化工原理試驗(yàn)思考題答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——化工原理試驗(yàn)思考題答案試驗(yàn)1單項(xiàng)滾動(dòng)阻力測(cè)定

（1）啟動(dòng)離心泵前，為什么必需關(guān)閉泵的出口閥門？

答：由離心泵特性曲線知，流量為零時(shí)，軸功率最小，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷最小，不會(huì)過載燒毀線圈。

（2）作離心泵特性曲線測(cè)定時(shí)，先要把泵體灌滿水以防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生，而阻力試驗(yàn)對(duì)泵灌

水卻無要求，為什么？

答：阻力試驗(yàn)水箱中的水位遠(yuǎn)高于離心泵，由于靜壓強(qiáng)較大使水泵泵體始終充滿水，所以不需

要灌水。

（3）流量為零時(shí)，U形管兩支管液位水平嗎？為什么？答：水平，當(dāng)u=0時(shí)柏努利方程就變成流體靜力學(xué)基本方程：

Z1?P1?g?Z2?p2?g,當(dāng)p1?p2時(shí),Z1?Z2

（4）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)被排除清白？

答：啟動(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，開啟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)中空氣已被排除清白。

（5）為什么本試驗(yàn)數(shù)據(jù)須在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪？

答：由于對(duì)數(shù)可以把乘、除變成加、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)更為集中明了，作出來的圖一目了然。

（6）你在本試驗(yàn)中把握了哪些測(cè)試流量、壓強(qiáng)的方法？它們各有什么特點(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)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)簡單，使用便利、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）讀轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？

答：讀時(shí)，眼睛平視轉(zhuǎn)子最大端面處的流量刻度。假使仰視或俯視，則刻度不準(zhǔn)，流量就全有

誤差。

（8）兩個(gè)轉(zhuǎn)子能同時(shí)開啟嗎？為什么？

答：不能同時(shí)開啟。由于大流量會(huì)把U形管壓差計(jì)中的指示液沖走。

（9）開啟閥門要逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、關(guān)閉閥門要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，為什么工廠操作會(huì)形成這種習(xí)慣？答：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)便利順手，工廠遇到緊急狀況時(shí)，要在最短的時(shí)間，迅速關(guān)閉閥門，久而久之

就形成習(xí)慣。當(dāng)然閥門制造商也滿足客戶的要求，閥門制做成順關(guān)逆開。（10）使用直流數(shù)字電壓表時(shí)應(yīng)注意些什么？

答：使用前先通電預(yù)熱15分鐘，另外，調(diào)好零點(diǎn)（舊設(shè)備），新設(shè)備，不需要調(diào)零點(diǎn)。假使有

波動(dòng)，取平均值。

（11）假設(shè)將本試驗(yàn)中的工作介質(zhì)水換為理想流體，各測(cè)壓點(diǎn)的壓強(qiáng)有何變化？為什么？答：壓強(qiáng)相等，理想流體u=0，磨擦阻力F=0，沒有能量消耗，當(dāng)然不存在壓強(qiáng)差。

222g?Z2?p2?g?u22g,Z1?P1?g?u1∵d1=d2∴u1=u2又∵z1=z2（水平管）∴P1=P2

（12）離心泵送液能力，為什么可以通過出口閥調(diào)理改變？往復(fù)泵的送液能力是否也可采用

同樣的調(diào)理方法？為什么？

答：離心泵送液能力可以通過調(diào)理出口閥開度來改變管路特性曲線，從而使工作點(diǎn)改變。往復(fù)泵是正往移泵流量與揚(yáng)程無關(guān)。若把出口堵死，泵內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)急劇升高，造成泵體，管路和電機(jī)的損

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壞。

（13）本試驗(yàn)用水為工作介質(zhì)做出的λ－Re曲線，對(duì)其它流體能否使用？為什么？答：能用，由于雷諾準(zhǔn)數(shù)是一個(gè)無因次數(shù)群，它允許d、u、?、變化。

