本操作（一）水蒸汽空氣體系1）數(shù)據(jù)手動(dòng)采集（1）檢查儀表、風(fēng)機(jī)、蒸汽發(fā)生器及測(cè)溫點(diǎn)是否正常，檢查進(jìn)系統(tǒng)的蒸氣調(diào)節(jié)閥（7）是否關(guān)閉。（2）打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)、儀表電源開(kāi)關(guān)、（由教師啟動(dòng)蒸汽發(fā)生器和打開(kāi)蒸氣總閥（6）；（3）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)（1）；（4）調(diào)節(jié)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥（10）的開(kāi)度，閥門(mén)全開(kāi)使風(fēng)量達(dá)到最大；（5）排除蒸汽管線中原積存的冷凝水（方法是：關(guān)閉進(jìn)系統(tǒng)的蒸氣調(diào)節(jié)閥（7），打開(kāi)蒸汽管冷凝水排放閥（8）； （6）排凈后，關(guān)閉蒸汽管冷凝水排放閥（8），打開(kāi)進(jìn)系統(tǒng)的蒸氣調(diào)節(jié)閥（7），使蒸汽緩緩進(jìn)入換

21、熱器環(huán)隙（切忌猛開(kāi)，防止玻璃爆裂傷人）以加熱套管換熱器，再打開(kāi)換熱器冷凝水排放閥（9）（冷凝水排放閥度不要開(kāi)啟過(guò)大，以免蒸汽泄漏），使環(huán)隙中冷凝水不斷地排至地溝；（7）仔細(xì)調(diào)節(jié)進(jìn)系統(tǒng)蒸氣調(diào)節(jié)閥（7）的開(kāi)度，使蒸汽壓力穩(wěn)定保持在0.02MPa以下（可通過(guò)微調(diào)惰性氣體排空閥使壓力達(dá)到需要的值），以保證在恒壓條件下操作，再根據(jù)測(cè) 試要求，由大到小逐漸調(diào)節(jié)空氣流量手動(dòng)調(diào)節(jié)閥（10）的開(kāi)度，合理確定36個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，待穩(wěn)定后，分別從溫度、壓力顯示儀表儀（控制面板上）上讀取各有關(guān)參數(shù)；（8） 實(shí)驗(yàn)終了，首先關(guān)閉蒸氣調(diào)節(jié)閥（7），切斷設(shè)備的蒸汽來(lái)路，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器（由教師完成）、儀表電源開(kāi)關(guān)及切斷總電源。2）數(shù)

22、據(jù)自動(dòng)采集開(kāi)啟計(jì)算機(jī)，雙擊桌面的“MCGS運(yùn)行環(huán)境”，確認(rèn)進(jìn)入，點(diǎn)擊“對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)（水蒸汽空氣體系）”，待達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件要求后，點(diǎn)擊“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”?！癕CGS運(yùn)行環(huán)境”會(huì)每五分鐘自動(dòng)記錄對(duì)流給熱儀表面板上的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，點(diǎn)擊“退出實(shí)驗(yàn)”。打開(kāi)桌面上“對(duì)流給熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理”，在看到的“對(duì)流給熱_MCGS”中用鼠標(biāo)單擊（水蒸汽空氣體系），就可打開(kāi)自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理了。（二）水蒸汽水體系1）數(shù)據(jù)手動(dòng)采集（1）檢查儀表、蒸汽發(fā)生器及測(cè)溫點(diǎn)是否正常；（2）打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)、儀表電源開(kāi)關(guān)、（由教師啟動(dòng)蒸汽發(fā)生器和打開(kāi)蒸氣總閥（6）并使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的電源呈“關(guān)”狀態(tài)；（3）關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端的閥門(mén)

