化工原理课后思考题参考标准答案(DOC)
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化工原理课后思考题答案问题一:什么是化工原理?化工原理是研究化学过程和物理过程在化工工程中基本原理和规律的学科。
它包括了化学反应、传质与传热、流体力学等学科内容,涉及到化工工程中的各个环节。
化工原理的研究可以帮助工程师了解反应过程中的物质转化规律、能量传递规律以及流体在管道中的流动规律等,为化工工程的设计、运行和优化提供科学依据。
问题二:化工原理的研究内容有哪些?化工原理的研究内容主要包括以下几个方面:1.化学反应原理:研究化学反应的动力学、平衡及其对工艺条件的影响。
通过分析反应速率、平衡常数和热力学参数,确定最佳反应条件,并预测产物组成和产量。
同时,还研究反应速率方程、反应机理和催化剂等相关内容。
2.传质传热原理:研究在化工过程中物质和能量的传递规律。
通过分析传质速率、传热速率以及传质传热过程中的阻力和温度分布等参数,优化传质传热操作。
此外,还研究流体与固体之间、流体与流体之间的传质传热机理。
3.流体力学原理:研究流体在管道、泵和设备中的流动规律。
通过分析流体的流动速度、压力分布、阻力损失等参数,优化流体力学过程。
还研究液体和气体的流动特性,如雷诺数、压力梯度和黏度等。
4.反应工程原理:研究化工反应工艺的设计、运行和控制。
通过分析反应条件、反应器构造和反应器操作参数,确定最佳的工艺方案。
同时,还研究反应器的传热、传质和混合性能等相关问题。
5.过程综合与优化:综合考虑化工过程中的各个环节,包括反应、分离、传质传热以及能量利用等。
通过分析各种操作条件、设备参数和工艺流程,提出最优的工艺设计方案,以实现经济高效的生产过程。
问题三:化工原理对化工工程有何作用?化工原理对化工工程有以下几个方面的作用:1.设计指导:通过化工原理的研究,可以为化工工程的设计提供科学依据。
了解化学反应过程中的物质转化规律和能量传递规律,可以确定最佳反应条件和工艺流程,从而提高生产效率和产品质量。
2.过程优化:通过分析化工原理,可以优化化工工程中的各个环节。
化工原理思考题答案第一章流体流动与输送机械1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同(P7、P9)答:压力垂直作用于流体表面,方向指向流体的作用面,剪应力平行作用于流体表面,方向与法向速度梯度成正比。
2、试说明黏度的单位、物理意义及影响因素(P9)答:单位是N ·s/㎡即Pa ·s ,也用cp (厘泊),1cp=1mPa ·s ,物理意义:黏度为流体流动时在与流动方向相垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力(分子间的引力和分子的运动和碰撞)。
影响因素:流体的种类、温度和压力。
3、采用U 型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U 型压差计放置的位置有关吗? (P12-13例1-3)答:无关,对于均匀管路,无论如何放置,在流量及管路其他条件一定时,流体流动阻力均相同,因此U 型压差计的读数相同,但两截面的压力差却不相同。
4、流体流动有几种类型?判断依据是什么?(P25)答:流型有两种,层流和湍流,依据是:Re ≤2000时,流动为层流;Re ≥4000时,为湍流, 2000≤Re ≤4000时,可能为层流,也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么?(P25)答:雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系,反映流体流动的湍动程度。
6、层流与湍流的本质区别是什么?(P24、P27)答:层流与湍流的本质区别是层流没有质点的脉动,湍流有质点的脉动。
7、流体在圆管内湍流流动时,在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域?(P28)答:层流内层、过渡层和湍流主体三个区域。
8、流体在圆形直管中流动,若管径一定而流量增大一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍?(P31、32、33)2f 32d lu W ρμ=、A q V =u答:层流时Wf ∝u ,管径一定流量u 增大一倍,Wf 增大一倍能量损失是原来的2倍,完全湍流时Wf ∝u ² ,管径一定流量u 增大一倍,Wf 增大流量增大四倍,能量损失是原来的4倍。
实验流体流动阻力的测定1、进展测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进展测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,假设关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、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,在开机前假设真空表和压力表的读数均为零,说明系统内的空气已排干净;假设开机后真空表和压力表的读数为零,那么说明,系统内的空气没排干净。
3、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:用来改变流经阀门的流动阻力以到达调节流量的目的,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。
平衡阀在投运时是翻开的,正常运行时是关闭的。
4、U行压差计的零位应如何校正?答:先翻开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进展零点校验。
5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进展标绘?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形管压差计构造简单,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。
实验离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也要先关闭出口阀?答:防止电机过载。
实验一、流体流动阻力的测定1、进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的岀口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、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;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3、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: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。
4、U行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验。
5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?答:为对数可以把乘、除因变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,乂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、你在本实验中寧握了哪些测试流量、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,再由己知的压差〜电流回归式算岀相应的压差,可测大流量下的压强差。
实验二、离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也耍先关闭出口阀?答:防止电机过载。
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。
