课程名称：过程工程原理实验（甲）指导老师：叶向群成绩：_______________
实验名称: 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定同组学生姓名：
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定
1、实验目的：
1)了解转盘萃取塔和脉冲萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。
2)观察转盘萃取塔转盘转速变化时或脉冲萃取塔的脉冲强度（脉冲幅度及脉冲频率）变化时，萃取
塔内轻、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
3)测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度和体积传质系数
K，关联传质单位高度与脉冲
YV
萃取过程操作变量的关系。
4)计算萃取率
2、实验装置流程：
2.1 转盘萃取塔
主要设备是转盘萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，塔顶电机连接转轴，转轴上固定有圆盘，塔壁
固定有圆环，圆环与圆盘交错布置，转盘萃取流程图见下图1
1.原料贮槽（苯甲酸-煤油）
2.收集槽（萃余液）
3.电机
4.控制柜
5.转盘萃取塔
6.9.转子流量计
7.萃取剂贮罐（水）8.10. 输送泵11.排出液（萃取液）管12.转速测定仪A.B.C 取样口
图1 转盘萃取实验流程图
2.2 脉冲萃取塔
主要设备是脉冲萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，内装不锈钢丝网填料，脉冲萃取流程图见下图
1.原料贮槽（苯甲酸-煤油）
2.收集槽（萃余液）
3.脉冲系统
4.控制柜
5.填料（脉冲）萃取塔
6.9.转子流量计
7.萃取剂贮罐（水）
8.10 输送泵11.排出液（萃取液）管 A.B.C 取样口
图2 脉冲萃取实验流程图
3、实验内容和原理：
萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一，是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。进行液-液萃取操作时，两种液体在塔内作逆流流动，其中一液体作为分散相，以液滴的形式通过另一作为连续相的液体，两种液相浓度在设备内作微分式的连续变化，并依靠密度差在塔的两端实现两液相的间的分离。当轻相作为分散相时，相界面出现在塔的上部；反之相界面出现在塔的下端。本实验以轻相为分散相，相界面出现在塔的上部。
计算微分逆流萃取塔的塔高时，主要是采取传质单元法。即以传质单元数和传质单元高度来表征，传质单元数表示过程分离程度的难易，传质单元高度表示设备传质性能的好坏。
3.1 萃取的基本符号
3.2 萃取的物料衡算
图3 物料衡算示意图 图4 平均推动力计算示意图
如上图所示，萃取计算中各项组成可用操作线方程相关联，操作线方程的P （X R ，Y S ）和点Q （X F ，Y E ）与装置的上下部相对应。
在第一溶剂B 与萃取剂S 完全不互溶时，萃取过程的操作线在X~Y 坐标上时直线，其方程式如下形式：
R
S R F S E X X Y Y X X Y Y --=
-- （1）
由上式得：()S
S X X m Y Y -=-, 其中： R
F S E X X Y Y m --=
单位时间内从第一溶剂中萃取出的纯物质A 的量M ，可由物料衡算确定：
()()S E R F Y Y S X X B M -=-= （2）
3.3 萃取过程的质量传递
不平衡的萃取相与萃余相在塔的任一截面上接触，两相之间发生质量传递。物质A 以扩散的方式由 萃余相进入萃取相，该过程的界限是达到相间平衡，相平衡的相间关系为：
kX Y =* （3）
k 为分配系数，只有在较简单体系中，k 才是常数，一般情况下均为变数。本实验给出如下表1所示
的系统平衡数据，用来求取X 与Y 之间的对应关系。
表1 煤油—苯甲酸—水系统在室温下的平衡数据表
其中：x ——油相中苯甲酸重量百分数；
y ——水相中苯甲酸重量百分数。
与平衡组成的偏差程度是传质过程的推动力，在装置的顶部，推动力是线段PP ’：
S R R Y Y Y -=?*
（4）
在塔的下部推动力是线段QQ ’： E F F Y Y Y -=?* （5）
传质过程的平均推动力，在操作线和平衡线为直线的条件下为：
R
F
R F m Y Y Y Y Y ???-?=
?ln （6）
物质A 由萃余相进入萃取相的过程的传质动力学方程式为：
m Y Y A K M ?= （7）
式中：Y K ——单位相接触面积的传质系数，()kg kg s m kg //2?；
A ——相接触表面积，2m 。
该方程式中的萃取塔内相接触表面积A 不能确定，因此通常采用另一种方式。 相接触表面积A 可以表示为：h a aV A Ω== （8） 式中：a ——相接触比表面积，32/m m ； V ——萃取塔有效操作段体积，3m ； Ω——萃取塔横截面积，2m ； h ——萃取塔操作部分高度，m 。
这时，m YV m Y Y V K Y aV K M ?=?= （9）
式中：a K K
Y YV
=——体积传质系数，()kg kg s m kg //3?。
根据（2）、（7）、（8）和（9）式，可得
OE OE m S
E YV N H Y Y Y K S
h ?=?-?
Ω=
（10）
在该方程中：Ω
=
YV OE
K S H
，称为传质单元高度；m
S E OE
Y Y Y N
?-=
，称为总传质单元数。 Y K 、YV K 、OE H 是表征质量交换过程特性的，Y K 、YV K 越大，OE H 越小，则萃取过程进行的越快。
()m
S E m YV Y V Y Y S Y V M
K ?-=?=
（11） 3.4 萃取率
%100?=的量
原料液中组分的量被萃取剂萃取的组分A A η
所以 ()
%100?-=
F
S E BX Y Y S η （12）
或 ()%1001%100?????
?