23、，開(kāi)啟旁路閥，使管內(nèi)通以一定量的水，排除管內(nèi)空氣；（4）排除蒸汽管線中原積存的冷凝水（方法是：關(guān)閉進(jìn)系統(tǒng)的蒸汽總閥（6），打開(kāi)蒸汽管凝結(jié)水排放閥（7）；（5）排凈后，關(guān)閉蒸汽管凝結(jié)水排放閥（7），打開(kāi)進(jìn)系統(tǒng)的蒸氣調(diào)節(jié)閥（7），使蒸汽緩緩進(jìn)入換熱器環(huán)隙（切忌猛開(kāi)，防止玻璃炸裂傷人）以加熱套管換熱器，再打開(kāi)換熱器冷凝水排放閥（9）（冷凝水排放閥的開(kāi)度不要開(kāi)啟過(guò)大，以免蒸汽泄漏），使環(huán)隙中冷凝水不斷地排至地溝；（6）仔細(xì)調(diào)節(jié)進(jìn)系統(tǒng)蒸氣調(diào)節(jié)閥（7）的開(kāi)度，使蒸汽壓力穩(wěn)定保持在0.02MPa以下（可通過(guò)微調(diào)惰性氣體排空閥使壓力達(dá)到需要的值），以保證在恒壓條件下操作，再根據(jù)測(cè) 試要求，由大到小逐漸調(diào)節(jié)空氣

24、流量手動(dòng)調(diào)節(jié)閥（10）的開(kāi)度，合理確定36個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，待穩(wěn)定后，分別從溫度、壓力巡檢儀及智能流量計(jì)算儀（控制面板上）上讀取各有關(guān)參數(shù)；（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，首先關(guān)閉蒸汽源總閥，切斷設(shè)備的蒸汽來(lái)路，經(jīng)一段時(shí)間后，在關(guān)閉水手動(dòng)旁路調(diào)節(jié)閥，然后關(guān)閉蒸汽發(fā)生器（由教師完成）、儀表電源開(kāi)關(guān)及切斷總電源。2）數(shù)據(jù)自動(dòng)采集開(kāi)啟計(jì)算機(jī)，雙擊桌面的“MCGS運(yùn)行環(huán)境”，確認(rèn)進(jìn)入，點(diǎn)擊“對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)（水蒸汽水體系）”，待達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件要求后，點(diǎn)擊“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”?！癕CGS運(yùn)行環(huán)境”會(huì)每五分鐘自動(dòng)記錄對(duì)流給熱儀表面板上的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，點(diǎn)擊“退出實(shí)驗(yàn)”。打開(kāi)桌面上“對(duì)流給熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理”，在看到的“對(duì)流給熱_MCG

25、S”中用鼠標(biāo)單擊（水蒸汽水體系），就可打開(kāi)自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理了。2. 注意事項(xiàng)（1）一定要在套管換熱器內(nèi)管輸以一定量的空氣或水，方可開(kāi)啟蒸汽閥門(mén)，且必須在排除蒸汽管線上原先積存的凝結(jié)水后，方可把蒸汽通入套管換熱器中。（2）開(kāi)始通入蒸汽時(shí)，要緩慢打開(kāi)蒸汽閥門(mén)，使蒸汽徐徐流入換熱器中，逐漸加熱，由“冷態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁釕B(tài)”不得少于20min，以防止玻璃管因突然受熱、受壓而爆裂。（3）操作過(guò)程中，蒸汽壓力一般控制在0.02MPa（表壓）以下，因?yàn)樵诖藯l件下壓力比較容易控制。（4）測(cè)定各參數(shù)時(shí)，必須是在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，并且隨時(shí)注意惰氣的排空和壓力表讀數(shù)的調(diào)整。2.5實(shí)驗(yàn)要求1 測(cè)出流體在管內(nèi)的（平均）

26、對(duì)流給熱系數(shù)i。2 測(cè)出水蒸氣（平均）冷凝給熱系數(shù)0。3 在0.02MPa的水蒸氣壓力下，分別估算出冷流體出口溫度在50、70、85下的冷流體流量。4 實(shí)際測(cè)出上面估算的理論流量。2.6實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 將冷流體給熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值與理論值列表比較，計(jì)算各點(diǎn)誤差，并分析討論。2. 說(shuō)明蒸汽冷凝給熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值和冷流體給熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值和對(duì)流體給熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)值的變化規(guī)律。3. 按冷流體給熱系數(shù)的模型式：，確定式中常數(shù)A及m 。4. 在0.02MPa的水蒸氣壓力下，分別估算出冷流體出口溫度在50、70、85下的冷流體流量。5. 實(shí)際測(cè)出上面估算的理論流量。2.7思考題1. 傳熱過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中有哪幾方面的應(yīng)用

