化工單元操作實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

化工單元操作實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書制定人：能源工程化工單元操作實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一流體輸送綜合實(shí)訓(xùn)裝置一、BLTSS-B流體輸送技能培訓(xùn)平臺(tái)：1、主要技術(shù)指標(biāo)和功能：（1）實(shí)訓(xùn)裝置能夠完成22項(xiàng)流體輸送崗位操作技能訓(xùn)練，其中包括液體輸送崗位操作技能訓(xùn)練、氣體輸送崗位操作技能訓(xùn)練、化工儀表崗位操作技能訓(xùn)練和過程控制崗位操作技能訓(xùn)練。（2）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、液位計(jì)、壓差計(jì)的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理和操作方法。（3）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解離心泵工作原理、性能參數(shù)與特性曲線，判斷離心泵氣縛、氣蝕現(xiàn)象，學(xué)會(huì)離心泵安裝高度的確定。會(huì)正確選擇離心泵的類型與型號(hào)，能夠正確使用、維護(hù)保養(yǎng)離心泵。（4）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解其他輸送設(shè)備如（旋渦泵、壓縮機(jī)、真空泵等）的結(jié)構(gòu)、工作原理及其流量調(diào)節(jié)方法。（5）實(shí)訓(xùn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)無擾切換操作，并安裝安全聯(lián)鎖保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警裝置，保證設(shè)備正常運(yùn)行不出現(xiàn)安全事故。（6）實(shí)訓(xùn)裝置具有故障設(shè)置功能，通過無線遙控器隱蔽發(fā)出故障干擾信號(hào)，能使正常運(yùn)行的裝置出現(xiàn)真實(shí)異?，F(xiàn)象，培訓(xùn)學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析、排除工業(yè)生產(chǎn)過程故障的技能。（7）實(shí)訓(xùn)裝置提供數(shù)字通訊信號(hào)使DCS控制室的計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控，利用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控，能應(yīng)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)上實(shí)訓(xùn)。（8）實(shí)訓(xùn)裝置使學(xué)員掌握流體輸送方面的理論知識(shí)（流體靜力學(xué)基本方程、物料平衡方程、柏努利方程、流體在圓形管路內(nèi)流動(dòng)阻力等），能對(duì)流體流動(dòng)過程中所涉及到的性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。（9）實(shí)訓(xùn)裝置具有技能考核評(píng)分系統(tǒng)。2、裝置主要參數(shù)：序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格、型號(hào)數(shù)量1不銹鋼設(shè)備主體長(zhǎng)3800×寬2000×高4000mm，帶兩層操作平臺(tái)（SU304璧厚4.5mm）12電器控制柜長(zhǎng)×寬×高：1600×600×1400mm，13不銹鋼離心泵IH-50-32-12524不銹鋼儲(chǔ)罐φ550×1500mm115不銹鋼高位槽φ500×800mm16不銹鋼合成罐φ377×800mm17壓力緩沖罐φ159×300mm18旋渦泵25W-2519水力噴射真空機(jī)組SPBZ-W-30110無油空壓機(jī)0－0.8Mpa，排氣量0－0.4M3111管道、不銹鋼三通、活接、法蘭材質(zhì)SU304112不銹鋼球閥及閘閥DN15/20/25/40材質(zhì)SU3041013不銹鋼截止閥DN20/25材質(zhì)SU3041014不銹鋼電磁閥DG20材質(zhì)SU304115溫度計(jì)φ3Pt100，0.5級(jí)116液位計(jì)0-650mmH2O117液位計(jì)0-800mmH2O118液位計(jì)0-600mmH2O119壓力傳感器（0-0.6MPa）120壓力表0-0.6MPa壓力表121壓力傳感器（0--0.10MPa）222壓力表0--0.1MPa真空表223壓力傳感器（0-600mmH2O）124壓力傳感器（0-600mmH2O）125功率傳感器PS-300226渦輪流量計(jì)LWGY-40127孔板流量計(jì)DN40-C00.67128文丘里流量計(jì)DN40-C01.0129流體阻力壓強(qiáng)差EJX110A130變頻器SV300-2P15-H3FC231電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QS-16KDN32-dg32132轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-25133轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-40134轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-25135壓力表0-0.25MPa136真空表0--0.10MPa137數(shù)顯儀表AI-519FV24X3S4238數(shù)顯儀表AI-501FV24S4639數(shù)顯儀表AI-519FX3S4340無線遙控功能10路開關(guān)量4路模擬量141計(jì)算機(jī)通過ISO9000認(rèn)證品牌商用CPU：酷睿雙核2.4G，內(nèi)存2GDDR2，硬盤250G，光驅(qū)，鼠標(biāo)，鍵盤，3年保質(zhì)期142顯示器19寸標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器143通訊服務(wù)器計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)MILE廣域網(wǎng)絡(luò)控制軟件串口數(shù)量2個(gè)，處理器32bits100MHz，內(nèi)存2M，串口速率50-460800bps；校驗(yàn)位None，Even，Odd，Space，Mark；數(shù)據(jù)位5，6，7，8；停止位1，1.5，2；流量控制RTS/CTS，XON/XOFF；串口形式DB9針；保護(hù)15KV；網(wǎng)口；網(wǎng)口形式RJ45；速率10/100M自適應(yīng)10M；保護(hù)內(nèi)嵌2KV電磁隔離；軟件協(xié)議DHCP，Telnet，PPP/SLIP，TCP，UDP，IP，ICMP，ARP，SNMP，HTTP實(shí)COM驅(qū)動(dòng)WindowsNT/2000/XP/2003實(shí)COM驅(qū)動(dòng)；電源5V，2A144組態(tài)軟件三維力控力控ForceControlV6.0，512點(diǎn)，帶加密狗1操作技能一流體靜力學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過本實(shí)驗(yàn)的演示，加強(qiáng)對(duì)靜力學(xué)概念的理解；2.掌握U型管壓力計(jì)測(cè)量壓力的使用方法；3.了解U型管壓力計(jì)中不同指示液對(duì)讀數(shù)的影響；基本原理⒈壓力：流體垂直作用于單位面積上的力稱為壓強(qiáng)，工業(yè)上習(xí)慣稱為壓力。常用壓力表所示讀數(shù)，即表壓力（表壓），并非表內(nèi)壓力的實(shí)際值，即絕對(duì)壓力（絕壓），而是表內(nèi)壓力比表外大氣壓力高出的值。兩者關(guān)系為：表壓=絕壓—大氣壓。真空表的讀數(shù)為大氣壓比所測(cè)壓力的實(shí)際值高出的值，稱為真空度（負(fù)壓）。兩者關(guān)系為：真空度=大氣壓—絕壓。2．U形管壓差計(jì)：U形管壓差計(jì)是利用流體靜力學(xué)平衡原理測(cè)流體靜壓力的儀器，為連通器應(yīng)用的實(shí)例之一。其讀數(shù)的方法以圖1.1-a和1.1-b兩種情況為例：(a)(b)圖1.1流體靜力學(xué)平衡示意圖圖1.1—a表示容器內(nèi)為正壓，其絕對(duì)壓力圖1.1—b表示容器內(nèi)為負(fù)壓，其絕對(duì)壓力其中：——絕對(duì)壓力，；——大氣壓，；——表壓，；——指示液密度，；R——液位差，m；g——重力加速度,.若將圖示中指示液改為密度為

或

、的液體，則有……若已知，則可求出、……實(shí)驗(yàn)裝置(如圖1.2)圖1.2靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟1.打開閥門D，使大、小水箱內(nèi)壓力等于大氣壓。然后關(guān)上閥門D，將小水箱置于適當(dāng)位置，使大水箱內(nèi)壓力大于大氣壓，讀取各個(gè)測(cè)壓管的數(shù)據(jù)。2．打開閥門D，使大、小水箱內(nèi)壓力等于大氣壓。然后關(guān)上閥門D，將小水箱置于適當(dāng)位置，使大水箱內(nèi)壓力小于大氣壓，讀取各個(gè)測(cè)壓管的數(shù)據(jù)。討論與計(jì)算1．討論U型管壓力計(jì)測(cè)壓原理，算出操作1、2兩項(xiàng)時(shí)容器2內(nèi)的絕對(duì)壓力（）。2．如何選用U型管壓力計(jì)內(nèi)的指示液？3．測(cè)壓導(dǎo)管長(zhǎng)度，U型管直徑對(duì)壓力計(jì)讀數(shù)有無影響？4．若已知水的密度，能否通過以上操作分別求出四氯化碳和煤油的密度？5．若要測(cè)大于2個(gè)大氣壓或小于10的壓力，此壓力計(jì)是否依然適用？實(shí)驗(yàn)二柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ち鲃?dòng)流體中各種能量和壓頭的概念及其互相轉(zhuǎn)換關(guān)系，在此基礎(chǔ)上掌握柏努利方程?；靖拍?.流體在流動(dòng)時(shí)具有三種機(jī)械能：即①位能，②動(dòng)能，③壓力能。這三種能量可以互相轉(zhuǎn)換。當(dāng)管路條件改變時(shí)（如位置高低，管徑大?。?，它們會(huì)自行轉(zhuǎn)換。如果是粘度為零的理想流體，由于不存在機(jī)械能損失，因此在同一管路的任何二個(gè)截面上，盡管三種機(jī)械能彼此不一定相等，但這三種機(jī)械能的總和是相等的。2.對(duì)實(shí)際流體來說，則因?yàn)榇嬖趦?nèi)摩擦，流動(dòng)過程中總有一部分機(jī)械能因摩擦和碰撞而消失，即轉(zhuǎn)化成了熱能。而轉(zhuǎn)化為熱能的機(jī)械能，在管路中是不能恢復(fù)的。對(duì)實(shí)際流體來說，這部分機(jī)械能相當(dāng)于是被損失掉了，亦即兩個(gè)截面上的機(jī)械能的總和是不相等的，兩者的差額就是流體在這兩個(gè)截面之間因摩擦和碰撞轉(zhuǎn)換成為熱的機(jī)械能。因此在進(jìn)行機(jī)械能衡算時(shí)，就必須將這部分消失的機(jī)械能加到下游截面上，其和才等于流體在上游截面上的機(jī)械能總和。3.上述幾種機(jī)械能都可以用測(cè)壓管中的一段液體柱的高度來表示。在流體力學(xué)中，把表示各種機(jī)械能的流體柱高度稱之為“壓頭”。表示位能的，稱為位壓頭；表示動(dòng)能的，稱為動(dòng)壓頭（或速度頭）；表示壓力的，稱為靜壓頭；已消失的機(jī)械能，稱為損失壓頭（或摩擦壓頭）。這里所謂的“壓頭”系指單位重量的流體所具有的能量。4.當(dāng)測(cè)壓管上的小孔（即測(cè)壓孔的中心線）與水流方向垂直時(shí)，測(cè)壓管內(nèi)液柱高度（從測(cè)壓孔算起）即為靜壓頭，它反映測(cè)壓點(diǎn)處液體的壓強(qiáng)大小。測(cè)壓孔處液體的位壓頭則由測(cè)壓孔的幾何高度決定。5.當(dāng)測(cè)壓孔由上述方位轉(zhuǎn)為正對(duì)水流方向時(shí)，測(cè)壓管內(nèi)液位將因此上升，所增加的液位高度，即為測(cè)壓孔處液體的動(dòng)壓頭，它反映出該點(diǎn)水流動(dòng)能的大小。這時(shí)測(cè)壓管內(nèi)液位總高度則為靜壓頭與動(dòng)壓頭之和，我們稱之為“總壓頭”。6.任何兩個(gè)截面上位壓頭、動(dòng)壓頭、靜壓頭三者總和之差即為損失壓頭，它表示液體流經(jīng)這兩個(gè)截面之間時(shí)機(jī)械能的損失。實(shí)驗(yàn)裝置(如圖2.1)圖2.1柏努利演示實(shí)驗(yàn)裝置試驗(yàn)設(shè)備由玻璃管、測(cè)壓管、活動(dòng)測(cè)壓頭、水槽、水泵等組成?；顒?dòng)測(cè)壓頭的小管端部封閉，管身開有小孔，小孔位置與玻璃管中心線平齊，小管與測(cè)壓管相通，轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)測(cè)壓頭就可以測(cè)量動(dòng)、靜壓頭。管路分成四段，由兩段不同直徑的玻璃管所組成。中間相對(duì)較粗管段的內(nèi)徑約為34毫米，其余部分的內(nèi)徑約為13毫米。第四段的位置，比第三段低約5毫米，閥A供調(diào)節(jié)流量之用。實(shí)驗(yàn)操作1.關(guān)閉A閥，旋轉(zhuǎn)測(cè)壓管，觀察并記錄個(gè)測(cè)壓管中的液位高度H。2.開動(dòng)循環(huán)水泵，開閥A至一定大小，將測(cè)壓孔轉(zhuǎn)到正對(duì)水流方向及垂直水流方向，觀察并記錄各測(cè)壓管相應(yīng)的液位高度H1。3.不改變測(cè)壓孔位置，繼續(xù)開大A閥，觀察測(cè)壓管液位變化。并記錄各測(cè)壓管液位的相應(yīng)高度H2。記錄表格測(cè)壓點(diǎn)次別及H值123456操作閥A測(cè)壓孔軸線方向1H