?-=?-=F R F R F X X BX X X B η （13） 3.5 质量流量和组成
（1）第一溶剂B 的质量流量
()()F F F F x V x F B -=-=11ρ （14）
式中：F ——料液的质量流量，h kg /； F V ——料液的体积流量，h m /3；
F
ρ——料液的密度，3/m kg ；
F x ——料液中A 的含量，kg kg /。
液体流量计校正：F
V 由下式计算：
()()F
N
f F F f N
F V V V ρρρρρρρρ000≈--= （15）
式中：N V ——转子流量计读数，min /ml 或h m /3；
f ρ——转子密度，3/m k
g ；
0ρ——20 ℃时水的密度，3/m kg 。
所以， ()F F N
x V
B -=10ρρ （16）
（2）萃取剂S 的质量流量
因为萃取剂为水，所以 0ρN V S = （17）
（3）原料液及萃余液的组成F x 、R
x
对于煤油、苯甲酸、水体系，采用酸碱中和滴定的方法可测定进料液组成F x 、萃余相组成R
x 和萃取
相组成E y ，即苯甲酸的质量分率，E
y 也可通过如上的物料衡算而得，具体步骤如下：
用移液管取试样ml V 1，加指示剂1~2滴，用浓度为b N 的NaOH 水溶液滴定至终点，如用去NaOH
溶液ml V 2，则试样中苯甲酸的摩尔浓度a
N 为：
1
2V N V N b a =
（18）
则 F
A a F
M N x ρ= （19）
式中：A
M ——溶质A 的分子量，mol g /，本实验中苯甲酸的分子量为122mol g /；
F ρ——溶液密度，l g / 。
R x 亦用同样的方法测定：
R
a a R M N x ρ'=
（20）
式中： '
''12V N V N b a
= （21）
'1V 、'2V ——分别为试样的体积数与滴定所耗的NaOH 溶液的体积数。
4、操作方法和实验步骤：
转盘萃取塔的操作步骤：
1) 原料液储槽内为煤油-苯甲酸溶液。
9768
.132.998014.00=?==ρN V S ()12.14)001802.01(6.7822.998016.010=-???=-=F F N x V B ρρ2) 将萃取剂（蒸馏水）加入萃取剂贮槽中。
3) 启动萃取剂输送泵，调节流量，先向塔内加入萃取剂，充满全塔，并调至所需流量。
4) 启动原料液输送泵，调节流量。在实验过程中保持流量不变，并通过调节萃取液出口阀门，使油、
水相分界面控制在萃取剂进口与萃余液出口之间。 5) 调节转盘轴转速的大小，在操作中逐渐增大转速，设定转速，一般取100-600转/分。
6) 水在萃取塔内流动运行5min 后，开启分散相—油相管路，调节两相流量在100-200ml/min ，待分散
相在塔顶凝聚一定厚度的液层后，再通过调节连续相出口阀，以保持安静区中两相分界面的恒定。 7) 每次实验稳定时间约30分钟，然后打开取样阀取样分析，用中和滴定法测定萃余液及萃取液的组成，同时记录转速。 8) 改变转速，重复上述实验。
9) 实验结束后，将实验装置恢复原样。
5、实验数据记录：
表1 转盘萃取所得数据
6、实验数据处理：
原料液中苯甲酸的摩尔浓度a
N 为： 萃余液中苯甲酸的摩尔浓度a N 为：
当转速为0（r/min ）时
萃取剂S 的质量流量：
（kg/h ）
第一溶剂B 的质量流量：（kg/h ）
0116.01001
.06.1112=?==
V N V N b a 0097.010
01.07.91''
2'
=?==V N V N b a %1802.07854.0122
.00116.0=?==F
A a F M N x ρ%
1512.07826
.0122
.00097.0'
=?=
=
R
a
a R M N x ρ
()()
S E R F Y Y S X X B M -=-=%1436.07815
.0122
.00092.0'
=?==
R
a
a R M N x ρ%
0293.0=E Y 由 得出萃取相浓度
从而做出相图，得到平衡线上的两点（0.1802,0.184），（0.1512,0.166）
得到平均传质推动力=???-?=
?R
F R
F m Y Y Y Y Y ln 0.001603
传质推动力系数()m
S E m YV Y V Y Y S Y V M K ?-=?=
=1723kg/(h.m 3)
传质单元高度Ω
=
YV OE K S
H =4.13m
总传质单元数m
S
E OE Y Y Y N ?-=
=0.1828 萃取率 ()
%100?-=F
S E BX Y Y S η=16.09%
当转速为130（r/min ）时，
萃余液中苯甲酸的摩尔浓度a N 为：
0092.010
01
.02.91''
2'
=?==V N V N b a
9768.132.998014.00=?==ρN V S ()()S E R F Y Y S
X X B M -=-=0090
.010
01.00.91''
2'
=?==V N V N b a %
1405.0'==
R
a
a R M N x ρ())
/(11.1410h kg x V B F F N =-=ρρ第一溶剂B 的质量流量：())/(11.1410h kg x V B F F N =-=ρρ 萃取剂S 的质量流量：
（kg/h ）
得出萃取相浓度%03695.0=E Y 由 从而做出相图，得到平衡线上的两点（0.1802,0.184），（0.1436,0.132）
得到平均传质推动力=???-?=
?R
F R
F m Y Y Y Y Y ln 0.001394
传质推动力系数()m
S E m YV Y V Y Y S Y V M K ?-=?=
=2499kg/(h.m 3)
传质单元高度Ω
=
YV OE K S
H =2.85m
总传质单元数m
S
E OE Y Y Y N ?-=
=0.265 萃取率 ()
%100?-=
F
S E BX Y Y S η=20.31%
当转速为300（r/min ）时，
度a
N 为：
萃余液中苯甲酸的摩尔浓第一溶剂B 的质量流量：
9768
.132.998014.00=?==ρN V S ()()S E R F Y Y S X X B M -=-=取剂S 的质量流量：（kg/h ）
萃
由 得出萃取相浓度%0401.0=E Y 从而做出相图，得到平衡线上的两点（0.1802,0.184），（0.1405,0.128）
得到平均传质推动力=???-?=
?R
F R
F m Y Y Y Y Y ln 0.001358
传质推动力系数()m
S E m YV
Y V Y Y S Y V M
K ?-=?==2784kg/(h.m 3) 传质单元高度Ω
=
YV OE K S H =2.56m
总传质单元数m
S
E OE Y Y Y N ?-=
=0.2953 萃取率 ()
%100?-=
F
S E BX Y Y S η=22.04%
7、思考题
1) 请分析比较萃取实验装置与吸收、精馏实验装置的异同点？
答：相同点：三者均为传质设备，通过两相的接触进行传质，一相由上而下，一相由下至上。
不同点：精馏实验装置需要加热设备，其它两个不需要；萃取实验为液液传质，而其它两个为气液传质设备。
2)本萃取实验装置的是如何调节外加能量和测量的？从实验结果分析转盘转速变化或脉冲参数变
化对萃取传质系数与萃取率的影响。
答：若为脉冲萃取，则通过调节脉冲的频率可以来调节萃取的效果；若为转盘萃取，则通过转盘的转速可以来调节萃取效果。一般脉冲频率增加或者转盘转速增加可以增大萃取的传质系数与萃取率。
3)测定原料液、萃取相、萃余相组成可用哪些方法？
答：测定组成实验时使用酸碱滴定法，用氢氧化钠为标准溶液对试液中的苯甲酸进行滴定。其余也可采用气液相色谱进行组成测量。
4)萃取过程是否会发生液泛，如何判断液泛？
会发生液泛，如果某一相的流量开得太大，可能会发生液泛现象。若两相的交界面在萃取塔中萃余相排出口之下，萃取相排出口之上的位子（以实验装置为准）则可判定其未发生液泛，若在萃取塔中未能观察到界面，塔内只存在一相，则发生液泛。
