化工原理實(shí)驗(yàn)上冊(cè)-知識(shí)點(diǎn)總結(jié)-歸納-華東理工大學(xué)-華理-實(shí)驗(yàn)考試適用

1、化工原理實(shí)驗(yàn)上冊(cè)知識(shí)點(diǎn)歸納 Veeny量綱分析法量綱分析法是通過(guò)將變量組合成無(wú)量綱數(shù)群，從而減少實(shí)驗(yàn)自變量的個(gè)數(shù)，大幅度地減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，不需要對(duì)過(guò)程機(jī)理有深刻全面的了解?？梢杂啥ɡ砑右宰C明。缺點(diǎn)是降低的工作量有限、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用僅限于實(shí)驗(yàn)范圍，無(wú)法分析各種變量對(duì)過(guò)程的影響。過(guò)程分解與合成法將一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程分解為聯(lián)系較少或相對(duì)獨(dú)立的子過(guò)程，再聯(lián)系起來(lái)。優(yōu)點(diǎn)是從簡(jiǎn)到繁，先局部后整體，大幅減少試驗(yàn)次數(shù)。na+nb 缺點(diǎn)是子過(guò)程的最優(yōu)不等于整個(gè)過(guò)程的最優(yōu)。數(shù)據(jù)處理：列表法、圖示法（座標(biāo)分度比例的確定）、數(shù)學(xué)函數(shù)法。誤差：系統(tǒng)誤差（一起、環(huán)境）、隨機(jī)誤差（不可控、肉眼，波動(dòng)）、過(guò)失誤差壓力： 液柱式壓力

2、計(jì)：U型（倒U型）液柱壓力計(jì)、單管液柱壓力計(jì) 、傾斜式壓力計(jì) 優(yōu)：精度高 彈簧式壓力計(jì)：彈簧管 、膜式微壓計(jì)、波紋管式 優(yōu)：范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便宜。缺：受溫度影響。 電氣式壓力計(jì)：快速變化的。 穩(wěn)定：3/4 不穩(wěn)定：1/32/3溫度： 接觸式： 熱膨脹（玻璃液體、桿式精度不高）、熱電偶、熱電阻 非接觸式：熱輻射式高溫計(jì)流量： 速度式流量計(jì)：孔板和文丘利流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)(小流量)、渦輪流量計(jì)。粘度高：耙式 體積式流量計(jì)：濕式氣體流量計(jì)、皂膜流量計(jì)（氣體，小流量） 質(zhì)量式流量計(jì)：直接式，補(bǔ)償式。不受壓強(qiáng)、溫度、粘度等影響。流體流動(dòng)阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在管壁相對(duì)粗糙度/d 一定時(shí)，測(cè)定流體

3、流經(jīng)直管的摩擦阻力，確定摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re 之間的關(guān)系：測(cè)定流體流經(jīng)閥門(mén)或彎頭及其它管件時(shí)的局部阻力系數(shù)。 要求掌握用因次分析法處理管路阻力問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法， 并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定和 Re；流量閥門(mén)開(kāi)度流速流量計(jì)P：2個(gè)壓差計(jì)密度：溫度計(jì)再配上變頻器、水槽、泵、閥門(mén)、管件等組建成以下循環(huán)管路。計(jì)算：u=q/A Re= 得Re hf = 得與hf 同理h得為什么本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)須在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？答：對(duì)數(shù)可以把乘、除因變成加、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)更為集中清晰，作出來(lái)的圖一目了然。掌握管“平衡閥”的功能和用法；用來(lái)改變流經(jīng)閥門(mén)的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)

4、流量的目的，其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力，平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配，各支路同時(shí)按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡閥在投運(yùn)時(shí)是打開(kāi)的，正常運(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的。熟悉各種壓力計(jì)、流量計(jì)的正確使用方法。 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(jiǎn)單，使用方便、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。實(shí)驗(yàn)步驟1.關(guān)閉出口閥，打開(kāi)兩個(gè)平衡閥，打開(kāi)光滑管引壓閥、光滑管切換閥、彎頭引壓閥，關(guān)閉其它所

