化工原理實驗課后思考題

1、5 流體流動阻力的測定實驗(1) 在 U 形壓差計上裝設(shè)“平衡閥”有何作用？在什么情況下它是開著的，又在什么情況下它應(yīng)該關(guān)閉的？答：平衡閥是用來改變流經(jīng)閥門的流動阻力以達到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對象是系統(tǒng)的阻力， 平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計計算的比例平衡分配， 各支路同時按比例增減， 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。平衡閥在投運時是打開的，正常運行時是關(guān)閉的。(2)為什么本實驗數(shù)據(jù)須在對數(shù)坐標(biāo)紙上進行標(biāo)繪？答：因為對數(shù)可以把乘、除變成加、減，用對數(shù)坐標(biāo)既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù)擴大取值范圍，使坐標(biāo)點更為集中清晰，作出來的圖一目了然。( 3)渦輪流量計的測量

2、原理時是什么，在安裝時應(yīng)注意哪些問題？答： 渦輪流量計通過流動帶動渦輪轉(zhuǎn)動， 渦輪的轉(zhuǎn)動通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成電信號， 渦輪轉(zhuǎn)速和流量有正比關(guān)系， 通過測量感應(yīng)電流大小即可得到流量大小。 渦輪流量計在安裝時必須保證前后有足夠的直管穩(wěn)定段和水平度。(4) 如何檢驗系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？答： 可通過觀察離心泵進口處的真空表和出口處壓力表的讀數(shù)， 在開機前若真空表和壓力表的讀數(shù)均為零，表明系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排干凈；( 5)結(jié)合本實驗，思考一下量綱分析方法在處理工程問題時的優(yōu)點和局限性答： 優(yōu)點： 通過將變量組合成無量綱群， 從而減少實驗自變量的個數(shù)，大幅地減少實驗次數(shù)， 避免大量實驗工作量。 具有由小

3、及大由此及彼 的功效。局限性：并不能普遍適用。6 離心泵特性曲線的測定實驗（ 1）離心泵在啟動前為什么要引水灌泵？如果已經(jīng)引水灌泵了，離心泵還是不能正常啟動，你認(rèn)為是什么原因？答： （ 1）防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生（ 2）水管中還有空氣沒有排除開閥門時，揚程極小，電機功率極大，可能會燒壞電機2 2） 為什么離心泵在啟動前要關(guān)閉出口閥和儀表電源開關(guān)？答：防止電機過載。因為電動機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 N 最小，電動機輸出功率也最小，不易被燒壞。而停泵時， 使泵體中的水不被抽空， 另外也起到保護泵進口處底閥的作用。3、為什么用泵的出口閥門調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么

4、優(yōu)缺點？還有其他方法調(diào)節(jié)流量？答：優(yōu)點：操作簡單，但是難以達到對流量的精細(xì)控制。確定損失能量，通過改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的串并聯(lián)4 4） 離心泵在其進口管上安裝調(diào)節(jié)閥門是否合理？為什么？答：不合理，在進口管路上安裝閥門會增大進口管路上的阻力，易引起汽蝕（ 5）為什么要在離心泵進口管的末端安裝底閥？答：離心水泵沒有抽真空的功能,水面必須超過葉輪才能工作,所以使前必須向水泵內(nèi)灌水,安裝的底閥是為了防剛灌的水跑掉.底閥是一個單向閥,只能進不能出.7 過濾常數(shù)的測定實驗（ 1）過濾實驗過濾剛開始時，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？答：因為剛開始的時候濾布沒有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會通過濾布，從而濾液是渾濁的

5、。當(dāng)一段時間后，待過濾液體中的固體會填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過濾布， 此時的液體就會變得清澈。（ 2）在恒定過濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？答： 因為剛開始時要生成濾餅， 等濾餅有一定厚度之后才能開始等壓過濾。（ 3）如果濾液的粘度比較大，可以采用什么措施來增大過濾速率？答： （ 1 ） 使用助濾劑， 改善濾餅特性；（ 2） 加熱濾漿， 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，降低過濾阻力（ 4）當(dāng)操作壓強增大一倍時，其K 值是否也增大一倍，是得到同樣的過濾量時，其過濾時間是否縮短一半？答：不是的，dv/d 0 =A2!A P/"r