關(guān)任意

2H1

開正對(duì)水流

與水流方向垂直3H2

再開大正對(duì)水流

與水流方向垂直思考題(要求在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上寫出答案)1.關(guān)閉A閥，各測(cè)壓管旋轉(zhuǎn)時(shí)，液位高度有無變化？這一現(xiàn)象說明什么？這一高度的物理意義又是什么？2.當(dāng)測(cè)壓孔正對(duì)水流方向時(shí)，各測(cè)壓管的液位高度H的物理意義是什么？3.為什么H＞H1（對(duì)同一點(diǎn)而言）？為什么距離水槽越遠(yuǎn)，（H-H1）的差值越大？其物理意義是什么？4.測(cè)壓孔正對(duì)水流方向，開大閥A，流速增大，動(dòng)壓頭增大，為什么測(cè)壓管的液位反而下降？5.將測(cè)壓孔由正對(duì)水流方向，轉(zhuǎn)至與水流方向垂直，為什么各測(cè)壓管的液位下降？下降的液位代表什么壓頭？2、3兩點(diǎn)及4、5兩點(diǎn)各自下降的液位是否相等？這一現(xiàn)象說明了什么？實(shí)驗(yàn)三管內(nèi)流體流動(dòng)阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定液體在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，并確定管路一定時(shí)摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系；2.熟悉壓力的測(cè)量及轉(zhuǎn)子流量計(jì)的構(gòu)造及使用；3.學(xué)會(huì)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪λ與Re的關(guān)系曲線?；驹砹黧w在管路內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于存在摩擦阻力，須克服內(nèi)摩擦力作功，損失一部分能量。流體阻力可分為直管阻力與局部阻力兩類。流體通過直管的阻力可用下式計(jì)算：

將此式寫為壓頭的形式：式中，為壓力計(jì)的壓差（m水柱）。在一定的管路中，測(cè)定兩點(diǎn)間的壓強(qiáng)差，在已知、d、ρ、u的情況下，利用上兩式即可求出摩擦系數(shù)。變換流速，測(cè)出不同Re數(shù)下的摩擦系數(shù)，得到某一相對(duì)粗糙度時(shí)該段管路~Re的關(guān)系。為Re與的函數(shù)，即=f（Re，）。在滯流時(shí)，與Re無關(guān)，對(duì)圓管而言，；在湍流時(shí)摩擦系數(shù)與Re及都有關(guān)。當(dāng)Re=3000~100000時(shí)，光滑管內(nèi)與Re的關(guān)系可用下式表示：在完全湍流區(qū)則與Re的大小無關(guān)，只受的影響。實(shí)驗(yàn)裝置(如圖4.1)實(shí)驗(yàn)步驟⒈向儲(chǔ)水槽內(nèi)注水，直到水滿為止。(有條件最好用蒸餾水，以保持流體清潔)⒉直流數(shù)字表的使用方法請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀使用說明書。⒊大流量狀態(tài)下的壓差測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)先接電預(yù)熱10～15分鐘，紀(jì)錄數(shù)字表的初始值，然后啟動(dòng)泵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。⒋光滑管阻力測(cè)定：⑴關(guān)閉粗糙管閥18、粗糙管測(cè)壓進(jìn)水閥20、粗糙管測(cè)壓回水閥8，將光滑管閥17、光滑管測(cè)壓進(jìn)水閥19、光滑管測(cè)壓回水閥9全開。⑵在流量為零條件下，檢查導(dǎo)壓管內(nèi)是否有氣泡存在。若倒置U型管內(nèi)液柱高度差不圖.1流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)流程示意圖水箱；2-離心泵；3、4-放水閥；5、13-緩沖罐；6-局部阻力近端測(cè)壓閥；7、15-局部阻力遠(yuǎn)端測(cè)壓閥；8、20-粗糙管測(cè)壓回水閥；9、19-光滑管測(cè)壓閥；10-局部阻力管閥；11-U型管進(jìn)水閥；12-壓力傳感器；14-流量調(diào)節(jié)閥；15、16-水轉(zhuǎn)子流量計(jì)；17-光滑管閥；18-粗糙管閥；21-倒置U型管放空閥；22-倒置U型管；23-水箱放水閥；24-放水閥；為零，則表明導(dǎo)壓管內(nèi)存在氣泡，需要進(jìn)行趕氣泡操作。導(dǎo)壓系統(tǒng)如圖2所示。圖4.2導(dǎo)壓系統(tǒng)示意圖3,4-排水閥;8-粗糙管測(cè)壓回水閥;9-光滑管測(cè)壓回水閥；11-U型管進(jìn)水閥；12-直管壓力傳感器；20-粗糙管測(cè)壓進(jìn)水閥；21-U型管放空閥;22-U型管⑶該裝置兩個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)并聯(lián)連接，根據(jù)流量大小選擇不同量程的流量計(jì)測(cè)量流量。⑷差壓變送器與倒置U型管也是并聯(lián)連接，用于測(cè)量直管段的壓差，小流量時(shí)用倒置∪型管壓差計(jì)測(cè)量，大流量時(shí)用差壓變送器測(cè)量。應(yīng)在最大流量和最小流量之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一般測(cè)取15～20組數(shù)據(jù)。建議當(dāng)流量小于300L／h時(shí),只用倒置∪型管來測(cè)量壓差。⒌粗糙管阻力測(cè)定：=1\*GB2⑴關(guān)閉閥17、光滑管測(cè)壓進(jìn)水閥19、光滑管測(cè)壓回水閥9，全開閥18，旋開粗糙管測(cè)壓進(jìn)水閥20、粗糙管測(cè)壓回水閥8，逐漸調(diào)大流量調(diào)節(jié)閥，趕出導(dǎo)壓管內(nèi)氣泡。⑵從小流量到最大流量，一般測(cè)取15~20組數(shù)據(jù)。⑶直管段的壓差用差壓變送器測(cè)量。光滑管和粗糙管直管阻力的測(cè)定使用同一差壓變送器，當(dāng)測(cè)量光滑管直管阻力時(shí)，要把通向粗糙管直管阻力的閥門關(guān)閉；同樣當(dāng)測(cè)量粗糙管直管阻力時(shí)，要把通向光滑管直管阻力的閥門關(guān)閉。6.局部阻力測(cè)定關(guān)閉閥門17和18，部分開或半開閥門10，改變流量，用差壓變送器測(cè)量遠(yuǎn)點(diǎn)、近點(diǎn)壓差。遠(yuǎn)點(diǎn)、近點(diǎn)壓差的測(cè)量使用同一差壓變送器。當(dāng)測(cè)量遠(yuǎn)點(diǎn)壓差時(shí)，要把通向近點(diǎn)壓差的閥門關(guān)閉；同樣當(dāng)近點(diǎn)壓差時(shí)，要把通向遠(yuǎn)點(diǎn)壓差的閥門關(guān)閉。⒌測(cè)取水箱水溫。⒍待數(shù)據(jù)測(cè)量完畢，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1.將及Re的計(jì)算結(jié)果列成表格：序號(hào)流量L/h液壓差計(jì)高度差△R流速um/s及Re的計(jì)算hu1232.在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪與Re的關(guān)系曲線。3.根據(jù)隨Re變化情況，分析測(cè)定所用直管的范圍。思考題：本實(shí)驗(yàn)為什么采用倒U型壓差計(jì)？還有什么壓力計(jì)可以在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用？實(shí)驗(yàn)四離心泵性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作；2．測(cè)定一定轉(zhuǎn)速下離心泵特性曲線；3．學(xué)習(xí)離心泵特性曲線的應(yīng)用?；驹碓谝欢ㄞD(zhuǎn)速下，離心泵的壓力H、軸功率N及效率η均隨實(shí)際流量Q的大小而改變，通常用水做實(shí)驗(yàn)測(cè)出H~Q、N~Q、及η~Q之間的關(guān)系，并以曲線表示，稱為泵的特性曲線。泵的特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用離心泵的重要依據(jù)。如果在泵的操作條件和選用離心泵的重要依據(jù)。如果在泵的操作中，測(cè)得其流量Q，進(jìn)、出口的壓力和泵所消耗的功率（即軸功率），則可求得其特性曲線。1．泵的壓頭H：由動(dòng)力學(xué)方程可知：H=h0+H2+H1+(u22-u12)/2g+Σh1-2由于兩截面間管路很短，Σh1-2可忽略不計(jì)，若吸入管與壓出管管徑相同，則u1=u2，上式可簡(jiǎn)化為：H=H1+H2+h0式中：H2——泵出口處壓力表讀數(shù)，以mH2O柱（表壓）計(jì)；H1——泵入口處壓力表讀數(shù)，以mH2O柱（真空度）計(jì)；h0——壓力表與真空表之間的垂直距離，本實(shí)驗(yàn)裝置為0.5m。當(dāng)測(cè)得各點(diǎn)流量和對(duì)應(yīng)壓力表及真空表讀數(shù)即可作出H~Q曲線。2．N~Q曲線

