化工原理实验思考题

5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。

化工原理实验思考题以及答案1.什么是判断流体流动类型的依据，它的计算式是什么？其在什么范围内为湍流，在什么范围内为层流？答：判断流体流动类型的依据是雷诺数，它的计算式是Re 当Re4000时，形成湍流，当Re≤20XX年时为层流。

2.在雷诺演示实验中，为什么要将顶上水槽内的液面维持恒定？答：为了保持水压稳定从而使流速稳定。

对于一定温度的流体，在特定的圆管内du , 流体在直圆管内流动时，流动，雷诺准数只与流速有关。

本实验是改变水在管内的速度，观察不同雷诺准数下流体流型的变化。

要想观察不同雷诺数下的流体类型，那么在某一雷诺准数下的流速要维持恒定。

假如顶上水槽的液面不断变化，那么管中流体的流速也会不断改变，无法达到实验要求。

所以，顶上水槽内的液面要维持恒定。

3.液液萃取实验的原理是什么？实验中塔高的计算方法是什么？答：液液萃取实验的原理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。

萃取塔的有效接触高度H HOR NOR NOR xF xRxm4.测定全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数？取样位置在何处？答：测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系，全塔实际板数。

测定全回流单板效率要测定yn、yn+1、xn；分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样；同时还应已知相平衡关系。

5.筛板精馏塔实验中，查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值？答：应取进料液的泡点温度作为定性温度。

6.过滤的基本原理是什么？影响过滤速度的主要因素有那些？答：过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。

影响过滤速度的主要因素有压力差△p，滤饼厚度L，滤饼和悬浮液的性质、组成、特性，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。

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。

思考题过滤（1） 通过实验你认为过滤的一维模型是否适用？答：是适用。

用此模型能很好地描述这个过程，且误差小。

（2） 当操作压强增加一倍，其K 值是否也增加1倍？要得到同样的滤液量，其过滤时间是否缩短了1半？答：恒压过滤公式：q ２＋2qqe ＝K τ （4-46）当操作压强增加一倍，其K 值不一定增加一倍。

得到同样的滤液量，其过滤时间不一定是原来的一半。

由于S 的存在。

（3） 影响过滤速率的主要因素有哪些？答：1 压强差P 2，滤饼厚度L 3，悬浮液的性质 4，滤饼的性质 5 悬浮液温度 6 过滤介质的阻力 （4） 滤浆浓度和操作压强对过滤常数K 值有何影响？ 答：滤浆浓度越大，过滤常数K 值越小。

操作压强越大，过滤常数K 值越大。

（5）为什么过滤开始时，滤液常常有点混浊，过段时间后才变清？答：悬浮液过滤时，当颗粒尺寸比过滤介质孔径小时，过滤开始会有部分颗粒进入过滤介质孔道里，迅速发生“架桥现象”，但也会有少量颗粒穿过过滤介质而与滤液一起流走，所以滤液常是浑浊的，随着滤渣的逐渐堆积，过滤介质上面会形成滤饼层，成为有效的过滤介质而得到澄清的滤液（6）若要做滤饼洗涤，管线应怎样安排？需增加什么设备？答：增加通洗涤液 的管路，为了操作方便，最好添加泵。

Sr p K -12φμ∆=Sr p K -12φμ∆=六、传热（1）实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有无影响？有，逆流时温差大，换热效果好，传热效率高（2）蒸汽冷凝过程中，若存在不凝性气体，对传热有何影响？应采取什么措施？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）实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？答：增加了额外的热阻，使给热系数大为下降。

实验一伯努利方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降。

而总水头线（E-E）沿程只降不升。

这是因为水在流动过程中，依据一边界条件，动能和势能可相互转换。

测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低。

测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高。

而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有 hw1-2>0，故 E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。

(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。

2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？答：有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。

这是因为测压管水头管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水E相应减小，故的减小更加显著。

（2）测压管水头线（P-P的起落变化更为显著。

因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。

管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P线的起落变化就更为显著。

3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？答：测点2、3位于均匀流断面（如图），测点高差0.7cm，HP= 均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。

测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。

由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。

在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。

4、试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。

化工原理实验思考题整理1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定（1）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。

本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。

（2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么？降速的又是什么？答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。

②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。

（3 ）为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器；②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。

③湿毛毡恒重时，即为实验结束。

（ 4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化？为什么？答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。

因为加快了热空气排湿能力。

（5 ）毛毡含水是什么性质的水分？毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。

（6）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。

理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。

定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度© ）等。

干球温度不变，湿球温度不变。

绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。

化工原理实验思考题 Revised by BETTY on December 25,2020实验1 流体阻力实验本实验用水为工作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使用为什么答：适用。