27、？2. 傳熱的基本方式有幾種，各有何特點(diǎn)？3. 什么叫穩(wěn)定傳熱和不穩(wěn)定傳熱？4. 簡(jiǎn)述傅立葉定律，并說(shuō)明溫度梯度、導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義及其在傳熱過(guò)程的實(shí)際意義？5. 說(shuō)明一般情況下其氣體、液體、非金屬固體和金屬固體的導(dǎo)熱系數(shù)大致范圍。6. 寫(xiě)出穩(wěn)定導(dǎo)熱條件下多層平壁及多層圓筒壁的導(dǎo)熱方程式。 7. 簡(jiǎn)述牛頓的冷卻定律，對(duì)流傳熱系數(shù)的物理意義？8. 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有哪些？9. 寫(xiě)出Nu、Pr、Re和Gr準(zhǔn)數(shù)式及各準(zhǔn)數(shù)中物理量的單位（法定單位）10. 寫(xiě)出流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算式。11. 何謂定性溫度、特性尺寸？12. 為什么膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)比滴狀冷凝的對(duì)流傳熱

28、系數(shù)時(shí)小？13. 生產(chǎn)中的沸騰傳熱為什么要保持在核狀沸騰狀態(tài)？14. 提高對(duì)流傳熱系數(shù)的途徑？15. 什么是黑體、白體、透熱體和灰體？提出黑體的概念在工程上有什么意義？16. 什么叫黑度？它在工程計(jì)算上有什么意義？17. 為什么設(shè)備有熱損失？如何減少設(shè)備熱損失？18. 什么叫熱負(fù)荷？試說(shuō)明熱負(fù)荷與傳熱速率之間的關(guān)系？19. 何謂對(duì)數(shù)平均溫度差？如何計(jì)算？對(duì)數(shù)平均溫度差值與流體流向是否有關(guān)？20. 簡(jiǎn)述傳熱速率方程式（傳熱基本方程式）各項(xiàng)的意義及單位？21. 寫(xiě)出并流、逆流、錯(cuò)流和折流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫度差的計(jì)算式？22. 換熱器中并流、逆流操作各有何特點(diǎn)？23. 如何用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定總傳熱系數(shù)？實(shí)測(cè)時(shí)

29、安裝哪些儀表？測(cè)取那些數(shù)據(jù)？24. 什么叫強(qiáng)化傳熱過(guò)程？強(qiáng)化傳熱過(guò)程的有效途徑是什么？25. 什么叫單管（殼）程？什么叫多管（殼）程？26. 簡(jiǎn)述列管式換熱器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)？27. 固定管板列管式換熱器在什么情況下需要有溫差補(bǔ)償裝置？常用的補(bǔ)償裝置有哪幾種？28. 簡(jiǎn)述熱管的工作原理及特點(diǎn)？29. 簡(jiǎn)述套管式、蛇管式、板式、螺旋板式、板翹式換熱器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)。30. 什么叫加熱劑和冷卻劑？工程上常用來(lái)作加熱劑和冷卻劑的物質(zhì)有哪些?3 數(shù)字化精餾塔（篩板和填料塔）實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解連續(xù)精餾塔（篩板和填料塔）的基本結(jié)構(gòu)及流程。2. 掌握連續(xù)精餾塔的操作方法。3. 學(xué)會(huì)板式精餾塔全