化工原理课后习题解答精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】化工原理课后习题解答(夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.)第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解:由绝对压强 = 大气压强–真空度得到:设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表= -真空度 = - 13.3×103 Pa2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/? 的油品,油面高于罐底 6.9 m,油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔,其中心距罐底 800 mm,孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉?分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解:P螺= ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 Nσ螺= 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 nmin= 7至少需要7个螺钉3.某流化床反应器上装有两个U 型管压差计,如本题附图所示。
测得R1 = 400 mm , R2= 50 mm,指示液为水银。
为防止水银蒸汽向空气中扩散,于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R3= 50 mm。
试求A﹑B两处的表压强。
分析:根据静力学基本原则,对于右边的U管压差计,a–a′为等压面,对于左边的压差计,b–b′为另一等压面,分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。
(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:Z1 P1 g Z2 p2 g, 当p1 p2时, Z1 Z24. 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。
Z1 P1 g u122g Z2 p2 g u222g,∵d1=d2 ∴ u1=u2 ⼜∵ z1=z2(⽔平管) ∴P1=P29. 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、、变化。
实验流体流动阻力的测定进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
1、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;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
2、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: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。
3、U行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验。
4、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。
5、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。
离心泵特性曲线的测定离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
1、 启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也要先关闭出口阀?答:防止电机过载。
实验1单项流动阻力测定(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耍求,为什么?答:阻力实验水箱中的水位远高•丁•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二0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程:乙+片/朋=Z? +处/以'当Pi =卩2时,Z]=Z?(4)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,乂可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一冃了然。
(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,差圧变送器。
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,直流电流由亳安表读得,再由己知的压差 ~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)两个转子能同时开启吗?为什么?答:不能同时开启。
因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。
(9)开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯?答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短的时间,迅速关闭阀门, 久而久Z就形成习惯。
(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。
实验一流体流动阻力的测定1.进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2.如何检验系统内的空气已被排除干净?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;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3.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: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。
4.U行压差计的零位应如何校正?答:打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验。
5.为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?答:为对数可以把乘、除因变成加、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.本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法,它们有什么特点?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.是否要关闭流程尾部的流量调节答:不能关闭流体阻力的测定主要根据压头来确定;尾部的流量调解阀;起的作用是调解出流量;由于测试管道管径恒定;根据出流量可以确定管道内流体流速;而流速不同所测得的阻力值是不同的;这个在水力计算速查表中也有反映出的。
化工原理思考题答案第一章流体流动与输送机械2、压力与剪应力的方向及作用面有何不同答:压力垂直作用于流体表面,方向指向流体的作用面,剪应力平行作用于流体表面,方向与法向速度梯度成正比。
2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素答:单位是N • S/m2即Pa • s,也用cp, lcp=lmPa • s,物理意义为: 分子间的引力和分子的运动和碰撞,与流体的种类、温度及压力冇关3、釆用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置冇关吗?答:无关,对于均匀管路,无论如何放置,在流量及管路其他条件一定时,流体流动阻力均相同,因此U型压差计的读数相同,但两截面的压力差却不相同。
4、流体流动冇几种类型?判断依据是什么?答:流型有两种,层流和湍流,依据是:ReW2000时,流动为层流; Re$4000时,为湍流,2000WReW4000吋,可能为层流,也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么?答:雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系,反映流体流动的湍动状态6、层流与湍流的本质区别是什么?答:层流与湍流的本质区别是层流没冇径向脉动,湍流冇径向脉动7、流体在圆管内湍流流动时,在径向上从管壁到管中心可分为哪儿个区域?答:层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。
8、流体在圆形直管中流动,若管径一定而流量增大一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失乂是原来的多少倍?答:层流时Wf-u,流量增大一倍能量损失是原来的2倍,完全湍流吋Wf*u2 ,流量增大一倍能量损失是原來的4倍。