5、有閥；打開(kāi)引水閥灌泵，放氣（開(kāi)關(guān)3次），然后關(guān)閉引水閥；檢查出口閥處于關(guān)閉狀態(tài)；啟動(dòng)泵。2.系統(tǒng)排氣（1）總管排氣：出口閥開(kāi)足5秒后關(guān)閉，重復(fù)三次，目的為了使總管中的大部分氣體被排走。（2）引壓管排氣：依次對(duì)4個(gè)放氣閥進(jìn)行排氣，開(kāi)、關(guān)三次。（3）壓差計(jì)排氣：關(guān)閉2個(gè)平衡閥，重復(fù)（2）步驟。3.檢驗(yàn)排氣是否徹底是將控制閥開(kāi)至最大，再關(guān)至為零，看壓差變送器計(jì)讀數(shù)，若前后讀數(shù)相等，則判斷系統(tǒng)排氣徹底；若前后讀數(shù)不等，則重復(fù)上述23步驟。泵出口壓力表最大，真空表最小。4.由于系統(tǒng)的流量計(jì)量采用渦輪流量計(jì)，其小流量受到結(jié)構(gòu)的限制，因此，從大流量做起，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。5.實(shí)驗(yàn)布點(diǎn) 先將控制閥開(kāi)至最大，讀

6、取流量顯示儀讀數(shù)qv大，在qv大和流量為0.2之間布15個(gè)點(diǎn)，考慮實(shí)驗(yàn)的合理布點(diǎn)，遵從大流量時(shí)少布點(diǎn)，小流量時(shí)多布點(diǎn)的原則。6.光滑管阻力和彎頭局部阻力的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)平衡閥，關(guān)閉阻力控制閥；7.切換流體至粗糙管和閥門(mén)，關(guān)閉其它所有閥；8.重復(fù)步驟5，得到粗糙管阻力和彎頭局部阻力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。9.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)平衡閥，關(guān)閉阻力控制閥，打開(kāi)離心泵控制閥，進(jìn)行離心泵特性曲線測(cè)定。離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定一定轉(zhuǎn)速下的離心泵特性曲線泵的特性是指泵在一定轉(zhuǎn)速下，其揚(yáng)程、功率、效率 與流量關(guān)系。要求熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)并掌握其操作方法；液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體在離心力作用下產(chǎn)生高速度，告訴

7、液體經(jīng)過(guò)逐漸擴(kuò)大的泵殼通道，動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。1、離心泵啟動(dòng)前為什么要先灌水排氣？答：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。2、啟動(dòng)泵前為什么要先關(guān)閉出口閥，待啟動(dòng)后，再逐漸開(kāi)大？而停泵時(shí)，也要先關(guān)閉出口閥？答：防止電機(jī)過(guò)載。因?yàn)殡妱?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。而停泵時(shí)，使泵體中的水不被抽空，另外也起到保護(hù)底閥的作用。3、 啟動(dòng)離心泵時(shí)，為什么先要按下功率表分流開(kāi)關(guān)綠色按鈕？ 答：為了保護(hù)功率表。4、 離心泵特性曲線測(cè)定過(guò)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)。5、離心泵流量增大時(shí)，壓力表與真空

8、表的數(shù)值如何變化？為什么？答：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)越小。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，入口處壓強(qiáng)就應(yīng)該越小，而真空度越大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。6、 為什么調(diào)節(jié)離心泵的出口閥門(mén)可調(diào)節(jié)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)節(jié)泵的流量？ 答：調(diào)節(jié)出口閥門(mén)開(kāi)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)節(jié)其流量。這種方法優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷、流量可以連續(xù)變化，缺點(diǎn)是閥門(mén)關(guān)小時(shí)，增大流動(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。7、什么情況下會(huì)出現(xiàn)“汽蝕”

9、現(xiàn)象？答：當(dāng)泵的高度過(guò)高，使泵內(nèi)壓力低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過(guò)程中引起的剝蝕現(xiàn)象。8、 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)，通常稱(chēng)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佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍，稱(chēng)為泵的高效率區(qū)。9、離心泵在其進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥門(mén)是否合理？為什么？答：不合理，因?yàn)樗畯乃鼗蛩漭斔偷剿每康氖且好嫔系拇髿鈮号c泵入口處真空度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，將水從水箱壓入泵體，在進(jìn)口管安裝閥門(mén)，無(wú)疑增大這一段管路的阻力，而使流體無(wú)足夠的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)這一流動(dòng)過(guò)程。1

