化工原理實(shí)驗(yàn)思考題及答案

1、化工原理實(shí)驗(yàn)思考題(填空與簡(jiǎn)答) 一、填空題：1.孔板流量計(jì)的C Re關(guān)系曲線應(yīng)在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪。2.孔板流量計(jì)的VsR關(guān)系曲線在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上應(yīng)為直線。3.直管摩擦阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)是測(cè)定入與Re_的關(guān)系，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)4.單相流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)是測(cè)定 直管阻力 和 局部阻力。5.啟動(dòng)離心泵時(shí)應(yīng) 關(guān)閉出口閥和功率開關(guān)。6.流量增大時(shí)離心泵入口真空度 增大 出口壓強(qiáng)將 減小。7.在精餾塔實(shí)驗(yàn)中，開始升溫操作時(shí)的第一項(xiàng)工作應(yīng)該是開循環(huán)冷卻水。8.在精餾實(shí)驗(yàn)中，判斷精餾塔的操作是否穩(wěn)定的方法是塔頂溫度穩(wěn)定9.在傳熱實(shí)驗(yàn)中隨著空氣流量增加其進(jìn)出口溫度差的變化趨勢(shì)：進(jìn)出口溫差隨空氣流量增加而減小。10.

2、在傳熱實(shí)驗(yàn)中將熱電偶冷端放在冰水中的理由是減小測(cè)量誤差。11.萃取實(shí)驗(yàn)中_水_為連續(xù)相，煤油 為分散相。12.萃取實(shí)驗(yàn)中水的出口濃度的計(jì)算公式為CE1VR(CR1CR2)/VE。13.干燥過(guò)程可分為 等速干燥 和 降速干燥。14.干燥實(shí)驗(yàn)的主要目的之一是掌握干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定方法。15.過(guò)濾實(shí)驗(yàn)采用懸浮液的濃度為5%,其過(guò)濾介質(zhì)為帆布 。16.過(guò)濾實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容測(cè)定某一壓強(qiáng)下的過(guò)濾常數(shù)。17.在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系上求取斜率的方法為：需用對(duì)數(shù)值來(lái)求算，或者直接用尺子在坐標(biāo)紙上量取線段長(zhǎng)度求取。18.在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉手動(dòng)電氣調(diào)節(jié)儀表的順序一般為：先將手動(dòng)旋鈕旋至零位，再關(guān)閉電源。19.實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、束后應(yīng) 清掃現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生，合格后方可離開。20.在做實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理有一個(gè)特別要求就是：要有一組 數(shù)據(jù)處理的計(jì)算示例 。21.在阻力實(shí)驗(yàn)中，兩截面上靜壓強(qiáng)的差采用倒U形壓差計(jì)測(cè)定。22.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中各變量的關(guān)系可表示為表格，圖形和公式.23.影響流體流動(dòng)型態(tài)的因素有流體的流速、粘度、溫度、尺寸、形狀等.24.用飽和水蒸汽加熱冷空氣的傳熱實(shí)驗(yàn)，試提出三個(gè)強(qiáng)化傳熱的方案（1）增 加空氣流速（2）在空氣一側(cè)加裝翅片（3）定期排放不凝氣體。25.在精餾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中需要確定進(jìn)料的熱狀況參數(shù)q值，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定進(jìn)料量、進(jìn)料溫度、進(jìn)料濃度等。26.干燥實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中要先開鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)后再開電熱器，以防

4、燒壞加熱絲。27.在本實(shí)驗(yàn)室中的精餾實(shí)驗(yàn)中應(yīng)密切注意釜壓，正常操作維持在，如果達(dá)到，可能出現(xiàn)液泛，應(yīng)減少加熱電流（或停止加熱），將進(jìn)料、回流和產(chǎn)品閥關(guān)閉，并作放空處理，重新開始實(shí)驗(yàn)。28.流體在流動(dòng)時(shí)具有三種機(jī)械能：即位能，動(dòng)能，壓力能。這三種 能量可以互相轉(zhuǎn)換。29.在柏努利方程實(shí)驗(yàn)中，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）為靜壓頭，它反映測(cè)壓 _處液體的壓強(qiáng)大小；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。30.測(cè)量流體體積流量的流量計(jì)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板