表示泵的流量Q和軸功率N軸的關(guān)系本實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出軸功率，而是用瓦特計(jì)測(cè)得電機(jī)的輸入功率：N軸=N電×η電×η傳式中：N電——電動(dòng)機(jī)的輸入功率（kW）；η電——電動(dòng)機(jī)的效率（無因次）；η傳——傳動(dòng)效率（無因次）。由于η電缺乏曲線關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)定的是N電~Q的關(guān)系曲線。3．η~Q曲線

表示泵的流量Q和η的關(guān)系。泵的效率η為泵的有用功率Ne和軸功率N軸之比。η=QHρ/102N軸由于本實(shí)驗(yàn)沒有測(cè)出軸功率，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的是電機(jī)的輸入功率N電，所以本實(shí)驗(yàn)只能測(cè)出η總~Q的關(guān)系曲線。η總為泵和電機(jī)整套裝置的總效率。η總=Ne/N電η總=QHρ/102N電當(dāng)測(cè)出泵各點(diǎn)的流量和對(duì)應(yīng)的電機(jī)的輸入功率N電并計(jì)算出各點(diǎn)泵的揚(yáng)程時(shí)，即可作出η總~Q曲線。實(shí)驗(yàn)裝置及流程(如圖5.1)圖5.1離心泵性能實(shí)驗(yàn)裝置1-離心泵;2-水箱;3入口真空表;4-出口壓力表；5-智能流量調(diào)節(jié)閥6-渦輪流量計(jì);7-溫度計(jì);8-放水閥;水泵1將水槽2內(nèi)的水輸送到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用流量調(diào)節(jié)閥6調(diào)節(jié)流量，流體經(jīng)渦輪流量計(jì)7計(jì)量后，流回儲(chǔ)水槽。實(shí)驗(yàn)步驟1.向儲(chǔ)水槽2內(nèi)注入蒸餾水。2.檢查流量調(diào)節(jié)閥6，壓力表3及真空表2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，利用流量表上的閥位調(diào)節(jié)功能緩慢打開調(diào)節(jié)閥6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。數(shù)據(jù)處理1．原始數(shù)據(jù)表

序號(hào)壓力表kgf/cm2真空表kgf/cm2孔板壓差計(jì)mmHg瓦特計(jì)kW備注1234562．整理數(shù)據(jù)表

序號(hào)H1mH2OH2mH2OHmH2OQm3/sNekWη%123456

3．在方格坐標(biāo)紙上繪出離心泵的特性曲線。4．標(biāo)出適宜工作區(qū)及最佳工作點(diǎn)。討論1．為什么開泵前要先灌滿水？開泵和關(guān)泵前為什么要先關(guān)閉泵的出口閥門？2．為什么流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大？離心泵的流量可以通過出口閥門調(diào)節(jié)，往復(fù)泵的送液能力是否也可以采用同樣的方法，為什么？

