實驗一流體流動阻力的測定

實驗一流體流動阻力的測定

1.進行測試系統(tǒng)的排氣工作時，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門？為什么？

答：在進行測試系統(tǒng)的排氣時，不應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門，因為出口閥門是排氣的通道，若關(guān)閉，將無法排氣，啟動離心泵后會發(fā)生氣縛現(xiàn)象，無法輸送液體。

2.如何檢驗系統(tǒng)內(nèi)的空氣已被排除干凈？

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；若開機后真空表和壓力表的讀數(shù)為零，則表明，系統(tǒng)內(nèi)的空氣沒排干凈。

3.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：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，仍然滿足當前氣候需要下的部份負荷的流量需求，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。

4.U行壓差計的零位應(yīng)如何校正？

答：打開平衡閥，關(guān)閉二個截止閥，即可U行壓差計進行零點校驗。

5.為什么本實驗數(shù)據(jù)須在對數(shù)坐標紙上進行標繪？

答：為對數(shù)可以把乘、除因變成加、減，用對數(shù)坐標既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù)擴大取值范圍，使坐標點更為集中清晰，作出來的圖一目了然。

6.本實驗中掌握了哪些測試流量、壓強的方法，它們有什么特點？

答：測流量用轉(zhuǎn)子流量計、測壓強用U形管壓差計，差壓變送器。轉(zhuǎn)子流量計，隨流量的大小，轉(zhuǎn)子可以上、下浮動。U形管壓差計結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、經(jīng)濟。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，可測大流量下的壓強差。

7.是否要關(guān)閉流程尾部的流量調(diào)節(jié)

答：不能關(guān)閉

流體阻力的測定主要根據(jù)壓頭來確定；尾部的流量調(diào)解閥；起的作用是調(diào)解出流量；由于測試管道管徑恒定；根據(jù)出流量可以確定管道內(nèi)流體流速；而流速不同所測得的阻力值是不同的；這個在水力計算速查表中也有反映出的。你在實際測試的時候是要打開流量調(diào)解閥的；肯定在尾部會有一個流量計；當出溜一段時間后；管內(nèi)流體流態(tài)穩(wěn)定后；即可測試。在測試前；校核設(shè)備和儀表時；流量調(diào)解閥是關(guān)閉的；當測試時肯定是打開的

8.怎樣排除管路系統(tǒng)中的空氣？如何檢驗系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？

答：啟動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，打開U形管頂部的閥門，利用空氣壓強使U形管兩支管水往下降，當兩支管液柱水平，證明系統(tǒng)中空氣已被排除干凈。9以水作介質(zhì)所測得的λ-Re關(guān)系能否用于其它流體？

答：可以。因為λ=f(Re,ε/d)，即λ-Re關(guān)系于管內(nèi)介質(zhì)種類無關(guān)，只與管子的相對粗糙度有關(guān)。所以只要相對粗糙度相同，不論流體種類如何，λ-Re

關(guān)系就都相同。

10.在不同設(shè)備上，不同水溫下測定的λ~Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上？

答：λ=f(Re,ε/d)，即λRe數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)取決于相對粗糙度是否相同。在不同設(shè)備上（包括不同管徑），不同水溫下測定的λ~Re數(shù)據(jù)，若其對應(yīng)的相對粗糙度相同，則可以關(guān)聯(lián)在同一條曲線上，與水溫無關(guān)。

11.測壓口，孔邊緣有毛刺、安裝不垂直，對靜壓測量有何影響？

答：沒有影響靜壓是流體內(nèi)部分子運動造成的.表現(xiàn)的形式是流體的位能.是上液面和下液面的垂直高度差只要靜壓一定.高度差就一定.如果用彈簧壓力表測量壓力是一樣的.所以沒有影響12.在對裝置做排氣工作時，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥？為什么？

答：對裝置做排氣工作時，先要打開出口閥，使流體流動穩(wěn)定后，再關(guān)閉流程尾部的出口閥，這樣可使管中有較大壓力使得氣體排出。排氣時出口閥一定要關(guān)閉，以防止排氣不充分。

實驗1.離心泵啟動前為什么要先灌水排氣？本實驗裝置中的離心泵在安裝上有何特點?

