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化工原理实验上册知识点归纳Veeny量纲分析法量纲分析法是通过将变量组合成无量纲数群，从而减少实验自变量的个数，大幅度地减少实验次数，不需要对过程机理有深刻全面的了解。
可以由π定理加以证明。
缺点是降低的工作量有限、实验结果的应用仅限于实验范围，无法分析各种变量对过程的影响。
过程分解与合成法将一个复杂的过程分解为联系较少或相对独立的子过程，再联系起来。
优点是从简到繁，先局部后整体，大幅减少试验次数。
n^a+n^b 缺点是子过程的最优不等于整个过程的最优。
数据处理：列表法、图示法（座标分度比例的确定）、数学函数法。
误差：系统误差（一起、环境）、随机误差（不可控、肉眼，波动）、过失误差压力：液柱式压力计：U型（倒U型）液柱压力计、单管液柱压力计、倾斜式压力计优：精度高弹簧式压力计：弹簧管、膜式微压计、波纹管式优：范围大、结构简单、便宜。
缺：受温度影响。
电气式压力计：快速变化的。
稳定：3/4 不稳定：1/3—2/3温度：接触式：热膨胀（玻璃液体、杆式精度不高）、热电偶、热电阻非接触式：热辐射式高温计流量：速度式流量计：孔板和文丘利流量计、转子流量计(小流量)、涡轮流量计。
粘度高：耙式体积式流量计：湿式气体流量计、皂膜流量计（气体，小流量）质量式流量计：直接式，补偿式。
不受压强、温度、粘度等影响。
实验内容：在管壁相对粗糙度ε/d 一定时，测定流体流经直管的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系：测定流体流经阀门或弯头及其它管件时的局部阻力系数ξ。
要求掌握用因次分析法处理管路阻力问题的实验研究方法，并规划组织实验测定λ和Re；流量—阀门开度流速—流量计ΔP：2个压差计密度：温度计再配上变频器、水槽、泵、阀门、管件等组建成以下循环管路。
计算：u=q/A Re=μρdu 得Re h f =22u d l P ⋅⋅=∆λρ 得λ与h f 同理h ζ2u P 2ζρ∆=得ζ 为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？答：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。
模拟考试答案：(仅供参考)一、1．增大，增大，1~3，8~152．流体质点是否存在着脉动性，0.04，0.53．降低，不变，不变4．齿轮泵，螺杆泵5．旁路阀，改变转速6．灌泵，排气7．气体各组分溶解度的不同，液体混合物各组分挥发度的不同8．变小，变小，变小，变小9．吸收，解吸10．液体混合物各组分的摩尔汽化潜热相等，减少11．不变，降低，升高，不变，升高二、(1) 管路特性： He’=ΔZ+Δp/ρg+ 8λl 1q V 2/(π2gd 15)+ 8λl 2q V 2/(π2gd 25) = 11+8×0.025×(25/0.0645+80/0.0545)×q V 2/(π2×9.81) = 11+4.08×105q V 2 泵的特性：He = 30－6×105 q V 2He = He' 解得q V = 4.34×10-3m 3/s=15.6 m 3/h(2)当江面下降2m 时，He’= 11+4.08×105q V 2，He = He' 解得q V = 4.11×10-3m 3/s=14.78 m 3/h 流量下降(4.34-4.11)/4.34=5.4%三、解：1）)3060(190036004000)(1222−××=−==t t C q r q Q p m m W 41033.6×= h kg s kg r Q q m /4.103/0287.010********.6341==××== 2）24/5.371)0004.05001(50541011m W K =++=℃ 6012030120ln 3060ln 2112−−−=−−−=∆t T t T t t t m 99.73=℃ 99.735.3711033.64××=∆=m t K Q A 计230.2m = 054.014.330.2×==外d A L πm 58.13= 3）21121222ln )(t T t T t t KA t t C q Q p m −−−=−= 得'''ln ln 212221t T t T C q KA t T t T p m −−==−−，所以'1093010960120301202t −−=−−t 2’=56.3℃四、解：1）x 2=0, 0025.005.0)95.01(2=×−=y ，38.095.04.00/)(121min =×==−−=ηm m y y y G L532.038.04.1)(4.1min =×==G LG L752.0532.04.0==L