10、0、 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)肯定產(chǎn)生阻力而耗能。既不耗能，又能防止水倒流，這是最好不過(guò)的了。11、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)底閥的作用學(xué)會(huì)用直接實(shí)驗(yàn)法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)并測(cè)定離心泵的特性曲線；對(duì)泵的進(jìn)出口取1-1截面與2-2截面，建立機(jī)械能衡算式： +h1+He=+h2+ (1) He= (2)從方程式(2)可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)規(guī)劃方法是：P1實(shí)驗(yàn)裝置中

11、在泵的進(jìn)口管上裝有真空表； P2實(shí)驗(yàn)裝置中在泵的出口管上裝有壓力表；和溫度有關(guān)，由溫度計(jì)測(cè)量流體溫度；由功率表計(jì)量電機(jī)輸入功率Pa；u管路中需安裝流量計(jì)，確定流體的流速u(mài)，欲改變u需閥門(mén)控制；除以上儀表外，配上泵、變頻器、管件、閥門(mén)、水槽等部件組合成循環(huán)管路。實(shí)驗(yàn)操作原理是：按照管路特性曲線和泵特性曲線的交點(diǎn)作為泵的工作點(diǎn)這原理，改變管路阻力可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度加以實(shí)現(xiàn)，使管路特性曲線上的工作點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，再將一系列移動(dòng)的工作點(diǎn)的軌跡連接起來(lái)，就是泵的揚(yáng)程曲線。計(jì)算： He= Pe=HeQg=Pe/P軸熟悉功率表的正確使用方法；選擇-連接-讀數(shù)掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差分析確定直角坐標(biāo)分度比例的方法。 為

12、了得到理想的圖形，在已知量和的誤差與的情況下，比例尺的取法應(yīng)使實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)”的邊長(zhǎng)為，并且使，則X軸的比例尺M(jìn)x為：1/X mm， 過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在恒壓操作條件下測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K和 qe。 要求掌握用數(shù)學(xué)模型法處理過(guò)濾問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法，過(guò)濾問(wèn)題的處理方法(1)過(guò)濾操作是非定態(tài)操作，但由于濾餅厚度變化緩慢，可視為擬定態(tài)過(guò)程。(2)過(guò)濾操作阻力大，流體通過(guò)顆粒床層是一種極慢流動(dòng)，視為爬流，阻力損失取決于顆粒表面積。數(shù)學(xué)模型的步驟 將復(fù)雜的真實(shí)過(guò)程簡(jiǎn)化成易于用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)的物理模型； 對(duì)所得的物理模型進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，即建立數(shù)學(xué)模型； 通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)學(xué)模型的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)并測(cè)定模型參數(shù)。過(guò)濾問(wèn)題的

13、數(shù)學(xué)模型方法將流體通過(guò)真實(shí)的濾餅床層的復(fù)雜過(guò)程簡(jiǎn)化為流體通過(guò)一組平行管束的簡(jiǎn)單過(guò)程，后者一組平行管束即為簡(jiǎn)化了的物理模型，并假設(shè)前后二者：比表面積a相等；空隙率相等。并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)濾常數(shù) K和 qe；t：計(jì)算機(jī)采集q：清液體積數(shù)K：需要恒定壓力步驟：1、安裝過(guò)濾器（底座，支撐板（孔面朝下），濾布（先潤(rùn)濕）濾框，分布板，蓋板，螺母）2、先把壓力調(diào)到最大，開(kāi)物料泵，均勻后測(cè)波美度(1.02%-1.04%)，檢查濾液放盡閥是否關(guān)閉。3、打開(kāi)軟件，輸入。一個(gè)同學(xué)操作計(jì)算機(jī)（一有濾液就按），一個(gè)同學(xué)放氣3次，然后一個(gè)同學(xué)調(diào)節(jié)壓力，恒壓后再按一下鼠標(biāo)。 掌握用最小二乘法和作圖法求取過(guò)濾常數(shù)的方法；熟

