化工原理实验课后思考题.doc

-_5 流体流动阻力的测定实验流体流动阻力的测定实验(1)在 U 形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开 着的，又在什么情况下它应该关闭的？答：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。(2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。（3）涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题？答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即可得到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。(4)如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净； （5）结合本实验，思考一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点-_和局限性答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，大幅地减少实验次数，避免大量实验工作量。具有由小及大由此及彼的功效。局限性：并不能普遍适用。6 离心泵特性曲线的测定实验（1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因？答：（1）防止气缚现象的发生 （2）水管中还有空气没有排除开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机（2） 为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率 N。根据离心泵特性曲线，当 Q=0 时 N 最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作用。3、为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？还有其他方法调节流量？ 答：优点：操作简单，但是难以达到对流量的精细控制。确定损失能量，通过改变泵的转速，泵的串并联（4） 离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理？为什么？答：不合理，在进口管路上安装阀门会增大进口管路上的阻力，易-_引起汽蚀（5）为什么要在离心泵进口管的末端安装底阀？答：离心水泵没有抽真空的功能,水面必须超过叶轮才能工作,所以使前必须向水泵内灌水,安装的底阀是为了防刚灌的水跑掉.底阀是一个单向阀,只能进不能出.7 过滤常数的测定实验过滤常数的测定实验（1）过滤实验过滤刚开始时，为什么滤液经常是浑浊的？答：因为刚开始的时候滤布没有固体附着，所以空隙较大，浑浊液会通过滤布，从而滤液是浑浊的。当一段时间后，待过滤液体中的固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布，此时的液体就会变得清澈。（2）在恒定过滤中，初始阶段为什么不采取恒定操作？答：因为刚开始时要生成滤饼，等滤饼有一定厚度之后才能开始等压过滤。（3）如果滤液的粘度比较大，可以采用什么措施来增大过滤速率？答：（1）使用助滤剂，改善滤饼特性；（2）加热滤浆，降低滤液粘度；（3）使用絮凝剂，改变颗粒聚集状态；（4）限制滤饼厚度，降低过滤阻力（4）当操作压强增大一倍时，其 K 值是否也增大一倍，是得到同样的过滤量时，其过滤时间是否缩短一半？答：不是的，dv/d=A2P/rv(v+ve), dv/d 是代表过滤速率，-_它随着过滤的进行，它是一个逐渐减少的过程，虽然 P 增大一倍，表面上是时间减少一倍，单过滤速率减少，所以过滤得到相同的滤液，所需的时间不是原来的一半，比一半要多。（5）如若提高过滤速率，可以采取哪些工程措施答:过滤速率方程（6）在本实验中数学模型方法的作用体现在哪些方面8 对流给热系数的测定实验（1）实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响? 答：冷流体和蒸汽是并流时，传热温度差小于逆流时传热温度差，在相同进出口温度下，逆流传热效果大于并流传热效果（2） 在蒸汽冷凝时，若存在不凝性气体，你认为会发生什么？答：不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低。并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增大，冷凝压力升高，从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高，还会减少压缩机的使用寿命。应把握好空气的进入，和空气的质量。（3）实验中，所测得的壁温是靠近蒸气侧还是冷流体侧温度？为什么？ 答：靠近蒸气温度；因为蒸气冷凝传热膜系数远大于空气膜系数。（4）在实验中你是怎样判断系统达到稳定状态的？9 吸收塔的操作和吸收传质系数的测定实验-_（1）吸收操作与调节的三要素是什么?它们对吸收过程的影响如何？答：吸收剂的进口浓度，温度和流量为吸收操作和调节的三要素。当气体流量和浓度不变时，增大吸收剂的流量，吸收速率增大，溶质吸收量增加，气体出口组成 y2 减小，回收率增大。