項(xiàng)目二傳熱過程綜合實(shí)訓(xùn)裝置一、化工傳熱過程技能培訓(xùn)平臺(tái)1、主要技術(shù)指標(biāo)和功能：（1）實(shí)訓(xùn)裝置能夠完成19項(xiàng)化工傳熱過程崗位操作技能訓(xùn)練，其中包括換熱器崗位操作技能訓(xùn)練、氣體輸送崗位操作技能訓(xùn)練、化工儀表崗位操作技能訓(xùn)練和過程控制崗位操作技能訓(xùn)練。（2）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解孔板流量計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、液位計(jì)、壓差計(jì)、變頻調(diào)速器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理和操作方法。（3）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解套管換熱器工作原理、性能參數(shù)、能夠正確使用、維護(hù)保養(yǎng)換熱器。（4）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解其他換熱設(shè)備如（列管換熱器、螺旋板換熱器、蛇管換熱器等）的結(jié)構(gòu)、工作原理及其使用方法，能夠進(jìn)行串并聯(lián)操作和換熱器切換。（5）實(shí)訓(xùn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)無擾切換操作，并安裝安全聯(lián)鎖保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警裝置，保證設(shè)備正常運(yùn)行不出現(xiàn)安全事故。（6）實(shí)訓(xùn)裝置具有故障設(shè)置功能，通過無線遙控器隱蔽發(fā)出故障干擾信號(hào)，能使正常運(yùn)行的裝置出現(xiàn)真實(shí)異?，F(xiàn)象，培訓(xùn)學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析、排除工業(yè)生產(chǎn)過程故障的技能。（7）實(shí)訓(xùn)裝置提供數(shù)字通訊信號(hào)使DCS控制室的計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控，利用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控，應(yīng)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)上實(shí)訓(xùn)。（8）實(shí)訓(xùn)裝置使學(xué)員掌握化工傳熱方面的理論知識(shí)（傳熱基本概念、換熱器類型和傳熱在生產(chǎn)中的應(yīng)用等）完成傳熱過程的性能測(cè)定。（9）實(shí)訓(xùn)裝置具有技能考核評(píng)分系統(tǒng)。2、裝置主要參數(shù)：序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格、型號(hào)數(shù)量1設(shè)備主體長(zhǎng)3800×寬2000×高4000mm，整機(jī)采用不銹鋼制框架（SU304璧厚4.5mm），帶兩層操作平臺(tái)，12標(biāo)準(zhǔn)電器控制柜長(zhǎng)×寬×高：1600×600×1400mm13列管式換熱器不銹鋼，換熱面積1.5m2，Ф159×1000mm14螺旋板式換熱器不銹鋼，換熱面積1.2m215套管式換熱器不銹鋼，換熱面積0.6m2。換熱管長(zhǎng)度1500mm，26蛇管式換熱器不銹鋼，換熱面積0.2m2。換熱管長(zhǎng)度1500mm，17漩渦氣泵XGB-1228蒸汽發(fā)生器LDR12-0.4-Z蒸發(fā)量16L/h（帶壓力容器許可證）19蒸汽分氣包40L帶壓力容器許可證110不銹鋼閥門DN403111不銹鋼疏水閥DN20212不銹鋼安全閥DN20113壓差傳感器110A514套管換熱器冷流體出口溫度φ3Pt100，0.5級(jí)1815變頻器SV300-2P15-H3FC216液位傳感器110A117轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-25(16-160l/h)118電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QS-16KDN32-dg32；帶自整定功能；帶上下線報(bào)警輸出119無線遙控功能10路開關(guān)量4路模擬量120數(shù)顯儀表AI-519FX3S4421數(shù)顯儀表AI-501FV24S4122數(shù)顯儀表AI-702FS823數(shù)顯儀表AI-519FX3S4124數(shù)顯儀表AI-501FL1L1S4125數(shù)顯儀表AI-501FL1L1S4126數(shù)顯儀表AI-501FV24L1L127不銹鋼管件、管道、電器等1280--1.1MPa真空表真空表129數(shù)顯儀表AI-519FV24X3S4230數(shù)顯儀表AI-501FV24S4631數(shù)顯儀表AI-519FX3S4332無線遙控功能10路開關(guān)量4路模擬量133計(jì)算機(jī)通過ISO9000認(rèn)證品牌商用CPU：酷睿雙核2.4G，內(nèi)存2GDDR2，硬盤250G，光驅(qū)，鼠標(biāo)，鍵盤，3年保質(zhì)期134顯示器19寸標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器135通訊服務(wù)器串口數(shù)量2個(gè)，處理器32bits100MHz，內(nèi)存2M，串口速率50-460800bps；校驗(yàn)位None，Even，Odd，Space，Mark；數(shù)據(jù)位5，6，7，8；停止位1，1.5，2；流量控制RTS/CTS，XON/XOFF；串口形式DB9針；保護(hù)15KV；網(wǎng)口；網(wǎng)口形式RJ45；速率10/100M自適應(yīng)10M；保護(hù)內(nèi)嵌2KV電磁隔離；軟件協(xié)議DHCP，Telnet，PPP/SLIP，TCP，UDP，IP，ICMP，ARP，SNMP，HTTP實(shí)COM驅(qū)動(dòng)WindowsNT/2000/XP/2003實(shí)COM驅(qū)動(dòng)；電源5V，2A136組態(tài)軟件三維力控力控ForceControlV6.0，512點(diǎn)，帶加密狗137計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)138MILE廣域網(wǎng)絡(luò)控制軟件1傳熱實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定空氣在圓形光滑直管中作湍流流動(dòng)時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)α；2．根據(jù)對(duì)流傳熱系數(shù)α整理出傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=BRen，并與傳熱的經(jīng)驗(yàn)公式Nu=0.023Re0.8Pr0.4相比較。3．學(xué)會(huì)整理這一類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的技巧。本實(shí)驗(yàn)有電加熱和蒸汽加熱空氣進(jìn)行傳熱兩種實(shí)驗(yàn)裝置?，F(xiàn)分述如下：電加熱空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)為空氣在電阻絲加熱的銅管（銅管的規(guī)格為：φ22×2.1）內(nèi)強(qiáng)制流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定銅管內(nèi)壁與流過空氣間的給熱系數(shù)。在銅管的某一載面上，空氣的溫度為t，銅管壁面溫度為Tw，則傳熱速率為Q=αA(Tw-t)，α即為該截面上的給熱系數(shù)。但在測(cè)定空氣通過一定長(zhǎng)度管道的給熱系數(shù)時(shí)，因空氣的溫度和壁面的溫度都沿空氣流動(dòng)方向在改變，所以給熱系數(shù)為平均溫度下的平均給熱系數(shù)（傳熱速率為Q=αAΔtm）。由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)很大，壁溫可近似看作不變。若測(cè)出進(jìn)出這段銅管的溫度t進(jìn)、t出并測(cè)定銅管的壁溫Tw，即可求出對(duì)數(shù)平均溫度差。根據(jù)牛頓冷卻定律，在傳熱達(dá)到穩(wěn)定后，則根據(jù)此式即可求出：測(cè)出空氣的體積流量V，已知管徑d內(nèi)和管長(zhǎng)L，可求出A＝πd內(nèi)L從而求出一定流量下的給熱系數(shù)α。同時(shí)可計(jì)算出：，改變流量，可得不流量下的α和Re，根據(jù)不同流量下的α可計(jì)算出：套管換熱器實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介㈠光滑套管換熱器傳熱系數(shù)及其準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的測(cè)定⒈對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定在該傳熱實(shí)驗(yàn)中，空氣走內(nèi)管，蒸氣走外管。對(duì)流傳熱系數(shù)可以根據(jù)牛頓冷卻定律，用實(shí)驗(yàn)來測(cè)定（1）式中：—管內(nèi)流體對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2?℃)；Qi—管內(nèi)傳熱速率，W；Si—管內(nèi)換熱面積，m2；—內(nèi)壁面與流體間的溫差，℃。由下式確定：（2）式中：t1，t2—冷流體的入口、出口溫度，℃；tw—壁面平均溫度，℃；因?yàn)閾Q熱器內(nèi)管為紫銅管，其導(dǎo)熱系數(shù)很大，且管壁很薄，故認(rèn)為內(nèi)壁溫度、外壁溫度和壁面平均溫度近似相等，用tw來表示。管內(nèi)換熱面積：（3）式中：di—內(nèi)管管內(nèi)徑，m；Li—傳熱管測(cè)量段的實(shí)際長(zhǎng)度，m。由熱量衡算式：（4）其中質(zhì)量流量由下式求得：（5）式中：—冷流體在套管內(nèi)的平均體積流量，m3/h；—冷流體的定壓比熱，kJ/(kg·℃)；—冷流體的密度，kg/m3。和可根據(jù)定性溫度tm查得，為冷流體進(jìn)出口平均溫度。t1，t2，tw，可采取一定的測(cè)量手段得到。⒉對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實(shí)驗(yàn)確定流體在管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為.（6）其中：，，物性數(shù)據(jù)、、、可根據(jù)定性溫度tm查得。經(jīng)過計(jì)算可知，對(duì)于管內(nèi)被加熱的空氣，普蘭特準(zhǔn)數(shù)變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)，則關(guān)聯(lián)式的形式簡(jiǎn)化為：（7）這樣通過實(shí)驗(yàn)確定不同流量下的與，然后用線性回歸方法確定A和m的值。㈡強(qiáng)化套管換熱器傳熱系數(shù)、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式及強(qiáng)化比的測(cè)定強(qiáng)化傳熱又被學(xué)術(shù)界稱為第二代傳熱技術(shù)，它能減小初設(shè)計(jì)的傳熱面積，以減小換熱器的體積和重量；提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力；使換熱器能在較低溫差下工作；并且能夠減少換熱器的阻力以減少換熱器的動(dòng)力消耗，更有效地利用能源和資金。強(qiáng)化傳熱的方法有多種，本實(shí)驗(yàn)裝置是采用在換熱器內(nèi)管插入螺旋線圈的方法來強(qiáng)化傳熱的。螺旋線圈的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，螺旋線圈由直徑3mm以下的銅絲和鋼絲按一定節(jié)距繞成。將金屬螺旋線圈插入并固定在管內(nèi)，即可構(gòu)成一種強(qiáng)化傳熱管。在近壁區(qū)域，流體一面由于螺旋線圈的作用而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，一面還周期性地受到線圈的螺旋金屬絲的擾動(dòng)，因而可以使傳熱強(qiáng)化。由于繞制線圈的金屬絲直徑很細(xì)，流體旋流強(qiáng)度也較弱，所以阻力較小，有利于節(jié)省能源。螺旋線圈是以線圈節(jié)距H與管內(nèi)徑d的比值技術(shù)參數(shù)，且長(zhǎng)徑比是影響傳熱效果和阻力系數(shù)的重要因素?？茖W(xué)圖8.1螺旋線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)家通過實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)了形式為的經(jīng)驗(yàn)公式，其中B和m的值因螺旋絲尺寸不同而不同。圖8.1螺旋線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用和光滑套管同樣的實(shí)驗(yàn)方法確定不同流量下得Rei與Nu，用線性回歸方法可確定B和m的值。單純研究強(qiáng)化手段的強(qiáng)化效果（不考慮阻力的影響），可以用強(qiáng)化比的概念作為評(píng)判準(zhǔn)則，它的形式是：，其中Nu是強(qiáng)化管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，Nu0是光滑管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，顯然，強(qiáng)化比＞1，而且它的值越大，強(qiáng)化效果越好。實(shí)驗(yàn)流程和設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)⒈設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1表1實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)管內(nèi)徑di（mm）20.00實(shí)驗(yàn)內(nèi)管外徑do（mm）22.0實(shí)驗(yàn)外管內(nèi)徑Di（mm）50實(shí)驗(yàn)外管外徑Do（mm）57.0測(cè)量段（紫銅內(nèi)管）長(zhǎng)度L（m）1.20強(qiáng)化內(nèi)管內(nèi)插物（螺旋線圈）尺寸絲徑h（mm）1節(jié)距H（mm）40加熱釜操作電壓≤200伏⒉實(shí)驗(yàn)流程如圖7.2所示空氣-水蒸氣傳熱綜合實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1-液位管;；2-儲(chǔ)水罐；3-排水閥；4-蒸汽發(fā)生器；5-強(qiáng)化套管蒸汽進(jìn)口閥;；6-普通套管蒸汽進(jìn)口閥；7-普通套管換熱器；8-內(nèi)插有螺旋線圈的強(qiáng)化套管換熱器;9-普通套管蒸汽出口；10-強(qiáng)化套管蒸汽出口;11-普通套管空氣進(jìn)口閥；12-強(qiáng)化套管空氣進(jìn)口閥、13-孔板流量計(jì)；14-空氣旁路調(diào)節(jié)閥；15-旋渦氣泵加水口；⒊實(shí)驗(yàn)的測(cè)量手段⑴空氣流量的測(cè)量空氣流量計(jì)由孔板與差壓變送器和二次儀表組成。該孔板流量計(jì)在20℃時(shí)標(biāo)定的流量和壓差的關(guān)系式為：（8）流量計(jì)在實(shí)際使用時(shí)往往不是20℃，此時(shí)需要對(duì)該讀數(shù)進(jìn)行校正：（9）式中：—孔板流量計(jì)兩端壓差，KPa；—20℃時(shí)體積流量，m3/h；—流量計(jì)處體積流量，也是空氣入口體積流量，m3/h；—流量計(jì)處溫度，也是空氣入口溫度，℃。由于換熱器內(nèi)溫度的變化，傳熱管內(nèi)的體積流量需進(jìn)行校正：（10）—傳熱管內(nèi)平均體積流量，m3/h；—傳熱管內(nèi)平均溫度，℃。⑵溫度的測(cè)量空氣進(jìn)出口溫度采用電偶電阻溫度計(jì)測(cè)得，由多路巡檢表以數(shù)值形式顯示（1—普通管空氣進(jìn)口溫度；2—普通管空氣出口溫度；3—強(qiáng)化管空氣進(jìn)口溫度；4—強(qiáng)化管空氣出口溫度；）。壁溫采用熱電偶溫度計(jì)測(cè)量，光滑管的壁溫由顯示表的上排數(shù)據(jù)讀出，強(qiáng)化管的壁溫由顯示表的下排數(shù)據(jù)讀出。⑶電加熱釜蒸汽發(fā)生器的使用體積為5升,內(nèi)裝有一支2.5kw的螺電熱器，與一儲(chǔ)水釜相連（實(shí)驗(yàn)過程中要保持儲(chǔ)水釜中液位不要低于釜的二分之一，防止加熱器干燒），剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)用低電壓（100伏左右），加熱10分鐘后可以相應(yīng)的加高電壓(120伏—160伏)，約15分鐘后水便沸騰，為了安全和長(zhǎng)久使用，建議最高加熱(使用)電壓不超過200伏。⑷氣源(鼓風(fēng)機(jī))又稱旋渦氣泵，XGB─2型，由無錫市信華泵業(yè)有限公司生產(chǎn)，電機(jī)功率約0.75KW（使用三相電源），在本實(shí)驗(yàn)裝置上，產(chǎn)生的最大和最小空氣流量基本滿足要求，使用過程中，輸出空氣的溫度呈上升趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)方法及步驟⒈實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，檢查工作。⑴向儲(chǔ)水罐中加水至液位計(jì)上端處。⑵檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開。⑶檢查蒸氣管支路各控制閥是否已打開，保證蒸汽和空氣管線的暢通。⑷接通電源總閘，設(shè)定加熱電壓，啟動(dòng)電加熱器開關(guān)，開始加熱。2.實(shí)驗(yàn)開始⑴關(guān)閉通向強(qiáng)化套管的閥門5，打開通向簡(jiǎn)單套管的閥門6，當(dāng)簡(jiǎn)單套管換熱器的放空口9有水蒸氣冒出時(shí)，可啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，此時(shí)要關(guān)閉閥門12，打開閥門11。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中始終保持換熱器出口處有水蒸氣冒出。⑵啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后用放空閥14來調(diào)節(jié)流量，調(diào)好某一流量后穩(wěn)定3-5分鐘后，分別測(cè)量空氣的流量，空氣進(jìn)、出口的溫度及壁面溫度。然后，改變流量測(cè)量下組數(shù)據(jù)。一般從小流量到最大流量之間，要測(cè)量5～6組數(shù)據(jù)。次序流量Twt進(jìn)t出P表流量計(jì)讀數(shù)換算后1

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⑶做完簡(jiǎn)單套管換熱器的數(shù)據(jù)后，要進(jìn)行強(qiáng)化管換熱器實(shí)驗(yàn)。先打開蒸汽支路閥5，全部打開空氣旁路閥14，關(guān)閉蒸汽支路閥6，打開空氣支路閥12,關(guān)閉空氣支路閥11，進(jìn)行強(qiáng)化管傳熱實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法同步驟⑵。⒊實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先關(guān)閉轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門及控溫儀開關(guān)，然后拉下風(fēng)機(jī)及加熱系統(tǒng)的電源閘刀，并檢查有無異?，F(xiàn)象。數(shù)據(jù)整理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告