5、流量計(jì)和渦輪流量計(jì)。31.在精餾實(shí)驗(yàn)中，確定進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)q需要測(cè)定進(jìn)料溫度，進(jìn)料濃度參數(shù)。32.在本實(shí)驗(yàn)室的傳熱實(shí)驗(yàn)中，采用套管式換熱器加熱冷空氣，加熱介質(zhì)為 飽和水蒸汽，可通過(guò)增加空氣流量達(dá)到提高傳熱系數(shù)的目的。33.在干燥實(shí)驗(yàn)中，要先開風(fēng)機(jī)，而后再打開加熱以免燒壞加熱絲。34.在流體流動(dòng)形態(tài)的觀察實(shí)驗(yàn)中，改變雷諾數(shù)最簡(jiǎn)單的方法是改變流量35.（1）離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是出口閥門調(diào)節(jié)；（2）容積式泵常用的調(diào) 節(jié)方法是旁路調(diào)節(jié)。36.流體流過(guò)轉(zhuǎn)子流量時(shí)的壓強(qiáng)降隨其流量增大而不型壓差計(jì)不可能測(cè)出的值為絕對(duì)壓38.在不同條件下測(cè)定直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的數(shù)據(jù)，能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上只有管粗糙度相等

6、時(shí)才能39.對(duì)本實(shí)驗(yàn)室的傳熱實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為提高空氣的流速方案對(duì)強(qiáng)化傳熱在工程 中是可行的。40.以水作實(shí)驗(yàn)流體所測(cè)得的直管阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系適用于牛頓型流 體41.當(dāng)管子放置的角度或水流方向改變時(shí)，流速不變，其能量損失不 _42.離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的揚(yáng)程與流量（H-Q）曲線為已知，現(xiàn)增大轉(zhuǎn)速， 此時(shí)HQ線會(huì)上移43.用皮托管放在管中心處測(cè)量時(shí)，其U形管壓差計(jì)的讀數(shù)R反映管中心處IX的動(dòng)能44.某填料塔用水吸收空氣中的氨氣，當(dāng)液體流量和進(jìn)塔氣體的濃度不變時(shí)，增大混合氣體的流量，此時(shí)仍能進(jìn)行正常操作，則尾氣中氨氣的濃度增大_45.在干燥實(shí)驗(yàn)中，提高空氣的進(jìn)口溫度則干燥速率提高；若提高進(jìn)口空氣的

7、濕度則干燥速率降低。二、簡(jiǎn)答題1.為什么實(shí)驗(yàn)測(cè)定前首先要趕盡設(shè)備和測(cè)壓管中的空氣？怎樣排氣？答：若不排氣，則實(shí)驗(yàn)過(guò)程中流量計(jì)與U形管示數(shù)不穩(wěn)，不易讀數(shù)，且實(shí)驗(yàn) 誤差大。啟動(dòng)泵，打開局部阻力測(cè)定閥，直管阻力，三通閥值水平位置，將 測(cè)壓閥全部打開，將流量調(diào)至最大，排出導(dǎo)管中氣泡，然后關(guān)閉流量至0，若倒置U形管中兩液柱高度差為0,則氣泡排盡，反之則沒排盡。2.試驗(yàn)中如何選擇用差壓變送器和倒置U形管壓差計(jì)？為什么？寫出差壓計(jì) 算公式？答：當(dāng)p較小時(shí)，U形管能滿足時(shí)用倒置U形管壓差計(jì)；當(dāng)厶p較大時(shí)，U形管無(wú)法滿足時(shí)用壓差變送器。U形管壓差計(jì)：Pi-P2=PgR,換算得1mmHO=壓差變速器：p=()O3

8、.單相流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)所得的 Re曲線能否用于空氣？為什么？答：不能，由入=竺？-及Re二吒而水空氣，空氣工卩水。l u4.單相流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)中測(cè)定局部阻力系數(shù)的方法原理是什么？答：如圖由hf上U2得Pf二2u其中設(shè)計(jì)線段AB=Bc線段cb=ab5.在流量計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中，得到孔板流量計(jì)的標(biāo)定曲線為一直線，其理論依據(jù)是什么？測(cè)定流量計(jì)標(biāo)定曲線有什么意義？答：VCA.,2gR KR0.5等式兩邊取對(duì)數(shù)：logVs0.5log R log K為一直線方程；測(cè)定流量計(jì)標(biāo)定曲線后，可根據(jù)R值直接查取Vs。6.孔板流量計(jì)的特點(diǎn)是什么？測(cè)定C Re關(guān)系曲線有什么意義？答：孔板流量計(jì)制造簡(jiǎn)單、安裝方便、反應(yīng)靈

