化工原理實驗思考題及答案

1、化工原理實驗思考題(填空與簡答) 一、填空題：1.孔板流量計的C Re關系曲線應在單對數(shù)坐標紙上標繪。2.孔板流量計的VsR關系曲線在雙對數(shù)坐標上應為直線。3.直管摩擦阻力測定實驗是測定入與Re_的關系，在雙對數(shù)坐標紙上標4.單相流動阻力測定實驗是測定 直管阻力 和 局部阻力。5.啟動離心泵時應 關閉出口閥和功率開關。6.流量增大時離心泵入口真空度 增大 出口壓強將 減小。7.在精餾塔實驗中，開始升溫操作時的第一項工作應該是開循環(huán)冷卻水。8.在精餾實驗中，判斷精餾塔的操作是否穩(wěn)定的方法是塔頂溫度穩(wěn)定9.在傳熱實驗中隨著空氣流量增加其進出口溫度差的變化趨勢：進出口溫差隨空氣流量增加而減小。10.

2、在傳熱實驗中將熱電偶冷端放在冰水中的理由是減小測量誤差。11.萃取實驗中_水_為連續(xù)相，煤油 為分散相。12.萃取實驗中水的出口濃度的計算公式為CE1VR(CR1CR2)/VE。13.干燥過程可分為 等速干燥 和 降速干燥。14.干燥實驗的主要目的之一是掌握干燥曲線和干燥速率曲線的測定方法。15.過濾實驗采用懸浮液的濃度為5%,其過濾介質為帆布 。16.過濾實驗的主要內容測定某一壓強下的過濾常數(shù)。17.在雙對數(shù)坐標系上求取斜率的方法為：需用對數(shù)值來求算，或者直接用尺子在坐標紙上量取線段長度求取。18.在實驗結束后，關閉手動電氣調節(jié)儀表的順序一般為：先將手動旋鈕旋至零位，再關閉電源。19.實驗結

3、束后應 清掃現(xiàn)場衛(wèi)生，合格后方可離開。20.在做實驗報告時，對于實驗數(shù)據(jù)處理有一個特別要求就是：要有一組 數(shù)據(jù)處理的計算示例 。21.在阻力實驗中，兩截面上靜壓強的差采用倒U形壓差計測定。22.實驗數(shù)據(jù)中各變量的關系可表示為表格，圖形和公式.23.影響流體流動型態(tài)的因素有流體的流速、粘度、溫度、尺寸、形狀等.24.用飽和水蒸汽加熱冷空氣的傳熱實驗，試提出三個強化傳熱的方案（1）增 加空氣流速（2）在空氣一側加裝翅片（3）定期排放不凝氣體。25.在精餾實驗數(shù)據(jù)處理中需要確定進料的熱狀況參數(shù)q值，實驗中需要測定進料量、進料溫度、進料濃度等。26.干燥實驗操作過程中要先開鼓風機送風后再開電熱器，以防

4、燒壞加熱絲。27.在本實驗室中的精餾實驗中應密切注意釜壓，正常操作維持在，如果達到，可能出現(xiàn)液泛，應減少加熱電流（或停止加熱），將進料、回流和產(chǎn)品閥關閉，并作放空處理，重新開始實驗。28.流體在流動時具有三種機械能：即位能，動能，壓力能。這三種 能量可以互相轉換。29.在柏努利方程實驗中，當測壓管上的小孔（即測壓孔的中心線）與水流方向垂直時，測壓管內液柱高度（從測壓孔算起）為靜壓頭，它反映測壓 _處液體的壓強大小；當測壓孔由上述方位轉為正對水流方向時，測壓管內液位將因此上升，所增加的液位高度，即為測壓孔處液體的動壓頭，它反映出該點水流動能的大小。30.測量流體體積流量的流量計有轉子流量計、孔板

5、流量計和渦輪流量計。31.在精餾實驗中，確定進料狀態(tài)參數(shù)q需要測定進料溫度，進料濃度參數(shù)。32.在本實驗室的傳熱實驗中，采用套管式換熱器加熱冷空氣，加熱介質為 飽和水蒸汽，可通過增加空氣流量達到提高傳熱系數(shù)的目的。33.在干燥實驗中，要先開風機，而后再打開加熱以免燒壞加熱絲。34.在流體流動形態(tài)的觀察實驗中，改變雷諾數(shù)最簡單的方法是改變流量35.（1）離心泵最常用的調節(jié)方法是出口閥門調節(jié)；（2）容積式泵常用的調 節(jié)方法是旁路調節(jié)。36.流體流過轉子流量時的壓強降隨其流量增大而不型壓差計不可能測出的值為絕對壓38.在不同條件下測定直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的數(shù)據(jù)，能否關聯(lián)在同一條曲線上只有管粗糙度相等