項(xiàng)目三精餾實(shí)訓(xùn)裝置一、BJLTD-B精餾過程技能培訓(xùn)平臺(tái)一、主要用途：（1）能夠使學(xué)員了解回流比、熱電阻溫度計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、液位計(jì)、壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理。（2）使學(xué)員了解精餾塔工作原理、性能參數(shù)、能夠正確使用、維護(hù)保養(yǎng)精餾塔。（3）使學(xué)員了解其他精餾過程所需的設(shè)備如（冷凝器、真空泵、再沸器、加熱器等）的結(jié)構(gòu)、工作原理及其使用方法。（4）通過故障設(shè)置功能，培訓(xùn)學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析、排除工業(yè)生產(chǎn)過程故障的技能。（5）使學(xué)員掌握精餾方面的理論知識(shí)（精餾基本概念和精餾的基本計(jì)算等）。二、主要技術(shù)指標(biāo)和功能：（1）實(shí)訓(xùn)裝置能夠完成22項(xiàng)精餾過程崗位操作技能訓(xùn)練，其中包括精餾崗位操作技能訓(xùn)練、原料液體輸送崗位操作技能訓(xùn)練、再沸器加熱崗位操作技能訓(xùn)練、化工儀表崗位操作技能訓(xùn)練和過程控制崗位操作技能訓(xùn)練。（2）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解回流比、熱電阻溫度計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、液位計(jì)、壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理和操作方法。（3）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解精餾塔工作原理、性能參數(shù)、能夠正確使用、維護(hù)保養(yǎng)精餾塔，能夠完成2個(gè)精餾塔正常操作。（4）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解精餾過程其他所需的設(shè)備如（冷凝器、真空泵、再沸器、加熱器等）的結(jié)構(gòu)、工作原理及其使用方法。（5）實(shí)訓(xùn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)無擾切換操作，并安裝安全聯(lián)鎖保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警裝置，保證設(shè)備正常運(yùn)行不出現(xiàn)安全事故。（6）實(shí)訓(xùn)裝置具有故障設(shè)置功能，通過無線遙控器隱蔽發(fā)出故障干擾信號(hào)，能使正常運(yùn)行的裝置出現(xiàn)真實(shí)異常現(xiàn)象，培訓(xùn)學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析、排除工業(yè)生產(chǎn)過程故障的技能。（7）實(shí)訓(xùn)裝置提供數(shù)字通訊信號(hào)使DCS控制室的計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控（8）實(shí)訓(xùn)裝置使學(xué)員掌握精餾方面的理論知識(shí)（精餾基本概念和精餾的基本計(jì)算等）（9）實(shí)訓(xùn)裝置具有技能考核評(píng)分系統(tǒng)。三、裝置主要參數(shù)序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格、型號(hào)數(shù)量1設(shè)備主體長(zhǎng)3800×寬2000×高4000mm，整機(jī)采用不銹鋼制框架，12標(biāo)準(zhǔn)電器控制柜長(zhǎng)×寬×高：1400×600×1500mm13塔底產(chǎn)品槽不銹鋼（材質(zhì)SU304，δ>3下同），Ф200×380mm14原料槽不銹鋼，Ф450×430mm15真空緩沖罐不銹鋼，Ф100×240mm16塔頂冷凝液槽耐熱玻璃Ф80×220mm17不銹鋼取樣罐不銹鋼，Ф57×100mm38原料液加熱器不銹鋼，Ф260×300mm19塔頂冷凝器不銹鋼，Ф160×800mm110再沸器不銹鋼，Ф260×290mm111塔底換熱器不銹鋼，Ф125×400mm112不銹鋼篩板精餾塔Ф76；共14塊塔板113不銹鋼原料泵16CQ114不銹鋼回流液泵16CQ115不銹鋼塔頂出料泵16CQ116真空泵XZ-2117塔頂壓力傳感器-100～60KPa118塔頂壓力數(shù)字顯示表AI-519FV24X3S4119塔釜壓力傳感器-100～60KPa120磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)0-750mmH2O121塔釜壓力、液位數(shù)顯儀表AI-702FJ5J5L1L122溫度計(jì)φ3Pt100，0.5級(jí)1623數(shù)顯儀表AI-702FJ0J0S1324塔釜、回流液溫度計(jì)φ3Pt100，0.5級(jí)225數(shù)顯儀表AI-501FS226塔釜電壓變送器PE-139127電壓數(shù)顯儀表AI-519FX3S4128進(jìn)料溫度φ3Pt100，0.5級(jí)129進(jìn)料溫度數(shù)字顯示控制表AI-519FX3S4130回流液液位傳感器0—400mmH2o131回流液液位控制器AI-519FV24X3S4132玻璃液位計(jì)φ10*300433冷卻水流量LZB(250-250134轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB(2.5-25l/h)135轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB(16-160l/h)136變頻器N2-401-M3537冷卻水總用量傳感器0-9999138冷卻水流量傳感器0-1000（L/h）139無線遙控功能140不銹鋼管件、管道、電器等1計(jì)算機(jī)通過ISO9000認(rèn)證品牌商用CPU：酷睿雙核2.4G，內(nèi)存2GDDR2，硬盤250G，光驅(qū)，鼠標(biāo)，鍵盤，3年保質(zhì)期141顯示器19寸標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器142通訊服務(wù)器串口數(shù)量2個(gè)，處理器32bits100MHz，內(nèi)存2M，串口速率50-460800bps；校驗(yàn)位None，Even，Odd，Space，Mark；數(shù)據(jù)位5，6，7，8；停止位1，1.5，2；流量控制RTS/CTS，XON/XOFF；串口形式DB9針；保護(hù)15KV；網(wǎng)口；網(wǎng)口形式RJ45；速率10/100M自適應(yīng)10M；保護(hù)內(nèi)嵌2KV電磁隔離；軟件協(xié)議DHCP，Telnet，PPP/SLIP，TCP，UDP，IP，ICMP，ARP，SNMP，HTTP實(shí)COM驅(qū)動(dòng)WindowsNT/2000/XP/2003實(shí)COM驅(qū)動(dòng)；電源5V，2A143組態(tài)軟件三維力控力控ForceControlV6.0，512點(diǎn)，帶加密狗1圖1-3主程序界面圖⒈開車前準(zhǔn)備和正常開停車實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1.1工藝文件準(zhǔn)備能識(shí)記精餾生產(chǎn)過程工藝文件（能識(shí)讀精餾崗位的工藝流程圖、實(shí)訓(xùn)設(shè)備示意圖、實(shí)訓(xùn)設(shè)備的平面和立面布置圖，能繪制工藝配管簡(jiǎn)圖，能識(shí)讀儀表聯(lián)鎖圖。了解精餾塔、塔釜再沸器、塔頂全凝器、原料罐、產(chǎn)品罐、回流泵、采出泵等主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)和布置）；1.2開車前的動(dòng)、靜設(shè)備檢查訓(xùn)練（檢查原料預(yù)熱器、塔頂冷凝器、塔釜再沸器、管件、儀表、精餾塔設(shè)備等是否完好，檢查閥門、分析取樣點(diǎn)是否靈活好用）；1.3設(shè)備水壓試驗(yàn)的訓(xùn)練；1.4設(shè)備氣密性檢驗(yàn)的訓(xùn)練；1.5檢查原料液及冷卻水、電氣等公用工程的供應(yīng)情況的訓(xùn)練；1.6制定開車步驟、編好崗位操作規(guī)程、制定操作記錄表格的訓(xùn)練；1.7冷凝系統(tǒng)水量及回流溫度調(diào)節(jié)技能訓(xùn)練；1.8原料液濃度配置與進(jìn)料流量的調(diào)節(jié)技能訓(xùn)練；1.9精餾塔開、停車操作技能訓(xùn)練；1.10塔釜再沸器加熱量的控制技能訓(xùn)練；1.11塔釜液位測(cè)控技能訓(xùn)練；1.12全回流條件下精餾塔穩(wěn)定性分析與判斷技能訓(xùn)練；1.13連續(xù)進(jìn)料下部分回流操作技能訓(xùn)練；1.14精餾塔頂回流量、采出量控制技能訓(xùn)練；1.15回流比為重力回流的調(diào)節(jié)技能訓(xùn)練；1.16回流比為強(qiáng)制回流的調(diào)節(jié)技能訓(xùn)練；1.17進(jìn)料預(yù)熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)技能訓(xùn)練；1.18精餾塔內(nèi)壓力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)技能訓(xùn)練；1.19回流罐液位自動(dòng)控制技能訓(xùn)練；1.20間歇精餾恒回流比和恒組成操作技能訓(xùn)練；1.21精餾崗位化工儀表操作技能訓(xùn)練（轉(zhuǎn)子流量計(jì)、差壓變送器、熱電阻、液位計(jì)、壓力表、回流比控制器、數(shù)字顯示儀表的使用；儀表聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)）；1.22精餾崗位計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制（DCS控制系統(tǒng)）操作技能訓(xùn)練。（用現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)儀表和計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行開停車操作、數(shù)據(jù)采集、參數(shù)控制和異?，F(xiàn)象處理）。2．異?，F(xiàn)象排出技能訓(xùn)練任務(wù)通過遠(yuǎn)紅外遙控、總控制室中的計(jì)算機(jī)可同時(shí)制造異?，F(xiàn)象。2.1精餾塔內(nèi)上升蒸汽量過大、蒸汽量過??；2.2精餾塔內(nèi)無液體進(jìn)料；2.3進(jìn)料濃度異常；2.4塔頂溫度升高或降低；2.5精餾塔回流泵、采出泵出現(xiàn)故障；2.6回流比發(fā)生改變；2.7精餾塔內(nèi)壓力波動(dòng)；2.8停水、停電。3．精餾實(shí)訓(xùn)考試要求和評(píng)分細(xì)則根據(jù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)要求實(shí)訓(xùn)裝置分離的物系為乙醇—水系統(tǒng)，塔頂餾出液中乙醇的質(zhì)量濃度大于規(guī)定值，塔頂產(chǎn)品體積量大于規(guī)定值，考生應(yīng)選擇適宜的回流比、回流液溫度、上升蒸汽量和操作方式等，并采取正確的操作方法，完成實(shí)訓(xùn)考核指標(biāo)?？疾槌鰧W(xué)生化工基本理論、基本技能掌握情況和分析問題、解決問題的實(shí)際能力。（一）、要求1.實(shí)訓(xùn)任務(wù)要求在現(xiàn)場(chǎng)精餾塔結(jié)構(gòu)、塔型、塔板數(shù)、進(jìn)料濃度、進(jìn)料溫度已知的情況下，要求塔頂分離濃度XD大于指定要求。確定出回流比、加熱功率、進(jìn)料位置等操作條件，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)際操作。2.掌握精餾實(shí)訓(xùn)裝置構(gòu)成、流程及操作控制點(diǎn)。3.能控制塔頂溫度、回流比、采出量等參數(shù)，維持精餾正常運(yùn)行。4.正確判斷精餾的運(yùn)行狀態(tài)，分析不正?，F(xiàn)象的原因，采取相應(yīng)措施，排除干擾，恢復(fù)正常操作。5.考核在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)和單位回收率所消耗的能耗。精餾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)

