化工原理實(shí)驗(yàn)課件-華東理工

化工原理實(shí)驗(yàn)多媒體課件化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心2002年1月序言一、化工原理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)1.工程實(shí)驗(yàn)工程實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別：面對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問題和工程問題；采用的方法是經(jīng)驗(yàn)的或半理論半經(jīng)驗(yàn)的；處理對(duì)象是復(fù)雜的(變量多、物料變化大、設(shè)備尺寸懸殊)。工程實(shí)驗(yàn)經(jīng)常采用的方法為：因次分析法和數(shù)學(xué)模型法。因次分析法：黑箱法，不需要對(duì)過程的深入理解，不需要采用真實(shí)的物料、真實(shí)流體或?qū)嶋H的設(shè)備尺寸，只需借助模擬物料(如空氣、水、黃砂等)在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小設(shè)備中，經(jīng)一些預(yù)備性的實(shí)驗(yàn)或理性的推斷得出過程因素，從而加以歸納和概括成經(jīng)驗(yàn)方程，因次分析法的優(yōu)點(diǎn)：由小見大、由此及彼、減少工作量。因次分析法原理：(1).物理方程的一致性

(2).π定理：任一方程可寫成無因次方程(3). 相似原理：工業(yè)上與實(shí)驗(yàn)室無因次準(zhǔn)數(shù)相等實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆仗幚砉こ虇栴}的實(shí)驗(yàn)方法；理論聯(lián)系實(shí)際。實(shí)驗(yàn)允許誤差3~5%，甚至可達(dá)20%。二、因次分析法1．因次、基本因次、導(dǎo)出因次和無因次數(shù)因次：量綱，物理量單位的種類；基本因次：基本物理量的因次；導(dǎo)出因次：導(dǎo)出物理量的因次，例如：速度u無因次數(shù)：因次為0，例如：雷諾數(shù)Re2．物理方程因次一致性例如：s

[L]，u0

[LT-1]，t

[T]，g[LT-2]2021s

u

t

gt3．π定理及因次分析法某一物理現(xiàn)象中有n個(gè)獨(dú)立變量，x1，x2…xn，因變量y可以用因次一致關(guān)系來表示：y=F（x1，x2…xn），或f（y，x1，x2…xn）=0由于方程中各項(xiàng)因次一致，函數(shù)f可以改為（n-m）個(gè)獨(dú)立的無因次數(shù)間的關(guān)系。f（

π1，π2 ，π3…

πn-m）=0因次分析的步驟：確定對(duì)所研究的物理現(xiàn)象有影響的獨(dú)立變量，設(shè)有n個(gè)，f（x1，x2…xn）=0；選擇基本因次，力學(xué)中[M],

[L],

[T]，并用基本因次表示出所有各變量的因次；選擇m個(gè)變量作為基本變量(相互獨(dú)立),流體力學(xué)中可選ρ,d ,u 為基本變量；D.

列出無因次數(shù)，一般形式為：E.

該物理現(xiàn)象可以用（n-m）個(gè)參數(shù)的函數(shù)F來表達(dá)；F.

改變無因次數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以求得F的具體實(shí)現(xiàn)形式。a b ci i A B C

x

x

x

x實(shí)例：某廠采用300的管道，將硫酸從A地輸送到B地，距離為50m，求該段距離的阻力損失？采用因次分析法：流體性質(zhì)：密度ρ，粘度μ；設(shè)備的幾何尺寸：管徑d，

管長(zhǎng)l，管壁粗糙度ε；流動(dòng)條件：流速u；阻力損失hf；f

(hf

,ρ, μ, d, l, ε, u)=0 七個(gè)變量，工作量106分析各變量的因次：ρ[ML-3]，μ[ML-1 T-1]，d[L]，l[L]，ε[L]，u[LT-1]， hf[L2

T-2]；選定基本變量：ρ，d， u；確定無因次數(shù)：[ML-1T-1][ML-3]a[LT-1]b[L]c=[M0L0T0]a b c

u

d1解之得：a=-1，b=-1，c=-1改寫為熟悉的形式，：同理可得：4π

=hf/u2[5] 四個(gè)變量，工作量103實(shí)驗(yàn)室選?。汗軓?0的管子，可由π2計(jì)算出管長(zhǎng)為：5米π2

=l/d,

50/300

=

L/30,

L=5米由π1計(jì)算出流速u，由π4計(jì)算出hfud所以

1

ud1

l

2

dd

3F

(1,

2

,

3

,

4

)