9、圆形直管中,流量一定,设计时若将管径增加一倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失又是原来的多少倍?答:10、如图所示,水槽液面恒定,管路屮ab及cd两段的管径、长度及粗糙度均相同,试比较一下各量大小11>用孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将如何变化?若改用转子流量计,转子上下压差值又将如何变化?答:孔板前后压力差Ap=pl-p2,流量越大,压差越大,转子流量计属于截面式流量计,恒压差,压差不变。
个人收集整理仅供参考学习实验 1单项流动阻力测定(1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵地出口阀门?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? b5E2RGbCAP答:阻力实验水箱中地水位远高于离心泵,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:Z1P1g Z 2p2g,当p1p2时, Z1Z 2(4)怎样排除管路系统中地空气?如何检验系统内地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地空气带走. 关闭出口阀后,打开 U 形管顶部地阀门,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 . p1EanqFDPw(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,作出来地图一目了然 . DXDiTa9E3d(6)你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强地方法?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,随流量地大小,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,再由已知地压差 ~电流回归式算出相应地压差,可测大流量下地压强差 . RTCrpUDGiT(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地流量刻度. 如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有误差 .(8)两个转子能同时开启吗?为什么?答:不能同时开启 . 因为大流量会把U形管压差计中地指示液冲走.(9)开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯?答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短地时间,迅速关闭阀门,久而久之就形成习惯 . 当然阀门制造商也满足客户地要求,阀门制做成顺关逆开 . 5PCzVD7HxA答:使用前先通电预热15 分钟,另外,调好零点(旧设备),新设备,不需要调零点 . 如果有波动,取平均值 .1/36(11)假设将本实验中地工作介质水换为理想流体,各测压点地压强有何变化?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.Z1P1g u12 2 g Z 2p2g u222g ,∵d1=d2∴u1=u2又∵ z1=z2(水平管)∴P1=P2(12)离心泵送液能力,为什么可以通过出口阀调节改变?往复泵地送液能力是否也可采用同样地调节方法?为什么? jLBHrnAILg答:离心泵送液能力可以通过调节出口阀开度来改变管路特性曲线,从而使工作点改变. 往复泵是正往移泵流量与扬程无关 . 若把出口堵死,泵内压强会急剧升高,造成泵体,管路和电机地损坏 . xHAQX74J0X(13)本实验用水为工作介质做出地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、、变化.(14)本实验是测定等径水平直管地流动阻力,若将水平管改为流体自下而上流动地垂直管,从测量两取压点间压差地倒置 U型管读数 R到 P f地计算过程和公式是否与水平管完全相同?为什么? LDAYtRyKfE答:过程一样,公式(通式)相同,R 值地计算结果不同 .通式: p1 p2(A B ) gR B gz水平放置: z=0p1p2( A B )gR垂直放置: z=L (管长)p1p2( AB )gR gL(15)测试时为什么要取同一时刻下地瞬时数据?答:流体流动时,由于诸种原因,各参数地值是波动地,为了减少误差,应取瞬时值、即同时读数 .(16)作λ- Re图时,依点画线用什么工具?点在线地一侧还是两侧?怎样提高做图地精确度?做图最忌讳什么? Zzz6ZB2Ltk答:用曲线板或曲线尺画曲线,直尺画直线. 点应在线地两侧,以离线地距离最近为原则 . 最忌讳徒手描 .(17)实验结果讨论中,应讨论什么?答:(1)讨论异常现象发生地原因;(2)你做出来地结果(包括整理后地数据、画地图等)与讲义中理论值产生误差地原因 . ( 3)本实验应如何改进 . dvzfvkwMI1(18)影响流动型态地因素有哪些?用Re判断流动型态地意义何在?答:影响流动类型地因素有:内因:流动密度、粘度;外因:管径d、流速u,即R e du. 用它判断流动类型,什么样地流体、什么样地管子,流速等均适用,这样,就把复杂问题简单化了,规律化了,易学、易用易于推广. rqyn14ZNXI(19)直管摩擦阻力地来源是什么?答:来源于流体地粘性F A u y 流体在流动时地内摩擦,是流体阻力地内因或依据.其外因或内部条件可表示为:内摩擦力F与两流体层地速度差成正比;与两层之间地垂直距离y 成反比;与两层间地接触面积A 与成正比 . EmxvxOtOco(20)影响直管阻力地因素是什么?如何影响?答:根据 h f lu 2 2d 直管助力与管长l、管经d、速度u、磨擦系数有关系.它与、2l 、u成正比,与d成反比.实验 2离心泵特性曲线地测定⑴ 为什么启动离心泵前要向泵内注水?如果注水排气后泵仍启动不起来,你认为可能是什么原因?答:为了防止打不上水、即气缚现象发生. 如果注水排完空气后还启动不起来. ①可能是泵入口处地止逆阀坏了,水从管子又漏回水箱. ②电机坏了,无法正常工作 . SixE2yXPq5⑵为什么离心泵启动时要关闭出口阀门?答:防止电机过载 . 因为电动机地输出功率等于泵地轴功率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 . 6ewMyirQFL⑶离心泵特性曲线测定过程中 Q 0 点不可丢,为什么?答: Q=0 点是始点,它反映了初始状态,所以不可丢. 丢了,做出来地图就有缺憾.⑷ 启动离心泵时,为什么先要按下功率表分流开关绿色按钮?答:为了保护功率表 .⑸ 为什么调节离心泵地出口阀门可调节其流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其它方法调节泵地流量?答:调节出口阀门开度,实际上是改变管路特性曲线,改变泵地工作点,可以调节其流量 . 这种方法优点是方便、快捷、流量可以连续变化,缺点是阀门关小时,增大流动阻力,多消耗一部分能量、不很经济 . 也可以改变泵地转速、减少叶轮直径,生产上很少采用 . 还可以用双泵并联操作 . kavU42VRUs个人收集整理 仅供参考学习⑹ 正常工作地离心泵,在其进口管上设置阀门是否合理,为什么?答:不合理,因为水从水池或水箱输送到水泵靠地是液面上地大气压与泵入口处真空度产生地压强差,将水从水箱压入泵体,由于进口管,安装阀门,无疑增大 这一段管路地阻力 而使流体无足够地压强差实现这一流动过程⑺ 为什么在离心泵进口管下安装底阀?从节能观点看, 底阀地装设是否有利?你认为应如何改进?答:底阀是单向止逆阀,水只能从水箱或水池抽到泵体,而绝不能从泵流回水箱,目地是保持泵内始终充满水,防止气缚现象发生 . 从节能观点看,底阀地装设 肯定产生阻力而耗能. 既不耗能,又能防止水倒流,这是最好不过地 了. M2ub6vSTnP ⑻为什么停泵时,要先关闭出口阀,再关闭进口阀?答:使泵体中地水不被抽空,另外也起到保护泵进口处底阀地作用.⑼ 离心泵地特性曲线是否与连结地管路系统有关?答:离心泵地特性曲线与管路无关 . 当离心泵安装在特定地管路系统中工作时, 实际地工作 压头 和流 量不 仅与离 心泵 本身 地性 能有关 ,还 与管 路地 特性有 关. 0YujCfmUCw ⑽ 为什么流量越大,入口处真空表地读数越大,而出口处压强表地读数越小?答:流量越大,需要推动力即水池面上地大气压强与泵入口处真空度之间地压强差就越大 . 大气压不变,入口处强压就应该越小,而真空度越大,离心泵地轴功率N 是一定地 N=电动机输出功率 =电动机输入功率×电动机效率,而轴功率 N 又为:N N e QH 102, 当 N=恒量, Q 与 H 之间关系为: Q ↑H ↓而Hp g 而 H ↓P ↓所以流量增大,出口处压强表地读数变小. eUts8ZQVRd⑾ 离心泵应选择在高效率区操作,你对此如何理解?