6、v（v+ve）, dv/d 0是代表過濾速率，它隨著過濾的進行，它是一個逐漸減少的過程，雖然 P增大一倍，表面上是時間減少一倍， 單過濾速率減少， 所以過濾得到相同的濾液， 所需的時間不是原來的一半，比一半要多。（ 5）如若提高過濾速率，可以采取哪些工程措施答 : 過濾速率方程（ 6）在本實驗中數(shù)學(xué)模型方法的作用體現(xiàn)在哪些方面8 對流給熱系數(shù)的測定實驗（ 1）實驗中冷流體和蒸汽的流向，對傳熱效果有何影響 ?答：冷流體和蒸汽是并流時，傳熱溫度差小于逆流時傳熱溫度差，在相同進出口溫度下，逆流傳熱效果大于并流傳熱效果（ 2） 在蒸汽冷凝時，若存在不凝性氣體，你認(rèn)為會發(fā)生什么？答：不凝性氣體會減少制冷

7、劑的循環(huán)量，使制冷量降低。并且不凝性氣體會滯留在冷凝器的上部管路內(nèi)， 致使實際冷凝面積減小， 冷凝負(fù)荷增大，冷凝壓力升高，從而制冷量會降低。而且由于冷凝壓力的升高致使排氣壓力升高， 還會減少壓縮機的使用壽命。 應(yīng)把握好空氣的進入，和空氣的質(zhì)量。（ 3）實驗中，所測得的壁溫是靠近蒸氣側(cè)還是冷流體側(cè)溫度？為什么？答：靠近蒸氣溫度；因為蒸氣冷凝傳熱膜系數(shù)遠大于空氣膜系數(shù)。（ 4）在實驗中你是怎樣判斷系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)的？9 吸收塔的操作和吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定實驗（ 1） 吸收操作與調(diào)節(jié)的三要素是什么 ?它們對吸收過程的影響如何？答：吸收劑的進口濃度，溫度和流量為吸收操作和調(diào)節(jié)的三要素。當(dāng)氣體流量和濃度不

8、變時，增大吸收劑的流量，吸收速率增大，溶質(zhì)吸收量增加，氣體出口組成 y2 減小，回收率增大。吸收劑濃度減小，傳質(zhì)推動力增大，吸收劑溫度降低，平衡線下移，傳質(zhì)推動力增大。（ 2）從實驗結(jié)果分析Kya 的變化，確定本吸收過程的控制環(huán)節(jié)？（ 3）液封裝置的作用是什么?如何設(shè)計？答： 防止實驗過程中吸收劑從吸收塔底流出， 液封的目的是保證塔內(nèi)的操作壓強影響實驗結(jié)果。（1） U形管作液封時，為防止管頂部積存氣體， 影響液體排放， 應(yīng)在最高點處設(shè)置放空閥或設(shè)置與系統(tǒng)相連接的平衡管道。（2）為使在停車時能放凈管內(nèi)液體，一般在U 形管最低點應(yīng)設(shè)置放凈閥。 當(dāng)需要觀察管內(nèi)液體流動情況， 在出料管一側(cè)可設(shè)置視鏡。

9、（3）由于液體被夾帶或泄漏等原因造成液封液損失時，在工程設(shè)計中應(yīng)采取措施保持液封高度10精餾塔的操作和全塔效率的測定實驗1）在精餾塔操作過程中，塔釜壓力為什么是個重要操作參數(shù)？塔釜壓力與哪些因素有關(guān)？答：精餾是利用液體混合物中各組分的揮發(fā)度不同使之分離的單元操作，通過層層塔板液氣交換而達到精餾或者分離的目的。各物質(zhì)在不同壓力下其蒸汽分壓是不同的， 故其操作壓力是很重要的參數(shù)。 塔釜壓力與精餾各物質(zhì)的物理性質(zhì)， 與操作溫度和要求的精餾純度、 進料組成、進料流量、回流量、進板位置等因素都有關(guān)。（ 2）板式塔中氣液兩相的流動特點是什么？答：操作時液體在重力作用下,自上而下依次流過各層塔板,至塔底排出

10、；氣體在壓力差的推動下，自下而上依次穿過各層塔板，至塔頂排出。 每塊塔板上保持著一定深度的液層， 氣體通過塔板分散到液層中去，進行相際接觸傳質(zhì)。（ 3）操作過程中，欲增大回流比，采用什么方法？答：可以增加再沸器的溫度，增大蒸汽量；也可以減少塔頂餾分采出量。（ 4） 在實驗中， 當(dāng)進料量從4L/h 增加至 6L/h 時， 塔頂回流量減小，出料量也減小了，試分析解釋這現(xiàn)象。答：液相進料時，若進料量從4L/h 增加至 6L/h ，引起提餾段的回流也很快增加，從而引起提餾段溫度降低，全塔溫度下降，頂部餾出物中的輕組分純度提高。從而導(dǎo)致塔頂使得回流量和采出量都減少。（ 5）若由于塔頂采出率D/F 過大而