1.該精餾裝置全部采用不銹鋼材料制成并安裝玻璃觀測(cè)管能夠在實(shí)驗(yàn)過程中使學(xué)生可以清晰見到每塊塔板上氣─液傳質(zhì)過程的全貌,擴(kuò)展學(xué)生的視野,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。該裝置具有體積小、重量輕、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、再現(xiàn)性強(qiáng)，用較小的裝置模擬大型工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的裝置來再現(xiàn)測(cè)量。2．實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程，結(jié)構(gòu)緊湊、整體性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、抗干擾性能強(qiáng)等儀表均為國(guó)內(nèi)、外質(zhì)量較好的產(chǎn)品，工作比較可靠。3.該精餾裝置具有節(jié)電的優(yōu)點(diǎn)。每套裝置只需1.5千瓦左右的電負(fù)荷,就可以完成全回流和部分回流各種條件下的精餾操作實(shí)驗(yàn),而且設(shè)備造價(jià)較低,經(jīng)久耐用。設(shè)備的主要技術(shù)數(shù)據(jù)(一)精餾塔名稱直徑（毫米）高度（mm）板間距（mm）板數(shù)(塊)板型、孔徑（mm）降液管材質(zhì)塔體Φ76×3.510010010篩板2.0Φ8×1.5不銹鋼塔釜Φ100×2300不銹鋼塔頂冷凝器Φ57×3.5300不銹鋼塔釜冷凝器Φ57×3.5300不銹鋼(二)物系(乙醇─正丙醇)1.純度:化學(xué)或分析純.2.平衡關(guān)系:見表1.3.料液濃度:15-25％(乙醇質(zhì)量百分?jǐn)?shù)).4.濃度分析用阿貝折光儀(用戶自備).折光指數(shù)與溶液濃度的關(guān)系見表2.表1乙醇─正丙醇t-x-y關(guān)系(均以乙醇摩爾分率表示,x-液相;y-氣相)t97.6093.8592.6691.6088.3286.2584.9884.1383.0680.5078.38x00.126.1880.2100.3580.4610.5460.6000.6630.8841.0y00.2400.3180.3490.5500.6500.7110.7600.7990.9141.0上列平衡數(shù)據(jù)摘自:J.Gmebling,U.onkenVapor─liquidEquilibriumDataCollection─OrganicHydroxyCompounds:Alcohols(p.336)。乙醇沸點(diǎn):78.3℃;正丙醇沸點(diǎn):97.2表2溫度─折光指數(shù)─液相組成之間的關(guān)系00.050520.099850.19740.29500.39770.49700.5990251.38271.38151.37971.37701.37501.37301.37051.3680301.38091.37961.37841.37591.37551.37121.36901.3668351.37901.37751.37621.37401.37191.36921.36701.3650(續(xù)表2)0.64450.71010.79830.84420.90640.95091.000251.36071.36581.36401.36281.36181.36061.3589301.36571.36401.36201.36071.35931.35841.3574351.36341.36201.36001.35901.35731.36531.3551對(duì)30℃Ｗ＝58.844116－42.61325×nD其中Ｗ為乙醇的質(zhì)量分率;nD為折光儀讀數(shù)(折光指數(shù)).由質(zhì)量分率求摩爾分率(XＡ):乙醇分子量ＭＡ＝46;正丙醇分子量ＭB＝60(三)操作參數(shù):見表(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本情況1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程示意圖:見附圖一所示.圖10.11-儲(chǔ)料罐；2-進(jìn)料泵；3-放料閥；4-料液循環(huán)閥；5-直接進(jìn)料閥；6-間接進(jìn)料閥；7-流量計(jì)；8-高位槽；9-玻璃觀察段；10-塔身；11-塔釜取樣閥；12-釜液放空閥；13-塔頂冷凝器；14回流比控制器；15-塔頂取樣閥；16-塔頂液回收罐；17-放空閥；18-塔釜出料閥；19-塔釜儲(chǔ)料罐；20-塔釜冷凝器；21-第六塊板進(jìn)料閥；22-第七塊板進(jìn)料閥；23-第八塊板進(jìn)料閥。4．實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量方法簡(jiǎn)介：（一）.主體設(shè)備精餾塔為篩板塔,全塔共有10塊塔板由不銹鋼板制成,塔高1.5米,塔身用內(nèi)徑為50毫米的不銹鋼管制成,每段為10厘米,焊上法蘭后,用螺栓連在一起,并墊上聚四氟乙烯墊防漏,塔身的第二段和第九段是用耐熱玻璃制成的,以便于觀察塔內(nèi)的操作狀況。除了這兩段玻璃塔段外,其余的塔段都用玻璃棉保溫。降液管是由外徑為8毫米的不銹鋼管制成。篩板的直徑為54毫米,篩孔的直徑為2毫米。塔中裝有鉑電阻溫度計(jì)用來測(cè)量塔內(nèi)汽相溫度。塔頂?shù)娜骱退桌鋮s器內(nèi)是直徑為8毫米做成螺旋狀的的不銹鋼管,外面是不銹鋼套管。塔頂?shù)奈锪险魵夂退桩a(chǎn)品在不銹鋼管外冷凝、冷卻,不銹鋼管內(nèi)通冷卻水。塔釜用電爐絲進(jìn)行加熱,塔的外部也用保溫棉保溫?；旌弦后w由儲(chǔ)料罐經(jīng)進(jìn)料泵由直接進(jìn)料閥處（由高位槽轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后）進(jìn)入塔內(nèi)。塔釜的液面計(jì)用于觀察塔釜內(nèi)的存液量。塔底產(chǎn)品經(jīng)過冷卻器由平衡管流出?；亓鞅日{(diào)節(jié)器用來控制回流比,餾出液儲(chǔ)罐接收餾出液。（二）.回流比的控制:回流比控制采用電磁鐵吸合擺針方式來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)內(nèi)編制好通斷時(shí)間程序就可以控制回流比。表3設(shè)備操作參數(shù)(供參考)序號(hào)名稱數(shù)據(jù)范圍說明1塔釜加熱電壓(∨)70-150①維持正常操作下的參數(shù)值；②用固體調(diào)壓器調(diào)壓,指示的功率約為實(shí)際功率的1／2--2／3。2回流比R4--∞3塔頂溫度77--83(℃)4操作穩(wěn)定時(shí)間20—35分鐘①開始升溫到正常操作約30min；②正常操作穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)各操作參數(shù)值維持不變，板上鼓泡均勻。5實(shí)驗(yàn)結(jié)果理論板數(shù)(塊)3--6一般用圖解法總板效率％40-85精度1塊實(shí)驗(yàn)方法及步驟(一)實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作.檢查工作：1.將與阿貝折光儀配套的超級(jí)恒溫水浴(用戶自備)調(diào)整運(yùn)行到所需的溫度,并記下這個(gè)溫度(例如30℃2.檢查實(shí)驗(yàn)裝置上的各個(gè)旋塞、閥門均應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。3.配制一定濃度(質(zhì)量濃度20％左右)的乙醇─正丙醇混合液(總?cè)萘?5升左右),然后倒入儲(chǔ)料罐.[或由指導(dǎo)教師事前做好這一步]。4.打開直接進(jìn)料閥和進(jìn)料泵開關(guān),向精餾釜內(nèi)加料到指定的高度(冷液面在塔釜總高2／3處),而后關(guān)閉直接進(jìn)料閥和進(jìn)料泵開關(guān)。(二)實(shí)驗(yàn)操作1.全回流操作①打開塔頂冷凝器的冷卻水,冷卻水量要足夠大.②記下室溫值。接上電源閘（220V），按下裝置上總電源開關(guān)。③調(diào)解加熱電壓表為130伏左右,待塔板上建立液層時(shí),可適當(dāng)加大電壓,使塔內(nèi)維持正常操作④等各塊塔板上鼓泡均勻后,保持加熱釜電壓不變,在全回流情況下穩(wěn)定20分鐘左右,期間仔細(xì)觀察全塔傳質(zhì)情況,待操作穩(wěn)定后分別在塔頂.塔釜取樣口用注射器同時(shí)取樣,用阿貝折射儀分析樣品濃度。2.部分回流操作①打開塔釜冷卻水.冷卻水流量以保證釜餾液溫度接近常溫為準(zhǔn)。②打開間接進(jìn)料閥門和進(jìn)料泵，調(diào)節(jié)進(jìn)料轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥,以2.0-3.0（l／h)的流量向塔內(nèi)加料;用回流比控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)回流比R＝4;餾出液收集在塔頂容量管中。③塔釜產(chǎn)品經(jīng)冷卻后由溢流管流出,收集在容器內(nèi)。④等操作穩(wěn)定后,觀察板上傳質(zhì)狀況,記下加熱電壓、塔頂溫度等有關(guān)數(shù)據(jù),整個(gè)操作中維持進(jìn)料流量計(jì)讀數(shù)不變,用注射器取下塔頂、塔釜和進(jìn)料三處樣品,用折光儀分析,并記錄進(jìn)原料液的溫度(室溫)。3．實(shí)驗(yàn)結(jié)束①.檢查數(shù)據(jù)合理后,停止加料并關(guān)閉加熱開關(guān);關(guān)閉回流比調(diào)節(jié)器開關(guān)。②.根據(jù)物系的t-x-y關(guān)系,確定部分回流下進(jìn)料的泡點(diǎn)溫度。③.停止加熱后10分鐘,關(guān)閉冷卻水,一切復(fù)原。使用本實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)過程中要特別注意安全,實(shí)驗(yàn)所用物系是易燃物品,操作過程中避免灑落以免發(fā)生危險(xiǎn)。2.本實(shí)驗(yàn)設(shè)備加熱功率由儀表自動(dòng)來調(diào)解,固在加熱時(shí)應(yīng)注意加熱千萬(wàn)別過快,以免發(fā)生爆沸(過冷沸騰),使釜液從塔頂沖出,若遇此現(xiàn)象應(yīng)立即斷電,重新加料到指定冷液面,再緩慢升電壓,重新操作。升溫和正常操作中釜的電功率不能過大。3.開車時(shí)先開冷卻水,再向塔釜供熱;停車時(shí)則反之。4.測(cè)濃度用折光儀.讀取折光指數(shù),一定要同時(shí)記其測(cè)量溫度,并按給定的折光指數(shù)─質(zhì)量百分濃度─測(cè)量溫度關(guān)系(見表2)測(cè)定有關(guān)數(shù)據(jù),(折光儀和恒溫水浴由用戶自購(gòu),使用方法見其說明書)。5.為便于對(duì)全回流和部分回流的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(塔頂產(chǎn)品和質(zhì)量)進(jìn)行比較,應(yīng)盡量使兩組實(shí)驗(yàn)的加熱電壓及所用料液濃度相同或相近。連續(xù)開出實(shí)驗(yàn)時(shí),在做實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將前一次實(shí)驗(yàn)時(shí)留存在塔釜和塔頂。塔底產(chǎn)品接受器內(nèi)的料液均倒回原料液瓶中。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算過程及結(jié)果：⒈實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表表4精餾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)裝置：1實(shí)際塔板數(shù)：10物系：乙醇-正丙醇折光儀分析溫度：30℃全回流：R=∞部分回流：R=4進(jìn)料量：3L/h進(jìn)料溫度：21.7℃泡點(diǎn)溫度：91℃塔頂組成塔釜組成塔頂組成塔釜組成進(jìn)料組成折光指數(shù)1.36101.37701.36201.37751.3765質(zhì)量分率0.8470.1660.8050.1440.187摩爾分率0.8790.2060.8430.1800.231理論板數(shù)3.61796.1187總板效率40.2067.992.計(jì)算過程全回流塔頂樣品折光指數(shù)nD＝1.3610乙醇的質(zhì)量分率Ｗ＝58.844116－42.61325×nD＝58.844116－42.61325×1.3610=0.847摩爾分率同理：塔釜樣品折光指數(shù)nD＝1.3770乙醇的質(zhì)量分率Ｗ＝58.844116－42.61325×nD＝58.844116－42.61325×1.3780=0.66摩爾分率xw=0.206在平衡線和操作線之間圖解理論板4.03（見圖二）全塔效率η部分回流（R=4）塔頂樣品折光指數(shù)nD＝1.3620塔釜樣品折光指數(shù)nD＝1.3775進(jìn)料樣品折光指數(shù)nD＝1.3765由全回流計(jì)算出質(zhì)量、摩爾濃度XD＝0.843；Xw＝0.180；Xf＝0.231進(jìn)料溫度tf＝21.7℃在Xf＝0.231下泡點(diǎn)溫度91℃乙醇在59.15℃下的比熱Cp1=3.07（kJ/kg.℃）正丙醇在59.15℃下的比熱Cp2=2.85（kJ/kg.℃）乙醇在91℃下的汽化潛熱r1=819（kJ/kg）正丙醇在91℃下的汽化潛熱r2=680（kJ/kg）混合液體比熱Cpm=46×0.231×3.07+60×（1-0.231）×2.85=160.54（kJ/kmol.℃）混合液體汽化潛熱rpm=46×0.231×819+60×（1-0.231）×680=39702（kJ/kmol）q線斜率5.16在平衡線和精餾段操作線、提餾段操作線之間圖解理論板板數(shù)4.55（見圖三）全塔效率η附錄：圖10.2附錄：圖10.3

