化工原理實(shí)驗(yàn)

化工原理實(shí)驗(yàn)

ExperimentOfChemicalEngineeringPrinciple

化學(xué)工程系本課程是化工相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)學(xué)科類必修基礎(chǔ)課。本課程重點(diǎn)通過(guò)流體動(dòng)力過(guò)程、傳熱過(guò)程、傳質(zhì)過(guò)程的某些典型化工原理實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)鞏固學(xué)生的化學(xué)工程基礎(chǔ)理論。熟悉典型化工原理實(shí)驗(yàn)裝置及流程及計(jì)算機(jī)控制和采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)裝置及流程。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)工程中各種現(xiàn)象的觀察能力和計(jì)算機(jī)處理化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法和計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程。其目的是培養(yǎng)學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為以后從事科研、化工設(shè)計(jì)及化工產(chǎn)品生產(chǎn)、開發(fā)奠定初步基礎(chǔ)?！痘ぴ韺?shí)驗(yàn)》課程簡(jiǎn)介一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握測(cè)定流體流經(jīng)直管、管件和閥門時(shí)阻力損失的一般實(shí)驗(yàn)方法；（2）測(cè)定直管摩擦系數(shù)λ~Re的關(guān)系，驗(yàn)證在一般湍流區(qū)內(nèi)λ、Re與ε/d的函數(shù)關(guān)系；（3）測(cè)定流體流經(jīng)閥門及突然擴(kuò)大管時(shí)的局部阻力系數(shù)ζ；（4）測(cè)定層流管的摩擦阻力。實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理流體流經(jīng)直管時(shí)所造成機(jī)械能損失為直管阻力損失。流體通過(guò)管件、閥門時(shí)因流體運(yùn)動(dòng)方向和速度大小改變所引起的機(jī)械能損失稱為局部阻力損失。（1）直管阻力摩擦系數(shù)λ的測(cè)定:流體在水平等徑直管中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，阻力損失為：

即層流時(shí)：λ=64/Re;

湍流時(shí)：λ是Re和ε/d的函數(shù)，須由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定（2）局部阻力系數(shù)的測(cè)定:局部阻力通常有兩種表示方法，即當(dāng)量長(zhǎng)度法和阻力系數(shù)法。本實(shí)驗(yàn)采用阻力系數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定1、水箱

2、離心泵

3、渦輪流量計(jì)

4、層流水槽

5、層流管

6、截止閥

7、球閥

8、光滑管

9、粗糙管

10、突擴(kuò)管

11、孔板流量計(jì)

12、流量調(diào)節(jié)閥實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程四、實(shí)驗(yàn)步驟1.首先對(duì)水泵進(jìn)行灌水，然后關(guān)閉出口閥門，啟動(dòng)水泵電機(jī)，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)后，把泵的出口閥緩緩開到最大；2.同時(shí)打開被測(cè)管線上的開關(guān)閥及面板上與其相應(yīng)的切換閥，關(guān)閉其他的開關(guān)閥和切換閥，保證測(cè)壓點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)；3.改變流量測(cè)量流體通過(guò)被測(cè)管的壓降，每次改變流量（變化10L/min左右），待流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，分別儀表控制箱上的壓降數(shù)值；4.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉出口閥，停止水泵電機(jī)，清理裝置。實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄（光滑管為例）2.數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定光滑管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄流量壓降六、思考題1.在測(cè)量前為什么要將設(shè)備中的空氣排盡？怎樣才能迅速地排盡？為什么？如何檢驗(yàn)管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈？2.以水為介質(zhì)所測(cè)得的λ~Re關(guān)系能否適用于其他流體？3.在湍流區(qū)摩擦系數(shù)與那些因素有關(guān)，具體如何？實(shí)驗(yàn)一

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解離心泵的結(jié)構(gòu)與特性，熟悉離心泵的使用；(2)測(cè)定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，并確定泵的最佳工作范圍；(3)測(cè)定管路特性曲線。實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理離心泵的性能參數(shù)取決于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，葉輪形式及轉(zhuǎn)速，泵的性能參數(shù)揚(yáng)程、軸功率、效率隨流量的變化關(guān)系，即He～Q、N軸～Q、η～Q稱為離心泵的特性曲線。該特性曲線需由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，計(jì)算如下：

mH2O

kW實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定管路特性是指輸送流體時(shí)，管路需要的能量H（即從A到B流體機(jī)械能的差值+阻力損失）隨流量Q的變化關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)中，管路需要的能量與泵提供給管路的能量平衡相等，計(jì)算H的方法同He：mH2O