0流體流動(dòng)阻力的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容目的熟悉測(cè)定流體流經(jīng)直管和管件時(shí)的阻力損失的實(shí)驗(yàn)組織方法及測(cè)定摩擦阻力系數(shù)的工程意義；學(xué)會(huì)壓差計(jì)和流量計(jì)的使用方法；識(shí)別組成管路的各個(gè)管件、閥門，并了解其作用；[4]學(xué)會(huì)用因次分析法分析規(guī)劃實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容測(cè)定特定ε/d下直管摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系；測(cè)定流體流經(jīng)閥門時(shí)的阻力系數(shù)。二、基本原理直管阻力采用因此分析法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)：影響因素：物性因素（流體性質(zhì)）：

密度ρ，粘度μ；設(shè)備因素（流動(dòng)的幾何尺寸）：管徑d， 管長(zhǎng)l，粗糙度ε；操作因素（流動(dòng)條件）：流速u；分析各變量的因次：ρ[ML-3]，μ[ML-1

T-1]，d[L]，l[L]，ε[L]，u[LT-1]， P[ML-1

T-2]；選定基本變量：ρ，d，

u；[4]確定無因次數(shù)：π1＝μρa(bǔ)ubdc[ML-1

T-1][ML-3]a[LT-1]b[L]c=[M0L0T0]解之得：a=

-1，b=

-1，c=

-1同理可得： ，[5]，即引入ud

所以 1，改寫為熟悉的形式：

ud1

l

d2d

34u

2

PF

(1,

2

,

3

,

4

)

0u2

d dP

(

ud

,

l

,

)u2P l ud (

,

d

,

d

)

d

(

,

d

)

2P

ud l u

2u2P lhf

d

2d得：

(Re,

)2.局部阻力流體通過某一管件或閥門的阻力損失用流體在管路中的動(dòng)能系數(shù)來表示，這種計(jì)算阻力系數(shù)的方法，稱阻力系數(shù)法。即u

2he

2三、實(shí)驗(yàn)裝置及流程門閥9四、操作步驟開泵之前，首先打開平衡閥、關(guān)閉出口閥；排氣：總管排氣、引壓管排氣和壓差計(jì)排氣；檢驗(yàn)排氣是否完全；4. 確定量程，布點(diǎn)，8-10點(diǎn)；通過控制閥調(diào)節(jié)流量，記錄數(shù)據(jù)；打開平衡閥，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。五、原始數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)備常數(shù):

d= L= ε/d

=T(OC

)=No數(shù)據(jù)處理離心泵特性曲線的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容目的熟悉離心泵操作，了解離心泵的結(jié)構(gòu)和特性；[2]學(xué)會(huì)離心泵特性曲線的測(cè)定方法。內(nèi)容測(cè)定一定轉(zhuǎn)速下泵的特性曲線二、基本原理特性曲線的測(cè)定泵的特性主要是指：一定轉(zhuǎn)速下，泵的流量、揚(yáng)程、功率和效率。理想流體、葉片無限多，定常流動(dòng)時(shí)，可推導(dǎo)出揚(yáng)程的理論計(jì)算公式。但由于：（1）葉片不是無限多；摩擦阻力和局部阻力損失；流量變化引起沖擊損失，因此揚(yáng)程難以理論求解，故對(duì)每臺(tái)泵的特性必須用試驗(yàn)求得。而，但N軸不易測(cè)量，所以我們用N電代替，即總效率P P2gu

2

u

22u

2

2 1

2gu2

1

h0He

H真

h0

2 1

H壓g g軸NNe泵的效率為有效功率和軸功率只比：

Ne

gVHe電總N

Ne1

水槽

2

真空表3

排氣閥4離心泵5

功率表

6壓強(qiáng)表

7引水閥

8溫度計(jì)泵特性曲線測(cè)試流程9渦輪流量計(jì)10

控制閥三、實(shí)驗(yàn)裝置及流程四、操作步驟關(guān)閉出口閥和功率表開關(guān)。引水灌泵，泵排氣，啟動(dòng)泵。打開出口閥及功率表，確定流量量程，分配15個(gè)點(diǎn)。每次調(diào)節(jié)穩(wěn)定后，讀取各表數(shù)據(jù)，特別不要忘記流量為0時(shí)的各表數(shù)據(jù)。5