化工原理实验装置系列之 转盘萃取塔实验装置实验指导书 杭州言实科技有限公司 2006.4
目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 三、实验装置 (5) 四、实验方法 (6) 五、注意事项 (7) 六、报告内容 (7) 七、思考题 (7) 八、附录 (8)
转盘萃取塔实验 一、实验目的 ⒈了解液--液萃取塔的结构及特点。 ⒉掌握液--液萃取塔的操作。 ⒊掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液--液萃取塔传质单元高度和量的影响。 二、实验原理 1、液—液萃取设备的特点 液--液相传质和气液相传质均属于相同传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。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、液—液萃取塔的操作 （1）分散相的选择 在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相kl一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相，哪一相作为相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面考虑。 1）为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。 2）应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于>0系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大；当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质进程。 3）对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。此时，宜将不易润湿填料或筛板的一相作为分散相。 4）分散相液滴连续相中的沉降速度，与连续相的粘度有很大的关系。为了减小塔径，提高二相分离的效果，应将粘度大的一相作为分散相。 5）此外，从成本、安全考虑，应将成本高的、易燃、易爆物料作为分散相。 （2）液滴的分散 为了使其中一相作为分散相，必须将其分散为液滴的形式，一相液体的分散，亦即液滴的形成，必须使液滴有一个适当的大小。因为液滴的尺寸不仅关系到相际接触面积，而且影响传质系数和塔的流通量。 较小的液滴，固然相际接触面积较大，有利于传质；但是过小的液滴，其内循环消失，液滴的行为趋于固体球，传质系数下降，对传质不利。所以，液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。
; n1．测量比例+积分环节前，必须将电容两端短路，否则会出现什么情况，为什么 电容两端短路是为了让电容放电，将电路变成纯比例环节，否则测量时只能观察到比例环节而看不到积分环节。 2．接线检查无误、弄清楚如何测量数据/波形后，方可通电，并尽快完成测试断电，准备下次测试，通电调试时间过长容易烧电机和其它器件（为什么） 主要是因为实验中的电机无散热装置，调试时间过长，引起电机发热，其温度升高超出允许限度，导致绕组过热烧毁。 3．工作时，必须保证直流发电机/电动机励磁电源接通（为什么） 如果没有励磁，电机内没有初始磁场，电机无法启动，且先加电枢电源，引起启动电流过大，长时间后会烧坏电机。 （ 4．电流变换器的输出值的大小主要与哪些因素有关 答案一：放大器的电压倍数，电流变换器的电压放大倍数，转速偏差电压。 答案二：电流输出与整流管电流大小、变压器功率大小有关。如果是开关电源，还与开关管功率有关。 5．本系统中，给定值、比较器、执行机构、受控对象、被控量、测量及变送器、测量信号分别是什么 给定值——转速给定电压 比较器——PI调节器 执行机构——UPE（晶闸管可控整流器） < 受控对象——电动机M 被控量——转速 测量及变送器——电流变送器 测量信号——给定值 6．P调节器和PI调节器在直流调速系统中的作用有什么不同它们对于闭环控制系统的动态误差和静态误差有何影响 作用：P调节器使调速系统动态响应快，PI调节器使调速系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速，提高了稳态精度，进一步提高系统的稳定性能。 影响：P调节器的比例系数越小，消除误差能力越强；而采用PI调节器的闭环调速系统无静差。 # 7．实验中，如何确定转速反馈的极性并把转速反馈正确地接入系统中调节什么元件能改变转速反馈的强度 通过给定值Uct的极性来判断。调节给定值Uct和反馈系数比α能改变转速反馈的强度。 8．对于电流单闭环、速度单闭环和速度－电流双闭环系统，给定输入的极性应如何设置（Uct
实验报告 课程名称： 过程工程原理实验（甲）指导老师： 叶向群 成绩：_______________ 实验名称: 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定 1、实验目的： 了解转盘萃取塔和脉冲萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。 观察转盘萃取塔转盘转速变化时或脉冲萃取塔的脉冲强度（脉冲幅度及脉冲频率）变化时，萃取塔内轻、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。 测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度和体积传质系数YV K ，关联传质单位高度与脉冲萃取过程操作 变量的关系。 计算萃取率 实验装置流程： 转盘萃取塔 主要设备是转盘萃取塔，塔体是内径为50mm 玻璃管，塔顶电机连接转轴，转轴上固定有圆盘，塔壁固定有圆环，圆环与圆盘交错布置，转盘萃取流程图见下图1 1.原料贮槽（苯甲酸-煤油） 2.收集槽（萃余液） 3.电机 4.控制柜 5.转盘萃取塔 .转子流量计 专业： 姓名： 学号 ： 日期：__ ___ 地点：
7.萃取剂贮罐（水）. 输送泵11.排出液（萃取液）管12.转速测定仪取样口 图1 转盘萃取实验流程图 脉冲萃取塔 主要设备是脉冲萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，内装不锈钢丝网填料，脉冲萃取流程图见下图 1.原料贮槽（苯甲酸-煤油） 2.收集槽（萃余液） 3.脉冲系统 4.控制柜 5.填料（脉冲）萃取塔 .转子流量计7.萃取剂贮罐（水）输送泵11.排出液（萃取液）管取样口 图2 脉冲萃取实验流程图 3、实验内容和原理： 萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一，是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。进行液-液萃取操作时，两种液体在塔内作逆流流动，其中一液体作为分散相，以液滴的形式通过另一作为连续相的液体，两种液相浓度在设备内作微分式的连续变化，并依靠密度差在塔的两端实现两液相的间的分离。当轻相作为分散相时，相界面出现在塔的上部；反之相界面出现在塔的下端。本实验以轻相为分散相，相界面出现在塔的上部。 计算微分逆流萃取塔的塔高时，主要是采取传质单元法。即以传质单元数和传质单元高度来表征，传质单元数表示过程分离程度的难易，传质单元高度表示设备传质性能的好坏。 萃取的基本符号 名称符号流量单位组成符号 原料液F kg/s X F或x F 萃余相R kg/s X R或x R 萃取剂S kg/s Y S或y S 萃取相E kg/s Y E或y E 萃取的物料衡算