雖然計(jì)算方法相同，但二者操作截然不同。測(cè)量He時(shí)，需要固定轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門改變流量；測(cè)量H時(shí)，管路要求固定不動(dòng)，因此只能通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)改變流量.實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定1-水箱；2-泵入口表閥；3-離心泵；4-泵入口壓力傳感器；5-泵出口表閥；6-泵入口真空表；7-泵出口壓力表；8-泵出口壓力傳感器；9-流量調(diào)節(jié)閥；10-渦輪流量計(jì)；11-水箱排水閥；四、實(shí)驗(yàn)步驟1.向儲(chǔ)水槽內(nèi)注入蒸餾水。2.檢查流量調(diào)節(jié)閥9，壓力表7及真空表5的開關(guān)是否關(guān)閉(應(yīng)關(guān)閉)。3.啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置總電源，用變頻調(diào)速器上∧、∨及＜鍵設(shè)定頻率后，按run鍵啟動(dòng)離心泵，緩慢打開調(diào)節(jié)閥9至全開。待系統(tǒng)內(nèi)流體穩(wěn)定，打開壓力表和真空表的開關(guān)，方可測(cè)取數(shù)據(jù)。4.測(cè)取數(shù)據(jù)的順行可從最大流量至0，或反之。一般測(cè)10~20組數(shù)據(jù)。5.每次在穩(wěn)定的條件下同時(shí)記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄（離心泵特性曲線為例）2.數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定（某一轉(zhuǎn)速下）離心泵特性曲線數(shù)據(jù)記錄流量進(jìn)口壓力出口壓力軸功率六、思考題1.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？2.泵啟動(dòng)后，出口閥如果不開，壓力表讀數(shù)是否會(huì)逐漸上升？隨著流量的增大，泵進(jìn)、出口壓力表分別有什么變化？為什么？3.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？實(shí)驗(yàn)二

離心泵特性曲線的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉板框過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作方法；2.測(cè)定在恒壓過(guò)濾操作時(shí)的過(guò)濾常數(shù)；3.掌握過(guò)濾問(wèn)題的簡(jiǎn)化工程處理方法。實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理過(guò)濾是利用能讓液體通過(guò)而截留固體顆粒的多孔介質(zhì)（濾布和濾渣），使懸浮液中的固、液得到分離的單元操作。過(guò)濾操作本質(zhì)上是流體通過(guò)固體顆粒床層的流動(dòng)，所不同的是，該固體顆粒床層的厚度隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行不斷增加。過(guò)濾操作可分為恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾。當(dāng)恒壓操作時(shí)，過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)的壓差維持不變，則單位時(shí)間通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的濾液量會(huì)不斷下降；當(dāng)恒速操作時(shí)，即保持過(guò)濾速度不變。實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定過(guò)濾速率基本方程的一般形式為：

恒壓過(guò)濾時(shí)，對(duì)上式積分可得：

對(duì)上式微分可得：

；該式表明dτ/dq～q為直線，其斜率為2/K，截距為2qe/K，為便于測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算速率常數(shù)，可用Δτ/Δq替代dτ/dq，則上式可寫成：

將Δτ/Δq對(duì)q標(biāo)繪（q取各時(shí)間間隔內(nèi)的平均值），在正常情況下，各點(diǎn)均應(yīng)在同一直線上，直線的斜率為2/K=a/b，截距為2qe/K=c，由此可求出K和qe。實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定1、壓縮機(jī)2、配料釜3、供料泵4、圓形板框過(guò)濾機(jī)5、濾液計(jì)量筒6、液面計(jì)及壓力

傳感器7、壓力控制閥8、旁路閥四、實(shí)驗(yàn)步驟1.懸浮液的配制：濃度為3～5%（重量）較為適宜，配制好開動(dòng)壓縮機(jī)將其送入貯漿罐中，使濾液均勻攪拌；2.濾布應(yīng)先濕透，濾布孔要對(duì)準(zhǔn)，表面服貼平展無(wú)皺紋，否則會(huì)漏；3.裝好濾布，排好板框，然后壓緊板框；4.檢查閥門，應(yīng)注意將懸浮液進(jìn)過(guò)濾機(jī)的進(jìn)口旋塞先關(guān)閉；5.啟動(dòng)后打開懸浮液的進(jìn)口閥，將壓力調(diào)至指定的工作壓力；6.濾液由接受器收集，并用電子天平計(jì)量；7.待濾渣裝滿框時(shí)即可停止過(guò)濾。實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄2.數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定某一壓力下（如60kPa）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)間濾液量六、思考題1.為什么過(guò)濾開始時(shí)，濾液常常有混濁，而過(guò)段時(shí)間后才變清？2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中第一點(diǎn)有無(wú)偏低或偏高現(xiàn)象？怎樣解釋？如何對(duì)待第一點(diǎn)數(shù)據(jù)？3.當(dāng)操作壓力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同樣重量的過(guò)濾液，其過(guò)濾時(shí)間是否縮短了一半？實(shí)驗(yàn)三

恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定正常條件下空氣與銅管內(nèi)壁間的對(duì)流傳熱膜系數(shù)α2．測(cè)定強(qiáng)化條件下空氣與銅管內(nèi)壁間的對(duì)流傳熱膜系數(shù)α3．回歸兩個(gè)條件下關(guān)聯(lián)式

中的參數(shù)A、m（n取0.4）實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理

間壁式換熱器目前在工業(yè)上應(yīng)用最多，其傳熱過(guò)程都是由壁內(nèi)部的熱傳導(dǎo)和壁兩側(cè)面與流體的對(duì)流傳熱組合而成。無(wú)論設(shè)計(jì)還是使用換熱器，都離不開這個(gè)組合傳熱過(guò)程中的傳熱系數(shù)K，其倒數(shù)1/K稱為總熱阻?？偀嶙柚饕杀谕鈧?cè)熱阻、壁熱阻、壁內(nèi)側(cè)熱阻三個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)疊加而成（可能還有污垢熱阻），因此當(dāng)三者有較大差異時(shí)，總熱阻將由其中最大的熱阻所決定。本實(shí)驗(yàn)選用最簡(jiǎn)單的套管式換熱器為研究對(duì)象，管內(nèi)走冷流體空氣，管外走熱流體100℃的蒸汽，管材質(zhì)為黃銅，內(nèi)徑20mm，壁厚2.5mm，有效長(zhǎng)度1.25m。該換熱過(guò)程壁內(nèi)側(cè)熱阻1/α遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壁及外側(cè)熱阻，因此傳熱的關(guān)鍵問(wèn)題是測(cè)算α。實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定1、實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法根據(jù)牛頓冷卻定律變換得到：

根據(jù)熱量恒算得到：

以上兩式聯(lián)立，加之實(shí)驗(yàn)測(cè)得部分?jǐn)?shù)據(jù)，即可求得α。2、因次分析法經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后得到的平均數(shù)據(jù)，因此通過(guò)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證參數(shù)的準(zhǔn)確性。驗(yàn)證A、m的方法：

；以lgNu/Pr0.4為縱坐標(biāo)，以lgRe為橫坐標(biāo)作圖，根據(jù)斜率和截距即可求得A、m，與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比即可?？諝饬髁坎捎每装辶髁坑?jì)測(cè)量，V=26.2×ΔP0.54，m3/h，ΔP單位為kPa。空氣定性溫度為：t=(進(jìn)口溫度+出口溫度)/2實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定1、風(fēng)機(jī)2、孔板流量計(jì)3、流量調(diào)節(jié)閥4、套管換熱器5、蒸汽發(fā)生器四、實(shí)驗(yàn)步驟1.檢查蒸汽發(fā)生器中的水位，約占液位計(jì)高度4/5左右；2.開總電源，開加熱器，開儀表開關(guān)，約30分鐘套管間充滿水蒸汽；3.全開流量調(diào)節(jié)閥，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)頻率50Hz，預(yù)熱約5分鐘；4.間隔4Hz由大到小改變空氣流量，孔板壓降最小值大于0.1kPa，每個(gè)點(diǎn)穩(wěn)定約2分鐘后記錄數(shù)據(jù)；5.加入靜態(tài)混合器進(jìn)行強(qiáng)化傳熱實(shí)驗(yàn)，方法同上。實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄2.數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定頻率溫度T1溫度T2溫度t1溫度t2六、思考題1.將實(shí)驗(yàn)得到的半經(jīng)驗(yàn)特征數(shù)關(guān)聯(lián)式和公認(rèn)式進(jìn)行比較，分析造成偏差的原因。2.本實(shí)驗(yàn)中管壁溫度應(yīng)接近加熱蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？3.管內(nèi)空氣流動(dòng)速度對(duì)傳熱膜系數(shù)有何影響？當(dāng)空氣流速增大時(shí)，空氣離開熱交換器時(shí)的溫度將升高還是降低？為什么？實(shí)驗(yàn)四