關(guān)泵，停止實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理1.坐標(biāo)分度的確定作圖時(shí)如果比例尺選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的變量關(guān)系判斷，造成函數(shù)關(guān)系的失真。標(biāo)繪實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線時(shí)，應(yīng)考慮X和Y的誤差，獲得所研究的變量之間的函數(shù)關(guān)系，具有唯一性。通常選擇的比例尺使2△X=2mm，2△y=2mm。根據(jù)該原則可求得坐標(biāo)比例M：Mx=1/△X，My=1/△y。對(duì)于間接測(cè)量值：y=f(x1,x2…)，由泰勒級(jí)數(shù)展開：y

f

x1

f

x2

f

x3

....x1 x2 x3進(jìn)而可以求得比例尺。例如：Y=2X2+3，

當(dāng)△X=0.2,

X=2時(shí)，求△Y解：

△Y=4X×

△X=4×2×0.2=0.8P30頁(yè)）比例尺的選擇：（1）流量誤差及坐標(biāo)比例尺（示值誤差：

Q=脈沖數(shù)/儀表常數(shù)*時(shí)間頻率顯示儀最小讀數(shù)誤差為1，渦輪流量計(jì)儀表常數(shù)為278.15，則△Q1=1/278.15=3.595*10-3l/s系統(tǒng)誤差：△Q2=[(1+0.0005)*(1+0.005)-1]*(10-1.6)*1000/3600=2.339*10-2l/s△Q=max(△Q1,△Q2)=2.339*10-2l/sMQ=1/2.339*10-2=42.75mm/(l/s),所以選比例尺為40mm/(l/s).(2)揚(yáng)程的誤差及坐標(biāo)比例尺

（

P30頁(yè)）壓力表：儀表誤差：

量程*精度=0.6*0.015=0.009MPa示值誤差：最小分度*估計(jì)值=0.02*1/5=0.004MPa

真空表：儀表誤差：量程*精度=

0.1*0.015=0.0015MPa示值誤差：最小分度*估計(jì)值=

0.002*1/5=0.0004MPa△

He=0.009*106/(9.81*1000)+

0.0015*106/(9.81*1000)=1.07mH2OMHe=1/1.07=0.93mm/(mH2O),所以選比例尺為1mm/(mH2O).He

H壓

H真過濾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容1.目的（1）掌握過濾問題的簡(jiǎn)化工程處理方法，及過濾常數(shù)的測(cè)定；（2）了解過濾設(shè)備的構(gòu)造和操作方法。2.內(nèi)容測(cè)定恒壓操作下過濾常數(shù)K、qe。二、實(shí)驗(yàn)基本原理過濾是借多孔介質(zhì)讓通過它的氣-固或液固懸浮液留下固體，而讓流體通過的過程。過濾得以實(shí)現(xiàn)的本質(zhì)是因?yàn)榱黧w在小剪應(yīng)力作用下能發(fā)生形變，而固體不宜發(fā)生形變。過濾是流體通過固體顆粒層的流動(dòng)，只是這個(gè)固體顆粒層的厚度隨著過濾過程的進(jìn)行而不斷增加，因此在勢(shì)能差不變的情況下，單位時(shí)間通過過濾介質(zhì)的液體量也在不斷下降，即過濾

dq速度不斷降低。過濾速度

u

dVAd

d影響過濾速度的因素很多，包括勢(shì)能差、濾餅厚度、濾餅和懸浮液的性質(zhì)、懸浮液的溫度、過濾介質(zhì)的阻力等，故難以用嚴(yán)格的流體力學(xué)方法處理。比較過濾過程與流體通過固定床的流動(dòng)可知：過濾速率即為流體經(jīng)過固定床的表觀速度u。同時(shí)，液體在細(xì)小顆粒構(gòu)成的濾餅空隙中的流動(dòng)屬于低雷諾數(shù)范圍。因此，可利用流體通過固定床壓降的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，尋求q與t的關(guān)系。

在低雷諾數(shù)下，可采用康采尼方程：

u

1 P

K

'

Ldqd

(1

)

2

a

2

3對(duì)于不可壓縮濾餅，由上式可以導(dǎo)出過濾速率的計(jì)算式：2(q

qe

)dq

P

K

d

r(q

qe)在恒壓操作時(shí)，上述微分方程積分后可得：2qqe

Kq

2由該式可知：過濾設(shè)備、過濾條件一定時(shí)，過濾一定濾液量所需要的時(shí)間，或者在過濾時(shí)間、過濾條件一定，可計(jì)算所需的過濾設(shè)備的大小。過濾設(shè)備：板框式過濾機(jī)、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)、離心式過濾設(shè)備、動(dòng)態(tài)過濾設(shè)備K，qe