因为光滑管的阻力系数λ只与雷诺数Re有关,故对其他的流体一样适用。

本实验是测定等径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管，从测量两取压点间压差的倒置 U 型管读数 R 到ΔPf 的计算过程和公式是否与水平管完全相同为什么答：过程一样，公式（通式）相同，R 值的计算结果不同。

通式：p1 p2 = ( ρ A ρ B ) gR + ρ B gz 水平放置：垂直放置： z=0p1 p2 = ( ρ A ρ B ) gRz=L（管长）p1 p2 = ( ρ A ρ B ) gR + ρgL在不同设备上（包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据是否能关联在一条曲线上为啥么答：不能，因为粗糙度和或管径任何一个发生变化都会影响λ的值，而Re与流体的密度和粘度有关，密度与粘度与温度有关，所以会影响Re的值。

因此在不同设备上（包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据不能关联在同一曲线上。

实验2 伯努利实验管内空气泡会干扰实验现象，请问怎样排除？答：若空气泡在流体流动的导管中出现，则将出口阀慢慢关小使流速减小，在迅速将出口阀调大，赶走气泡。

减小流量，使测压管内的水溢出以排除气泡。

调节实验导管出口阀，使导管内水的流速足够大。

试解释所观察到的现象。

答：a导管内水的流速增加，各液柱高度减小，这是因为流速增加，水的动能增加，增加的动能由静压能转化而来，所以液柱的高度会减小。

b在保持溢流状态时，流速一定，则液柱高度稳定，而水槽未保留溢流状态时，则液柱高度会逐渐下降，这是由于水槽液位下降，使导管内液体流速发生改变，所以液柱高度会变化。

实验结果是否与理论结果符合？解释其原因。

答：不符合，理论结果是在流体为理想流体的基础上得到的，而实际流体在流动过程中有阻力损失。

实验1 流体流动阻力测定1. 启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。

2. 作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。

3. 流量为零时，U 形管两支管液位水平吗？为什么？答：水平，当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程：21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ4. 怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。

关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。

5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？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。

6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？ 答：测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计，差压变送器。

转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。

U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。

差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

7. 读转子流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。

如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。

8. 假设将本实验中的工作介质水换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0，磨擦阻力F=0，没有能量消耗，当然不存在压强差。

,2222222111g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 又∵z 1=z 2（水平管） ∴P 1=P 29. 本实验用水为工作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使用？为什么？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d 、u 、ρ、变化。

v1.0 可编辑可修改1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定（1）什么是恒定干燥条件本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。

本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。

（2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么降速的又是什么答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。

②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。

（3）为什么要先启动风机，再启动加热器实验过程中干湿球温度计是否变化为什么如何判断实验已经结束答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器；②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。

③湿毛毡恒重时，即为实验结束。

（4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化为什么答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。