項(xiàng)目四吸收與解吸實(shí)訓(xùn)裝置一、吸收與解吸過程技能培訓(xùn)平臺(tái)1、主要技術(shù)指標(biāo)和功能：（1）實(shí)訓(xùn)裝置能夠完成22項(xiàng)吸收與解吸過程崗位操作技能訓(xùn)練，其中包括吸收與解吸崗位操作技能訓(xùn)練、原料液體輸送崗位操作技能訓(xùn)練、氣體輸送崗位操作技能訓(xùn)練、化工儀表崗位操作技能訓(xùn)練和過程控制崗位操作技能訓(xùn)練。（2）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解空氣流量計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、文丘里流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、液位計(jì)、壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理和操作方法。（3）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解吸收與解吸分離過程的原理和流程，吸收與解吸塔的操作及影響因素，填料塔的結(jié)構(gòu)，填料塔塔內(nèi)壓降、液泛等，以及維護(hù)保養(yǎng)吸收與解吸塔知識(shí)。（4）實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)員了解其他吸收與解吸過程所需的附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及其使用方法。（5）實(shí)訓(xùn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)無擾切換操作，并安裝安全聯(lián)鎖保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警裝置，保證設(shè)備正常運(yùn)行不出現(xiàn)安全事故。（6）實(shí)訓(xùn)裝置具有故障設(shè)置功能，通過無線遙控器隱蔽發(fā)出故障干擾信號(hào)，能使正常運(yùn)行的裝置出現(xiàn)真實(shí)異常現(xiàn)象，培訓(xùn)學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析、排除工業(yè)生產(chǎn)過程故障的技能。（7）實(shí)訓(xùn)裝置提供數(shù)字通訊信號(hào)使DCS控制室的計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控，利用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控，能應(yīng)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)上實(shí)訓(xùn)。（8）實(shí)訓(xùn)裝置使學(xué)員掌握吸收方面的理論知識(shí)（吸收與解吸基本概念、吸收塔安全操作和吸收與解吸的基本計(jì)算等）完成吸收與解吸過程的性能測(cè)定。（9）實(shí)訓(xùn)裝置具有技能考核評(píng)分系統(tǒng)。2、裝置主要參數(shù)：序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格、型號(hào)數(shù)量1設(shè)備主體長(zhǎng)×寬×高：3800×2000×4000mm，整機(jī)采用不銹鋼制框架（SU304璧厚4.5mm），帶兩層操作平臺(tái)，12標(biāo)準(zhǔn)電器控制柜長(zhǎng)×寬×高：1600×600×1400mm13不銹鋼泵WB-070/02524漩渦氣泵XGB-1215壓縮機(jī)OD101216填料吸收塔主體硬質(zhì)玻璃φ120×2000mm；不銹鋼φ6θ環(huán)填料，高度1800mm.17填料解吸塔主體硬質(zhì)玻璃φ120×2000mm；不銹鋼φ6θ環(huán)填料，高度1800mm.18吸收液儲(chǔ)罐不銹鋼（材質(zhì)SU304，δ>3下同），Ф426×600mm19解吸液儲(chǔ)罐不銹鋼，Ф426×600mm110解吸塔液體電加熱器不銹鋼，Ф57×400mm111吸收塔冷卻器不銹鋼，Ф57×400mm112電動(dòng)調(diào)節(jié)閥PSQ102-16KDN50-dg32；帶自整定功能；帶上下線報(bào)警輸出113電磁閥不銹鋼，Ф15mm，常閉114轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-10，0～2m3/h115轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-10，0～1m3/h116渦輪流量計(jì)LWQ-40GB117流量計(jì)文丘里流量計(jì)218變頻器SV300-2P15-H3FC219溫度計(jì)Pt100溫度計(jì)，0.5級(jí)820文丘里流量計(jì)221壓差傳感器222渦輪流量計(jì)LWQ-40GB123液位計(jì)φ10*500424變頻器SV300-2P15-H3FC225無線遙控功能10路開關(guān)量4路模擬量126二氧化碳?xì)怃撈客ㄟ^ISO9000質(zhì)量認(rèn)證品牌127二氧化碳?xì)怃撈繙p壓閥通過ISO9000質(zhì)量認(rèn)證品牌128數(shù)顯儀表AI-501FS629數(shù)顯儀表AI-519FX3S4130數(shù)顯儀表AI-501FS131數(shù)顯儀表AI-519FV24X3S4132數(shù)顯儀表AI-519FV24X3S4133數(shù)顯儀表AI-501FV24S134數(shù)顯儀表AI-501FV24S135數(shù)顯儀表AI-519FV24X3S4136不銹鋼管件、管道、電器等137計(jì)算機(jī)通過ISO9000認(rèn)證品牌商用CPU：酷睿雙核2.4G，內(nèi)存2GDDR2，硬盤250G，光驅(qū)，鼠標(biāo)，鍵盤，3年保質(zhì)期138顯示器19寸標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器139通訊服務(wù)器串口數(shù)量2個(gè)，處理器32bits100MHz，內(nèi)存2M，串口速率50-460800bps；校驗(yàn)位None，Even，Odd，Space，Mark；數(shù)據(jù)位5，6，7，8；停止位1，1.5，2；流量控制RTS/CTS，XON/XOFF；串口形式DB9針；保護(hù)15KV；網(wǎng)口；網(wǎng)口形式RJ45；速率10/100M自適應(yīng)10M；保護(hù)內(nèi)嵌2KV電磁隔離；軟件協(xié)議DHCP，Telnet，PPP/SLIP，TCP，UDP，IP，ICMP，ARP，SNMP，HTTP實(shí)COM驅(qū)動(dòng)WindowsNT/2000/XP/2003實(shí)COM驅(qū)動(dòng)；電源5V，2A140組態(tài)軟件三維力控力控ForceControlV6.0，512點(diǎn)，帶加密狗141濃度檢測(cè)化學(xué)分析儀（0-100%）142計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)143無線遙控功能10路開關(guān)量4路模擬量144MILE廣域網(wǎng)絡(luò)控制軟件1吸收實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉填料吸收塔的構(gòu)造和流程；2.測(cè)定在一定操作條件下，用水吸收空氣中的二氧化碳的液相體積傳質(zhì)總系數(shù)Kxa；3.測(cè)定氣體通過干、濕填料塔的壓力降，進(jìn)一步了解填料塔的流體力學(xué)特性。吸收系數(shù)的測(cè)定原理本實(shí)驗(yàn)系用水吸收混合在空氣中的二氧化碳。二氧化碳為難溶氣體，所以此吸收操作屬于液膜控制。由于混合氣中二氧化碳濃度很低，吸收的溶液濃度也不高，氣液兩相平衡關(guān)系，可以認(rèn)為符合亨利定律。主要設(shè)備和流程(如圖9.1)