只有通過實(shí)驗(yàn)才能測(cè)定。eq K K將上述方程變形：

1

q

2

q 。若在恒壓過濾之前的

t1

時(shí)間內(nèi)已通過單位過濾面的濾液量為q1，則該式變化為：K K Ke 1 e1 11q

q

K

1

1

(q

q

)

2

(q

q )

1

(q

q

)

2

q ，從此式可以方便地求出

K，qe。1

配料桶2

供料泵3

接自來水4

接壓縮空氣5

壓力表6

高位槽7

接下水道8

過濾機(jī)9

計(jì)量桶過濾裝置流程三.實(shí)驗(yàn)裝置二、操作要點(diǎn)1.過濾機(jī)的安裝7層順序：支座—支承板－濾布-墊圈－框—分布板—蓋子2.各部件洗干凈后安裝，注意螺絲對(duì)角上。3.進(jìn)料少許，排氣（注意安全）。4.選定實(shí)驗(yàn)操作壓強(qiáng)（0.08Mpa～0.11Mpa），維持液面，不超過計(jì)量桶2/3。5.待計(jì)量桶中開始有液體滴出，開始記時(shí)，兩只秒表，交替記時(shí)。6.記錄數(shù)據(jù)，每間隔2CM/1CM，記錄到10組數(shù)據(jù)（1.5MIN/CM以上）。7.關(guān)閥門，清洗過濾機(jī)。五、數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)模型法一、概述數(shù)學(xué)模型法是解決工程問題的一種實(shí)驗(yàn)規(guī)劃方法，它要求對(duì)過程有深刻的認(rèn)識(shí)，能做出高度的概括，即能得出足夠簡(jiǎn)化而又不過于失真的模型，然后獲得描述過程的數(shù)學(xué)方程。二、數(shù)學(xué)模型法解決工程問題的大致步驟(1)通過預(yù)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)過程，設(shè)想簡(jiǎn)化模型；(2)通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)簡(jiǎn)化模型的等效性；(3)通過實(shí)驗(yàn)確定模型參數(shù)。給熱系數(shù)冊(cè)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容1.目的了解間壁式傳熱元件的研究和給熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)組織方法；掌握借助于熱電偶測(cè)量壁面溫度的方法；學(xué)會(huì)給熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法；了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑。內(nèi)容測(cè)定飽和水蒸汽在垂直或水平圓管外冷凝時(shí)的給熱系數(shù)；測(cè)定冷水在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的給熱系數(shù),并確定Nu、Re和Pr之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)基本原理間壁式傳熱裝置的傳熱過程是冷熱流體通過固體壁面（傳熱元件）進(jìn)行熱量交換，它是由熱流體對(duì)固體壁面的對(duì)流傳熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體壁面對(duì)冷流體的對(duì)流傳熱三個(gè)傳熱過程所組成。由傳熱速率方程知，單位時(shí)間、單位傳熱面所傳遞的熱量q=K(T-t)，而對(duì)流傳熱所傳的熱量，對(duì)于冷、熱流體可由牛頓冷卻定律表示，也可以分別表示為：q=h(T-tw1)和q=c(tw2-t)，在以冷流體側(cè)的傳熱面為基準(zhǔn)面的傳熱系數(shù)為c

Am

1

Ac Ach

Ah1K＝δ傳熱過程示意圖熱流體冷流體經(jīng)無因此化處理，得：由于傳熱過程十分復(fù)雜，影響因素極多，目前尚不能通過解析法得到給熱系數(shù)的關(guān)系式，故采用因此分析法來確定給熱系數(shù)的影響因素。影響因素：1)固體壁面的特征尺寸：l2)流體的物理性質(zhì)：、、cp、3)強(qiáng)制對(duì)流的流速：u4)產(chǎn)生自然對(duì)流的升力＝f