6、時才能39.對本實驗室的傳熱實驗，你認為提高空氣的流速方案對強化傳熱在工程 中是可行的。40.以水作實驗流體所測得的直管阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關系適用于牛頓型流 體41.當管子放置的角度或水流方向改變時，流速不變，其能量損失不 _42.離心泵在恒定轉速下的揚程與流量（H-Q）曲線為已知，現(xiàn)增大轉速， 此時HQ線會上移43.用皮托管放在管中心處測量時，其U形管壓差計的讀數(shù)R反映管中心處IX的動能44.某填料塔用水吸收空氣中的氨氣，當液體流量和進塔氣體的濃度不變時，增大混合氣體的流量，此時仍能進行正常操作，則尾氣中氨氣的濃度增大_45.在干燥實驗中，提高空氣的進口溫度則干燥速率提高；若提高進口空氣的

7、濕度則干燥速率降低。二、簡答題1.為什么實驗測定前首先要趕盡設備和測壓管中的空氣？怎樣排氣？答：若不排氣，則實驗過程中流量計與U形管示數(shù)不穩(wěn)，不易讀數(shù)，且實驗 誤差大。啟動泵，打開局部阻力測定閥，直管阻力，三通閥值水平位置，將 測壓閥全部打開，將流量調至最大，排出導管中氣泡，然后關閉流量至0，若倒置U形管中兩液柱高度差為0,則氣泡排盡，反之則沒排盡。2.試驗中如何選擇用差壓變送器和倒置U形管壓差計？為什么？寫出差壓計 算公式？答：當p較小時，U形管能滿足時用倒置U形管壓差計；當厶p較大時，U形管無法滿足時用壓差變送器。U形管壓差計：Pi-P2=PgR,換算得1mmHO=壓差變速器：p=()O3

8、.單相流動阻力測定實驗所得的 Re曲線能否用于空氣？為什么？答：不能，由入=竺？-及Re二吒而水空氣，空氣工卩水。l u4.單相流動阻力測定實驗中測定局部阻力系數(shù)的方法原理是什么？答：如圖由hf上U2得Pf二2u其中設計線段AB=Bc線段cb=ab5.在流量計標定實驗中，得到孔板流量計的標定曲線為一直線，其理論依據(jù)是什么？測定流量計標定曲線有什么意義？答：VCA.,2gR KR0.5等式兩邊取對數(shù)：logVs0.5log R log K為一直線方程；測定流量計標定曲線后，可根據(jù)R值直接查取Vs。6.孔板流量計的特點是什么？測定C Re關系曲線有什么意義？答：孔板流量計制造簡單、安裝方便、反應靈

9、敏，但流體流經(jīng)孔板的能量損 失大。通過測定的CRe關系曲線，可選定流量計的測量范圍（C為定值的區(qū) 域）。7.為什么測試系統(tǒng)要排氣，如何正確排氣？答：（1）若測試系統(tǒng)未進行排氣，流量計管徑中有氣泡，則所測得的壓力差并非定值，從而對結果產(chǎn)生影響。（2）加緊夾子B、C,打開AD E,將試 樣管內流量開至最大，當導管中水從A中流出時，加緊D E,再緩緩打開夾 子B,使左側液面下降至中間左右，加緊B,再打開C,直至液面下降至中間 左右，加緊C,最后加緊A,關閉流量調節(jié)閥，讓試管內流量為0,打開夾子D E,看倒置U形管的讀數(shù)是否為0,若為0,則說明空氣被排盡，若不為0, 則繼續(xù)重復上述操作，直至讀數(shù)為0為

10、止。8.在使用渦輪流量計時，用公式Vs=f/k,由f值求Vs時，若Vs小于或大于 流量計標定時的測量范圍，所求之Vs值可靠嗎？為什么？答：不可靠，因為用渦輪流量計在其量程內的特性曲線魏直線，若不在標定范圍，則誤差較大，所求Vs不可靠。9.什么情況下， 開泵前要給泵灌水？為什么？什么情況下， 開泵前不需給泵 灌水？ 答：離心泵的安裝高度高于水槽中液面高度的普通離心泵，因為離心泵不灌 水很難排掉泵內的空氣，導致泵空轉而不能排水。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開泵前不需給泵灌水。10.什么情況下會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象？答：離心泵是靠貯液槽液面與泵入口壓力差（Po-Pi）吸入液體，若P