9、敏，但流體流經(jīng)孔板的能量損 失大。通過(guò)測(cè)定的CRe關(guān)系曲線，可選定流量計(jì)的測(cè)量范圍（C為定值的區(qū) 域）。7.為什么測(cè)試系統(tǒng)要排氣，如何正確排氣？答：（1）若測(cè)試系統(tǒng)未進(jìn)行排氣，流量計(jì)管徑中有氣泡，則所測(cè)得的壓力差并非定值，從而對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。（2）加緊夾子B、C,打開AD E,將試 樣管內(nèi)流量開至最大，當(dāng)導(dǎo)管中水從A中流出時(shí)，加緊D E,再緩緩打開夾 子B,使左側(cè)液面下降至中間左右，加緊B,再打開C,直至液面下降至中間 左右，加緊C,最后加緊A,關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，讓試管內(nèi)流量為0,打開夾子D E,看倒置U形管的讀數(shù)是否為0,若為0,則說(shuō)明空氣被排盡，若不為0, 則繼續(xù)重復(fù)上述操作，直至讀數(shù)為0為

10、止。8.在使用渦輪流量計(jì)時(shí)，用公式Vs=f/k,由f值求Vs時(shí)，若Vs小于或大于 流量計(jì)標(biāo)定時(shí)的測(cè)量范圍，所求之Vs值可靠嗎？為什么？答：不可靠，因?yàn)橛脺u輪流量計(jì)在其量程內(nèi)的特性曲線魏直線，若不在標(biāo)定范圍，則誤差較大，所求Vs不可靠。9.什么情況下， 開泵前要給泵灌水？為什么？什么情況下， 開泵前不需給泵 灌水？ 答：離心泵的安裝高度高于水槽中液面高度的普通離心泵，因?yàn)殡x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 槽中液面高度或自吸泵已排完氣時(shí)開泵前不需給泵灌水。10.什么情況下會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象？答：離心泵是靠貯液槽液面與泵入口壓力差（Po-Pi）吸入液體，若P

11、。一定, 則泵安裝位置離液面的高度越高，P1越低，當(dāng)安裝高度達(dá)到一定值，使泵內(nèi) 最低壓力降至輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體在該處氣化，或者是溶 解在液體中的氣體形成氣泡。含氣泡的液體進(jìn)入葉輪的高壓區(qū)后，氣泡迅速 凝聚或者破裂，氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍液體以高速涌向氣泡中心， 產(chǎn)生壓力極大，頻率極高的沖擊，即出現(xiàn)氣蝕。泵會(huì)因漏入空氣而使泵內(nèi)流 體的平均密度下降， 若平均密度下降嚴(yán)重， 泵將無(wú)法吸上液體， 稱為“氣縛” 現(xiàn)象11為什么調(diào)節(jié)離心泵的出口閥門可調(diào)節(jié)其流量？這種方法有什么利弊？是 否有其它方法調(diào)節(jié)流量？ 答：調(diào)節(jié)泵的出口閥的開度便改變了管路特性曲線， 從而改變了泵的工作點(diǎn)。 此法

12、操作簡(jiǎn)便，工程上廣泛采用，其缺點(diǎn)是關(guān)小閥門時(shí)，額外增加了動(dòng)力消 耗，不夠經(jīng)濟(jì)。其它方法有：（1）改變泵的特性：在冬季和夏季送水量相差較大時(shí)，用比例定律或切割 定律改變泵的性能參數(shù)或特性曲線，此法甚為經(jīng)濟(jì)。（2）泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作： 泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作按下列三個(gè)原則選 擇：?jiǎn)闻_(tái)泵的壓頭低于管路系統(tǒng)所要求的壓 頭時(shí)，只能選擇泵的串聯(lián)操作；對(duì)高阻型管 路系統(tǒng)（即管路特性曲線較陡，如圖2-3中 曲線1），兩臺(tái)泵串聯(lián)時(shí)可獲得較大流量，如 圖中的Q（串聯(lián)）Q（并聯(lián)）Qi（單臺(tái)）； 對(duì)低阻型管路系統(tǒng)（即管路特性曲線較平 - 坦，如圖2-3中曲線2），兩臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)可獲 得較大流量，如圖中的Q（并聯(lián)） Q（串聯(lián)