(l,

,

,

cp

,

,

u,

gT

)Nu

a0

Re Pr Gra1 a

2 a3在強(qiáng)制對(duì)流時(shí)，可以忽略自然對(duì)流的影響，則：Nu=a0Rea1Pra2冷水被加熱時(shí),

a2=0.4,即Nu/Pr0.4=a0Rea1其中：Nu

l

，為努塞爾準(zhǔn)數(shù)，描述對(duì)流給熱的大?。籖e

ul

，為雷諾準(zhǔn)數(shù)，描述流體流動(dòng)狀態(tài)；prC

p ，為普朗特準(zhǔn)數(shù)，描述流體的物性；gTl322Gr

，為格拉斯霍夫準(zhǔn)數(shù)，描述自然對(duì)流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在定常給熱時(shí)，

由能量衡算得：Q＝

Gcp(t2-t1)=DR-Q

損由傳熱速率方程可分別表示為：Q=h

Ah

Tmh

Q=c

Ac

Tmc

Q=KAc

Tm蒸汽下水下水下水上水下水疏水器給熱系數(shù)測(cè)定流程下水放氣閥三.實(shí)驗(yàn)裝置流程圖四、操作要點(diǎn)先開冷水，然后開蒸汽；開蒸汽后，排除不凝氣；控制蒸汽壓力在0.5 Mpa;第1組數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)間為10～15min。調(diào)節(jié)冷水流量在 350-1000 L/Hr五、數(shù)據(jù)處理填料吸收塔的操作及吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容1.目的了解填料吸收塔的結(jié)構(gòu)和流程；了解吸收劑進(jìn)口條件變化對(duì)吸收操作結(jié)果的影響；掌握吸收傳質(zhì)系數(shù)Kya的測(cè)定方法。2.內(nèi)容測(cè)定氣體出口濃度y1、y2，計(jì)算組分回收率、傳質(zhì)推動(dòng)力和傳質(zhì)系數(shù)。改變清水流量(L)；改變空氣流量(G)；改變清水進(jìn)口溫度(T)。二、基本原理1.填料塔填料分類：散堆填料（拉西環(huán)、階梯環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍形、環(huán)矩鞍）規(guī)整填料（孔板波紋填料、絲網(wǎng)波紋填料填料的作用：增大汽液接觸面積；增大汽液接觸面的湍動(dòng)程度。填料性能評(píng)價(jià)指標(biāo)：比表面積、空隙率、壓降(1)拉西環(huán)A．名稱：拉西環(huán)B．開發(fā)年代：1914，1915，1916C．開發(fā)者或開發(fā)單位：德國(guó)F.Rasching,RaschingAG(2)金屬矩鞍環(huán)名稱：英特洛克斯金屬填料（Intalox Metal TowerPacking），IMTP，金屬矩鞍環(huán)開發(fā)年代：1977年開發(fā)者或開發(fā)單位：美國(guó)諾頓公司（NORTON）(3)鮑爾環(huán)名稱：鮑爾環(huán)（PallRing）

開發(fā)年代：1948年，1952年開發(fā)者或開發(fā)單位：德國(guó)BASF公司(4)短階梯環(huán)名稱：短階梯環(huán)

開發(fā)年代：1986年開發(fā)者或開發(fā)單位：美國(guó)GLITSCH.CO2.Kya的求取G=G空氣/（1-y1),

m=0.5855e0.0518t注意：各變量的單位：L，G均為kmol/m2.hL=l

×

ρ/（M×A）G按照PV=nRT求取。3.操作調(diào)節(jié)G改變對(duì)過程的影響（G增大）L改變對(duì)過程的影響（L增大）T改變對(duì)過程的影響（T升高）三、實(shí)驗(yàn)裝置及流程四、操作要點(diǎn)1.實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的分布實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先開水，后開氣，壓力定值器定在0.2kgf/cm2。取樣時(shí)，先取出口，后取進(jìn)口。數(shù)據(jù)處理時(shí)，氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)需要校正。加熱電壓175V。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容1.目的熟悉板式塔的結(jié)構(gòu)和精餾流程；理論聯(lián)系實(shí)際，掌握精餾塔的操作；學(xué)會(huì)精餾塔效率的測(cè)定方法。2.內(nèi)容全回流操作，并測(cè)定全塔效率；對(duì)15%~20%（v）的水和乙醇混合液進(jìn)行精餾分離，