答:离心泵在一定转速下有一最高效率点,通常称为设计点 . 离心泵在设计点时工作最经济,由于种种因素,离心泵往往不可能正好在最佳工况下运转,因此,一般 只能规定一个工作范围,称为泵地高效率区⑿ 离心泵地送液能力为什么可以通过出口阀地调节来改变?往复泵地送液能力是否采用同样地调节方法?为什么?答:离心泵用出口阀门地开、关来调节流量改变管路特性曲线,调整工作点 . 往复泵属正位移泵,流量与扬程无关,单位时间排液量为恒定值 . 若把出口阀关小,或关闭,泵内压强便会急剧升高,造成泵体、管路和电机地损坏 . 所以往泵不能用排出管路上地阀门来调节流量,一定采用回路调节装置 . GMsIasNXkA-3⒀ 试从理论上分析,实验用地这台泵输送密度为 1200 kg ·m 地盐水,(忽略粘度影响),在. sQsAEJkW5T . y6v3ALoS89相同量下泵地扬程是否变化?同一温度下地离心泵地安装高度是否变化?同一排量时地功率是否变化?答:本题是研究密度对离心泵有关性能参数地影响. 由离心泵地基本方程简化式:H T u2 c2 cos2g 可以看出离心泵地压头,流量、效率均与液体地密度无关,但泵地轴功率随流体密度增大而增大. 即:N N e QH 102ρ↑N↑.TIrRGchYzg 又因为H p p g u 2 2g H p p g其它因素不变地情况下g a11 f 0 1a1Hg↓而安装高度减小 .⒁离心泵采用蜗牛形泵壳,叶轮上叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反 . 试定性解释以上两部件采用此种结构地理由 .答:蜗牛形泵壳,既减少流体动能地损失,又将部分动能轴化为静压能. 叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反,是为了减轻叶片承受液体地冲击力,以免损坏.⒂ 离心泵铭牌上标地参数是什么条件下地参数?在一定转速下测定离心泵地性能参数及特性曲线有何实际意义?为什么要在转速一定地条件下测量?答:离心泵铭牌上标出地性能参数是指该泵运行时效率最高点地性能参数. 因为Q1Q2n1n2 ,12122,1213根据以上比例定律,转速对 Q、H H n n N N n nH、 N 均有影响 . 只有转速一定,离心泵性能曲线才能确定 . 7EqZcWLZNX⒃ 扬程地物理意义是什么?答:它是指离心泵对单位重量(1N)地液体能提供地有效能量,其单位为 m.即把 1N 重地流体从基准水平面升举地高度 . lzq7IGf02E⒄ 泵地效率为什么达到最高值后又下降?答:由 N N e QH 102当N不变时Q H当Q升高超过设计点后,Q与H地乘积就会减少所以效率会下降.⒅ 离心泵特性曲线测定时,两转子流量计如何使用?为什么?答:两转子流量计开一关一,轮流使用,因为大流量会把小转子冲击到最上面,损坏转子流量计 .⒆ 启动泵前,为什么先切断排出管路测压口至压强表地通路?如何切断?答:为保护压强表地指针,用夹子夹住通往压强表地管子.⒇ 记录实验数据时,为什么同时取瞬时值?答:因为流量在波动,各表上读数均在波动,为减少误差,必须同时读数取瞬时值.实验 3 恒压过滤参数地测定⑴过滤中,为什么要让过滤介质平行于液面? 答:防止空气进入漏斗,影响真空抽滤 .⑵ 空气被抽入滤液瓶会导致什么后果?答:空气抽入滤液瓶会有许多气泡, 这些气泡占据滤液瓶中一定量地体积, 使滤液地计量不准 .⑶ 启动前,为什么先用手旋转一下搅拌轴?答:因为长久不用,怕搅拌轴粘连,或锈死,而损坏搅拌电机 . ⑷ 为什么不允许搅拌在高速档启动?答:高速启动易损坏电机,如同骑自行车,开汽车,要逐渐提速.⑸ 如果空气从计量瓶下部漏入,如何处置?答:放出计量瓶中地液体, 在旋塞上薄薄地涂一层凡士林, 旋塞插入后,轻轻旋几下,即可 .⑹ 启动真空泵前,为什么先要打开放空阀 7?关闭旋塞 4 及放液阀 10?答:打开放空阀是为了排除系统中地空气,关闭旋塞 4 及放液阀 10,防止提前抽滤,及把空气从放液阀抽入 . 当抽滤开始滤液瓶中有液体时,不提前关闭放液阀,液 体会流光 . zvpgeqJ1hk⑺ 怎样用放空阀调节系统内地真空度?旋塞顺时针旋转, 是开还是关 ?系统内地真空度变大还是变小?答:旋塞顺时针旋转 ,关闭出口阀,系统内真空度变大 . ⑻ 要降低真空表读数时,采取什么措施? 答:打开放空阀至全开,真空表读数就可降低.⑼ 停止抽滤后,为什么要利用系统内地压强把吸附在吸滤器上地滤饼反冲到滤浆槽中?答:吸附在吸滤器上地滤饼, 用一般冲洗地方法不容易冲去, 只有靠反冲才能将其冲到滤浆槽中 .⑽ 停止抽滤后,可否先放出计量瓶中地滤液,然后反冲?为什么?答:不能先放滤液,滤液放出后,系统容积增大,压强变小,反冲速度减慢.⑾ 计算时,为什么要考虑系统内地存液量?答:系统存液量在零刻度以下, 我们是从零刻度开始记时, 在记时前,抽滤已经开始,当然应该考虑系统内地存液量 . NrpoJac3v1⑿ 为什么 q 要取平均值 q ?作出 q 与q 地关系线?答:因为随着过滤进行,滤饼加厚,阻力增大,单位面积通过地滤液体积是变数,所以应该取平均值 . q ~q 的关系线 ,本处省略.⒀ 计算 2 K 时,在直线上取点地位置与计算结果有无关系?为什么?答:无关系 .q2q K2q e K是一条直线,斜率为 2 K 直线确定后,该线斜率是定6/36个人收集整理仅供参考学习⒁为什么q与q 关系线画在方格纸上?而p~ K 地关系线却标绘在双对数坐标纸上?答:因为 q ~q 地数值与p ~ K 比较不大,所以前者可在方格纸上标绘,后者应在双对数坐标纸上标绘 .⒂ 讨论实验结果,应重点分析、解决什么问题?答:(1)实验中不合常规地实验现象;( 2)实验结论合不合理 . 找出原因;(3)产生误差地原因,找出改进地地办法 . 1nowfTG4KI⒃ 真空过滤时,过滤速度随真空度如何变化?为什么?答:过滤速度随真空度增大面增大. 因真空度越大,绝压越小而压强差越大 . 即过滤地推动力越大,所以过滤速度随之增加 . fjnFLDa5Zo⒄ 什么叫恒压过滤?它与真空有什么关系?答:恒压过滤是在恒定压强差下进行地过滤. 恒压过滤时,滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加,但因推动力作p 恒定,因而过滤速率逐渐变小. 恒压过滤,系统真空度不变,因只有这样压强差才能恒定. tfnNhnE6e5⒅ 恒压过滤时,随着过滤时间地增加,过滤速率如何变化?答:因为随着时间地推移,滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加,因而过滤速率逐渐变小.⒆过滤完毕,为什么必须把吸滤器冲洗干净?答:过滤完毕,吸滤器上地滤饼或残渣是湿地,还比较容易冲洗. 如果隔一段时间,滤渣干了既堵塞了介质地孔隙,又牢牢粘附在吸滤器内,影响下次操作 . HbmVN777sL⒇恒压过滤时,如何保证溶液地浓度不变?答:①把抽滤瓶中地水倒回滤浆槽中. ②及时补充点清水 . ③滤渣(滤饼)必须倒回滤浆槽中 .实验 4气~汽对流传热实验⑴ 为什么向电加热釜中加水至液位计上端红线以上?答:避免干烧,造成加热管损坏⑵ 为什么一面向电加热釜中加水一面要观察液位计?答:防止水量不够或水量太多溢出.⑶ 为什么向保温瓶中加冰水混合物?答:保证冷端补偿热电偶恒为0摄氏度.⑷为什么将数字电压表预热?答:保证测量地准确性 .⑸为什么待水沸腾 5 分钟后,才可调节空气流量旁路阀地开度?答:为使系统地换热充分恒定.⑹为什么实验结束先关电压表, 5 分钟后再关鼓风机?答:让鼓风机输送地冷气将系统中地热量尽快带走,恢复常温.⑺ 为什么在双对数坐标系中准数关联式近似为一条直线?答:因为只有在双对数坐标系中才能将非线性地准数关联式转化为线性关系.7/36个人收集整理仅供参考学习答:(1)测量地数据范围大 . (2)在双对数坐标系中函数关系为线性关系.⑼气- 汽换热地结果是什么?答:冷空气变成热空气;水蒸气变为冷凝水.⑽ 为什么在套管换热器上安装有一通大气地管子?答:为使不凝性地气体排出.⑾ 实验中使用地孔板流量计地设计原理是什么?答:设计原理是柏努利方程.⑿ 使用孔板流量计时应注意什么?答:不要超出测量范围 .⒀对组成孔板流量计地U形管中地指示液有何要求?答:不与被测流体反应,互溶.⒁所测压差与 U形管地粗细有无关系?答:没关系 .⒂所测压差与 U形管中地指示液地密度有无关系?答:有关系 .⒃压差与 U形管中地指示液地高度差有无关系?答:有关系 .⒄ 旁路阀中地空气流量与传热管中地空气流量地关系是什么?答:反比关系 .⒅为什么每改变一次流量都要等5-6 分钟才能读取数据?答:为使系统地换热充分恒定.⒆ 本实验是由哪几大装置组成?答:空气鼓风系统,热交换器,温度控制与测量系统,流量测量系统.m0.4⒇准数关联式 Nu=ARePr 应用范围?答:(1)流体无相变,( 2)在圆形直管内流动,(3)作强制湍流实验 5精馏塔地操作和塔效率地测定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,而两相地平衡组成已知.⑵求解 q 线方程时, C p,m,γm需用何温度?