（14）本試驗(yàn)是測(cè)定等徑水平直管的滾動(dòng)阻力，若將水平管改為流體自下而上滾動(dòng)的垂直管，

從測(cè)量兩取壓點(diǎn)間壓差的倒置U型管讀數(shù)R到ΔPf的計(jì)算過程和公式是否與水平管完全一致？為什么？

答：過程一樣，公式（通式）一致，R值的計(jì)算結(jié)果不同。

通式：p1?p2?(?A??B)gR??Bgz

水平放置：z=0p1?p2?(?A??B)gR垂直放置：z=L（管長）p1?p2?(?A??B)gR??gL（15）測(cè)試時(shí)為什么要取同一時(shí)刻下的瞬時(shí)數(shù)據(jù)？

答：流體滾動(dòng)時(shí)，由于諸種原因，各參數(shù)的值是波動(dòng)的，為了減少誤差，應(yīng)取瞬時(shí)值、即同時(shí)讀

數(shù)。

（16）作λ－Re圖時(shí)，依點(diǎn)畫線用什么工具？點(diǎn)在線的一側(cè)還是兩側(cè)？怎樣提高做圖的確切

度？做圖最忌諱什么？

答：用曲線板或曲線尺畫曲線，直尺畫直線。點(diǎn)應(yīng)在線的兩側(cè)，以離線的距離最近為原則。最忌

諱徒手描。

（17）試驗(yàn)結(jié)果探討中，應(yīng)探討什么？答：（1）探討異?，F(xiàn)象發(fā)生的原因；（2）你做出來的結(jié)果（包括整理后的數(shù)據(jù)、畫的圖等）與講

義中理論值產(chǎn)生誤差的原因。（3）本試驗(yàn)應(yīng)如何改進(jìn)。

（18）影響滾動(dòng)型態(tài)的因素有哪些？用Re判斷滾動(dòng)型態(tài)的意義何在？

答：影響滾動(dòng)類型的因素有：內(nèi)因：滾動(dòng)密度?、粘度?；外因：管徑d、流速u,即Re?du??。用它判斷滾動(dòng)類型，什么樣的流體、什么樣的管子，流速等均適用，這樣，就把繁雜問題簡單化了，規(guī)律化了，易學(xué)、易用易于推廣。（19）直管摩擦阻力的來源是什么？

答：來源于流體的粘性F??A?u?y流體在滾動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦，是流體阻力的內(nèi)因或依據(jù)。其外因

或內(nèi)部條件可表示為：內(nèi)摩擦力F與兩流體層的速度差Δ?成正比；與兩層之間的垂直距離

Δy成反比；與兩層間的接觸面積A與成正比。

（20）影響直管阻力的因素是什么？如何影響？

答：根據(jù)hf??lu22d直管助力與管長l、管經(jīng)d、速度u、磨擦系數(shù)?有關(guān)系。它與?、l、u

2

成正比，與d成反比。試驗(yàn)2離心泵特性曲線的測(cè)定

⑴為什么啟動(dòng)離心泵前要向泵內(nèi)注水？假使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：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。假使注水排完空氣后還啟動(dòng)不起來。①可能是泵入

口處的止逆閥壞了，水從管子又漏回水箱。②電機(jī)壞了，無法正常工作。

⑵為什么離心泵啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥門？

答：防止電機(jī)過載。由于電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率N。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。

⑶離心泵特性曲線測(cè)定過程中Q?0點(diǎn)不可丟，為什么？

答：Q=0點(diǎn)是始點(diǎn)，它反映了初始狀態(tài)，所以不可丟。丟了，做出來的圖就有缺憾。

2

⑷啟動(dòng)離心泵時(shí)，為什么先要按下功率表分流開關(guān)綠色按鈕？答：為了保護(hù)功率表。

⑸為什么調(diào)理離心泵的出口閥門可調(diào)理其流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其它方

法調(diào)理泵的流量？

答：調(diào)理出口閥門開度，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)理其流量。這

種方法優(yōu)點(diǎn)是便利、快捷、流量可以連續(xù)變化，缺點(diǎn)是閥門關(guān)小時(shí)，增大滾動(dòng)阻力，多消耗一部分能量、不很經(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。