11、。一定, 則泵安裝位置離液面的高度越高，P1越低，當安裝高度達到一定值，使泵內 最低壓力降至輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時，液體在該處氣化，或者是溶 解在液體中的氣體形成氣泡。含氣泡的液體進入葉輪的高壓區(qū)后，氣泡迅速 凝聚或者破裂，氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍液體以高速涌向氣泡中心， 產(chǎn)生壓力極大，頻率極高的沖擊，即出現(xiàn)氣蝕。泵會因漏入空氣而使泵內流 體的平均密度下降， 若平均密度下降嚴重， 泵將無法吸上液體， 稱為“氣縛” 現(xiàn)象11為什么調節(jié)離心泵的出口閥門可調節(jié)其流量？這種方法有什么利弊？是 否有其它方法調節(jié)流量？ 答：調節(jié)泵的出口閥的開度便改變了管路特性曲線， 從而改變了泵的工作點。 此法

12、操作簡便，工程上廣泛采用，其缺點是關小閥門時，額外增加了動力消 耗，不夠經(jīng)濟。其它方法有：（1）改變泵的特性：在冬季和夏季送水量相差較大時，用比例定律或切割 定律改變泵的性能參數(shù)或特性曲線，此法甚為經(jīng)濟。（2）泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作： 泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作按下列三個原則選 擇：單臺泵的壓頭低于管路系統(tǒng)所要求的壓 頭時，只能選擇泵的串聯(lián)操作；對高阻型管 路系統(tǒng)（即管路特性曲線較陡，如圖2-3中 曲線1），兩臺泵串聯(lián)時可獲得較大流量，如 圖中的Q（串聯(lián)）Q（并聯(lián)）Qi（單臺）； 對低阻型管路系統(tǒng)（即管路特性曲線較平 - 坦，如圖2-3中曲線2），兩臺泵并聯(lián)時可獲 得較大流量，如圖中的Q（并聯(lián)） Q（串聯(lián)

13、）Q2（單臺）。12.為什么離心泵啟動時要關閉出口閥？答：開閥門時，揚程極小，電機功率極大，可能會燒壞電機13.流量增大時，離心泵入口處真空表讀數(shù)與出口處壓力表的讀數(shù)如何變化？試分析之答：離心泵入口處真空度由小變大，出口 處壓強由大變小。在水槽面與入口列機械能衡算方程得:2嘗HgHf0i，隨著Q增大動壓頭及摩擦壓頭增加而位壓頭不變，故真空表 的讀數(shù)將變大。根據(jù)離心泵的基本方程，對于后彎葉片，在泵的葉輪尺寸和轉速一定的條件下，流量加大，泵的壓頭下降，因而泵的出口壓強表的讀數(shù)P2將流量Q的加大而降低。由機械能衡算方程也可得到這一結論。14.為什么在離心泵進口管下要安裝底閥？答：底閥是一個單向閥，只

14、能進不能出。由于離心水泵沒有抽真空的功能， 而離心泵在水面超過葉輪才能工作，所以使前必須向水泵內灌水，安裝的底閥是為了防止灌入的水漏掉。.15.流量調節(jié)閥可以安裝在吸入管上嗎？為什么？答：流量調節(jié)閥不可以安裝在吸入管上。因為，如果流量調節(jié)閥設在吸入管 上可能引起離心泵空轉或是產(chǎn)生空洞引起劇烈震動，從而損壞設備。16.在恒壓過濾實驗中，為什么過濾開始時，濾液常常有一點混濁，過一定 時間才轉清？答：過濾開始時由一些細小顆粒穿過過濾介質使濾液混濁，過一段時間后， 顆粒在過濾介質孔間發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，阻礙細小顆粒通過，則濾液變清。17.過濾壓強增加一倍后，得到同一濾液量所需的時間是否也減少一半？為 什

15、么？答：不是，V定的條件下，0 +不僅與P有關還與濾餅壓縮指數(shù)s有關，對不可壓縮濾餅s=0,0與厶P成反比。18.隨著空氣流量的變化，空氣出口溫度有何變化？為什么？答：溫度逐漸降低，因為由于Q=gc(t2-t1)=pVCc(t2-t1),當Q一定時，Vc增加，t2降低。19.為什么要將熱電偶冷端插入冰水中？答：將熱電偶冷端插入冰水中是為了保證冷端補償電偶恒為0C,以便于作20.傳熱準數(shù)關聯(lián)式Nu8。4適用什么條件？答：流體無相變，低黏度流體在圓形直管中作強制對流Re104Pr=LD6021.從干燥速率曲線看，干燥基本上可分為等速干燥（水分含量高時）和降 速干燥（水分含量低時），試討論其原因。答