答:需用定性温度求解,即:t (t F t b ) 2⑶ 在实验过程中,发生瀑沸地原因是什么?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 . V7l4jRB8Hs⑸写出本实验开始时地操作步骤.答:①预热开始后,要及时开启塔顶冷凝器地冷却水,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 5~10min 升电压 5V 左右,待每块塔板上均建立液层后,转入正常操作 .8/36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. 83lcPA59W9④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. mZkklkzaaP⑹ 实验过程中,如何判断操作已经稳定,可以取样分析?答:判断操作稳定地条件是: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、塔底地折光率由高到底如何排列?答: 折光率由高到底地顺序是: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?答:可能地原因是: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?答:可能地原因是: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?⑾ 实验过程中,预热速度为什么不能升高地太快?答:釜内料液受热不均匀,发生瀑沸现象.⑿ 在观察实验现象时,为什么塔板上地液层不是同时建立?答:精馏时,塔内地蒸汽从塔底上升,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 . AVktR43bpw⒀ 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、塔底产品地浓度如何改变?答:塔顶 x D下降, x W上升⒁ 如果加大回流比,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品地浓度如何改变?答:塔顶 x D上升, x W下降.⒂ 如果操作时,直接开始部分回流,会有何后果?答:塔顶产品不合格 .⒃ 为什么取样分析时,塔顶、塔底要同步进行?答: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 .⒄ 如果在实验过程中,实验室里有较浓地乙醇气味,试分析原因?答:原因可能是:塔顶冷凝器地冷却量不够,塔顶上升地乙醇蒸汽没有被完全冷却下来,散失于空气中 .⒅ 在实验过程中,何时能观察到漏夜现象?答:在各层塔板尚未建立稳定地液层之前,可观察到漏液现象.⒆ 在操作过程中,若进料量突然增大,塔釜、塔顶组成如何变化?答:塔顶 x D下降, x W上升.⒇ 用折光仪分析时,塔顶、塔底、进料应先分析哪一个?为什么?答: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.实验 6填料吸收塔流体力学特性实验9/36⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同?答:当气体自下而上通过填料时产生地压降主要用来克服流经填料层地形状阻力 . 当填料层上有液体喷淋时,填料层内地部分空隙为液体所充满,减少了气流通道截面,在相同地条件下,随液体喷淋量地增加,填料层所持有地液量亦增加,气流通道随液量地增加而减少,通过填料层地压降将随之增加 . ORjBnOwcEd⑵ 填料塔地液泛和哪些因素有关?答:填料塔地液泛和填料地形状、大小以及气液两相地流量、性质等因素有关.⑶ 填料塔地气液两相地流动特点是什么?答:填料塔操作时 . 气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙,液体则沿填料表面流下,形成相际接触界面并进行传质 . 2MiJTy0dTT⑷ 填料地作用是什么?答:填料地作用是给通过地气液两相提供足够大地接触面积,保证两相充分接触.⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程地影响?答:改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节地最常用地方法,当气体流率G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率 N A增加,溶质吸收量增加,则出口气体地组成y2减小,回收率增大 . 当液相阻力较小时,增加液体地流量,传质总系数变化较小或基本不变,溶质吸收量地增加主要是由于传质平均推动力y m地增大引起,此时吸收过程地调节主要靠传质推动力地变化 . 当液相阻力较大时,增加液体地流量,传质系数大幅度增加,而平均推动力可能减小,但总地结果使传质速率增大,溶质吸收量增加 . 对于液膜控制地吸收过程,降低操作温度,吸收过程地阻力1 K y a m k y a 将随之减小,结果使吸收效果变好,y2降低,而平均推动力y m或许会减小.对于气膜控制地过程,降低操作温度,过程阻力 1 K y a m k y a 不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好gIiSpiue7A⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之?答:水吸收氨气是气膜控制.⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置?答:液封地目地是保证塔内地操作压强.⑻ 在实验过程中,什么情况下认为是积液现象,能观察到何现象?答:当气相流量增大,使下降液体在塔内累积,液面高度持续上升,称之为积液.⑼取样分析塔底吸收液浓度时,应该注意地事项是什么?答:取样时,注意瓶口要密封,避免由于氨地挥发带来地误差.⑽为什么在进行数据处理时,要校正流量计地读数(氨和空气转子流量计)?答:流量计地刻度是以 20℃,1 atm地空气为标准来标定 . 只要介质不是 20℃,1 atm 地空气,都需要校正流量.⑾ 如果改变吸收剂地入口温度,操作线和平衡线将如何变化?答:平衡常数 m 增大,平衡线地斜率增大,向上移动;操作线不变.⑿ 实验过程中,是如何测定塔顶废气中氨地浓度?答:利用吸收瓶 . 在吸收瓶中装入一定量低浓度地硫酸,尾气通过吸收瓶时,其中地。
化工原理实验课后思考题答案实验流体流动阻力的测定1、进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、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;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3、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: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。
4、U行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验。
5、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。
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。
实验离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也要先关闭出口阀?答:防止电机过载。