11、導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，在實驗過程中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？采取怎樣的調(diào)節(jié)措施才能使操作盡快發(fā)揮正常？答：在實驗過程中，塔內(nèi)輕組分將大量從塔頂餾出，塔內(nèi)各板上的輕組分的濃度將逐漸降低，重組分則逐漸積累，濃度不斷增大，最終導(dǎo)致塔頂產(chǎn)品濃度不斷降低， 產(chǎn)品質(zhì)量不合格。 保持塔釜加熱負(fù)荷不變，增大進料量和塔釜出料量， 減小塔頂采出量， 以迅速彌補塔內(nèi)的輕組分量， 使之盡快達到正常的濃度分布。 待塔頂溫度迅速下降至正常值時，再將進料量和塔頂，塔底出料量調(diào)節(jié)至正常操作數(shù)值。（6）如何根據(jù)靈敏板溫度TS和塔釜壓力pB的變化正確地進行精儲操作？答：靈敏板溫度升高說明重組分上移，溫度下降說明輕組分下移，特別是溫度下降時， 應(yīng)

12、提前加大塔頂采出或減少進料量， 必要時增加乙醇的采出， 避免輕組分下移到塔釜， 而造成塔底排出的殘液超標(biāo)。 塔釜壓力是精餾塔一個重要的操作控制參數(shù)。 當(dāng)塔內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重霧沫夾帶時。塔釜壓力將會增大。而當(dāng)塔釜壓力急劇上升時，表明塔內(nèi)已經(jīng)發(fā)生液泛。而如果塔釜壓力過小，表明塔內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重漏液。發(fā)生這些情況都應(yīng)該根據(jù)操作要求來做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。（ 7）在連續(xù)精餾實驗中，塔釜出料管沒有安裝流量計，如何判斷和保持全塔物料平衡？答： 判斷全塔物料是否平衡可從安裝在塔釜邊的壓力表判斷出， 如果進得多，采得少，則塔壓力差上升；反之塔壓差下降。 對于一個固定的精餾塔來說，塔壓差應(yīng)該在一定范圍內(nèi)。塔壓差過大，說明塔內(nèi)上升的

13、蒸汽速度過快，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛，破壞塔的正常操作；塔壓差過小，表明塔內(nèi)上升蒸汽的速度過小，塔板上的氣液湍動的程度過低、傳質(zhì)效果差，使塔板產(chǎn)生漏液，降低塔板效率11 萃取塔的操作和萃取傳質(zhì)單元高度的測定實驗（ 1）液液萃取設(shè)備與氣液傳質(zhì)設(shè)備的主要區(qū)別在哪里？在液液系統(tǒng)中，兩相間的重度差較小，界面張力也不大，所以從過程進行的流體力學(xué)條件看， 在液液相的接觸過程中， 能用于強化過程的慣性力不大，同時已分散的兩相，分層分離能力也不高。因此，對于 氣液接觸效率較高的設(shè)備，用于液液接觸就顯得效率不高。為了提高 液液相傳質(zhì)設(shè)備的效率，常常補給能量，如攪拌、脈動、振動等。為 使兩相逆流和兩相分離，需

14、要分層段，以保證有足夠的停留時間，讓 分散的液相凝聚，實現(xiàn)兩相的分離。(2)本實驗為什么不易用水作分散相，倘若用水作為分散相，操作 步驟是怎樣的，兩相分層分離段應(yīng)該設(shè)在塔頂還是塔底。(3)重相出口為什么采用 形管， 形管的高度是怎么確定的。(4)什么是萃取塔的液泛，在操作過程中，你是怎樣確定液泛速度 的。(5)對液液萃取過程來說是否外加能量越大越有利。12干燥速率曲線的測定實驗(1)測定速率曲線有什么理論或應(yīng)用意義？(2)(3)空氣的進口溫度是否越高越好？13流量計流量校正實驗(1)為什么測試中要保持系統(tǒng)的滿灌？答：離心泵的安裝高度高于水梢中液面高度的普通離心泵， 因為離心 泵不灌水很難排掉泵內(nèi)的空氣，導(dǎo)致泵空轉(zhuǎn)而不能排水。離心泵的安 裝高度低于水梢中液面高度或自吸泵已排完氣時開泵前不需給泵灌水。（ 2）為什么測試系統(tǒng)要排氣，如何正確排氣？答： （ 1）若測試系統(tǒng)未進行排氣，流量計管徑中有氣