答：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。

2.啟動泵前為什么要關(guān)閉出口閥，啟動后，再逐漸開大？停泵時，也要先關(guān)閉出口閥？

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.離心泵的特性曲線是否與連接的管路系統(tǒng)有關(guān)？

采用不同壓強的蒸汽進行實驗，對α關(guān)聯(lián)式基本無影響。因為α∝(ρ2gλ3r/μd△t)1/4，當蒸汽壓強增加時，r和△均增加，其它參數(shù)不變，故(ρ2gλ3r/μd△t)1/4變化不大，所以認為蒸汽壓強對α關(guān)聯(lián)式無影響。

4.影響給熱系數(shù)的因素和強化傳熱的途徑有哪些？

答：影響給熱系數(shù)的因素：

①流體流動的速度：傳熱邊界層中的導(dǎo)熱是對流傳熱的主要矛盾。顯然，增大流速可以使傳熱邊界層減薄，從而使

α增大，使對流傳熱過程得以強化。

②流體的對流狀況：是采用自然對流抑或采用強制對流。顯然，強制對流時流體的流速較自然對流為高。

③流體的種類；液體、氣體、蒸氣。

④流體的性質(zhì)：影響較大的有流體的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、粘度等。如導(dǎo)熱系數(shù)大的流體，傳熱邊界層的熱阻就小，給熱系數(shù)較大。粘度大的流體，在同等流速下，Re數(shù)小，傳熱邊界層相應(yīng)較厚，給熱系數(shù)便小。

⑤傳熱面的形狀、位置和大?。翰煌螤畹膫鳠崦?，如圓管或平板或管束；是在管內(nèi)還是管外；是垂直放置還是水平放置；以及不同的管徑和長度都對α有影響。

所謂強化傳熱，就是設(shè)法提高傳熱的速率。從傳熱速率方程式Q=KA△t中可以看出，提高K、A、△t中任何一項都可以強化傳熱，即增大傳熱面積、提高傳熱的溫度差和提高傳熱系數(shù)。

實驗七

填料吸

1.分析吸收劑流量和吸收劑溫度對吸收過程的影響？

答：改變吸收劑用量是對吸收過程進行調(diào)節(jié)的最常用的方法，當氣體流率G不變時，增加吸收劑流率，吸收速率AN增加，溶質(zhì)吸收量增加，則出口氣體的組成2y減小，回收率增大。當液相阻力較小時，增加液體的流量，傳質(zhì)總系數(shù)變化較小或基本不變，溶質(zhì)吸收量的增加主要是由于傳質(zhì)平均推動力my的增大引起，此時吸收過程的調(diào)節(jié)主要靠傳質(zhì)推動力的變化。當液相阻力較大時，增加液體的流量，傳質(zhì)系數(shù)大幅度增加，而平均推動力可能減小，但總的結(jié)果使傳質(zhì)速率增大，溶質(zhì)吸收量增加。對于液膜控制的吸收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力akmaKyy1將隨之減小，結(jié)果使吸收效果變好，2y降低，而平均推動力my或許會減小。對于氣膜控制的過程，降低操作溫度，過程阻力akmaKyy1不變，但平均推動力增大，吸收效果同樣將變好

2.填料吸收塔塔底為什么必須有液封裝置，液封裝置是如何讓設(shè)計的？

答：塔底的液封主要為了避免塔內(nèi)氣體介質(zhì)的逸出，穩(wěn)定塔內(nèi)操作壓力，保持液面高度。

填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封裝置。

液封裝置是采用液封罐液面高度通過插入管維持設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)一定壓力，從而防止空氣進入系統(tǒng)內(nèi)或介質(zhì)外泄。U形管型液封裝置是利用U形管內(nèi)充滿液體，依靠U形管的液封高度阻止設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)物料排放時不帶出氣體，并維持系統(tǒng)內(nèi)一定壓力。