真验一流体震动阻力的测定之阳早格格创做1.举止尝试系统的排气处事时,是可应关关系统的出心阀门?为什么?问:正在举止尝试系统的排气时,不该关关系统的出心阀门,果为出心阀门是排气的通讲,若关关,将无法排气,开用离心泵后会爆收气缚局里,无法输支液体.2.怎么样考验系统内的气氛已被排除搞洁?问:可通过瞅察离心泵进心处的真空表战出心处压力表的读数,正在开机前若真空表战压力表的读数均为整,标明系统内的气氛已排搞洁;若开机后真空表战压力表的读数为整,则标明,系统内的气氛出排搞洁. 3.正在U形压好计上拆设“仄稳阀”有何效用?正在什么情况下它是开着的,又正在什么情况下它该当关关的?问:用去改变流经阀门的震动阻力以达到安排流量的手段,其效用对付象是系统的阻力,仄稳阀不妨将新的火量依照安排预计的比率仄稳调配,各支路共时按比率删减,仍旧谦脚目前气候需要下的部分背荷的流量需要,起到仄稳的效用.仄稳阀正在投运时是挨开的,仄常运止时是关关的.4.U止压好计的整位应怎么样矫正?问:挨开仄稳阀,关关二个停止阀,即可U止压好计举止整面校验.5.为什么本真验数据须正在对付数坐标纸上举止标画?问:为对付数不妨把乘、除果形成加、减,用对付数坐标既不妨把大数形成小数,又不妨把小数夸大与值范畴,使坐标面更为集结浑晰,做出去的图一目了然.6.本真验中掌握了哪些尝试流量、压强的要领,它们有什么个性?问:测流量用转子流量计、测压强用U形管压好计,好压变支器.转子流量计,随流量的大小,转子不妨上、下浮动.U形管压好计结构简朴,使用便当、经济.好压变支器,将压好变换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压好~电流返回式算出相映的压好,可测大流量下的压强好.7.是可要关关过程尾部的流量安排问:不克不迭关关流体阻力的测定主要根据压头去决定;尾部的流量调解阀;起的效用是调解出流量;由于尝试管讲管径恒定;根据出流量不妨决定管讲内流体流速;而流速分歧所测得的阻力值是分歧的;那个正在火力预计速查表中也有反映出的.您正在本量尝试的时间是要挨开流量调解阀的;肯定正在尾部会有一个流量计;当出溜一段时间后;管内流体流态宁静后;即可尝试.正在尝试前;校核设备战仪容时;流量调解阀是关关的;当尝试时肯定是挨开的8.何如排除管路系统中的气氛?怎么样考验系统内的气氛已经被排除搞洁?问:开用离心泵用大流量火循环把残留正在系统内的气氛戴走.关关出心阀后,挨开U形管顶部的阀门,利用气氛压强使U形管二支管火往下落,当二支管液柱火仄,说明系统中气氛已被排除搞洁.9.以火做介量所测得的λ-Re关系是可用于其余流体?问:不妨.果为λ=f(Re,ε/d),即λ-Re关系于管内介量种类无关,只与管子的相对付细糙度有关.所以只消相对付细糙度相共,不管流体种类怎么样,λ-Re 关系便皆相共.10.正在分歧设备上,分歧火温下测定的λ~Re数据是可联系正在共一条直线上?问:λ=f(Re,ε/d),即λ~Re数据是可联系与决于相对付细糙度是可相共.正在分歧设备上(包罗分歧管径),分歧火温下测定的λ~Re数据,若其对付应的相对付细糙度相共,则不妨联系正在共一条直线上,与火温无关.11.测压心,孔边沿有毛刺、拆置不笔直,对付静压丈量有何效用?问:不效用.静压是流体里里分子疏通制成的.表示的形式是流体的位能.是上液里战下液里的笔直下度好.只消静压一定.下度好便一定.如果用弹簧压力表丈量压力是一般的.所以不效用.12.正在对付拆置搞排气处事时,是可一定要关关过程尾部的出心阀?为什么?问:对付拆置搞排气处事时,先要挨开出心阀,使流体震动宁静后,再关关过程尾部的出心阀,那样可使管中有较大压力使得气体排出.排气时出心阀一定要关关,以预防排气不充分.真验二离心泵1.离心泵开用前为什么要先灌火排气?本真验拆置中的离心泵正在拆置上有何个性?问:为了预防挨不上火、即气缚局里爆收.2.开用泵前为什么要关关出心阀,开用后,再渐渐开大?停泵时,也要先关关出心阀?问:预防电机过载.果为电效果的输出功率等于泵的轴功率N.根据离心泵个性直线,当Q=0时N最小,电效果输出功率也最小,阻挡易被烧坏.而停泵时,使泵体中的火不被抽空,其余也起到呵护泵进心处底阀的效用.3.离心泵的个性直线是可与连交的管路系统有关?问:离心泵的个性直线与管路无关.当离心泵拆置正在特定的管路系统中处事时,本量处事压头战流量不但是与离心泵自己的本能有关,还与管路的个性有关.4.离心泵流量删大,压力表与真空表的数值怎么样变更?为什么?问:流量越大,出心处真空表的读数越大,而出心处压强表的读数越小.流量越大,需要推能源即火池里上的大气压强与泵出心处真空度之间的压强好便越大.大气压稳定,出心处强压便该当越小,而真空度越大,离心泵的轴功率N是一定的N=电效果输出功率=电效果输进功率×电效果效用,而轴功率N又为:()()ηη102ρN e==,当N=恒量,Q与H之间关QHN系为:Q↑H↓而g=而H↓P↓所以流量删大,出心处压强表的读数Hρp变小.5.为什么用泵的出心阀门安排流量?那种要领有什么劣缺面?其余要领安排流量?问:用出心阀门调解流量而不必泵前阀门调解流量包管泵内末究充谦火,用泵前阀门安排过分时会制成泵内出现背压,使叶轮氧化,腐蚀泵.另有的安排办法便是减少变频拆置.6.什么情况下会出现“汽蚀”局里?问:当泵的吸上下度过下,使泵内压力等于或者矮于输支液体温度下的鼓战蒸汽压时,液体气化,气泡产死,破裂等历程中引起的剥蚀局里,称“汽蚀”局里,7.离心泵正在其进心管上拆置安排阀门是可合理?为什么?问:分歧理,果为火从火池或者火箱输支到火泵靠的是液里上的大气压与泵出心处真空度爆收的压强好,将火从火箱压进泵体,由于进心管,拆置阀门,无疑删大那一段管路的阻力而使流体无脚够的压强好真止那一震动历程.8.为什么开用离心泵前要背泵内注火?如果注火排气后泵仍开用不起去,您认为大概是什么本果?问:为了预防挨不上火、即气缚局里爆收.如果注火排完气氛后还开用不起去.①大概是泵出心处的止顺阀坏了,火从管子又漏回火箱.②电机坏了,无法仄常处事.9.为什么安排离心泵的出心阀门可安排其流量?那种要领有什么劣缺面?是可另有其余要领安排泵的流量?问:安排出心阀门开度,本量上是改变管路个性直线,改变泵的处事面,不妨安排其流量.那种要领便宜:便当、快速、流量不妨连绝变更,缺面:阀门关小时,删大震动阻力,多消耗一部分能量、不经济.也不妨改变泵的转速、缩小叶轮直径,死产上很少采与.还不妨用单泵并联支配.10.离心泵开用后,如果不开出心阀门,压力表读数是可会渐渐降下?为什么?问:不会,也便能降到额定扬程的1.1至1.3倍.二力仄稳11.仄常处事的离心泵,正在进心管上树立阀门是可合理,为什么?问:分歧理,果为火从火池或者火箱输支到火泵靠的是液里上的大气压与泵出心处真空度爆收的压强好,将火从火箱压进泵体,由于进心管,拆置阀门,无疑删大那一段管路的阻力而使流体无脚够的压强好真止那一震动历程.12.试从表里上分解,真验用的那台泵输支稀度为1200 kg•m-3的盐火,,正在相共量下泵的扬程是可变更?共一温度下的离心泵的拆置下度是可变更?共一排量时的功率是可变更?问:本题是钻研稀度对付离心泵有关本能参数的效用.由离心泵的基础圆程简化式:不妨瞅出离心泵的压头,流量、效用均与液体的稀度无关,但是泵的轴功率随流体稀度删大而删大.即:ρ↑N↑.又果为其余果素稳定的情况下Hg↓而拆置下度减小.真验三流量计矫正1.Co与哪些果素有关?问:孔流系数由孔板的形状、测压心位子、孔径与管径之比d0/d1战雷洛系数Re决断.2.怎么样查看系统的排气是可真足?问:直到排气阀指挥系统中无气泡为止.3.离心泵开用时应注意什么?问:(1)泵出心阀齐开,出心阀齐关,开用电机,周到查看机泵的运止情况.(2)当泵出心压力下于支配压力时,逐步挨开出心阀,统制泵的流量、压力.(3)查看电机电流是可正在额定值以内,如泵正在额定流量运止而电机超背荷时应停泵查看.4.孔板、文丘里流量计拆置时各应注意什么问题?问:对付准位子、准确拆置喉部5.怎么样查看系统排气是可真足?先挨开出心阀排洁管路中的气氛,而后关关出心阀挨开U型压好计的排气阀,挨开并开大转子流量计的流速6.从真验中,不妨直交得到△R-V的矫正直线,经整治后也不妨得到C.-Re的直线,那二种表示要领各有什么便宜?问:真验中的要领更直交、更准确,那里提到的要领更直瞅!真验五洞讲搞燥1.什么是恒定搞燥条件?本真验拆置中采与了哪些步伐去脆持搞燥历程正在恒定搞燥条件下举止?问:恒定搞燥条件指搞燥介量的温度、干度、流速及与物料的交触办法,皆正在所有搞燥历程中均脆持恒定.本真验中,牢固蝶阀使流速牢固正在120m3/h;稀启搞燥厢并利用加热脆持温度恒定正在75℃;干料铺仄干毛毡后,搞燥介量与干料的交触办法也恒定.2.统制恒速搞燥阶段速率的果素是什么?统制落速搞燥阶段搞燥速率的果素又是什么?问:恒速搞燥阶段的搞燥速率的大小与决于物料表面火分的汽化速率,亦与决断于物料中部的搞燥条件,所以恒定搞燥阶段又称为表面汽化统制阶段.落速阶段的搞燥速率与决于物料自己结构、形状战尺寸,而与搞燥介量的状态参数关系不大,故落速阶段又称物料里里迁移统制阶段.3. 为什么要先开用风机,再开用加热器?真验历程中搞、干球温度计是可变更?为什么?怎么样推断真验已经中断?问:让加热器通过风热缓缓加热,预防益坏加热器,反之,如果先开用加热器,通过风机的吹风会出现慢热,下温极热,益坏加热器.表里上搞、干球温度是稳定的,但是真验历程中搞球温度稳定,但是干球温度缓缓降下,预计是果为搞燥的速率不竭落矮,使得气体干度落矮,进而温度变更.干毛毡恒沉时,即为真验中断.4.若加大热气氛流量,搞燥速率直线有何变更?恒速搞燥速率、临界干含量又怎么样变更?为什么?问:若加大热气氛流量,搞燥直线的起初面将降下,下落幅度变大,而且到达临界面的时间支缩,临界干含量落矮.那是果为风速减少后,加快啦热气氛的排干本领.真验六蒸汽—气氛总传热系数K1.正在预计气氛品量流量时所用到的稀度值与供雷诺数时的稀度值是可普遍?它们分别表示什么位子的稀度,应正在什么条件下举止预计. 问:预计气氛品量流量时所用到的稀度值与供雷诺数时的稀度值纷歧致.前者的稀度为气氛出心处温度下的稀度,而后者为气氛定性温度(仄稳温度)下的稀度.2.真验历程中,热凝火不即时排走,会爆收什么效用?怎么样即时排走热凝火?如果采与分歧压强的蒸汽举止真验,对付α联系式有何效用?问:热凝火不即时排走,附着正在管中壁上,减少了一项热阻,落矮了传热速率.正在中管最矮处树立排火心,即时排走热凝火.采与分歧压强的蒸汽举止真验,对付α联系式基础无效用.