吸收剂浓度减小，传质推动力增大，吸收剂温度降低，平衡线下移，传质推动力增大。（2）从实验结果分析 Kya 的变化，确定本吸收过程的控制环节？（3）液封装置的作用是什么?如何设计？答：防止实验过程中吸收剂从吸收塔底流出，液封的目的是保证塔内的操作压强影响实验结果。 （1）U 形管作液封时，为防止管顶部积存气体，影响液体排放，应在最高点处设置放空阀或设置与系统相连接的平衡管道。(2)为使在停车时能放净管内液体，一般在 U 形管最低点应设置放净阀。当需要观察管内液体流动情况，在出料管一侧可设置视镜。(3)由于液体被夹带或泄漏等原因造成液封液损失时，在工程设计中应采取措施保持液封高度10 精馏塔的操作和全塔效率的测定实验1）在精馏塔操作过程中，塔釜压力为什么是个重要操作参数？塔釜压力与哪些因素有关？ 答：精馏是利用液体混合物中各组分的挥发度不同使之分离的单元操作，通过层层塔板液气交换而达到精馏或者分离的目的。各物质-_在不同压力下其蒸汽分压是不同的，故其操作压力是很重要的参数。塔釜压力与精馏各物质的物理性质，与操作温度和要求的精馏纯度、进料组成、进料流量、回流量、进板位置等因素都有关。 （2）板式塔中气液两相的流动特点是什么？ 答：操作时液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差的推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。 （3）操作过程中，欲增大回流比，采用什么方法？ 答：可以增加再沸器的温度，增大蒸汽量；也可以减少塔顶馏分采出量。 （4）在实验中，当进料量从 4L/h 增加至 6L/h 时，塔顶回流量减小，出料量也减小了，试分析解释这现象。 答：液相进料时，若进料量从 4L/h 增加至 6L/h，引起提馏段的回流也很快增加，从而引起提馏段温度降低，全塔温度下降，顶部馏出物中的轻组分纯度提高。从而导致塔顶使得回流量和采出量都减少。（5）若由于塔顶采出率 D/F 过大而导致产品不合格，在实验过程中会出现什么现象？采取怎样的调节措施才能使操作尽快发挥正常？ 答：在实验过程中，塔内轻组分将大量从塔顶馏出，塔内各板上的轻组分的浓度将逐渐降低，重组分则逐渐积累，浓度不断增大，最终导致塔顶产品浓度不断降低，产品质量不合格。保持塔釜加热负荷不变，增大进料量和塔釜出料量，减小塔顶采出量，以迅-_速弥补塔内的轻组分量，使之尽快达到正常的浓度分布。待塔顶温度迅速下降至正常值时，再将进料量和塔顶，塔底出料量调节至正常操作数值。 （6）如何根据灵敏板温度 TS 和塔釜压力 pB 的变化正确地进行精馏操作？ 答：灵敏板温度升高说明重组分上移，温度下降说明轻组分下移，特别是温度下降时，应提前加大塔顶采出或减少进料量，必要时增加乙醇的采出，避免轻组分下移到塔釜，而造成塔底排出的残液超标。 塔釜压力是精馏塔一个重要的操作控制参数。当塔内发生严重雾沫夹带时。塔釜压力将会增大。而当塔釜压力急剧上升时，表明塔内已经发生液泛。而如果塔釜压力过小，表明塔内发生严重漏液。发生这些情况都应该根据操作要求来做出相应的调节。 （7）在连续精馏实验中，塔釜出料管没有安装流量计，如何判断和保持全塔物料平衡？ 答：判断全塔物料是否平衡可从安装在塔釜边的压力表判断出，如果进得多，采得少，则塔压力差上升；反之塔压差下降。 对于一个固定的精馏塔来说，塔压差应该在一定范围内。塔压差过大，说明塔内上升的蒸汽速度过快，雾沫夹带严重，甚至发生液泛，破坏塔的正常操作；塔压差过小，表明塔内上升蒸汽的速度过小，塔板上的气液湍动的程度过低、传质效果差，使塔板产生漏液，降低塔板效率-_11 萃取塔的操作和萃取传质单元高度的测 定实验（1）液液萃取设备与气液传质设备的主要区别在哪里？在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。为了提高液液相传质设备的效率，常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。（2）本实验为什么不易用水作分散相，倘若用水作为分散相，操作步骤是怎样的，两相分层分离段应该设在塔顶还是塔底。 （3）重相出口为什么采用形管，形管的高度是怎么确定的。 （4）什么是萃取塔的液泛，在操作过程中，你是怎样确定液泛速度的。（5）对液液萃取过程来说是否外加能量越大越有利。12 干燥速率曲线的测定实验（1）测定速率曲线有什么理论或应用意义？（2）（3）空气的进口温度是否越高越好？-_13 流量计流量校正实验（1）为什么测试中要保持系统的满灌？答：离心泵的安装高度高于水槽中液面高度的普通离心泵，因为离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水。离心泵的安装高度低于水槽中液面高度或自吸泵已排完气时开泵前不需给泵灌水。（2）为什么测试系统要排气，如何正确排气？答：（1）若测试系统未进行排气，流量计管径中有气泡，则所测得的压力差并非定值，从而对结果产生影响。 （2）加紧夹子 B、C，打开 A、D、E，将试样管内流量开至最大，当导管中水从 A 中流出时，加紧 D、E，再缓缓打开夹子 B，使左侧液面下降至中间左右，加紧B，再打开 C，直至液面下降至中间左右，加紧 C，最后加紧 A，关闭流量调节阀，让试管内流量为 0，打开夹子 D、E，看倒置 U 形管的读数是否为 0，若为 0，则说明空气被排尽，若不为 0，则继续重复上述操作，直至读数为 0 为止。