⑹正常工作的離心泵，在其進(jìn)口管上設(shè)置閥門是否合理，為什么？

答：不合理，由于水從水池或水箱輸送到水泵靠的是液面上的大氣壓與泵入口處真空度產(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)這一滾動(dòng)過程。

⑺為什么在離心泵進(jìn)口管下安裝底閥？從節(jié)能觀點(diǎn)看，底閥的裝設(shè)是否有利？你認(rèn)為應(yīng)如何

改進(jìn)？

答：底閥是單向止逆閥，水只能從水箱或水池抽到泵體，而絕不能從泵流回水箱，目的是保持

泵內(nèi)始終充滿水，防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。從節(jié)能觀點(diǎn)看，底閥的裝設(shè)確定產(chǎn)生阻力而耗能。既不耗能，又能防止水倒流，這是最好不過的了。⑻為什么停泵時(shí)，要先關(guān)閉出口閥，再關(guān)閉進(jìn)口閥？

答：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。

⑼離心泵的特性曲線是否與連結(jié)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)際的工作壓

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)。

⑽為什么流量越大，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??？

答：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)當(dāng)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×電動(dòng)機(jī)效率，而軸功率N又為：N?Ne????QH??102當(dāng)

N=恒量，Q與H之間關(guān)系為：Q↑H↓而H?p?g而H↓P↓所以流量增大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。

⑾離心泵應(yīng)選擇在高效率區(qū)操作，你對(duì)此如何理解？

答：離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)，尋常稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。離心泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)工作最經(jīng)濟(jì)，由

于種種因素，離心泵往往不可能正好在最正確工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。

⑿離心泵的送液能力為什么可以通過出口閥的調(diào)理來改變？往復(fù)泵的送液能力是否采用同樣的調(diào)理方法？為什么？

答：離心泵用出口閥門的開、關(guān)來調(diào)理流量改變管路特性曲線，調(diào)整工作點(diǎn)。往復(fù)泵屬正位移泵，

流量與揚(yáng)程無關(guān)，單位時(shí)間排液量為恒定值。若把出口閥關(guān)小，或關(guān)閉，泵內(nèi)壓強(qiáng)便會(huì)急劇升高，造成泵體、管路和電機(jī)的損壞。所以往泵不能用排出管路上的閥門來調(diào)理流量，一定采用回路調(diào)理裝置。

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⒀試從理論上分析，試驗(yàn)用的這臺(tái)泵輸送密度為1200kg·m的鹽水，（忽略粘度影響），在一致量下泵的揚(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：此題是研究密度對(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化式：

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HT??u2c2cos?2g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

????ρ↑N↑。隨流體密度增大而增大。即：N?Ne????QH??1022又由于Hg??pa?p1??g?u12g?Hf0?1???pa?p1??g?其它因素不變的狀況下Hg

↓而安裝高度減小。

⒁離心泵采用蝸牛形泵殼，葉輪上葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反。試定性解釋以上兩部件采用此種結(jié)構(gòu)的理由。

答：蝸牛形泵殼，既減少流體動(dòng)能的損失，又將部分動(dòng)能軸化為靜壓能。葉片彎曲方向

與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，是為了減輕葉片承受液體的沖擊力，以免損壞。

⒂離心泵銘牌上標(biāo)的參數(shù)是什么條件下的參數(shù)？在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)定離心泵的性能參數(shù)及特性曲線有何實(shí)際意義？為什么要在轉(zhuǎn)速一定的條件下測(cè)量？

答：離心泵銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)是指該泵運(yùn)行時(shí)效率最高點(diǎn)的性能參數(shù)。由于Q1Q2?n1n2，