達(dá)到塔頂餾出液乙醇濃度大于90%（v），塔釜?dú)堃阂掖紳舛刃∮?%（v）；并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成300ml的塔頂采出量。二、基本原理板式塔的結(jié)構(gòu)、分類及特點(diǎn)總體逆流，板上錯(cuò)流泡罩塔———篩板塔———浮閥塔維持穩(wěn)定的精餾精餾過程連續(xù)操作的條件物料平衡———總物料平衡和各組分平衡精餾塔應(yīng)有足夠的分離能力———塔板數(shù)和回流比維持正常的氣液負(fù)荷量，避免發(fā)生以下不正常的操作狀況：嚴(yán)重的液沫夾帶現(xiàn)象；嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象；溢流液泛產(chǎn)品不合格的原因及調(diào)節(jié)方法物料不平衡DxD>FxF-WxW表現(xiàn)：釜溫合格，而頂溫上升原因：頂?shù)桩a(chǎn)品采出比例不當(dāng)調(diào)節(jié)方法：不變加熱蒸汽壓，減小塔頂采出，加大塔釜出料和進(jìn)料量DxD<FxF-WxW表現(xiàn)：釜溫不合格，而頂溫合格原因：頂?shù)桩a(chǎn)品采出比例不當(dāng)調(diào)節(jié)方法：不變回流量，加大塔頂采出，加大加熱蒸汽壓分離能力不夠引起產(chǎn)品不合格的現(xiàn)象及調(diào)節(jié)方法表現(xiàn)：塔頂溫度升高，塔底溫度降低。調(diào)節(jié)方法：加大回流比4.

靈敏板對(duì)于物料不平衡和分離能力不夠造成的產(chǎn)品不

合格現(xiàn)象，可早期通過靈敏板溫度的變化得到預(yù)測(cè)。全塔溫度分布：某一板的溫度變化明顯5.板效率全塔效率定義：N

N

T

1

100

%三、流程圖四、操作要點(diǎn)預(yù)熱開始后，要及時(shí)開啟冷凝水的冷卻水閥，當(dāng)釜液沸騰后要注意控制加熱量；排除管道內(nèi)的不凝氣；要注意釜內(nèi)壓強(qiáng)和靈敏板溫度，塔釜操作壓力約20KPa，靈敏板溫度約78~81℃

；取樣應(yīng)在穩(wěn)定操作時(shí)進(jìn)行。5.全回流狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理注意塔頂和塔釜濃度換算成mol濃度；作圖求解理論塔板數(shù)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容1.目的了解液液設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；掌握液液萃取塔的操作；掌握傳質(zhì)單元高度的測(cè)定方法，并分析外加能量對(duì)液液萃取塔傳質(zhì)單元高度和通量的影響。2.內(nèi)容測(cè)定不同頻率下的萃取效率（傳質(zhì)單元高度）；在最大頻率下，測(cè)定本實(shí)驗(yàn)裝置的最大通量或液泛速度。二、基本原理1.液液萃取設(shè)備的特點(diǎn)液液系統(tǒng)：比重差??；界面張力小強(qiáng)化過程的慣性力不大；分散的兩相分離困難需要外加能量；分層空間。液液萃取塔的操作分散相的選擇A.流量大的一相作為分散相；表面張力正系統(tǒng)，按傳質(zhì)方向選擇，選擇傳質(zhì)方向?yàn)閺姆稚⑾嘞蜻B續(xù)相傳遞；將不潤(rùn)濕設(shè)備的作為分散相；此外，從成本、安全考慮，應(yīng)將成本高的，易燃物料作為分散相。（2）分層空間的選擇當(dāng)輕相為分散相時(shí)，分層空間在上面；當(dāng)重相為分散相時(shí)，分層空間在下面。（3）液滴的分散外加能量大，液滴小，相際接觸面積大，

有利于傳質(zhì)；但是能量過大，增加軸向混合，而且使液滴過小，其內(nèi)循環(huán)消失，傳質(zhì)系數(shù)下降，對(duì)傳質(zhì)不利。3.液液萃取設(shè)備內(nèi)的傳質(zhì)（1）H=HOR×NORHOR

以萃余相為基準(zhǔn)的傳質(zhì)單元高度，表示設(shè)備傳質(zhì)性能的好壞；NOR傳質(zhì)單元數(shù)，表示過程分離難易的程度。對(duì)于稀溶液，傳質(zhì)單元數(shù)可近似用下式表示：*x1x

2ORdx

x

xN mORNx

xF

xR積分可得：其中：KxKxKRERFmxSKxF

x

ln(x

xE

)

(x

xS

)其中：XS=0，XF、XR分析獲得