mG1ln[(11L mG LmG N OG −−=]11L mG+−η)752.01ln[(752.011−−=]752.095.011+−=7.02H=H OG N OG =0.2×7.02=1.40m2）H 不变，N OG 不变，22212221'mx y mx y mx y mx y −−=−−，'06.00025.005.02y =，得y 2’=0.003五、解：1）q=0, x F =0.4, W D W F x x x x F D −−=)(02.097.0)02.04.0(150−−×==60kmol/hW=F-D=90kmol/h2）ye=x F =0.4, 213.04.047.147.24.0=×−=e x04.3213.04.04.097.0=−−=−−=e e e D m x y y xR ,R=1.5Rm=4.56 精馏段56.597.056.556.4+=x y =0.820x+0.1745 提馏段1506056.502.0901506056.56056.4)1()1(−××−−××=−+−−+=x F D R Wx x F D R RDy W=1.490x-0.009803）y 1=x D =0.97, 929.097.047.147.297.047.147.2111=×−=−=y y x ,得y 2=0.820×0.929+0.1745=0.936。
华东理工大学二000年研究生（硕士、博士）入学考试试题考试科目号码及名称：501化工原理（含实验）一、简答题：（14分）1．功能校正系数α为什么总是大于、等于l的？试说明理由？2．大小不一的搅拌器能否使用同一条功率曲线？为什么？3．简述数学模型法规划实验的主要步骤。
4．加快过滤速率有哪几种途径？5．评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？6．简述辐射传热中黑体和灰体的概念？7．液液萃取塔设备的主要技术性能有哪些？二、（20分）贮槽内有40℃的粗汽油（密度ρ=710kg/m3）,维持液面恒定，用泵抽出后分成两股，一股送到分馏塔顶部，另一股送到吸收解吸塔中部。
有关位置距地面以上的高度见附图。
若阀门全开时，包括局都阻力当量长度的各管段长度如下：1-0段，l1＝10m,0-3段，l3＝20m,管内径均为50mm，摩擦系数均为λ=0.03。
调节0－2段中阀门开度，使送往吸收解吸塔的流量为送往分馏塔的流量的一半。
此时，孔板流量计的压差ΔP=513mmHg,孔径d0=25mm，流量系数C0=0.62。
试求：①总管流量和管路所需的压头；(6.33×10-3m3 /s,22.7m)②若泵效率为60%，求所需泵功率。
(1.67kw)三、（l2分）用连续精馏塔分离双组分混合液，混合液中含易挥发组分x F=0.4(摩尔分率、下同)，原料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。
操作条件下物系的相对挥发度α=2.5，要求塔顶产品浓度x D=0.8，塔顶易挥发组分的回收率η=0.9。
塔釜间接蒸汽加热。
试求：①完成上述分离任务的最小回流比；(0.778)②若操作回流比取最小回流比的 1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？(0.7006)四、（14分）间歇干燥处理某湿物料3.89kg，含水量为10%（湿基），用总压100kPa、温度为50℃的空气进行干燥，并测得空气的露点温度为23℃，湿球温度为30℃，要求干燥产品的含水量不超过l%（湿基）。
第一章流体流动1.何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？99答：轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线；流线是采用欧拉法考察的结果，流线上各点的切线表示该点的速度方向；因为同一点只有一个速度，由此可知，流线互不相交。
2.动能校正系数α为什么总是大于、等于1的？试说明理由？003.简述数学模型法规划实验的主要步骤。
00、03、06、10答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下主要步骤进行工作：①将复杂的真实过程本身化简成易于用数学方程式描述的物理模型；②将所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型；③通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。
4.流体流动过程中，稳定性是指什么？定态性是指什么？015.简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。