H1H2??n1n2?2，N1N2??n1n2?3根據(jù)以上比例定律，轉(zhuǎn)速對(duì)Q、H、N均有影響。只

有轉(zhuǎn)速一定，離心泵性能曲線才能確定。⒃揚(yáng)程的物理意義是什么？

答：它是指離心泵對(duì)單位重量（1N）的液體能提供的有效能量，其單位為m。即把1N重的流體從

基準(zhǔn)水平面升舉的高度。

⒄泵的效率為什么達(dá)到最高值后又下降？??當(dāng)N不變時(shí)Q?H?當(dāng)Q升高明過設(shè)計(jì)點(diǎn)后，Q與H的乘積就會(huì)減答：由N?Ne????QH??102少所以效率會(huì)下降。

⒅離心泵特性曲線測(cè)定時(shí)，兩轉(zhuǎn)子流量計(jì)如何使用？為什么？

答：兩轉(zhuǎn)子流量計(jì)開一關(guān)一，輪番使用，由于大流量會(huì)把小轉(zhuǎn)子沖擊到最上面，損壞轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

⒆啟動(dòng)泵前，為什么先切斷排出管路測(cè)壓口至壓強(qiáng)表的通路？如何切斷？答：為保護(hù)壓強(qiáng)表的指針，用夾子夾住通往壓強(qiáng)表的管子。

⒇記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，為什么同時(shí)取瞬時(shí)值？

答：由于流量在波動(dòng)，各表上讀數(shù)均在波動(dòng)，為減少誤差，必需同時(shí)讀數(shù)取瞬時(shí)值。

試驗(yàn)4空氣～水蒸汽對(duì)流傳熱試驗(yàn)

⑴為什么向電加熱釜中加水至液位計(jì)上端紅線以上？答：避免干燒，造成加熱管損壞

⑵為什么一面向電加熱釜中加水一面要觀測(cè)液位計(jì)？答：防止水量不夠或水量太多溢出。

⑶為什么向保溫瓶中加冰水混合物？答：保證冷端補(bǔ)償熱電偶恒為0攝氏度。

⑷為什么將數(shù)字電壓表預(yù)熱？答：保證測(cè)量的確鑿性。

⑸為什么待水沸騰5分鐘后，才可調(diào)理空氣流量旁路閥的開度？答：為使系統(tǒng)的換熱充分恒定。

⑹為什么試驗(yàn)終止先關(guān)電壓表，5分鐘后再關(guān)鼓風(fēng)機(jī)？

答：讓鼓風(fēng)機(jī)輸送的冷氣將系統(tǒng)中的熱量盡快帶走，恢復(fù)常溫。

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⑺為什么在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式近似為一條直線？

答：由于只有在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中才能將非線性的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系。⑻什么狀況下用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系作圖？答：（1）測(cè)量的數(shù)據(jù)范圍大。（2）在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中函數(shù)關(guān)系為線性關(guān)系。

⑼氣-汽換熱的結(jié)果是什么？

答：冷空氣變成熱空氣；水蒸氣變?yōu)槔淠?/p>

⑽為什么在套管換熱器上安裝有一通大氣的管子？答：為使不凝性的氣體排出。

⑾試驗(yàn)中使用的孔板流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理是什么？答：設(shè)計(jì)原理是柏努利方程。

⑿使用孔板流量計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么？答：不要超出測(cè)量范圍。

⒀對(duì)組成孔板流量計(jì)的U形管中的指示液有何要求?答：不與被測(cè)流體反應(yīng)，互溶。

⒁所測(cè)壓差與U形管的粗細(xì)有無關(guān)系？答：沒關(guān)系。

⒂所測(cè)壓差與U形管中的指示液的密度有無關(guān)系？答：有關(guān)系。

⒃壓差與U形管中的指示液的高度差有無關(guān)系？答：有關(guān)系。

⒄旁路閥中的空氣流量與傳熱管中的空氣流量的關(guān)系是什么？答：反比關(guān)系。

⒅為什么每改變一次流量都要等5-6分鐘才能讀取數(shù)據(jù)？答：為使系統(tǒng)的換熱充分恒定。

⒆本試驗(yàn)是由哪幾大裝置組成？

答：