13、）Q2（單臺(tái)）。12.為什么離心泵啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥？答：開閥門時(shí)，揚(yáng)程極小，電機(jī)功率極大，可能會(huì)燒壞電機(jī)13.流量增大時(shí)，離心泵入口處真空表讀數(shù)與出口處壓力表的讀數(shù)如何變化？試分析之答：離心泵入口處真空度由小變大，出口 處壓強(qiáng)由大變小。在水槽面與入口列機(jī)械能衡算方程得:2嘗HgHf0i，隨著Q增大動(dòng)壓頭及摩擦壓頭增加而位壓頭不變，故真空表 的讀數(shù)將變大。根據(jù)離心泵的基本方程，對(duì)于后彎葉片，在泵的葉輪尺寸和轉(zhuǎn)速一定的條件下，流量加大，泵的壓頭下降，因而泵的出口壓強(qiáng)表的讀數(shù)P2將流量Q的加大而降低。由機(jī)械能衡算方程也可得到這一結(jié)論。14.為什么在離心泵進(jìn)口管下要安裝底閥？答：底閥是一個(gè)單向閥，只

14、能進(jìn)不能出。由于離心水泵沒有抽真空的功能， 而離心泵在水面超過(guò)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止灌入的水漏掉。.15.流量調(diào)節(jié)閥可以安裝在吸入管上嗎？為什么？答：流量調(diào)節(jié)閥不可以安裝在吸入管上。因?yàn)?，如果流量調(diào)節(jié)閥設(shè)在吸入管 上可能引起離心泵空轉(zhuǎn)或是產(chǎn)生空洞引起劇烈震動(dòng)，從而損壞設(shè)備。16.在恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中，為什么過(guò)濾開始時(shí)，濾液常常有一點(diǎn)混濁，過(guò)一定 時(shí)間才轉(zhuǎn)清？答：過(guò)濾開始時(shí)由一些細(xì)小顆粒穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)使濾液混濁，過(guò)一段時(shí)間后， 顆粒在過(guò)濾介質(zhì)孔間發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，阻礙細(xì)小顆粒通過(guò)，則濾液變清。17.過(guò)濾壓強(qiáng)增加一倍后，得到同一濾液量所需的時(shí)間是否也減少一半？為 什

15、么？答：不是，V定的條件下，0 +不僅與P有關(guān)還與濾餅壓縮指數(shù)s有關(guān)，對(duì)不可壓縮濾餅s=0,0與厶P成反比。18.隨著空氣流量的變化，空氣出口溫度有何變化？為什么？答：溫度逐漸降低，因?yàn)橛捎赒=gc(t2-t1)=pVCc(t2-t1),當(dāng)Q一定時(shí)，Vc增加，t2降低。19.為什么要將熱電偶冷端插入冰水中？答：將熱電偶冷端插入冰水中是為了保證冷端補(bǔ)償電偶恒為0C,以便于作20.傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu8。4適用什么條件？答：流體無(wú)相變，低黏度流體在圓形直管中作強(qiáng)制對(duì)流Re104Pr=LD6021.從干燥速率曲線看，干燥基本上可分為等速干燥（水分含量高時(shí)）和降 速干燥（水分含量低時(shí)），試討論其原因。答

16、：當(dāng)物料表面溫度升至空氣狀態(tài)的濕球溫度時(shí)，干燥進(jìn)入恒速階段，此時(shí) 空氣傳給物料的顯熱等于水分氣化所需的潛熱，物料表面溫度維持在濕球溫 度不變，物料含水量下降，干燥速率不變；干燥進(jìn)入降速階段后，物料開始 升溫，熱空氣傳給物料的熱量一部分用于加熱物料，另一部分用于水分氣化 在此階段內(nèi)干燥速率隨物料含水量減少而下降。22.在保證干燥質(zhì)量的前提下，怎樣可以合理地提高干燥速率？答：影響干燥速率的主要因素有：固體物料的種類和性質(zhì)；固體物料層的厚 度或顆粒大??；空氣的濕度、溫度和流速；空氣與固體物料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式。 因此，提高空氣溫度和流速，降低空氣的濕度，減少物料層的厚度或增大物 料層的表面積都可以提高干