圖9.1填料吸收塔實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖1-水箱、2-離心泵、3-循環(huán)水閥、4-放空閥、5-回水閥、6-水流量調(diào)節(jié)閥、7-水流量計(jì)、8-U型管壓差計(jì)、9-吸收塔、10-水噴頭、11-二氧化碳流量計(jì)、12-小空氣流量計(jì)、13-大空氣流量計(jì)、14-放空閥、15-風(fēng)機(jī)、16-二氧化碳減壓閥、17-二氧化碳鋼瓶總閥、18-二氧化碳鋼瓶實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)裝置可用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研。通過該實(shí)驗(yàn)裝置，可以了解填料吸收塔的結(jié)構(gòu)，掌握其操作方法；學(xué)習(xí)填料塔流體力學(xué)性能的測(cè)量方法；學(xué)習(xí)并掌握吸收塔傳質(zhì)性能的測(cè)量方法；加深對(duì)填料吸收塔的一些基本概念及理論的理解。⒈使用方便，安全可靠，直觀；⒉數(shù)據(jù)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確；⒊本裝置體積小，重量輕，移動(dòng)方便。設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)及其附件1.設(shè)備參數(shù):(1)鼓風(fēng)機(jī):XGB型旋渦氣泵,型號(hào)2,最大壓力1176Kpa，最大流量75m3(2)填料塔:玻璃管,內(nèi)裝10×10×1.5不銹鋼鮑爾環(huán),填料層高度Z＝1.2m,填料塔內(nèi)徑D＝0.1m(3)二氧化碳瓶1個(gè)、二氧化碳減壓閥1個(gè)（用戶自備）2.流量測(cè)量:(1)空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì):型號(hào):LZB-25流量范圍:2.5─25m3(2)水轉(zhuǎn)子流量計(jì):型號(hào):LZB-6流量范圍:6─60L／h精度:2.5％(3)二氧化碳轉(zhuǎn)子流量計(jì):型號(hào):LZB-6流量范圍:0.06─0.6m33.濃度測(cè)量:塔底吸收液濃度分析:定量化學(xué)分析儀一套。（用戶自備）；4.溫度測(cè)量:空氣(二氧化碳)溫度表、吸收液溫度表實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.測(cè)量干填料層(△P／Z)─u關(guān)系曲線:先全開調(diào)節(jié)閥14,后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī),用閥14調(diào)節(jié)進(jìn)塔的空氣流量,按空氣流量從小到大的順序讀取填料層壓降△P,轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù),然后在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上以空塔氣速u為橫坐標(biāo),以單位高度的壓降△P／Z為縱坐標(biāo),標(biāo)繪干填料層(△P／Z)─u關(guān)系曲線(見圖二).2.測(cè)量某噴淋量下填料層(△P／Z)─u關(guān)系曲線:全開循環(huán)水閥3和回水閥5，關(guān)閉放空閥4和水流量調(diào)節(jié)閥6，啟動(dòng)離心泵2利用水流量調(diào)節(jié)閥6調(diào)節(jié)水噴淋量為300L／h時(shí),用上面相同方法讀取填料層壓降△P,轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)并注意觀察塔內(nèi)的操作現(xiàn)象,一旦看到液泛現(xiàn)象時(shí)記下對(duì)應(yīng)的空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)。在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)出液體噴淋量為300L／h下(△P／z)─u關(guān)系曲線(見圖二),確定液泛氣速并與觀察的液泛氣速相比較。⑴選澤適宜的空氣流量和水流量(建議水流量為300L／h)根據(jù)空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，保證混合氣體中二氧化碳組分為30%左右體積比，計(jì)算出二氧化碳流量計(jì)流量讀數(shù)。(2)先調(diào)節(jié)好空氣流量和水流量,打開二氧化碳鋼瓶總閥17調(diào)節(jié)流量,使其達(dá)到需要值,在空氣,二氧化碳和水的流量不變條件下操作一定時(shí)間過程基本穩(wěn)定后,記錄各流量計(jì)讀數(shù)和溫度,記錄塔底排出液的溫度,并分析塔底吸收液的濃度。⒊二氧化碳吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定：吸收塔（水流量為300L/h）⑴調(diào)節(jié)水流量計(jì)到給定值，然后打開二氧化碳鋼瓶頂上的針閥，利用二氧化碳減壓閥上的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)好二氧化碳流量，操作達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之后，測(cè)量塔底的水溫，同時(shí)取樣，測(cè)定兩塔塔頂、塔底溶液中二氧化碳的含量。⑶二氧化碳含量的測(cè)定用移液管吸取0.1M的Ba（OH）2溶液10mL，放入三角瓶中，并從塔底附設(shè)的取樣口處接收塔底溶液10mL，用膠塞塞好，并振蕩。溶液中加入2～3滴酚酞指示劑，最后用0.1M的鹽酸滴定到粉紅色消失的瞬間為終點(diǎn)。按下式計(jì)算得出溶液中二氧化碳的濃度：使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)注意的事項(xiàng)⒈開啟CO2總閥前，要先關(guān)閉自動(dòng)減壓閥，開啟開度不宜過大。⒉作分析時(shí)動(dòng)作迅速，以免二氧化碳溢出。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算及結(jié)果(1)填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定(以干填料時(shí),第1組數(shù)據(jù)為例)由∪形管壓差計(jì)讀得△P＝3mmH2O△P／Z＝3／1.28＝2.3mmH2O／m由空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀得5m3／h和轉(zhuǎn)子流量計(jì)處空氣的溫度15.8由校正公式得：∨h＝=4.93m空塔氣速u＝＝＝0.17m／s在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上以u(píng)為橫標(biāo),△P／Z為縱標(biāo)作圖,標(biāo)繪△P／Z～u關(guān)系曲線見圖二。(2)傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)（以第一組數(shù)據(jù)為例）(a).吸收液消耗鹽酸體積V1=8.4ml，則吸收液濃度為：==0.00822mol/L因純水中含有少量的二氧化碳，所以純水滴定消耗鹽酸體積V=9.8ml，則塔頂水中CO2濃度為：==0.00103mol/L塔底液溫度t=28.6℃由化工原理下冊(cè)吸收這一章可查得CO2亨利系數(shù)E=0.99×105kPa則CO2的溶解度常數(shù)為==5.57×10-7塔底的平衡濃度為塔底混和氣中二氧化碳含量y1=0.2/(0.2+0.5)=0.286H*PA1=H*y1*p0=5.57×10-7×0.286×99737.2=0.016126mol/L塔頂?shù)钠胶鉂舛葹橛晌锪掀胶獾盟敹趸己縇(x2-x1)=V(y1-y2)y2=y1-L(x2-x1)/V=0.286-300*10-3*(0.01285-0.00411)*22.4/1.5=0.254=H*PA2=H*y2*p0=5.57×10-7×0.2254×101325=0.013220mol/L液相平均推動(dòng)力為==0.0141kmol/m3因本實(shí)驗(yàn)采用的物系不僅遵循亨利定律，而且氣膜阻力可以不計(jì)，在此情況下，整個(gè)傳質(zhì)過程阻力都集中于液膜，即屬液膜控制過程，則液側(cè)體積傳質(zhì)膜系數(shù)等于液相體積傳質(zhì)總系數(shù)，即==0.0055m/s實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（見下表）表1干填料時(shí)△P/z～u關(guān)系測(cè)定(L=0填料層高度Z=1.28m塔徑D=0.1m)序

號(hào)填料層壓強(qiáng)降mmH2O單位高度填料層壓強(qiáng)降

mmH2O/m空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)m3/h空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)處溫度（OC)空塔氣速

m/s132.3515.80.17264.71015.80.3531410.91515.90.5242217.22016.10.7053325.82516.40.8764535.23016.91.0575744.53517.31.22表1濕填料時(shí)△P/z～u關(guān)系測(cè)定(L=300填料層高度Z=1.28m塔徑D=0.1m)序

號(hào)填料層壓強(qiáng)降mmH2O單位高度填料層壓強(qiáng)降

mmH2O/m空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)m3/h空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)處溫度（OC)空塔氣速

m/s操作現(xiàn)象15.03.95.00017.40.17流動(dòng)正常27.05.57.0017.40.24流動(dòng)正常310.07.89.0017.40.31流動(dòng)正常414.010.911.0017.40.38流動(dòng)正常519.014.813.0017.50.45流動(dòng)正常624.018.815.0017.50.53流動(dòng)正常730.023.417.0017.80.60流動(dòng)正常837.028.919.0018.00.67流動(dòng)正常947.036.721.0018.10.74流動(dòng)正常1054.042.223.0018.40.81流動(dòng)正常1161.047.725.0018.70.88流動(dòng)正常1280.062.527.0018.80.95流動(dòng)正常1394.073.429.0019.51.02積水14113.088.331.0019.81.09液泛15144.0112.533.0020.21.16液泛16178.0139.135.0020.71.23液泛17216.0168.837.0021.41.25液泛填料吸收塔傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表(一)被吸收的氣體:純CO2;吸收劑:水;塔內(nèi)徑:100ｍｍ填料種類不銹鋼鮑爾環(huán)填料層高度(m)1.20CO2轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)m3／h0.200CO2轉(zhuǎn)子流量計(jì)處氨溫度℃13.6流量計(jì)處CO2的體積流量m3／h0.156空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)m3／h0.500水轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)300.0中和CO2用Ba(OH)2的濃度Ｍmol／l0.0514中和CO2用Ba(OH)3的體積ml10滴定用鹽酸的濃度Ｍmol／l0.1028滴定塔底吸收液用鹽酸的體積ｍl8.40滴定空白液用鹽酸的體積ｍl9.80樣品的體積ｍl10塔底液相的溫度℃8.6亨利常數(shù)E108Pa0.997塔底液相濃度CA1kmoI／m30.00822空白液相濃度CA2kmoI／m30.00103傳質(zhì)單元高度HLE-7kmol/(m3*Pa)5.57019平衡濃度CA1*10-2kmol/m21.6126平衡濃度CA2*10-2kmol/m31.0667平均推動(dòng)力△CAmkmoICO2／m20.0362液相體積傳質(zhì)系數(shù)ＫYam／s0.0018表五二氧化碳在水中的亨利系數(shù)E×10-5，kPa氣體溫度，℃0510152025303540455060CO20.7380.8881.051.241.441.661.882.122.362.602.873.46

項(xiàng)目五間歇反應(yīng)實(shí)訓(xùn)裝置一、BJXF-B間歇反應(yīng)實(shí)訓(xùn)裝置圖2-1、化學(xué)反應(yīng)過程實(shí)訓(xùn)裝置照片1開車前準(zhǔn)備和正常開停車實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1．1工藝文件準(zhǔn)備1.1.1能繪制間歇反應(yīng)工藝配管簡(jiǎn)圖1.1.2能識(shí)讀儀表聯(lián)鎖圖；能繪制主要間歇反應(yīng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.1.3能識(shí)記間歇反應(yīng)工藝技術(shù)文件1.1.4了解熱電阻溫度計(jì)的測(cè)溫