16、：當物料表面溫度升至空氣狀態(tài)的濕球溫度時，干燥進入恒速階段，此時 空氣傳給物料的顯熱等于水分氣化所需的潛熱，物料表面溫度維持在濕球溫 度不變，物料含水量下降，干燥速率不變；干燥進入降速階段后，物料開始 升溫，熱空氣傳給物料的熱量一部分用于加熱物料，另一部分用于水分氣化 在此階段內干燥速率隨物料含水量減少而下降。22.在保證干燥質量的前提下，怎樣可以合理地提高干燥速率？答：影響干燥速率的主要因素有：固體物料的種類和性質；固體物料層的厚 度或顆粒大小；空氣的濕度、溫度和流速；空氣與固體物料的相對運動方式。 因此，提高空氣溫度和流速，降低空氣的濕度，減少物料層的厚度或增大物 料層的表面積都可以提高干

17、燥速率.24.板式塔氣液兩相的流動特點是什么？答：液相為連續(xù)相，氣相為分散相。25.實驗結果表明，當回流比由R=4增加至無窮大時，塔頂產(chǎn)品的濃度增加， 塔頂產(chǎn)品的產(chǎn)量減少，這對于化工設計和生產(chǎn)中回流比的選擇有什么指導意 義？答：精餾操作中，由精餾塔塔頂返回塔內的回流液流量L與塔頂產(chǎn)品流量D的比值，即R二L/D。回流比的大小，對精餾過程的分離效果和經(jīng)濟性有著重要的影響。增大回流比，可減少分離所需的理論塔板數(shù)，同時回流比的增大， 必要求塔釜產(chǎn)生的蒸汽量相應增加。當減少回流比至某一數(shù)值時，理論上為 達到指定分離要求所需板數(shù)趨于無窮大，這是回流比的下限，稱為最小回流 比。26.是否精餾塔越高產(chǎn)量就越大

18、？將精餾塔加高，能否得到無水酒精？答：不一定，因精餾塔的產(chǎn)量由進料量及分離要求而定； 不能得到無水酒精， 因塔頂濃度還受物料衡算及理論板限制。27.精餾塔在操作過程中，由于塔頂采出率太大而造成產(chǎn)品不合格時，恢復 正常最快，最有效的辦法是什么？答：保持塔釜加熱負荷不變，增大進料量和塔釜出料量，減少塔頂采出率， 使得精餾塔在DXvFXvWX條件下操作一段時間，使之盡快達到正常濃度，等 塔頂溫度正常的時候，再將進料量，塔頂塔底出料量調到正常值。28.萃取過程中如何選擇分散相？答：萃取分散相選擇的原則：1）為了增加相際接觸面積，一般將流量大的一相作為分散相，但如果兩相的 流量相差很大，并且所選用的萃取

19、設備具有較大的軸向混合現(xiàn)象，此時應將 流量小的一相作為分散相，以減小抽向混合。2）應充分考慮界面張力變化對傳質面積的影響，對于o的系統(tǒng)，即系統(tǒng)dx的界面張力隨溶質濃度增加而增加的系統(tǒng)當溶質從液滴向連續(xù)相傳遞時，液滴的穩(wěn)定性較差，容易破碎，而液膜的穩(wěn)定性較好，液滴不易合并，所以形 成的液滴平均直徑較小，相際接觸表面較大；當溶質從連續(xù)相向液滴傳遞時， 情況剛好相反。在設計液液傳質設備時，根據(jù)系統(tǒng)性質正確選擇作為分散相 的液體可在同樣條件下獲得較大的相際傳質表面積，強化傳質過程。3）對于某些萃取設備，如填料塔和篩板塔等，連續(xù)相優(yōu)先潤濕填料或篩板 是相當重要的。此時，宜將不易潤濕填料或篩板的一相作為分散相。4）分散相液滴在連續(xù)相中的沉降速度與連續(xù)相的粘度有很大關系。 為了減小 塔徑提高二相分離的效果，應將粘度大的一相作為分散相。5）此外，從成本、安全考慮應將成本高的，易燃、易爆物料作為分散相。29.震動篩板萃取塔有什么特點？ 答：它是一種外加能量的高效液液萃取設備，塔身塔板通過電動機和偏心輪 可以往復運動，重相經(jīng)過轉子流量計進入塔頂，輕相經(jīng)轉子流量計進由25mn玻璃管做成長1500mm塔上下兩端各有一個100mm勺擴大沉降室，作 用是延長每相在沉降室內的停留時