30、塔效率、單板效率或填料塔等板高度的測(cè)定方法。4. 確定部分回流時(shí)不同回流比對(duì)精餾塔效率或等板高度的影響。5. 了解氣相色譜儀的使用方法。6. 了解塔釜液位自動(dòng)控制和電加熱自動(dòng)控制的工作原理和操作方法。3.2基本原理1. 篩板塔1）全塔效率ET全塔效率ET（NT-1）/NP，其中NT為塔內(nèi)所需理論板數(shù)（含塔釜），NP為塔內(nèi)實(shí)際板數(shù)。板式塔內(nèi)各層塔板上的氣液相接觸效率并不相同，全塔效率簡(jiǎn)單反映了塔內(nèi)塔板的平均效率，它反映了塔板結(jié)構(gòu)、物系性質(zhì)、操作狀況對(duì)塔分離能力的影響，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。式中NT由已知的雙組分物系平衡關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得塔頂產(chǎn)品組成XD、料液組成XF、熱狀態(tài)q、殘液組成XW、回流比R等

31、，即能用圖解法求得。2）單板效率EM是指氣相或液相經(jīng)過(guò)一層實(shí)際塔板前后的組成變化與經(jīng)過(guò)一層理論塔板前后的組成變化的比值。按氣相組成表示的單板效率： （3-1）按液相組成表示的單板效率： （3-2）2. 填料塔 等板高度（HETP）是指與一層理論塔板的傳質(zhì)作用相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨?。它的大小取決于填料的類型、材質(zhì)與尺寸，受系統(tǒng)物性、操作條件及塔設(shè)備尺寸的影響，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。對(duì)于雙組分物系，根據(jù)平衡關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得塔頂產(chǎn)品組成XD、料液組成XF、熱狀態(tài)q、殘液組成XW、回流比R和填料層高度Z等有關(guān)參數(shù)，用圖解法求得理論板數(shù)后，即可確定：HETPZ/NT3.3實(shí)驗(yàn)裝置與流程本實(shí)驗(yàn)裝置有篩板塔，其特征數(shù)

32、據(jù)如下：1.不銹鋼篩板塔塔內(nèi)徑D內(nèi)66mm，塔板數(shù)NP16塊。塔釜液體加熱采用電加熱，塔頂冷凝器為列管換熱器。供料采用LMI電磁微量計(jì)量泵進(jìn)料。篩板精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置如圖31所示： 圖31 篩板精餾塔流程圖2.不銹鋼填料塔塔內(nèi)經(jīng)D內(nèi)68mm，塔內(nèi)填料層高度Z=1.0m(亂堆），填料為不銹鋼環(huán)散裝填料，尺寸66mm，比表面積440m2/m3，空隙率噢0.7 m3/m3，堆積密度700kg/m3，填料因子1500 m-1，填料層支承柵板開(kāi)孔率75%。塔底電加熱，加熱功率2.5kw。塔頂冷凝器為列管換熱器。供料采用LMI電磁微量計(jì)量泵進(jìn)料。 填料精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置如圖32所示：圖32 填料精餾塔流程圖3.儀

33、表控制板圖3.4實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng) 1. 實(shí)驗(yàn)步驟 （一）全回流（1）配制濃度16%19%(用酒精比重計(jì)測(cè))的料液加入釜中，至釜容積的2/3處；另配濃度為1020%的乙醇溶液加入儲(chǔ)料罐中（不少于罐容積的1/2）。（2）檢查各閥門(mén)位置，啟動(dòng)儀表電源，再啟動(dòng)電加熱管電源，調(diào)節(jié)加熱電壓調(diào)節(jié)旋鈕使加熱電壓為150V，給釜液緩緩升溫，10分鐘后再調(diào)節(jié)加熱電壓為220V，若發(fā)現(xiàn)液沫夾帶過(guò)量，可將加熱電壓適當(dāng)調(diào)低。 （3）塔釜加熱開(kāi)始后，打開(kāi)冷凝器的冷卻水閥門(mén)，流量調(diào)至200-400L/h左右，使蒸汽全部冷凝實(shí)現(xiàn)全回流。（4）把“手動(dòng) 回流比控制 自動(dòng)”撥鈕打到“手動(dòng)”上，關(guān)閉塔頂出料的閥門(mén)（左側(cè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)