因为加快了热空气排湿能力。

（5）毛毡含水是什么性质的水分毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。

（6）实验过程中干、湿球温度计是否变化为什么答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。

理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。

定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度φ）等。

干球温度不变，湿球温度不变。

绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。

（7）什么是恒定干燥条件本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程温度。

1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定1什么是恒定干燥条件本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式,都在整个干燥过程中均保持恒定;本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行;2控制恒速干燥速率阶段的因素是什么降速的又是什么答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率,亦取决定于物料外部的干燥条件,所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段;②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸,而与干燥介质的状态参数关系不大,故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段;3为什么要先启动风机,再启动加热器实验过程中干湿球温度计是否变化为什么如何判断实验已经结束答：①让加热器通过风冷慢慢加热,避免损坏加热器,反之如果先启动加热器,通过风机的吹风会出现急冷,高温极冷,损坏加热器；②理论上干、湿球温度是不变的,但实验过程中干球温度不变,但湿球温度缓慢上升,估计是因为干燥的速率不断降低,使得气体湿度降低,从而温度变化;③湿毛毡恒重时,即为实验结束;4若加大热空气流量,干燥速率曲线有何变化恒速干燥速率,临界湿含量又如何变化为什么答：干燥曲线起始点上升,下降幅度增大,达到临界点时间缩短,临界点含水量降低;因为加快了热空气排湿能力;5毛毡含水是什么性质的水分毛毡含水有自由水和平衡水,其中干燥为了除去自由水;6实验过程中干、湿球温度计是否变化为什么答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化,但变化不大;理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件;定态空气条件：空气状态不变气流的温度t、相对湿度φ等;干球温度不变,湿球温度不变;绝热增湿过程,则干球温度变小,湿球温度不变;7什么是恒定干燥条件本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式,均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料,则可以认为湿空气在干燥过程温度;湿度均不变,再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变;所以这个过程可视为实验在在恒定干燥条件下进行;8若加大热空气流量,干燥速率曲线有何变化恒速干燥速率、临界湿含量又如何变化为什么答：若加大热空气流量,干燥曲线的起始点将上升,下降幅度变大,并且到达临界点的时间缩短,临界湿含量降低;这是因为风速增加后,加快了热空气的排湿能力;2.筛板精馏塔实验1 测定全回流和部分回流总板效率或者等板高度,单板效率各需要几个参数取样位置在何处答：①测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度,分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系,全塔实际板数;②测定全回流单板效率要测定yn、yn+1、xn；分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样；同时还应已知相平衡关系;2 筛板精馏塔实验中,查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值答：应取进料液的泡点温度作为定性温度;3其它条件不变,改变回流比大小,对产品组成和流量有何影响4 测量全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数答：全回流：塔顶,塔底取样,用折光仪测得其组成; 部分回流：各板取样,用折光仪测得其组成;5 全回流时测得板式塔上第n、n-1层液相组成,如何求得xn 部分回流时,又如何求xn答：如果为全回流则Xn为所测的液相组成数据,若为部分回流的,我们需要获得蒸馏塔中的塔顶、塔釜的液相组成,求解其相平衡方程,代入方程即可求得Xn; 或：1计算单板效率需测两个参数,分别是Xn和Xn-1,取样在相邻两块塔板间;计算总板效率同样需要测量两个参数,分别是XD和XW,取样在塔釜和塔顶; 2部分回流：EM= Xn-1-Xn/ Xn-1- X= Xn-1-Xn/ Xn-1- fYn, Yn=L/V· Xn-1+ XD· V-L/V 全回流：EM= Xn-1-Xn/ Xn-1- X= Xn-1-Xn/ Xn-1- fYn, Yn= Xn-16在全回流时,测得板式塔上第n、n-1层液相组成后,能否求出第n层塔板上的以汽相组成变化表示的单板效率EmV答：能,计算如下：其中fY为气液平衡线对应的X值EML= Xn-1-Xn/{Xn-1- fL/V· Xn-1+ XD· V-L/V}, EMV= EML/ EML+m·V/L1- EML7查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值答：水和乙醇的最低恒沸温度;8若测得单板效率超过100%,做何解释答：在精馏操作中,液体沿精馏塔板面流动时,易挥发组分浓度逐渐降低,对n板而言,其上液相组成由Xn-1的高浓度降为Xn的低浓度,尤其塔板直径较大、液体流径较长时,液体在板上的浓度差异更加明显,这就使得穿过板上液层而上升的气相有机会与浓度高于Xn的液体相接触,从而得到较大程度的增浓;Yn为离开第n板上各处液面的气相平均浓度,而yn是与离开第n板的最终液相浓度Xn成平衡的气相浓度,yn有可能大于yn,致使yn—yn+1,此时,单板效率EMV就超过100%;9塔板效率受哪些因素影响答：混合物汽液两相的物理性质：主要有粘度、相对挥发度、扩散系数、表面张力、和重度等;精馏塔的结构：主要有出口堰高度、液体在板上的流程长度、板间距、降液部分大小及结构,还有阀、筛孔、或泡帽的结构、排列与开孔率;操作变量：主要有气速、回流比、温度及压力等;10精馏塔的常压操作是怎样实现的如果要改为加压或减压操作,又怎样实现答：精馏塔常压操作是最简单的,在塔顶冷凝器后续管路中有个支管直接通大气,叫放空口;放空口打开就能进行常压操作;放空口关闭才能进行减压操作或加压操作;3.液-液转盘萃取实验1液液萃取实验的原理是什么实验中塔高的计算方法是什么答：液液萃取实验的原理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;萃取塔的有效接触高度2请分析比较萃取实验装置与吸收、精馏实验装置的异同点萃取实验装置与吸收、精馏实验装置都是基于传质理论建造的设备;答：三种实验装置的共同点是塔设备为主要设备,均有进料和出料口,均可以使物料在塔内物理分离; 不同点是精馏设备的有一个进料位置,通常在塔体上；萃取和吸收有两个进料位置,通常一上一下,吸收时气相从塔底进入,液相从塔顶流下；萃取时重相从塔顶进入,轻相从塔底进入;精馏塔需要加热设备,为了强化传质效果萃取实验装置有转盘或脉冲发生器,吸收实验装置仅仅是利用普通的塔设备;3说说本萃取实验装置的转盘转速或脉冲幅度是如何调节和测量的从实验结果分析转盘转速变化对萃取传质系数与萃取率的影响;答：①转盘转速是通过调节脉冲转向器电机上的旋钮来调节,控制面板上的数字显示即为转盘转速;②实验结果表明,在一定转盘转速范围内,转速越大,萃取传质系数越大,萃取率越大,表明萃取效果越好;4测定原料液、萃取相、萃余相组成可用哪些方法采用中和滴定法时,标准碱为什选用KOH-CH3OH 溶液而不选用KOH-H2O溶液答：①酸碱中和滴定法、色谱分析仪分析法;②因为原料液、萃取相都是油相,与水不互溶,若选用KOH-H2O溶液,会分层,酸碱难以充分接触,使得滴定终点会有较大误差,而萃取相是水相,故需要采用既溶于水又溶于油的KOH-CH3OH溶液; 5萃取过程是否会发生液泛,如何判断液泛答：①可能;因为对于直径一定的萃取塔,可供液液两相自由流动的截面是有限的;两相之一的流量如果增大到某个限度,填料塔内的液体不能便不能顺畅的流下,在塔内形成积液,导致液泛; ②液泛时,塔内液体不能顺利流通,滞液率增大；当填料塔内分层界面明显快速上升时,则认为产生了液泛;6本实验为什么不宜用水做分散相若用水做分散相,操作步骤怎样两相分层分离段应设在塔顶还是塔底如何选择萃取过程中的分散相答：①水的黏度比煤油小,应将黏度大的一相作为分散相;②若用水为分散相,则水相自塔底进入,油相自塔顶进入,先开油相,再开水相;③两相分层分离段在塔底;④萃取分散相选择的原则：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/dσ＞o 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黏度有很大关系;为了减小塔径提高二相分离的效果,应将黏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;4.膜分离1结合实验结果说明截留率及透过液通量随压力的变化趋势;答：由实验结果可知,透过液量随着压强的增大而增大,理论上,截留率也随着压强的增大而增大;2膜孔径的大小对截留率及透过液量有何影响答：随着孔径的增大,截留率减小而通过液量会增大;3请简要说明超滤膜、纳滤膜和反渗透膜的基本机理;4与传统的蒸馏、萃取等分离方法相比,膜分离有哪些优点和不足吸收与解吸实验1填料吸收塔塔底为什么要有液封装置液封高度如何计算答：液封的目的是保证塔内的操作压强; 当炉内压强超过规定值时,气体将由液封管排出,故先按炉内允许的最高压强计算液封管插入槽内水面下的深度;过液封管口作等压面o-o' ,在其上取1、２两点;其中：p1=炉内压强或因p1=p2故解得h ;2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;①U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;3填料塔吸收传质系数的测定中,KXa有什么工程意义答：由Ka可以确定传质单元高度,从而可以找出填料层的高度;4 为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制答：易溶气体的吸收过程是气膜控制,如HCl,NH3,吸收时的阻力主要在气相,反之就是液膜控制;对于CO2的溶解度和HCl比起来差远了,应该属于液膜控制; 5当气体温度和液体温度不同时应用什么温度计算亨利系数答：液体温度;因为是液膜控制,液体影响比较大;6试说明精馏和吸收的相同点和不同点答：不同点：精馏利用组分挥发度的不同进行分离,操作时塔内必须有回流；吸收是利用组分溶解度的不同进行分离;相同点：都属于相际传质;。