傳熱膜系數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉填料塔的構(gòu)造與操作，認(rèn)識(shí)不同的填料塔的特性；（2）觀察填料塔流體力學(xué)狀況，測(cè)定填料層壓強(qiáng)降與操作氣速的關(guān)系，確定填料塔在某液體噴淋量下的液泛氣速；實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理

氣體通過(guò)干填料層時(shí)，流體流動(dòng)引起的壓降和湍流流動(dòng)引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中，此壓降對(duì)氣速作圖可得一斜率為1.8～2的直線（圖中aa線）。當(dāng)有噴淋量時(shí)，在低氣速下（c點(diǎn)以前）壓降也正比于氣速的1.8～2次冪，但大于同一氣速下干填料的壓降（圖中bc段）。隨氣速的增加，出現(xiàn)載點(diǎn)（圖1中c點(diǎn)），持液量開始增大，壓降-氣速線向上彎，斜率變陡（圖中cd段）。到液泛點(diǎn)（圖中d點(diǎn)）后，在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定填料層壓降–空塔氣速關(guān)系示意圖三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定1、氧氣鋼瓶2、減壓閥3、氧氣緩沖罐4、氧氣流量計(jì)5、水緩沖罐6、水流量調(diào)節(jié)閥7、水流量計(jì)8、渦輪流量計(jì)9、氧氣吸收柱10、風(fēng)機(jī)11、空氣緩沖罐12、空氣流量調(diào)節(jié)閥13、空氣流量計(jì)14、計(jì)前壓差計(jì)15、全塔壓差計(jì)16、孔板流量計(jì)17、富氧水取樣口18、氧氣解吸塔19、貧氧水取樣口四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)定干填料壓降時(shí)，塔內(nèi)填料務(wù)必事先吹干。(2)測(cè)定濕填料壓降測(cè)定前要進(jìn)行預(yù)液泛，使填料表面充分潤(rùn)濕。實(shí)驗(yàn)接近液泛時(shí)，進(jìn)塔氣體的增加量要減小，否則圖中泛點(diǎn)不容易找到。密切觀察填料表面氣液接觸狀況，并注意填料層壓降變化幅度，務(wù)必讓各參數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)據(jù)，液泛后填料層壓降在幾乎不變氣速下明顯上升，務(wù)必要掌握這個(gè)特點(diǎn)。稍稍增加氣量，再取一、兩個(gè)點(diǎn)即可。注意不要使氣速過(guò)分超過(guò)泛點(diǎn)，避免沖破和沖跑填料。(3)注意空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)的調(diào)節(jié)閥要緩慢開啟和關(guān)閉，以免撞破玻璃管。實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄表1干填料水流量L=0l/h填料高度h=0.75m塔徑d=0.1m表2濕填料：

L=80～150l/h，h=0.75m，d=0.1m實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定序號(hào)空氣流量V1/m3?h-1全塔壓降△P/kPa空塔氣速u/m?s-1單位填料高壓降/kPa?m-1110

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序號(hào)空氣流量V1/m3?h-1全塔壓降△P/kPa空塔氣速u/m?s-1單位填料高壓降/kPa?m-1110

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六、思考題1.液泛的特征是什么？本裝置的液泛現(xiàn)象是從塔頂部開始，還是從塔底部開始？如何確定液泛氣速？2.填料塔結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？比較波紋填料與散裝填料的優(yōu)缺點(diǎn)。3.填料塔底部的出口管為什么要液封？液封高度如何確定？實(shí)驗(yàn)五