01、04答：因次分析法的具体步骤：①找出影响过程的独立变量；②确定独立变量所涉及的基本因次；③构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示；④用基本因次表示所有独立变量的因次，并出各独立变量的因次式；⑤依据物理方程的因次一致性原则和π定理得到准数方程；⑥通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。
6.层流与湍流的本质区别是什么？02答：湍流的最基本特征是出现了径向的速度脉动。
当流体在管内层流时，只有轴向速度而无径向速度，牛顿型流体服从牛顿粘性定律；然而在湍流时，流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这种脉动加速了径向的动量、热量和质量的传质，动量的传递不仅起因于分子运动，而来源于流体质点的横向脉动速度。
7.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？02、05、06、10答：含固体量较多的悬浮体常表现出塑性的力学特征，即只有当施加的剪应力大于某一临界值（屈服应力）之后才开始流动，流动发生后，通常具有剪切稀化性质，也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8.什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？03答：由于流体粘性的作用，靠近壁面的流体将相继受阻而降速，随着流体沿壁面前流动，流体受影响的区域逐渐扩大，而流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域即为边界层。
华理版6-1 解：10010min 10t == ()/1t t F t e -=-所以，停留时间为0～1min 的分率为()1/1011F e -=-停留时间为2～10min 的分率为()()10/102/10102F F e e ---=-+停留时间大于30min 的分率为()30/10130F e --=6-2解：将数据绘成f(t) ～t 图从曲线形状可知，该反应系统接近于PFR 和CSTR 的组合模型，当t ＜1min 时，反应器出口响应为0，说明此为平推流，设V p 为PFR 总分的体积，则0 1.0pV v =01.0 1.05050p V v L ==⨯=当t ＞1min 时，曲线形状呈指数衰减，如将t=1min 以后的数据按ln f(t) ～t 作图，可得一直线，直线的斜率为1，即为全混流总分的平均停留时间，所以全混流部分容积V m 为 V m =1.0×50=50L所以该反应器系统模型为PFR 与CSTR 串联，容积V p 、V m 各为50L ，相应停留时间均为1min 。
6-3解：CSTR中均相二级反应00c c ====0.435 即转化率为0.565CSTR 中固相二级反应：0100011i c k c e e c c k c k τττ⎛⎫=∙ ⎪⎝⎭6-4 解：()()000c t c f t dt c c ∞=⎰ 根据动力学方程可知，()21/200022c t c kt c c ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，f(t)=0.5 代入已知条件，()21/200022c t c kt c c ⎛⎫-= ⎪⎝⎭= ()21t - ()()000c t c f t dt c c ∞=⎰=()2201t dt -⎰=0.667 所以转化率为A x =1-0.667=0.3336-5解：（1）由图知，反应器为通过一PFR 反应器和一全混釜反应器，0.4P ks τ=，求()dF t dt ，再取对数，用ln f(t) ～t 作图，可得一直线，斜率为1.25，所以0.8m ks τ=，平均停留时间为1.2ks 。
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，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 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，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。