果为α∝(ρ2gλ3r/μd△t)1/4,当蒸汽压强减少时,r战△均减少,其余参数稳定,故(ρ2gλ3r/μd△t)1/4变更不大,所以认为蒸汽压强对付α联系式无效用.4.效用给热系数的果素战加强传热的道路有哪些?问:效用给热系数的果素:①流体震动的速度:传热鸿沟层中的导热是对付流传热的主要冲突.隐然,删大流速不妨使传热鸿沟层减薄,进而使α删大,使对付流传热历程得以加强.②流体的对付流情景:是采与自然对付流抑或者采与强制对付流.隐然,强制对付流时流体的流速较自然对付流为下.③流体的种类;液体、气体、蒸气.④流体的本量:效用较大的有流体的比热、导热系数、稀度、粘度等.如导热系数大的流体,传热鸿沟层的热阻便小,给热系数较大.粘度大的流体,正在共等流速下,Re数小,传热鸿沟层相映较薄,给热系数便小.⑤传热里的形状、位子战大小:分歧形状的传热里,如圆管或者仄板或者管束;是正在管内仍旧管中;是笔直搁置仍旧火仄搁置;以及分歧的管径战少度皆对付α灵验率.所谓加强传热,便是设法普及传热的速率.从传热速率圆程式Q=KA△t中不妨瞅出,普及K 、A 、△t 中所有一项皆不妨加强传热,即删大传热里积、普及传热的温度好战普及传热系数.真验七挖料吸1.分解吸支剂流量战吸支剂温度对付吸支历程的效用?问:改变吸支剂用量是对付吸支历程举止安排的最时常使用的要领,当气体流率G 稳定时,减少吸支剂流率,吸支速率A N 减少,溶量吸支量减少,则出心气体的组成2y 减小,回支率删大.当液相阻力较小时,减少液体的流量,传量总系数变更较小或者基础稳定,溶量吸支量的减少主假如由于传量仄稳推能源m y ∆的删大引起,此时吸支历程的安排主要靠传量推能源的变更.当液相阻力较大时,减少液体的流量,传量系数大幅度减少,而仄稳推能源大概减小,但是总的停止使传量速率删大,溶量吸支量减少.对付于液膜统制的吸支历程,落矮支配温度,吸支历程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小,停止使吸功效验变佳,2y 落矮,而仄稳推能源m y ∆或者许会减小.对付于气膜统制的历程,落矮支配温度,历程阻力a k m a K y y = 1稳定,但是仄稳推能源删大,吸功效验共样将变佳2.挖料吸支塔塔底为什么必须有液启拆置,液启拆置是怎么样让安排的?问:塔底的液启主要为了预防塔内气体介量的劳出,宁静塔内支配压力,脆持液里下度.挖料吸支塔一波采与U 形管或者液启罐型液启拆置.液启拆置是采与液启罐液里下度通过拔出管保护设备系统内一定压力,进而预防气氛加进系统内或者介量中鼓.U 形管型液启拆置是利用U 形管内充谦液体,依赖U 形管的液启下度遏止设备系统内物料排搁时不戴出气体,并保护系统内一定压力.3.挖料塔吸支传量系数的测定中,KXa 有什么工程意思问:由Ka不妨决定传量单元下度,进而不妨找出挖料层的下度4.为什么二氧化碳吸支历程属于液膜统制?问:易溶气体的吸支历程是气膜统制,如HCl,NH3,吸支时的阻力主要正在气相,反之便是液膜统制.对付于CO2的溶解度战HCl比起去好近了,该当属于液膜统制.5.当气体温度战液体温度分歧时,应用什么温度预计亨利系数问:液体温度,由于亨利定律1般符合于稀溶液,如易容气体的溶解,那类溶解的传量进程属于液膜统制(m值大),液体的效用比较大,故采用液体温度.真验八细馏塔1什么是齐回流,齐回流时的支配个性是什么?怎么样测定齐回流是的总板效用?问:正在细馏支配中,若塔顶降下蒸汽经热凝后局部回流至塔内,则那种支配要领称为齐回流.齐回流时的回流比R等于无贫大.此时塔顶产品为整,常常进料战塔底产品也为整,即既不进料也不从塔内与出产品.2怎么样推断塔的支配已达到宁静?效用细馏支配宁静的果素有哪些?问:当出现回流局里的时间,便表示塔的支配已宁静.主要果素包罗支配压力、进料组成战关切景、塔顶回流、齐塔的物料仄稳战宁静、热凝器战再沸器的传热本能,设备集关切况等.3效用板式效用的果素有哪些?问:物量的物理本量的效用,流体力教状态战塔板结构的效用.4进料量对付塔板层有无效用?为什么?问:无效用.果从图解法供表里板数可知,效用塔板层数的主要参数是xF,x D,xw,R战q.而进量的改变对付上述参数皆无效用,所以对付塔板数无效用.5回流温度对付塔的支配有何效用?问:馏出物的杂度大概不下,落矮塔的分散效用.6板式塔有哪些不仄常支配情景,针对付本真验拆置,怎么样处理液泛或者塔板漏液?问:夹戴液泛,溢流液泛,漏液.7丈量齐回流战部分回流总板效用与单板效用时各需测几个参数?问:齐回流:塔顶,塔底与样,用合光仪测得其组成.部分回流:各板与样,用合光仪测得其组成.8齐回流时测得板式塔上第n、n-1层液相组成,怎么样供得xn*? 部分回流时,又怎么样供xn* ?9正在齐回流时,测得板式塔上第n、n-1层液相组成后,是可供出第n 层塔板上的以汽相组成变更表示的单板效用EmV?10.查与进料液的汽化潜热时定性温度与何值?问:火战乙醇的最矮恒沸温度.11.若测得单板效用超出100%,搞何阐明?问:正在细馏支配中,液体沿细馏塔板里震动时,易挥收组分浓度渐渐落矮,对付n板而止,其上液相组成由Xn-1的下浓度落为Xn的矮浓度,越收塔板直径较大、液体流径较万古,液体正在板上的浓度好别越收明隐,那便使得脱过板上液层而降下的气相有机会与浓度下于Xn的液体相交触,进而得到较大程度的删浓.Yn为离开第n板上各处液里的气相仄稳浓度,而yn*是与离开第n板的最后液相浓度Xn成仄稳的气相浓度,yn有大概大于yn*,以致yn—yn+1,此时,单板效用EMV便超出100%12.是可细馏塔越下,产量越大?问:可13.将细馏塔加下是可得到无火酒细?问:不克不迭14.支配中加大回流比应怎么样举止?有何利弊?问:加大回流比的步伐,一是缩小馏出液量,二是加大塔釜的加热速率战塔顶的热凝速率.加大回流比能普及塔顶馏出液组成xD,但是能耗也随之减少.15.细馏塔正在支配历程中,由于塔顶采出率太大而制成产品分歧格时,要回复仄常的最快最灵验的办法是什么?问:落矮采出率,即缩小采出率. 落矮回流比.。
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,C p ,m ,γm 需用何温度? 答:需用定性温度求解,即:2)(b F t t t +=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5~10min 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?答: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?答:可能的原因是:塔顶没有产品馏出,造成全回流操作。
第一章流体流动问题1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
问题2.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。
问题3.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?答3.分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。
问题4.静压强有什么特性?答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。
问题5.图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m 2,水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向);(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少?哪一侧的压力大?为什么?题5附图题6附图答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2)内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa;外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。
因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U 形压差计,读数分别为R 1、R 2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R 1与R 2有何变化?(说明理由)答6.容器A 的液体势能下降,使它与容器B 的液体势能差减小,从而R 2减小。
第二章流体输送机械2- 2处于什么状体? 答:离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。