填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定全回流條件下的全塔效率和單板效率2、測(cè)定部分回流條件下的全塔效率3、測(cè)定精餾塔的塔板濃度（溫度）分布實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理本設(shè)備為DES—Ⅲ型精餾實(shí)驗(yàn)裝置。精餾塔共有8塊塔板，塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為：塔內(nèi)徑為50mm，塔板間距為80mm，溢流管截面積為80mm2，溢流堰高為12mm，底隙高度為5mm，每塊塔板上開有直徑為1.5mm的小孔，正三角形排列，孔間距為6mm?；亓鞣峙溲b置由回流分配器與控制器組成?；亓鞣峙淦饔刹Ａе瞥?，兩個(gè)出口管分別用于回流和采出，引流棒為一根φ4mm的玻璃棒，內(nèi)部裝有鐵芯，可在控制器的作用下實(shí)現(xiàn)引流板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，主要包括：總板效率單板效率實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、配料罐2、循環(huán)泵3、進(jìn)料罐4、進(jìn)料泵5、塔釜冷凝器6、π型管7、塔釜加熱器8、視盅9、旁路閥10、進(jìn)料流量計(jì)11、回流比分配器12、塔頂冷凝器實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定四、實(shí)驗(yàn)步驟1）配料。在配料罐中配制乙醇體積分率為20％的乙醇、丙醇溶液，啟動(dòng)循環(huán)泵攪勻并打入進(jìn)料罐中。2）進(jìn)料。開啟進(jìn)料泵，調(diào)節(jié)旁路閥、進(jìn)料口閥門、進(jìn)料流量計(jì)閥門等，向塔內(nèi)進(jìn)料至液位計(jì)高度4/5左右。3）全回流操作。先開塔頂放空閥門，然后按下塔釜加熱器“手動(dòng)加熱”綠色按鈕，調(diào)節(jié)加熱電壓至120V，或選擇“自動(dòng)加熱”模式，打開冷卻水，有回流后根據(jù)汽液接觸狀況對(duì)電壓適當(dāng)調(diào)整（80V）；約20分鐘穩(wěn)定后塔頂、塔釜及相鄰兩塊塔板取樣分析數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定4）部分回流操作。開進(jìn)料泵、進(jìn)料罐閥門及塔中進(jìn)料口閥門，調(diào)整進(jìn)料量為30ml/min，設(shè)置回流比為相應(yīng)的數(shù)值3～4，開塔釜出料閥門及π型管閥門，調(diào)整合適的加熱電壓，穩(wěn)定20分鐘后塔頂、塔釜取樣分析。5）切換為“手動(dòng)加熱”模式，手調(diào)改變加熱電壓，觀察液泛和漏液現(xiàn)象。6）實(shí)驗(yàn)完畢后停泵，關(guān)塔頂放空閥門，關(guān)進(jìn)料罐閥門，關(guān)塔中進(jìn)料口閥門，最后關(guān)冷卻水。實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄2.數(shù)據(jù)處理原料組成nd加熱電壓/V（穩(wěn)定后）折光率塔頂溫度/℃塔釜溫度/℃全塔壓降/kPand，頂nd，4nd，5nd，釜實(shí)驗(yàn)六板式精餾塔性能的測(cè)定六、思考題1.塔板效率受哪些因素影響？2.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)？3.全回流操作的作用與意義？實(shí)驗(yàn)七氧解吸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測(cè)定方法并分析其影響因素；2、學(xué)習(xí)汽液連續(xù)接觸式填料塔，利用傳質(zhì)速率方程處理傳質(zhì)問(wèn)題的方法；3、研究流體的流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)阻力的影響、吸收劑用量對(duì)傳質(zhì)系數(shù)的影響和傳質(zhì)阻力較小側(cè)流體的流量變化對(duì)吸收過(guò)程的影響，學(xué)會(huì)吸收過(guò)程的調(diào)節(jié)；4、學(xué)會(huì)氧氣鋼瓶加壓閥的操作，測(cè)氧儀的標(biāo)定及使用。實(shí)驗(yàn)七氧解吸實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)原理填料塔與板式塔氣液兩相接觸情況不同。在填料塔中，兩相傳質(zhì)主要是在填料有效濕表面上進(jìn)行，需要計(jì)算完成一定吸收任務(wù)所需填料高度，其計(jì)算方法有：傳質(zhì)系數(shù)法、傳質(zhì)單元法和等板高度法。本實(shí)驗(yàn)是對(duì)富氧水進(jìn)行解吸。由于富氧水濃度很小，可認(rèn)為氣液兩相的平衡關(guān)系服從亨利定律，即平衡線為直線，操作線也是直線，因此可以用對(duì)數(shù)平均濃度差計(jì)算填料層傳質(zhì)平均推動(dòng)力。整理得到相應(yīng)的傳質(zhì)速率方式為：相關(guān)的填料層高度的基本計(jì)算式為：