液-液萃取塔实验装置 说明书 天津大学过程工业技术与装备研究所 天津市睿智天成科技发展有限公司
目录 一. 实验设备的特点 二. 实验装置的基本情况和技术数据 三. 实验方法及步骤 四. 使用实验设备应注意的事项 五. 附录 附录1. 实验数据的计算过程及结果 附录2. 实验数据及计算结果列表 附录3. 附图
一. 实验设备的特点 1. 本装置体积小，重量轻，移动方便。本实验装置塔身为硬质硼硅酸盐玻璃管，其它均为不锈钢件制成，可适用于多种物系； 2. 操作方便，安全可靠，调速稳定。环境污染小，噪声小。 二. 实验装置的基本情况和技术数据 实验装置的流程示意图 1－水泵；2－油泵；3－煤油回流阀；4－煤油原料箱；5－煤油回收箱；6－煤油流量计； 7－回流管；8－电机；9－萃取塔；10－转盘；11－π型管；12－水转子流量计；13－水回流阀； 14－水箱；15－转数测定器； 萃取塔为桨叶式旋转萃取塔。塔身为硬质硼硅酸盐玻璃管，塔顶和塔底的玻璃管端扩口处，分别通过增强酚醛压塑法兰、橡皮圈、橡胶垫片与不锈钢法兰连结。搅拌转动轴的底端有轴承，顶端亦经轴承穿出塔外与安装在塔顶上的电机主轴相连。电动机为直流电动机，通过调压变压器改变电机电枢电压的方法作无级变速。操作时的转速由仪表显示。在塔的下部和上部轻重两相的入口管分别在塔内向上或向下延伸约200 mm，分别形成两个分离段，轻重两相将在分离段内分离。萃取塔的有效高度H 则为轻相入口管管口到两相界面之间的距离。
主要设备的技术数据如下: 1. 萃取塔的几何尺寸: 塔径D＝37 mm 塔身高＝1000 mm 塔的有效高度H＝750 mm 2. 水泵、油泵: CQ型磁力驱动泵 型号: 16CQ-8 电压: 380V 功率: 180W 扬程：8米 吸程: 3米流量: 30升/分转速2800转/分 3. 转子流量计：不锈钢材质型号LZB-4 流量1-10 L/h 精度1.5 级 4. 转速测定装置 搅拌轴的转速通过直流调压器来调节改变，转速的测定是通过霍尔传感器将转速变换位电信号，然后又通过数显仪表显示出转速。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。水相为萃取相（用字母E表示，本实验又称连续相、重相）。煤油相为萃余相（用字母R 表示，本实验中又称分散相、轻相）。轻相入口处，苯甲酸在煤油中的浓度应保持在0.0015-0.0020（kg苯甲酸/kg煤油）之间为宜。轻相由塔底进入，作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入作为连续相向下流动至塔底经π形管流出；轻重两相在塔内呈逆向流动。在萃取过程中，苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 三. 实验方法及步骤 1. 在实验装置最左边的贮槽内放满水，在最右边的贮槽内放满配制好的轻相入口煤油，分别开动水相和煤油相送液泵的电闸，将两相的回流阀打开，使其循环流动。 2. 全开水转子流量计调节阀，将重相（连续相）送入塔内。当塔内水面快上升到重
六、实训操作步骤 （一）开车准备 1. 了解萃取操作基本原理； 2. 了解萃取塔的基本构造，熟悉工艺流程和主要设备； 3. 熟悉各取样点及温度和压力测量与控制点的位置，熟悉用涡轮流量计计量液体流量； 4. 检查公用工程（电、压缩空气）是否处于正常供应状态； 5. 设备上电，检查流程中各设备、仪表是否处于正常开车状态，动设备试车； 6. 检查流程中各阀门是否处于正常开车状态： 阀门V A101、V A102、V A103、V A104、V A105、V A106、V A107、V A109、V A110、V A114、V A116、V A120、V A121、V A123、V A124、V A125、V A126、V A128、V A130、V A132、V A133、V A135关闭； 阀门V A111、V A113、V A115、V A117、V A119、V A122、V A127、V A129、V A134全开。 7. 了解本实训所用分离物系（水-煤油-苯甲酸）。 8. 检查萃取相储槽和萃余相储槽，是否有足够空间贮存实验产生的产品；如萃取相储槽空间不够，打开阀门V A110将萃取相排出；如萃余相储槽空间不够，关闭阀门V A124、V A126，打开阀门V A125、V A128，启动轻相泵P102将煤油从萃余相储槽倒入轻相液储槽V103。 9. 检查重相液储槽和轻相液储槽，是否有足够原料供实验使用；如重相的量不够实验使用，打开阀门V A105将纯水引入重相液储槽至液位LI02的3/4（注意，实验过程中要经常检查液位LI02，当其低于1/4时，打开阀门V A101将水引入使液位LI02达到3/4）；如轻相的量不够实验使用，打开阀门V A127，将煤油加入储槽V103至液位LI04的3/4。 10. 了解实验用压缩空气的来源及引入方法。 11. 按照要求制定操作方案。 （二）正常开车 开车操作的目的是将重相液和轻相液按规定流量引入萃取塔进行质量传递。
实验一电阻元件伏安特性的测绘 1、设某器件伏安特性曲线的函数式为I=f（U），试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如 何放置？ 在平面内绘制xOy直角坐标系，以x轴为电压U，y轴为电流I，观察I和U的测量数据，根据数据类型合理地绘制伏安特性曲线。 2、稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？ 普通二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导电电阻很 小；而在反向电压作用下导电电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性， 电路中常把它用在整流。稳压二极管的特点就是加反向电压击穿后，其两端的电压基本保持不变。稳压二极管用来稳压或在串联电路中作基准电压。普通二极管和稳压二极管都是PN半导体器件，所不同的是普通二极管用的是单向导电性， 稳压二极管是利用了其反向特性，在电路中反向联接。 实验二网络的等效变换于电源的等效变换 1、通常直流稳压电源的输出端不允许短路，直流恒流源的输出端不允许开路，为什么？ 2 P U 如果电压源短路，会把电源给烧坏，相当于负载无限小，功率R为无穷大。 2 如果电流源开路，相当于负载无穷大，那么功率P I R为无穷大，也会烧坏电流源。 2、电压源与电流源的外特性为什么呈下降趋势，稳压源和恒流源的输出在任何负载下是 否保持恒值？ 因为电压源有一定内阻，随着负载的增大，内阻的压降也增大，因此外特性呈下降趋势。电流源实际也有一个内阻，是与理想恒流源并联的，当电压增加时，同样由于内阻的存在，输出的电流就会减少，因此，电流源的外特性也呈 下降的趋势。不是。当负载大于稳压源对电压稳定能力时，就不能再保持电压稳定了，若负载进一步增加，最终稳压源将烧坏。实际的恒流源的控制能力一般都有一定的范围，在这个范围内恒流源的恒流性能较好，可以基本保持恒流，但超出恒流源的恒流范围后，它同样不具有恒流能力了，进一步增加输出的功率，恒流源也将损坏。 实验三叠加原理实验 1、在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接 将不作用的电源（U1或U2）置零连接？ 在叠加原理实验中，要令U1单独作用，则将开关K1投向U1侧，开关K2投向 短路侧；要令U2单独作用，则将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧。不