17、燥速率.24.板式塔氣液兩相的流動(dòng)特點(diǎn)是什么？答：液相為連續(xù)相，氣相為分散相。25.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)回流比由R=4增加至無(wú)窮大時(shí)，塔頂產(chǎn)品的濃度增加， 塔頂產(chǎn)品的產(chǎn)量減少，這對(duì)于化工設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中回流比的選擇有什么指導(dǎo)意 義？答：精餾操作中，由精餾塔塔頂返回塔內(nèi)的回流液流量L與塔頂產(chǎn)品流量D的比值，即R二L/D。回流比的大小，對(duì)精餾過(guò)程的分離效果和經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。增大回流比，可減少分離所需的理論塔板數(shù)，同時(shí)回流比的增大， 必要求塔釜產(chǎn)生的蒸汽量相應(yīng)增加。當(dāng)減少回流比至某一數(shù)值時(shí)，理論上為 達(dá)到指定分離要求所需板數(shù)趨于無(wú)窮大，這是回流比的下限，稱為最小回流 比。26.是否精餾塔越高產(chǎn)量就越大

18、？將精餾塔加高，能否得到無(wú)水酒精？答：不一定，因精餾塔的產(chǎn)量由進(jìn)料量及分離要求而定； 不能得到無(wú)水酒精， 因塔頂濃度還受物料衡算及理論板限制。27.精餾塔在操作過(guò)程中，由于塔頂采出率太大而造成產(chǎn)品不合格時(shí)，恢復(fù) 正常最快，最有效的辦法是什么？答：保持塔釜加熱負(fù)荷不變，增大進(jìn)料量和塔釜出料量，減少塔頂采出率， 使得精餾塔在DXvFXvWX條件下操作一段時(shí)間，使之盡快達(dá)到正常濃度，等 塔頂溫度正常的時(shí)候，再將進(jìn)料量，塔頂塔底出料量調(diào)到正常值。28.萃取過(guò)程中如何選擇分散相？答：萃取分散相選擇的原則：1）為了增加相際接觸面積，一般將流量大的一相作為分散相，但如果兩相的 流量相差很大，并且所選用的萃取

19、設(shè)備具有較大的軸向混合現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)將 流量小的一相作為分散相，以減小抽向混合。2）應(yīng)充分考慮界面張力變化對(duì)傳質(zhì)面積的影響，對(duì)于o的系統(tǒng)，即系統(tǒng)dx的界面張力隨溶質(zhì)濃度增加而增加的系統(tǒng)當(dāng)溶質(zhì)從液滴向連續(xù)相傳遞時(shí)，液滴的穩(wěn)定性較差，容易破碎，而液膜的穩(wěn)定性較好，液滴不易合并，所以形 成的液滴平均直徑較小，相際接觸表面較大；當(dāng)溶質(zhì)從連續(xù)相向液滴傳遞時(shí)， 情況剛好相反。在設(shè)計(jì)液液傳質(zhì)設(shè)備時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)性質(zhì)正確選擇作為分散相 的液體可在同樣條件下獲得較大的相際傳質(zhì)表面積，強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程。3）對(duì)于某些萃取設(shè)備，如填料塔和篩板塔等，連續(xù)相優(yōu)先潤(rùn)濕填料或篩板 是相當(dāng)重要的。此時(shí)，宜將不易潤(rùn)濕填料或篩板的一相作為分散相。4）分散相液滴在連續(xù)相中的沉降速度與連續(xù)相的粘度有很大關(guān)系。 為了減小 塔徑提高二相分離的效果，應(yīng)將粘度大的一相作為分散相。5）此外，從成本、安全考慮應(yīng)將成本高的，易燃、易爆物料作為分散相。29.震動(dòng)篩板萃取塔有什么特點(diǎn)？ 答：它是一種外加能量的高效液液萃取設(shè)備，塔身塔板通過(guò)電動(dòng)機(jī)和偏心輪 可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，重相經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入塔頂，輕相經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)由25mn玻璃管做成長(zhǎng)1500mm塔上下兩端各有一個(gè)100mm勺擴(kuò)大沉降室，作 用是延長(zhǎng)每相在沉降室內(nèi)的停留時(shí)