即其中，實(shí)驗(yàn)七氧解吸實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、氧氣鋼瓶2、減壓閥3、氧氣緩沖罐4、氧氣流量計(jì)5、水緩沖罐6、水流量調(diào)節(jié)閥7、水流量計(jì)8、渦輪流量計(jì)9、氧氣吸收柱10、風(fēng)機(jī)11、空氣緩沖罐12、空氣流量調(diào)節(jié)閥13、空氣流量計(jì)14、計(jì)前壓差計(jì)15、全塔壓差計(jì)16、孔板流量計(jì)17、富氧水取樣口18、氧氣解吸塔19、貧氧水取樣口實(shí)驗(yàn)七氧解吸實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)氧氣減壓后進(jìn)入緩沖罐，罐內(nèi)壓力保持0.03～0.04[Mpa]，不要過(guò)高，并注意減壓閥使用方法。為防止水倒灌進(jìn)入氧氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)中，開水前要關(guān)閉防倒灌閥24，或先通入氧氣后通水。(2)傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作條件選取水噴淋密度取10～15[m3/m2?h]，空塔氣速0.5～0.8[m/s]氧氣入塔流量為0.01～0.02[m3/h]，適當(dāng)調(diào)節(jié)氧氣流量，使吸收后的富氧水濃度控制在≤40[ppm]。(3)塔頂和塔底液相氧濃度測(cè)定：

分別從塔頂與塔底取出富氧水和貧氧水，用測(cè)氧儀分析各自氧的含量。(4)實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉氧氣時(shí)，務(wù)必先關(guān)氧氣鋼瓶總閥，然后才能關(guān)閉減壓閥2及調(diào)節(jié)閥8。檢查總電源、總水閥及各管路閥門，確實(shí)安全后方可離開。實(shí)驗(yàn)七氧解吸實(shí)驗(yàn)五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)記錄2.數(shù)據(jù)處理序號(hào)氧氣流量V氧/l?min-1水流量V水/l?h-1空氣流量V空/m3?h-1全塔壓降△P/kPa富氧水濃度w1/mg?l-1貧氧水濃度w2/mg?l-1平均水溫度t/℃10.57510

20.510010

30.512510

40.51005

50.510010

60.510015

實(shí)驗(yàn)七氧解吸實(shí)驗(yàn)六、思考題1.為什么易溶性氣體的吸收和解吸屬于氣膜控制過(guò)程，難溶性氣體的吸收和解吸屬于液膜控制過(guò)程？2.何謂持液量？持液量的大小對(duì)傳質(zhì)性能有什么影響？在噴淋密度達(dá)到一定數(shù)值后，氣體流量將如何影響持液量。3.工業(yè)上，吸收是在低溫加壓下進(jìn)行，而解吸是在高溫、常壓下進(jìn)行的，為什么？實(shí)驗(yàn)八干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解洞道式干燥裝置的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和操作方法；(2)學(xué)習(xí)測(cè)定物料在恒定干燥條件下干燥特性的實(shí)驗(yàn)方法；(3)掌握根據(jù)實(shí)驗(yàn)干燥曲線求取干燥速率曲線以及恒速干燥速率、臨界含水量、平衡含水量的實(shí)驗(yàn)分析方法；實(shí)驗(yàn)八干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時(shí)，物料表面的水分開始?xì)饣?，并向周圍介質(zhì)傳遞。根據(jù)干燥過(guò)程中不同期間的特點(diǎn)，干燥過(guò)程分為兩個(gè)階段。恒速干燥階段和降速干燥階段。恒速階段的干燥速率和臨界含水量是干燥過(guò)程研究和干燥器設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)在恒定干燥條件下對(duì)浸透水的工業(yè)呢進(jìn)行干燥，測(cè)定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測(cè)定方法及其影響因素。實(shí)驗(yàn)八干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定1、干燥速率的測(cè)定

2、被干燥物料的重量G3、物料的干基含水量X

4、恒速階段的對(duì)流傳熱系數(shù)α

5、式樣放置處空氣流速的計(jì)算，由節(jié)流式流量計(jì)的流量公式和理想氣體的狀態(tài)方程式可推導(dǎo)出：實(shí)驗(yàn)八干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1.中壓風(fēng)機(jī)；2.孔板流量計(jì)；3.空氣進(jìn)口溫度計(jì)；4.重量傳感器；5.被干燥物料；6.加熱器；7.干球溫度計(jì)；8.濕球溫度計(jì)；9.洞道干燥器；10.廢氣排出閥；11.廢氣循環(huán)閥；12.新鮮空氣進(jìn)氣閥；13.干球溫度顯示控制儀表；14.濕球溫度顯示儀表；15.進(jìn)口溫度顯示儀表；