精馏习题 概念题 一、填空题 1.精馏操作的依据是___________________________________。利用_____________、_____________的方法,将各组分得以分离的过程。实现精馏操作的必要条件____________和___________________。 2. 汽液两相呈平衡状态时，气液两相温度_____，液相组成__________汽相组成。 3.用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为______________。根据α的大小，可用来_ __________________，若α=1，则表示_______________。 4. 某两组分物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n,n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知y n=0.4, y n+1=_________。全回流操作通常适用于_______________或_______________。 5.精馏和蒸馏的区别在于_精馏必须引入回流___________________________________；平衡蒸馏和简单蒸馏主要区别在于____________________________________。 6. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是________________________________和________________________________。 7. 在总压为101.33kPa、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为P A°=116.9kPa、 P B°=46kPa,则相对挥发度α=______，平衡时液相组成x A=_______,汽相组成y A=______。 8. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为____________，馏出液组成为_______________。 9. 最小回流比的定义是_______________________，适宜回流比通常取为____________R min。 10. 精馏塔进料可能有______ 种不同的热状况，当进料为汽液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状态参数q值为__________________。 11. 在精馏塔设计中，若F、x F、q D保持不变，若回流比R增大，则x D_______，x W _______，V______，L/V_____。 12. 在精馏塔设计中，若F、x F、x D、x W及R一定，进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板数N T____。精馏段上升蒸汽量V_____、下降液体量L_____；提馏段上升蒸汽量V′_____，下降液体量L′_____。 13. 某理想混合液, 其中一组平衡数据为x=0.823,y=0.923,此时平均相对挥发度为α=___________.
萃取塔实验讲义 一、 实验目的 1． 了解脉冲填料萃取塔的结构。 2． 掌握填料萃取塔的性能测定方法。 3． 掌握萃取塔传质效率的强化方法。 二、 实验原理 1．填料萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护部分广泛应用的一种萃取设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。塔内填料的作用可以使分散相液滴不断破碎和聚合，以使液滴表面不断更新，还可以减少连续相的轴相混合。本实验采用连续通入压缩空气向填料塔内提供外加能量，增加液体滞动，强化传质。在普通填料萃取塔内，两相依靠密度差而逆相流动，相对密度较小，界面湍动程度低，限制了传质速率的进一步提高。为了防止分散相液滴过多聚结，增加塔内流动的湍动，可采用连续通入或断续通入压缩空气（脉冲方式）向填料塔提供外加能量，增加液体湍动。当然湍动太厉害，会导致液液两相乳化，难以分离。 2．萃取塔的分离效率可以用传制单元高度HOE 和理论级当量高度he 来表示，影响脉冲填料萃取塔分离效率的因素主要有：填料的种类、轻重两相的流量以及脉冲强度等。对一定的实验设备，在两相流量固定条件下，脉冲强度增加，传制单元高度降低，塔的分离能力增加。 3．本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。水相为萃取相（用字母E 表示，在本实验中又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R 表示，在本实验中又称分散相）。在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定之。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 （1） 按萃取相计算的传质单元数OE N 计算公式为： ()?-= E b E t Y Y E E E OE Y Y dY N * 式中：Y Et ─苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸／kg 水； 本实验中Y Et ＝0。 Y Eb ─苯甲酸在离开塔底萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸／kg 水； Y E ─苯甲酸在塔内某一高度处萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸／kg 水；
电路原理实验思考题答案 Prepared on 22 November 2020
实验一电阻元件伏安特性的测绘1、设某器件伏安特性曲线的函数式为I=f（U），试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置 在平面内绘制xOy直角坐标系，以x轴为电压U，y轴为电流I，观察I和U的测量数据，根据数据类型合理地绘制伏安特性曲线。 2、稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何
实验六 一阶动态电路的研究 1、什么样的电信号可作为RC 一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励源 阶跃信号可作为RC 一阶电路零输入响应激励源；脉冲信号可作为RC 一阶电路零状态响应激励源；正弦信号可作为RC 一阶电路完全响应的激励源， 2、已知RC 一阶电路R=10K Ω，C=μF ，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。 ()ms s RC 111.010******* 63=?=???==--τ。测量τ的方案：如右图所示电路，测出电阻R 的值与电 容C 的值，再由公式τ=RC 计算出时间常数τ。 3、何谓积分电路和微分电路，他们必须具备什么条 件它们在方波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何这两种电路有何功用 积分电路：输出电压与输入电压的时间积分成正比的电路；应具备的条件： ?≈dt RC u u S C 1。微分电路：输出电压与输入电压的变化率成正比的电路；应具备的条 件：dt d RC u u S R ≈。在方波序列脉冲的激励下，积分电路的输出信号波形在一定条件下成为三角波；而微分电路的输出信号波形为尖脉冲波。功用：积分电路可把矩形波转换成三角波；微分电路可把矩形波转换成尖脉冲波。 实验七 用三表法测量电路等效参数 在50Hz 的交流电路中，测得一只铁心线圈的P 、I 和U ，如何算得它的阻值及电感量 若测得一只铁心线圈的P 、I 和U ，则联立以下公式：阻抗的模I U Z =，电路的功率因数UI P =?cos ，等效电阻?cos 2Z P R I ==，等效电抗?sin Z X =，fL X X L π2==可计 算出阻值R 和电感量L 。 实验八 正弦稳态交流电路相量的研究 1、在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么 当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨
化工原理实验思考题（填空与简答） 一、填空题： 1．孔板流量计的Re ~C 关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘。 2．孔板流量计的R V S ~关系曲线在双对数坐标上应为 直线 。 3．直管摩擦阻力测定实验是测定 λ 与 Re_的关系，在双对数坐标纸上标绘。 4．单相流动阻力测定实验是测定 直管阻力 和 局部阻力 。 5．启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 。 6．流量增大时离心泵入口真空度 增大_出口压强将 减小 。 7．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是 开循环冷却水 。 8．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是 塔顶温度稳定 9．在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：_进出口温差随空气流量增加而减小 。 10．在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是 减小测量误差 。 11．萃取实验中_水_为连续相， 煤油 为分散相。 12．萃取实验中水的出口浓度的计算公式为 E R R R E V C C V C /)(211-= 。 13．干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥 。 14．干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 。 15．过滤实验采用悬浮液的浓度为 5% ， 其过滤介质为 帆布 。 16．过滤实验的主要内容 测定某一压强下的过滤常数 。 17．在双对数坐标系上求取斜率的方法为： 需用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取 。
18．在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为：先将手动旋钮旋至零位，再关闭电源。 19．实验结束后应清扫现场卫生，合格后方可离开。 20．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例。 21.在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U 形压差计测定。 22.实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 23.影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等. 24.用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案(1)增加空气流速(2)在空气一侧加装翅片(3)定期排放不凝气体。 25.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q 值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 26.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 27.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在0.005mPa，如果达到0.008～0.01mPa，可能出现液泛，应减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 28.流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 29.在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起）为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动
液液萃取塔的操作 一、实验目的 （1）了解液液萃取设备的结构和特点； （2）掌握液液萃取塔的操作； （3）掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量 对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、基本原理 1．液液萃取设备的特点 液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。因此这 两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。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．液液萃取塔的操作 (1)分散相的选择在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相；另一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相。哪一相作为分散相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面综合考虑： 1)为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分 散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。 2)应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于 dx d >0的系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大，当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质过程。 3)对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优 先润湿填料或筛板是相当重要的。此时，宜将不易润湿填料或筛板的一相作为分散相。 4）分散相液滴在连续相中的沉降速度，与连续相的粘度
实验1 常用电子仪器的使用 实验报告及思考题 1．总结如何正确使用双踪示波器、函数发生器等仪器,用示波器读取被测信号电压值、周期（频率）的方法。答：要正确使用示波器、函数发生器等仪器，必须要弄清楚这些仪器面板上的每个旋钮及按键的功能，按照正确的操作步骤进行操作． 用示波器读取电压时，先要根据示波器的灵敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压值，再数出波形在Y轴上所占的总格数h，按公式计算出电压的有效值。 用示波器读取被测信号的周期及频率时，先要根据示波器的扫描速率，知道屏幕上X轴方向每一格所代表的时间，再数出波形在X轴上一个周期所占的格数d，按公式T= d ×ms/cm，，计算相应的周期和频率。 2.欲测量信号波形上任意两点间的电压应如何测量？答：先根据示波器的灵敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压值，再数出任意两点间在垂直方向所占的格数，两者相乘即得所测电压。 3.被测信号参数与实验仪器技术指标之间有什么关系，如何根据实验要求选择仪器？