3.填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定中,KXa有什么工程意義

答：由Ka可以確定傳質(zhì)單元高度，從而可以找出填料層的高度

4.為什么二氧化碳吸收過程屬于液膜控制？

答:易溶氣體的吸收過程是氣膜控制，如HCl，NH3，吸收時的阻力主要在氣相，反之就是液膜控制。對于CO2的溶解度和HCl比起來差遠了，應(yīng)該屬于液膜控制.

5.當氣體溫度和液體溫度不同時，應(yīng)用什么溫度計算亨利系數(shù)

答：液體溫度，由于亨利定律1般適應(yīng)于稀溶液，如難容氣體的溶解，這類溶解的傳質(zhì)進程屬于液膜控制（m值大），液體的影響比較大，故選擇液體溫度。

實驗八精餾塔

1什么是全回流，全回流時的操作特征是什么？如何測定全回流是的總板效率？答：在精餾操作中，若塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流至塔內(nèi)，則這種操作方法稱為全回流。

全回流時的回流比R等于無窮大。此時塔頂產(chǎn)品為零，通常進料和塔底產(chǎn)品也為零，即既不進料也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品。

2如何判斷塔的操作已達到穩(wěn)定？影響精餾操作穩(wěn)定的因素有哪些？

答：當出現(xiàn)回流現(xiàn)象的時候，就表示塔的操作已穩(wěn)定。

主要因素包括操作壓力、進料組成和熱狀況、塔頂回流、全塔的物料平衡和穩(wěn)定、冷凝器和再沸器的傳熱性能，設(shè)備散熱情況等。

3影響板式效率的因素有哪些？

答：物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響，流體力學(xué)狀態(tài)和塔板結(jié)構(gòu)的影響。

4進料量對塔板層有無影響？為什么？

答：無影響。

因從圖解法求理論板數(shù)可知，影響塔板層數(shù)的主要參數(shù)是xF，x

D，xw，R和q。而進量的改變對上述參數(shù)都無影響，所以對塔板數(shù)無影響。

5回流溫度對塔的操作有何影響？

答：餾出物的純度可能不高，降低塔的分離效率。

6板式塔有哪些不正常操作狀況，針對本實驗裝置，如何處理液泛或塔板漏液?

答：夾帶液泛，溢流液泛，漏液。

7測量全回流和部分回流總板效率與單板效率時各需測幾個參數(shù)？

答：全回流：塔頂，塔底取樣，用折光儀測得其組成。

部分回流：各板取樣，用折光儀測得其組成。

8全回流時測得板式塔上第n、n-1層液相組成，如何求得xn*?

部分回流時，又如何求xn*

？

9在全回流時，測得板式塔上第n、n-1層液相組成后，能否求出第n層塔板上的以汽相組成變化表示的單板效率EmV？

10.查取進料液的汽化潛熱時定性溫度取何值？

答：水和乙醇的最低恒沸溫度。

11.若測得單板效率超過100%，做何解釋？

答：在精餾操作中，液體沿精餾塔板面流動時，易揮發(fā)組分濃度逐漸降低，對n板而言，其上液相組成由Xn-1的高濃度降為Xn的低濃度，尤其塔板直徑較大、液體流徑較長時，液體在板上的濃度差異更加明顯，這就使得穿過板上液層而上升的氣相有機會與濃度高于Xn的液體相接觸，從而得到較大程度的增濃。Yn為離開第n板上各處液面的氣相平均濃度，而yn*是與離開第n板的最終液相濃度Xn成平衡的氣相濃度，yn有可能大于yn*，致使yn—yn+1，此時，單板效率EMV