34、閥門(mén)），全開(kāi)回流的閥門(mén)（右側(cè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門(mén)），同時(shí)打開(kāi)控制面板上回流電磁閥開(kāi)關(guān)。（5）當(dāng)發(fā)現(xiàn)有回流時(shí)，開(kāi)始記錄第一組數(shù)據(jù)。此后，每隔5min記錄一組數(shù)據(jù)。（6）當(dāng)塔頂出料及回流流量、塔頂溫度及塔釜溫度穩(wěn)定（10min波動(dòng)不大于0.3）后，用注射器從第7塊板（從上往下數(shù)）左上取樣口及右下取樣口取樣，用分別貼有標(biāo)簽的樣品瓶從塔頂取樣口及塔釜取樣口取樣，進(jìn)行色譜分析，測(cè)定濃度x6、x7、xD、xW。 （二） 部分回流（1）待塔全回流操作穩(wěn)定時(shí)，打開(kāi)進(jìn)料閥，開(kāi)啟進(jìn)料泵電源，調(diào)節(jié)進(jìn)料量至適當(dāng)?shù)牧髁俊＃ㄟM(jìn)料泵沖程為100時(shí)，頻率采用6070/min，如已經(jīng)在此范圍內(nèi)，則不需調(diào)節(jié)）。（2）從原料灌貯槽取原料

35、液，用色譜分析其組成xF。（3）確認(rèn)“手動(dòng) 回流比控制 自動(dòng)”撥鈕指在“手動(dòng)”位置。（4）調(diào)節(jié)塔頂出料和回流的流量以得到合適的回流比（一般調(diào)節(jié)回流比為24）。（5）當(dāng)塔頂出料及回流流量、塔頂溫度及塔釜溫度穩(wěn)定（10min波動(dòng)不大于0.3）后即可取樣分析(取樣位置與全回流同)。（6）重復(fù)（4）（5）步驟,另取一回流比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（7）取樣完畢，關(guān)閉加熱電源、加料泵和液控電磁閥開(kāi)關(guān)，而保持儀表和回流電磁閥為打開(kāi)狀態(tài)。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束、離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室之前，關(guān)閉所有電源，并關(guān)閉冷凝水。2. 取樣與分析（1） 閥門(mén)取樣：原料液、塔頂及塔釜液從各相應(yīng)的取樣閥放出。（2） 注射器取樣：用已標(biāo)號(hào)的注射器從塔板上、下液體取

36、樣口緩緩抽出液體至最大刻度，（3） 各個(gè)樣品盡可能同時(shí)取樣。（3） 將樣品進(jìn)行色譜分析。3. 磁力驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵（LMI）的使用先打開(kāi)進(jìn)料閥，再打開(kāi)操作面板上進(jìn)料泵電源開(kāi)關(guān)。流量調(diào)節(jié)通過(guò)控制柜上“加料泵控制”表調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式由教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，此處略。（計(jì)量泵沖程和頻率均為100時(shí)，流量為9.5L/h，實(shí)際流量可依此計(jì)算）4. 注意事項(xiàng)（1）塔頂放空閥一定要打開(kāi)。（2）料液一定要加到設(shè)定液位2/3處方可打開(kāi)加熱管電源，否則塔釜液位過(guò)低會(huì)使電加熱絲露出干燒致壞。（3）部分回流時(shí)，進(jìn)料泵電源開(kāi)啟前務(wù)必先打開(kāi)進(jìn)料閥，否則會(huì)損害進(jìn)料泵。(4) 進(jìn)行部分回流操作過(guò)程中，要保持回流比穩(wěn)定，否則誤差較大。(5) 部

37、分回流操作過(guò)程中要注意塔釜內(nèi)液位，防止料液流失導(dǎo)致電加熱器干燒而損壞設(shè)備。3.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 將塔頂、塔底溫度和組成等原始數(shù)據(jù)列表。2. 計(jì)算全回流及不同回流比下部分回流的理論塔板數(shù)。3. 計(jì)算篩板塔的全塔效率及單板效率或填料塔的等板高度。4. 分析并討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象。3.6思考題1. 如何判斷塔的操作已達(dá)到穩(wěn)定?2.什么是全回流?全回流操作有哪些特點(diǎn)，在生產(chǎn)中有什么實(shí)際意義?3.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？4. 全回流時(shí)測(cè)得板式塔上第n、n-1層液相組成，如何求得xn*?部分回流時(shí)，又如何求xn* ？5. 在全回流時(shí)，測(cè)得板式塔上第n、n