化工原理实验思考题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ本实验用水为工作介质做出的λ－Ｒe 曲线，对其它流体能否使用?为什么？答: 适用。

因为光滑管的阻力系数λ只与雷诺数Re有关,故对其他的流体一样适用。

本实验是测定等径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管,从测量两取压点间压差的倒置U型管读数R 到ΔPf 的计算过程和公式是否与水平管完全相同?为什么？答:过程一样,公式（通式）相同,R 值的计算结果不同。

通式:p1 − p2=( ρ Ａ− ρ B ) gR ＋ρ B gｚ水平放置：垂直放置：z=０p1 − p2 =( ρ A − ρ B ) gＲz=Ｌ(管长）p1 −p2 =( ρ A − ρ B ）ｇR ＋ρgL在不同设备上(包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据是否能关联在一条曲线上?为啥么？答：不能,因为粗糙度和或管径任何一个发生变化都会影响λ的值,而Re与流体的密度和粘度有关，密度与粘度与温度有关,所以会影响Re的值。

因此在不同设备上(包括相对粗糙度相同管径不同)、不同温度下测定的数据不能关联在同一曲线上。

实验2 伯努利实验管内空气泡会干扰实验现象,请问怎样排除?答：若空气泡在流体流动的导管中出现，则将出口阀慢慢关小使流速减小，在迅速将出口阀调大,赶走气泡。

减小流量，使测压管内的水溢出以排除气泡。

调节实验导管出口阀，使导管内水的流速足够大。

试解释所观察到的现象。

答:a导管内水的流速增加,各液柱高度减小，这是因为流速增加，水的动能增加，增加的动能由静压能转化而来,所以液柱的高度会减小。

b在保持溢流状态时,流速一定,则液柱高度稳定,而水槽未保留溢流状态时，则液柱高度会逐渐下降，这是由于水槽液位下降,使导管内液体流速发生改变，所以液柱高度会变化。

实验结果是否与理论结果符合?解释其原因。

（完整版）化工原理实验思考题答案实验一流体流动阻力测定1.在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？答：是的。

理由是：由离心泵特性曲线可知，流量为零时，轴功率最小，电机负荷最小，起到保护电机的作用。

2.如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。

关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。

3.以水做介质所测得的λ-Re 关系能否适用于其它流体？如何应用？答：（1）适用其他种类的牛顿型流体。

理由：从)/(Re,d ελΦ=可以看出，阻力系数与流体具体流动形态无关，只与管径、粗糙度等有关。

（2）那是一组接近平行的曲线，鉴于Re 本身并不十分准确，建议选取中间段曲线，不宜用两边端数据。

Re 与流速、黏度和管径一次相关，黏度可查表。

4.在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ-Re 数据能否关联在同一条曲线上？答：只要/d ε相同，λ-Re 的数据点就能关联在一条直线上。

5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？答：没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响。

实验二离心泵特性曲线测定1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？答：由离心泵特性曲线可知，流量为零时，轴功率最小，电机负荷最小，起到保护电机的作用。

2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？答：（1）离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转却不排水；（2）泵不启动可能是电路问题或泵本身已经损坏，即使电机的三相电接反，仍可启动。

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？是否还有其他方法调节流量？答：（1）调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，从而起到调节流量的作用；（2）这种方法的优点时方便、快捷，流量可以连续变化；缺点是当阀门关小时，会增大流动阻力，多消耗能量，不经济；（3）还可以改变泵的转速、减小叶轮直径或用双泵并联操作。

（完整版）化⼯原理实验（思考题答案）实验1 流体流动阻⼒测定1. 启动离⼼泵前，为什么必须关闭泵的出⼝阀门？答：由离⼼泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最⼩，电动机负荷最⼩，不会过载烧毁线圈。

2. 作离⼼泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满⽔以防⽌⽓缚现象发⽣，⽽阻⼒实验对泵灌⽔却⽆要求，为什么？答：阻⼒实验⽔箱中的⽔位远⾼于离⼼泵，由于静压强较⼤使⽔泵泵体始终充满⽔，所以不需要灌⽔。

3. 流量为零时，U 形管两⽀管液位⽔平吗？为什么？答：⽔平，当u=0时柏努利⽅程就变成流体静⼒学基本⽅程：21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ4. 怎样排除管路系统中的空⽓？如何检验系统内的空⽓已经被排除⼲净？答：启动离⼼泵⽤⼤流量⽔循环把残留在系统内的空⽓带⾛。

关闭出⼝阀后，打开U 形管顶部的阀门，利⽤空⽓压强使U 形管两⽀管⽔往下降，当两⽀管液柱⽔平，证明系统中空⽓已被排除⼲净。

5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？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。

6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的⽅法？它们各有什么特点？答：测流量⽤转⼦流量计、测压强⽤U 形管压差计，差压变送器。

转⼦流量计，随流量的⼤⼩，转⼦可以上、下浮动。

U 形管压差计结构简单，使⽤⽅便、经济。

差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测⼤流量下的压强差。

7. 读转⼦流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转⼦最⼤端⾯处的流量刻度。

如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。

8. 假设将本实验中的⼯作介质⽔换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0，磨擦阻⼒F=0，没有能量消耗，当然不存在压强差。

,2222222111g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 ⼜∵z 1=z 2（⽔平管）∴P 1=P 29. 本实验⽤⽔为⼯作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使⽤？为什么？答：能⽤，因为雷诺准数是⼀个⽆因次数群，它允许d 、u 、ρ、变化。