答：被测信号参数应在所用仪器规定的指标范围内，应按照所测参量选择相应的仪器。如示波器、函数发生器、直流或交流稳压电源、万用表、电压表、电流表等。 4.用示波器观察某信号波形时，要达到以下要求，应调节哪些旋纽？①波形清晰；②波形稳定；③改变所显示波形的周期数；④改变所显示波形的幅值。答：①通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。 ②通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳定。 ③调节扫描速度旋钮。 ④调节灵敏度旋钮。 实验2 基尔霍夫定律和叠加原理的验证 七、实验报告要求及思考题 1．说明基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。计算相对误差，并分析误差原因。 答：根据实验数据可得出结论：基尔霍夫定律和叠加原理是完全正确的。 实验中所得的误差的原因可能有以下几点：
化工基础实验思考题答案 实验一流体流动过程中的能量变化 1、实验为什么要使高位水槽的水保持溢流？ 答：保持溢流可使流体稳定流动，便于读数，同时伯努利方程只在流体稳定流动时才适用。 2、操作本实验装置应主意什么？ 答：1）开启电源之前，向泵中灌水 2）高位水槽水箱的水要保持溢流 3）赶尽玻璃管中气泡 4）读数时多取几组值，取平均值 实验二流体流动形态的观察与测定 1、在实验中测定的雷诺数与流动形态的关系如何？如果出现理论与实际的偏差，请分析理由 答：1）层流时，理论与实际符合 2）过渡流测量值与理论值稍有偏差 偏差分析：（1）孔板流量计的影响 （2）未能连续保持溢流 （3）示踪管未在管中心 （4）示踪剂流速与水的流速不一致 2、本实验中的主意事项有那些？ 答:(1)保持溢流 （2）玻璃管不宜过长 （3）示踪管在中心
实验三节流式流量计性能测定实验 1、你的实验结果可以得到什么结论？ 答：流速较大或较小时，流量系数C并不稳定，所以性能并不很好 2、实验中为什么适用倒置U型管？ 答：倒置的U形管作压差计，采用空气作指示液，无需重新装入指示液，使用方便 实验四连续流动反应器实验流程图 1、测定停留时间分布函数的方法有哪几种？本实验采用的是哪种方法？ 答：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入示踪法。本实验采用脉冲示踪法。 2、模型参数与实验中反应釜的个数有何不同，为什么？ 答：模型参数N的数值可检验理想流动反应器和度量非理想流动反应器的返混程度。当实验测得模型参数N值与实际反应器的釜数相近时，则该反应器达到了理想的全混流模型。若实际反应器的流动状况偏离了理想流动模型，则可用多级全混流模型来模拟其返混情况，用其模型参数N值来定量表征返混程度。 3、实验中可测得反应器出口示踪剂浓度和时间的关系曲线图，此曲线下的面积有何意义？ 答：一定时间内示踪剂的总浓度。 4、在多釜串联实验中，为什么要在流体流量和转速稳定一段时间后才能开始实验？ 答：为使三个反应釜均能达到平衡。 实验五换热器传热系数的测定 1、实验误差主要来源那几个方面？ 答：1）读数不稳定
课程名称：过程工程原理实验（甲）指导老师：叶向群成绩：_______________ 实验名称: 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定 1、实验目的： 1)了解转盘萃取塔和脉冲萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。 2)观察转盘萃取塔转盘转速变化时或脉冲萃取塔的脉冲强度（脉冲幅度及脉冲频率）变化时，萃取 塔内轻、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。 3)测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度和体积传质系数 K，关联传质单位高度与脉冲 YV 萃取过程操作变量的关系。 4)计算萃取率 2、实验装置流程： 2.1 转盘萃取塔 主要设备是转盘萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，塔顶电机连接转轴，转轴上固定有圆盘，塔壁 固定有圆环，圆环与圆盘交错布置，转盘萃取流程图见下图1
1.原料贮槽（苯甲酸-煤油） 2.收集槽（萃余液） 3.电机 4.控制柜 5.转盘萃取塔 6.9.转子流量计 7.萃取剂贮罐（水）8.10. 输送泵11.排出液（萃取液）管12.转速测定仪A.B.C 取样口 图1 转盘萃取实验流程图 2.2 脉冲萃取塔 主要设备是脉冲萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，内装不锈钢丝网填料，脉冲萃取流程图见下图 1.原料贮槽（苯甲酸-煤油） 2.收集槽（萃余液） 3.脉冲系统 4.控制柜 5.填料（脉冲）萃取塔 6.9.转子流量计 7.萃取剂贮罐（水） 8.10 输送泵11.排出液（萃取液）管 A.B.C 取样口 图2 脉冲萃取实验流程图 3、实验内容和原理： 萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一，是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。进行液-液萃取操作时，两种液体在塔内作逆流流动，其中一液体作为分散相，以液滴的形式通过另一作为连续相的液体，两种液相浓度在设备内作微分式的连续变化，并依靠密度差在塔的两端实现两液相的间的分离。当轻相作为分散相时，相界面出现在塔的上部；反之相界面出现在塔的下端。本实验以轻相为分散相，相界面出现在塔的上部。 计算微分逆流萃取塔的塔高时，主要是采取传质单元法。即以传质单元数和传质单元高度来表征，传质单元数表示过程分离程度的难易，传质单元高度表示设备传质性能的好坏。 3.1 萃取的基本符号
实验4 1.叠加原理中US1, US2分别单独作用，在实验中应如何操作可否将要去掉的电源(US1或US2直接短接 2.实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性与齐次性还成立吗为什么 实验6 1.如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量 A.开路电压可以直接用V表直接量出来；然后接一个负载电阻，再量端口电压，该电压除以该电阻得电流，用该电流去除两次电压测量的差值，得等效内阻，于是，开路电压除以等效内阻得短路电流。 B.当内电阻过小时，不能测量短路电压，当内阻过大时，不能测量开路电压。 2.说明测量有源二端网络的开路电压及等效内阻的几种方法 A.开路电压、短路电流法b半电压法C.伏安法D.零示法 一用电压表直接测电压，把电路内电流源短路，电压源开路。用电阻档测电阻。二在电路分 别接二个不同电阻，测出电阻上的电流和电压。然后计算出。列两个二元一次方程就行。 实验8 1.什么是受控源了解四种受控源的缩写、电路模型、控制量与被控量的关系 受控源向外电路提供的电压或电流是受其它支路的电压或电流控制，因而受控源是双口 元件：一个为控制端口，或称输入端口，输入控制量(电压或电流) ，另一个为受控端口或 称输出端口，向外电路提供电压或电流。受控端口的电压或电流，受控制端口的电压或电流的控制。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类： (1)电压控制电压源(VCVS，如图8 —1(a)所示，其特性为： u2u1 其中：皿称为转移电压比(即电压放大倍数) 。 U1 (2)电压控制电流源(VCCS, 如图8—1(b)所示，其特性为： i2 g U1 其中：g m 12称为转移电导。 U1