38、-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？6. 若測(cè)得單板效率超過(guò)100%，作何解釋？7. 查取進(jìn)料液的汽化潛熱時(shí)定性溫度取何值？8. 精餾塔操作中,塔釜壓力是否為重要操作參數(shù)？塔釜壓力與哪些因素有關(guān)？9. 什么是板式塔的“靈敏板”？觀察“靈敏板”的溫度有什么作用？10. 進(jìn)料量對(duì)精餾塔板層數(shù)有何影響？為什么？11. 通常，精餾操作回流比R=(1.12.0)Rmin，試分析根據(jù)哪些因素確定倍數(shù)的大小。12. 如何選擇進(jìn)料熱狀態(tài)？冷料進(jìn)料對(duì)精餾塔操作有什么影響?進(jìn)料口位置如何確定?13. 若精餾塔加料偏離適宜位置（其它操作條件均不變），將會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？14. 實(shí)驗(yàn)完

39、畢后，為何要保留回流比控制電源處于“開(kāi)”的狀態(tài)？15. 塔板效率受哪些因素影響？ 16. 精餾塔的常壓操作是怎樣實(shí)現(xiàn)的 如果要改為加壓或減壓操作,又怎樣實(shí)現(xiàn)？17. 板式塔氣液兩相的流動(dòng)特點(diǎn)是什么？ 18. 為什么乙醇水系統(tǒng)精餾采用常壓操作而不采用加壓精餾或真空精餾？ 19. 什么叫回流比？精餾中為什么要引入回流比？試說(shuō)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？ 20. 試分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果成功或失敗的原因，提出改進(jìn)意見(jiàn)。3.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理結(jié)果示例實(shí)驗(yàn)裝置：數(shù)字化篩板精餾實(shí)驗(yàn)裝置1#； 計(jì)量泵頻率: 次/min 實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)： 表3-1 全回流原始數(shù)據(jù)時(shí)間測(cè)溫點(diǎn)溫度1（塔頂）2

40、3456789101112131415塔釜表3-2 部分回流原始數(shù)據(jù)時(shí) 間測(cè)溫點(diǎn)溫度1（塔頂）23456789101112131415塔釜回流流量L/h出料流量L/h色譜檢測(cè)數(shù)據(jù)：全回流塔頂xD=89.457%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；塔底：xW=1.518%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；乙醇摩爾校正因子0.543；實(shí)驗(yàn)結(jié)果：Nt=5.66；ET=0.292圖形3.8 軟件流程圖舉例4 填料吸收實(shí)驗(yàn)4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉填料塔吸收裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；2. 了解填料塔的性能，測(cè)定液泛線；3. 了解吸收因數(shù)對(duì)傳質(zhì)單元高度和總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響。4.2基本原理氣體吸收是典型的傳質(zhì)過(guò)程之一。本實(shí)驗(yàn)以水為吸收劑吸收空氣與CO

41、2混合氣中的CO2。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括兩部分：液泛線的測(cè)定；改變空塔氣速和液體噴淋量對(duì)Kxa和HOL的影響。VL1）液泛線的測(cè)定對(duì)于填料塔，當(dāng)噴淋量改變時(shí)，液泛空塔氣速也會(huì)改變（噴淋量增大時(shí)，液泛氣速將減?。砸悍簳r(shí)的噴淋量對(duì)空塔氣速作圖可得液泛線。液泛線如右圖：2）吸收因數(shù)A對(duì)Kxa和HOL的影響填料層高度Z為 （41）式中：L 液體通過(guò)塔截面的摩爾流量，kmol / (m2s)； Kxa X為推動(dòng)力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol / (m3s)； HOL 傳質(zhì)單元高度，m； NOL 傳質(zhì)單元數(shù)，無(wú)因次。令：吸收因數(shù) A=L/mG （42） （43）當(dāng)改變氣、液流量時(shí)，A將改變，由式4-3和4-