2012华东理工大学化工原理回忆版一、简答题1、说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因2、写三种常用工业吸收剂3、什么是剪切稀化现象4、蒸发中温度下降的原因5、溶质渗透理论中的0τ是什么意思？已知D ， y k 如何表达？6、萃取中的a K 是什么意思？1=a K 能否分离？7、四组分如何分离要几个塔？有几种流程？8、恒速干燥湿物料表面温度是什么温度，为什么9、何谓再结晶现象10、空气加热，相对湿度由50%变为30%，考察湿度，湿球温度，露点温度的变化（上升，下降，不变，不确定）二、流动A 、B 敞开两水槽m z a 5=，m z b 13=，总管直径cm d 8=，m l 10=，支管1，cm d 41=，m l 361=，支管2，cm d 82=，m l 362=，泵的有效压头m 1.19，泵的效率70℅，0182.0=λ问题1、各支管的流量2、泵的功率3、关闭支管1，单泵的特性方程为25102.315v e q H ×−=，两个泵并联求管路流量三、传热饱和水蒸汽加热冷气体，管数250根，直径mm mm 5.225×=ϕ冷气体流量h kg /7200，走管内，进口温度25℃，出口问温度85℃，冷凝给热系数K m W ⋅×=241/101α，管内污垢热阻K m W R ⋅=21/0004.0，导热系数K m W ⋅×=−22/1085.2λ，物料性质K kg kJ C P ⋅=/1 ,SmPa ⋅×=−21098.1µ问题1、蒸汽冷凝量 2、总传热系数和管长3、如果与15根管堵塞无法工作，且饱和水蒸汽的温度为110℃，其他条件不变，求总传热系数和出口温度四、吸收填料塔高8米，水蒸气解吸苯洗油，液体进口h kmol L /300=，苯含量0.1，解吸效率95=η℃，气液比为最小气液比的1.4倍，相平衡关为x y 0.3=，液相阻力控制问题1、求单元传质高度2、如果水蒸气量为h kmol L /100=，其他条件不变，求出口液体浓度五、精馏进料流量h kmol F /100=，轻组分含量0.4，泡点进料，轻组分回收率为0.97,重组分回收率0.98，相对挥发度为2.9，塔顶以60℃回流，流量为h kmol /96，在塔顶组成下，泡点80℃，.../5000kJ C mp =，...../400000kJ r =问题1、塔顶量和塔釜量及其组成2、最小回流比和实际回流比3、精馏段和操作线方程4、如果设计人员在第三块理论版上进料，试分析此方案是否可行，若不可行请说明理由，若可行请求出完成任务的理论板数。
化工原理实验上册知识点总结归纳华东理工大学华理实验考试适用化工原理实验上册知识点总结归纳华东理工大学华理实验考试适用8、吸收（气液）实验内容：测定填料吸收塔气液传质系数，考察气体流量、吸收剂流量和温度的变化对吸收效果和传质系数的影响。
1、要求熟悉填料吸收塔的基本结构、装置流程和正常的水力学操作状况；收集塔壁附近的液体空气穿越丙酮，使其溶解在液膜（液体在填料表面形成），溶解过程放热，所以低温，高压。
2、了解工业常用散堆填料和规整填料的基本性能；填料分类：散堆填料（拉西环、阶梯环、鲍尔环、矩鞍形、环矩鞍）规整填料（孔板波纹填料、丝网波纹填料填料的作用：增大汽液接触面积；增大汽液接触面的湍动程度。
填料性能评价指标：比表面积↑、空隙率↑、压降↓3、掌握并分析吸收剂的三要素（流量、温度、组成）对吸收效果的影响规律高流量G，低温，低浓度，有利！4、规划组织实验测定传质系数并分析判断传质阻力的控制步骤。
9、精馏（液液）实验内容：在全回流操作条件下测定精馏塔的全塔效率，在部分回流的情况下连续操作，分离乙醇体积浓度为15%的乙醇水混合液，要求获得500mL合格的塔顶流出产品（乙醇体积浓度大于93%），塔釜排出的残液中乙醇体积浓度要小于2%。
1、要求熟悉板式塔的基本结构、装置流程和正常的水力学操作状况；总体逆流，板上错流。
避免漏液，液泛。
利用液相中不同组分挥发度不同。
物料守恒，能量守恒，气液复合精馏操作稳定的因素主要有回流比；塔顶温度、压力；进料温度，组分组成；塔底再沸器回流温度，组分组成；整体塔的塔板数；中间循环回流及抽出物料等等，但最主要因素有下面几点：（1）．物料平衡的影响和制约在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。
通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。
（2）、塔顶回流的影响回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量（3）．进料热状况的影响当进料状况（xF和q）发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。