本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持! 实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定 ⑴ 在求理论板数时，本实验为何用图解法，而不用逐板计算法? 答：相对挥发度未知，而两相的平衡组成已知。 ⑵求解q 线方程时，G, m ，Y m 需用何温度？ 答：需用定性温度求解，即： t (t F t b )/2 ⑶在实验过程中，发生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何处理？ 答；①初始加热速度过快，出现过冷液体和过热液体交汇，釜内料液受热不均匀。 ②在开始阶段要缓慢加热，直到料液沸腾，再缓慢加大加热电压。 ③出现瀑沸后，先关闭加热电压，让料液回到釜内，续满所需料液，在重新开始加热。 ⑷取样分析时，应注意什么？ 答：取样时，塔顶、塔底同步进行。分析时，要先分析塔顶，后分析塔底，避免塔顶乙醇大量挥发，带来偶然误 差。 ⑸写出本实验开始时的操作步骤。 答：①预热开始后，要及时开启塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大。 ② 记下室温值，接上电源，按下装置上总电压开关，开始加热。 ③ 缓慢加热，开始升温电压约为 40?50伏，加热至釜内料液沸腾，此后每隔 5?lOmin 升电压5V 左 右，待每块塔板上均建立液层后，转入正常操作。当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时， 开启塔身保温电压，开至 150 V ，整个实验过程保持保温电压不变。 ④ 等各块塔板上鼓泡均匀，保持加热电压不变，在全回流情况下稳定操作 20min 左右，用注射器在塔顶，塔底同 时取样，分别取两到三次样，分析结果。 ⑹ 实验过程中，如何判断操作已经稳定，可以取样分析？ 答：判断操作稳定的条件是：塔顶温度恒定。温度恒定，则塔顶组成恒定。 ⑺分析样品时，进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列？ 答:折光率由高到底的顺序是：塔底，进料，塔顶。 ⑻ 在操作过程中，如果塔釜分析时取不到样品，是何原因？ 可能的原因是：釜内料液高度不够，没有对取样口形成液封。 ⑼ 若分析塔顶馏出液时，折光率持续下降，试分析原因？ 可能的原因是：塔顶没有产品馏出，造成全回流操作。 ⑽ 操作过程中，若发生淹塔现象，是什么原因？怎样处理？ (11) 实验过程中，预热速度为什么不能升高的太快？ 釜内料液受热不均匀，发生瀑沸现象。 (12) 在观察实验现象时，为什么塔板上的液层不是同时建立？ 精馏时，塔内的蒸汽从塔底上升，下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体；塔顶出现回流液体，从塔定下降，塔 顶先建立液层，随下降液体通过各层塔板，板上液层液逐渐建立。 (13) 如果操作过程中，进料浓度发生改变，其它操作条件不变，塔顶、塔底产品的 浓度如何改变？ 答：塔顶 x D 下降，x W 上升 (14) 如果加大回流比，其它操作条件不变，塔顶、塔底产品的浓度如何改变? (15) 如果操作时，直接开始部分回流，会有何后果？ 塔顶产品不合格。 (16) 为什么取样分析时，塔顶、塔底要同步进行？ 打开进料转子流量计，开启回流比控制器，塔顶出料，打开塔底自动溢流口，塔底出料。 答: 答: 答: 答: 答: 塔顶 x D 上升，x W 下降。 答: 答:
液－液萃取实验 一、实验目的 1．了解液-液萃取设备的结构和特点； 2．掌握液-液萃取塔的操作； 3．掌握传质单元高度的测量方法，并分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验原理 液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。在液液系统中，两相间的重量差较小，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，用于液液接触就显的效率不高。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。 在液－液萃取塔的操作过程中，首先要确定哪一相作为分散相，本装置选用煤油（苯甲酸）－水系统，以水作为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，根据分散相选择的原则选煤油作为分散相为宜，液液的分散借助往复振动的筛板，液滴尺寸的大小不仅关系到相际接触面积，而且影响传质系数和塔的流通量，较小的液滴，其内循环消失，液滴的行为趋势于固体球，传质系数下降，对传质不利。所以，液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。 此外，萃取塔内连续相所允许的极限速度（泛点速度）与液滴的运动速度有关，而液滴的运动速度与液滴的尺寸有关，一般较大的液滴，其泛点速度较高。那么塔的通量较大。反之则通量较低。 萃取过程一般采用传质单元数和传质单元高度来处理，用传质单元数来表示过程分离程度的难易，用传质单元高度来表示设备传质性能的好坏。 H=H OR ·N OR N OR ：萃取相为基准的总传质单元数。 H OR ：萃余相为基准的总传质单元高度。 H ：萃取塔的有效接触高度。 ) (* -??= X X X dX X N R f OR X ：萃余相中溶解溶质的浓度，以质量分数来表示： X*：与相应萃余相浓度成平衡的萃取相中的溶质的浓度质量分率。 X f X R ：分别表示两相进塔和出塔的萃余液浓度，质量分率；
实验日期成绩 同组人×××（2）、×××（3）、×××（4）、×××（5）、×××（6） 闽南师范大学应用化学专业实验报告 题目：桨叶式萃取塔实验 12应化1 ×××× B1组 0 前言 实验目的：1、了解脉冲填料萃取塔的结构和特点；2、熟悉萃取操作的工艺流程，掌握液-液萃取装置操作方法；3、掌握脉冲填料萃取塔性能的测定方法；4、了解填料萃取塔传质效率的强化方法。[1] 实验原理：萃取是分离液体混合物的一种常用操作，其工作原理是在待分离的混合液中加入与之不互溶（或部分相溶）的萃取剂，形成共存的两个液相，并利用原溶剂与萃取剂对原混合液中各组分的溶解度的差异，使原溶液中的组分得到分离。 桨叶式旋转萃取塔也是一种外加能量的萃取设备。在塔内由环行隔板将塔分成若干段，每段的旋转轴上装设有桨叶。在萃取过程中由于桨叶的搅动，增加了分散相的分散程度，促进了相际接触表面积的更新与扩大。隔板的作用在一定程度上抑制了轴向返混，因而桨叶式旋转萃取塔的效率较高。桨叶转速若太高，也会导致两相乳化，难以分相。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸?。水相为萃取相(?用字母E表示，本实验又称连续相、重相?)。煤油相为萃余相(?用字母?R?表示，本实验中又称分散相、轻相)。轻相入口处，苯甲酸在煤油中的浓度应保持在苯甲酸／kg煤油)之间为宜。轻相由塔底进入，
作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入作为连续相向下流动至塔底经π形管流出；轻重两相在塔内呈逆向流动。在萃取过程中，苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 B(油) S(水) X Rt Y Et X Rb Y Eb S为水流量B为油流量 Y为水浓度X为油浓度 下标E为萃取相下标t为塔顶 下标R为萃余相下标b为塔底 1、按萃取相计算传质单元数N OE的计算公式为: 式中：Y Et─苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成，kg苯甲酸／kg水；本实验中Y Et＝0。 Y Eb─苯甲酸在离开塔底萃取相中的质量比组成，kg苯甲酸／kg水； Y E─苯甲酸在塔内某一高度处萃取相中的质量比组成，kg苯甲酸／kg水；