42、1知，還將進(jìn)而影響Kxa和HOL。改變A可以通過(guò)改變氣體流量和液體流量來(lái)實(shí)現(xiàn)，即實(shí)驗(yàn)中改變氣、液流量，測(cè)定有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算Kxa和HOL。具體計(jì)算方法參見(jiàn)化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。4.3實(shí)驗(yàn)裝置與流程略。參見(jiàn)化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。4.4 實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)1. 液泛線的測(cè)定 1）實(shí)驗(yàn)步驟（1）熟悉實(shí)驗(yàn)流程，檢查氣體流量計(jì)下端閥門(mén)是否全關(guān)（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底為全關(guān)），檢查U形管壓差計(jì)兩臂液面是否在同一水平面上；（2）裝置上電，儀表電源上電，打開(kāi)風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)；（3）關(guān)閉塔底液位調(diào)節(jié)閥，尾氣放空閥則要全開(kāi)；（4）設(shè)定水流量值為500L/h，同時(shí)開(kāi)始調(diào)節(jié)塔底液位調(diào)節(jié)閥，保持液封的液面在液位計(jì)中間位置，以免氣體走短路

43、。調(diào)節(jié)氣速至發(fā)生液泛，記錄數(shù)據(jù)； （5）調(diào)節(jié)水流量為550、600、650、950、1000，分別記錄液泛數(shù)據(jù)。2）注意事項(xiàng)（1）由于液泛發(fā)生需要液體積累滿全塔，因此需要一定時(shí)間，所以調(diào)節(jié)氣體流量后要注意觀察，確認(rèn)不能發(fā)生液泛后再增加氣體流量。（2）觀察到液泛現(xiàn)象后立即記錄數(shù)據(jù)，然后迅速調(diào)小氣體流量，防止液泛過(guò)度導(dǎo)致U形管壓差計(jì)進(jìn)水而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。要等到體系穩(wěn)定后再讀數(shù)，否則誤差較大。（3）注意控制塔底液封水位，控制不好數(shù)據(jù)將無(wú)規(guī)律。2. 吸收系數(shù)對(duì)吸收傳質(zhì)性能影響的測(cè)定 1）實(shí)驗(yàn)步驟（1）熟悉實(shí)驗(yàn)流程，弄清氣相色譜儀及其配套儀器結(jié)構(gòu)、原理、使用方法及其注意事項(xiàng)；（2）裝置上電，儀表電

44、源上電，打開(kāi)風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)；（3）開(kāi)啟進(jìn)水總閥，使水的流量達(dá)到300L/h左右。讓水進(jìn)入填料塔潤(rùn)濕填料。（4）塔底液封控制，方法同上。（5）打開(kāi)CO2鋼瓶總閥，并緩慢調(diào)節(jié)鋼瓶的減壓閥（注意減壓閥的開(kāi)關(guān)方向與普通閥門(mén)的開(kāi)關(guān)方向相反，順時(shí)針為開(kāi)，逆時(shí)針為關(guān)），使其壓力穩(wěn)定在0.20MPa左右，并調(diào)節(jié)CO2轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量，使其穩(wěn)定在100L/h；（6）打開(kāi)尾氣取樣閥（塔頂取樣），同時(shí)確認(rèn)原料氣取樣閥關(guān)閉；（7）仔細(xì)調(diào)節(jié)尾氣放空閥及小流量計(jì)下方進(jìn)氣閥的開(kāi)度，使混合氣流量穩(wěn)定在4m3/h，氣體進(jìn)塔壓力穩(wěn)定在0.015MPa左右，觀察色譜六通閥是否有氣體快速通過(guò)；（8）保持各流量計(jì)穩(wěn)定的情況下通氣15分鐘以上。待塔操作穩(wěn)定后，讀取各流量計(jì)的讀數(shù)及通過(guò)溫度數(shù)顯表、壓力表讀取各溫度、壓力，通過(guò)六通閥在線進(jìn)樣，利用氣相色譜儀分析塔頂氣相組成（連續(xù)采樣3次取平均值，控制3次測(cè)量誤差小于5%）；（9）切換取樣閥開(kāi)關(guān)（打開(kāi)塔底氣體取樣閥