14、悉過(guò)濾設(shè)備的一般構(gòu)造。1、過(guò)濾剛開(kāi)始時(shí)，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候?yàn)V布沒(méi)有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會(huì)通過(guò)濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后，待過(guò)濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過(guò)濾布，此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。2、在恒定過(guò)濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之后才能開(kāi)始等壓過(guò)濾。3、恒壓過(guò)濾時(shí)，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，過(guò)濾速率如何變化？答：因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，濾餅不斷變厚致使阻力逐漸增加，因而過(guò)濾速率逐漸變小。4、如果濾液的粘度比較大，你考慮用什么方法改善過(guò)濾速率？答：（1）使用助濾劑，改善濾餅特性；（2）加熱

15、濾漿，降低濾液粘度；（3）使用絮凝劑，改變顆粒聚集狀態(tài)；（4）限制濾餅厚度，降低過(guò)濾阻力、5、 恒壓過(guò)濾時(shí),欲增加過(guò)濾速率,可行的措施有哪些?A.添加助濾劑 B.控制過(guò)濾溫度 C.選擇合適的過(guò)濾介質(zhì) D.控制濾餅厚度6、當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，其K值是否也增大一倍，是得到同樣的過(guò)濾量時(shí)，其過(guò)濾時(shí)間是否縮短一半？答：不是的，dv/d=A2P/rv(v+ve), dv/d是代表過(guò)濾速率，它隨著過(guò)濾的進(jìn)行，它是一個(gè)逐漸減少的過(guò)程，雖然P增大一倍，表面上是時(shí)間減少一倍，但過(guò)濾速率減少，所以過(guò)濾得到相同的濾液，所需的時(shí)間不是原來(lái)的一半，比一半要多。流體對(duì)流給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定飽和水蒸

16、汽和冷水在套管換熱器中對(duì)流傳熱管內(nèi)、管外的對(duì)流給熱系數(shù)i和o；測(cè)定總傳熱系數(shù)K。 要求掌握用因次分析法處理流體對(duì)流傳熱問(wèn)題、用過(guò)程分解與合成的方法解決整個(gè)傳熱過(guò)程問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定1、0和 K，qc-空氣流量計(jì)1個(gè)；t1、 t2 -冷流體進(jìn)、出口溫度計(jì)2個(gè)；T-水蒸汽溫度計(jì)1個(gè)；tw上、 tw下 -上壁溫、下壁溫 熱電偶溫度計(jì)2個(gè)；P -裝1個(gè)壓力表；實(shí)驗(yàn)步驟：流程：蒸汽發(fā)生爐電加熱板產(chǎn)生蒸汽，通過(guò)管道輸送到套管換熱器，進(jìn)入套管殼層，進(jìn)行熱交換產(chǎn)生冷凝液沿銅管管壁流回蒸汽發(fā)生爐。冷空氣通過(guò)氣源，經(jīng)過(guò)流量計(jì)（旁路，出去的多進(jìn)來(lái)的就少），送到換熱器底部（t1），熱交換后到頂層（t2）。水蒸氣溫度設(shè)定為105，由溫控儀控制。測(cè)壁溫的2個(gè)熱電偶溫度計(jì)在銅管表面。一共5個(gè)溫度。t2穩(wěn)定5分鐘后采集一組。配上套管換熱器、蒸汽發(fā)生爐、疏水器、閥門(mén)管路、涼水塔系統(tǒng)組成如下實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)作圖和（或）最小二乘法求取努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re和普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr 之間的關(guān)系；了解并分析影響對(duì)流給熱系數(shù)的工程因素和強(qiáng)化傳熱的途徑，A流體的物理性質(zhì)：密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度B 引起對(duì)流的原因：自然、強(qiáng)制C、流體的流動(dòng)形態(tài) 層流 比湍流小D、流體的相態(tài)變化E、傳熱面的幾何尺寸傳熱的阻力主要在邊界層強(qiáng)化傳熱： 1）增大傳熱面積A2）增大平均溫度差 3）增大