考试复习重点资料（最新版）资料见第二页封面第1页实验一硝酸钾的制备1．实验中为什么第一次固、液分离要采用热过滤？2．将热过滤后的滤液冷却时，KCl能否析出，为什么？3．本实验制得的KNO3若不纯，杂质是什么？怎样将其提纯？实验二化学反应速率及活化能的测定1．根据实验三部分内容的实验结果，说明各种因素（浓度，温度和催化剂）是如何影响化学反应速率的？2．若不用S2O82-，而用I-或I3-的浓度变化来表示反应速率，则反应速率常数k是否一样？3．实验中，为什么要迅速把(NH4)2S2O8溶液加到其他几种物质的混合溶液中？4．实验中为什么可以由反应溶液出现蓝色的时间长短来计算反应速率？当溶液出现蓝色后，反应是否停止了？实验三甲酸铜的制备1．可溶性金属盐和碳酸盐反应，哪些情况下生成碳酸盐，哪些情况下又生成碱式碳酸盐或金属氢氧化物？2．在制备碱式碳酸铜的过程中，如果温度太高，对产物有什么影响？3．制备碱式碳酸铜时，为什么不用氧化铜而用碱式碳酸铜为原料？4．简述固液分离的几种方法以及它们的适用条件？实验四凝固点降低法测定尿素相对分子质量1．用凝固点降低法测定溶质的相对分子质量，对溶质和溶剂各有什么要求？2．若溶质在溶液中发生离解或缔合，对实验结果有何影响？3．测定溶液的凝固点比较困难，在操作中应注意哪些问题？实验五酸碱标准溶液的配制及标定1．为什么每次测定的初读数，都要从“0”或“0”附近刻度开始？2．下列的操作情况，对标定HCl溶液的浓度有否影响？其结果怎样？（1）装入HCl溶液的滴定管没有用HCl溶液润洗；（2）滴定管中HCl溶液的最初读数应为0.01ml，而记录数据时，误记为0.10ml；（3）锥形瓶用Na2CO3溶液润洗。
实验六醋酸电离常数和电离度的测定1．怎样正确使用玻璃电极和甘汞电极？2．实验中测定不同浓度的HAc溶液的pH值时，为什么要用干燥的烧杯来盛装溶液？若不用干烧杯应怎样操作？3．若所用的HAc溶液浓度极稀，是否还能用K≈c2(H+)/c求电离常数？4．由你的实验结果，总结电离度、电离常数和HAc溶液浓度的关系。
an n p n n A Ao Po P )()(--=-βAf Ao Pf C C C -=βAoPf C C =ϕ1 基本概念1.1 优化：在一定的范围内，选择一组优惠的决策变量，使系统对于确定的评价标准达到最佳的状态。
1.2 反应速率：反应系统中某一物质在单位时间、单位反应区内的反应量。
1.3 反应转化率：反应物中某一组分转化掉的量（摩尔）与其初始量（摩尔）的比值。
常用x 表示。
1.4选择率：对于复杂反应过程，同一反应原料可以生成几种不同的产物和无用的副产物。
此时，不同产物之间的分配比例对该反应过程的经济效益是一个非常重要的指标。
产物之间的这种分配比例可以用反应选择率 表示。
定义为已经转化掉的反应物量（摩尔）中，转化为目的产物的摩尔分率。
例：（主反应） （副反应）或又称为平均选择率。
瞬时选择率 β1.5反应收率：得到的产物的量与投入反应系统的原料的量的比值φ。
该指标综合了选择率和反应速率两个指标的特点。
可采用摩尔收率和质量收率来表示。
以摩尔收率为例： 总收率 1.6 单耗：产品的原料消耗若以每份产品所需的反应原料份数来表示，就称为原料单耗，也可以用摩尔分率或质量分率来表示。
单耗与收率互成倒数。
1.7 返混：使早先进入的存在于反应器内的物料有机会与刚进入的反应物料相混合，这种混合现象称为返混现象。
1.8排除了一切物理传递过程的影响，得到的化学反应动力学称为微观动力学或本征动力学。
在包含物理过程影响的条件下所测得的反应动力学称为宏观动力学（或称为表观反应动力学）。
1.9 基元反应和非基元反应：如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种化学反应称为基元反应(elementary reaction)，否则就是非基元反应。
1.10 反应机理或反应历程：复杂反应要经过若干个基元反应才能完成，这些基元反应代表了反应所经过的途径，动力学上就称为反应机理或反应历程。
1.11 反应的级数：在化学反应速率方程中，各物浓度项的指数之代数和就称为该反应的级数,用n 表示。
化工原理实验（本）教学大纲英文译名：Experiments of Chemical Engineering Principles课程性质：必修课程学分数：2要求先修课程：高等数学、物理、物理化学参考书：1.《化工原理》（上）\（下）（第三版），陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，北京化学工业出版社，2006。
2. 化工原理实验，史贤林、田恒水、张平主编，上海华东理工大学出版社，2005。
一、本课程的性质、目的和任务化工原理实验是一门以化工单元操作过程原理和设备为主要内容，以处理工程问题的实验研究方法为特色的实践性课程。
它在培养学生的工程能力，创新思维和创新能力方面起着重要的作用。