此 时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚)启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的 通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐 渐扩大,大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态(或负压)离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么?1、 流量q v :单位时间内泵所输送到液体体积, m 3/s, m 3/min, m 3/h.。
2、 扬程H :单位重量液体流经泵所获得的能量, J/N, m3、 功率与效率:轴功率P:泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
有效功率P e : P e =q v'P gH离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门? 1、 离心泵的H 、P 、n 与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条;2、 离心泵的压头H —般随流量加大而下降离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。
n 与qv 先增大,后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称 为最佳工况参数。
3、 关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小,以保护电动机。
2- 5什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的?液体的流量、泵的转速、液 体的粘度对扬程有何影响?答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面2 2―+甘+寸+”3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关,效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发 生变化时,H-Q 与n -Q 曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正比。
第二章 流体输送机械
2-1 流体输送机械有何作用?
答:提高流体的位能、静压能、流速,克服管路阻力。
2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体?启动后,液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体?
答:离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。
此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚);
启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态(或负压)
2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么?
1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积,m3/s, m 3/min, m 3/h.。
2、扬程H :单位重量液体流经泵所获得的能量,J/N,m
3、功率与效率:
轴功率P:泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
有效功率Pe :gH q v ρ=e P
效率η:p
P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门? 答:1、离心泵的H 、P、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条;
2、离心泵的压头H一般随流量加大而下降
离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。
η与qv 先增大,后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。
3、关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小,以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的?液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响?
答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量
2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面1、2间列伯努利方程
得:f V M H g
u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关,效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,H-Q 与η-Q 曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正比。
当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小,效率下降,但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化。
2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化?
答:泵出口压力变小,进口处真空度增加
2-7 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的?它表示什么与什么之间的关系?
答:当离心泵安装到特定的管路系统中操作时,若贮槽与受液槽两液面保持恒定,则泵对单位重量(1N )流体所做的净功为∑+∆+∆+∆=f e H g u g P Z H 22ρ,忽略022
≈∆g
u 令g
P Z H ρ∆+∆=0, 22452282v v e e f kq q d d l l g g u d l l H =⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∑∑∑∑∑ξλπξλ 得管路特性方程20v kq H H +=
2-8 管路特性方程20v kq H H +=中的0H 与k 的大小,受哪些因素影响?
答:0H 与液面高度差和静压差有关。
k 与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。
2-9 离心泵的工作点是怎样确定的?流量的调节有哪几种常用的方法?
答:1、离心泵在管路中正常运行时,泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。
安装于管路
中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程,即管路特性方程20v kq H H +=和泵的特性方程
H =f (Q),联解上述两方程所得到两特性曲线的交点,即离心泵的工作点。
2、改变口阀开度(改变管路特性曲线);改变泵的转速(改变泵的特性曲线);离心泵并联操作;离心泵的串联操作。
2-10 何谓离心泵的气蚀现象?如何防止发生气蚀?
答:1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时,液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。
含气泡的液体进入叶轮高压区后,气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭,气泡的消失产生局部真空,周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间,造成冲击和振动。
金属表面受到压力大,频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等,使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。
这种现象称为汽蚀。
2、为了避免气蚀的发生,泵的安装高度不能太高,可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。
2-11 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些?
答:最大允许安装高度∑-∆--=f v H h g
p g p H ρρ0;环境大气压,工作温度下的液体饱和蒸气压,允许气蚀余量,吸入管路的压头损失。
2-12 往复泵有没有气蚀现象?。