通过本课程的学习，学生可以应用化工原理和有关先修课程所学的知识，加强正确处理工程问题的综合能力，同时在下列几个方面的能力上得到较好的培养和锻炼：（1）掌握处理工程问题的基本实验研究方法，即数学模型法和因次论指导下的实验研究方法，灵活地应用这些方法研究处理各种化工工程问题的能力；（2）分析和解决化工工程问题的综合能力：包括合理地规划实验的能力；正确地选择设备和设计流程的能力；正确地选择和使用工程测试仪表的能力；实验动手能力；化工单元过程和设备的操作及分析能力；正确处理实验数据的能力；（3）对实验结果进行正确分析、讨论和总结并用简明的文字和适当的图表撰写实验研究报告的能力；（4）工程创新能力。
二、实验基本要求(1). 熟练掌握化工原理实验的特点，了解和熟悉工程实验所具有的基本特点，以及与基础学科实验之间的区别，并能够灵活地应用到今后的实际工作中。
(2). 熟练掌握实验方法论、数据处理、工程测试技术、典型的化工单元操作过程和设备的操作及分析、特性参数的实验测定。
(3). 能熟练地使用测量流体压力、温度和流量的工程技术和常用仪表。
熟练掌握压力计（液柱式压力计：U型（倒U型）液柱压力计、单管液柱压力计；弹簧式压力计：弹簧管压力计、膜式微压计；应变片式压力传感器）的选择、测压点的选择、压力计的安装和使用；温度计（玻璃液体温度计、热电偶、热电阻）的选择、标定和校正，以及温度计的安装和使用；流量计（速度式流量计：孔板和文丘利流量计、转子流量计、涡轮流量计；体积式流量计：湿式气体流量计、皂膜流量计；质量式流量计：质量流量计）的选择、校正、安装和使用等。
化工原理实验报告-华东理工-华理引言化工原理实验是化工专业学生的必修课程之一，通过实际操作和观察，加深对化工原理的理解。
本文是一个化工原理实验的实验报告，实验地点为华东理工大学华理实验室。
实验目的本次实验的主要目的是通过对不同物质的混合溶液进行分离和纯化，学会化工实验中基本的分离技术，并掌握相关实验仪器的使用方法。
实验原理化工实验中常用的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等。
本次实验主要采用蒸馏法和结晶法进行分离和纯化。
蒸馏法蒸馏法是根据液体不同的沸点来进行分离的一种方法。
实验中，将混合溶液加热，在不同的沸点处收集蒸馏液，通过冷凝转化为液体。
较低沸点的组分首先蒸发，较高沸点的组分后蒸发，从而实现对混合溶液的分离。
结晶法结晶法是通过溶解度的差异使混合的溶质分离。
实验中，在适当的温度下，在溶液中添加稳定剂，使其溶解度降低，然后通过冷却或加热使其结晶沉淀。
通过过滤和洗涤，可以分离出纯净的溶质。
实验步骤1.准备实验所需的仪器和试剂。
2.将混合溶液加入蒸馏仪中，并搭建好蒸馏装置。
3.开始加热混合溶液，收集蒸馏液。
4.观察收集到的蒸馏液的性质并记录。
5.将蒸馏液通过冷凝管冷却并转化为液体，收集在容器中。
6.开始结晶实验，将蒸馏液加热至适当温度。
7.添加稳定剂，使溶液开始结晶。
8.冷却溶液，观察结晶沉淀的过程。
9.过滤结晶沉淀，将纯净的溶质收集。
实验结果经过蒸馏和结晶两次分离和纯化实验，成功得到了纯净的溶质。
通过观察和检测，确认了溶质的纯度和物理性质符合实验预期。
分析与讨论本次实验中采用了蒸馏和结晶两种常见的分离技术，通过实际操作，可以更加直观地了解分离原理，并学习到实验仪器的使用方法。
同时，通过对实验结果的分析，可以进一步加深对化工原理实验的理解。
结论化工原理实验是化工专业学生的重要课程之一，通过实验操作可以加深对化工原理的理解。
本次实验通过蒸馏法和结晶法的操作，成功实现了对混合溶液的分离和纯化。
从实验结果来看，得到的纯净溶质符合实验预期，说明实验操作和分离技术的正确使用是非常重要的。
绪论单元测试1.化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的过程工业。
A:对B:错答案:A2.化学工程学科的形成与发展经历了化工工艺学、单元操作和传递过程三阶段。
A:错B:对答案:B第一章测试1.A:CB:BC:AD:D答案:D2.如图1所示的定态流动系统，若AB段与CD段的管径、粗糙度和长度相同，两压差计的指示液均相同，则两压差计的读数关系为( )。
A:R1 < R2B:不能确定C:R1 = R2D:R1 > R2答案:C3.通常情况下，气体和液体的黏度依次随温度的升高而( )。
A:减小、增大B:增大、增大C:增大、减小D:减小、减小答案:C4.如图2所示，已知A、B两点压强pA = pB，则管中水的流向为( )。
A:向下流动B:静止C:向上流动D:不能确定答案:A5.敞口水槽的恒液位H、外界气压p0、底部出水管内径d等参数中，若忽略阻力损失，则出水速度u与( )有关。
A:仅dB:仅HC:仅p0D:H，p0，d答案:B第二章测试1.离心泵的扬程是指（）。
A:实际的升扬高度B:泵的吸上高度C:液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高D:单位重量液体通过泵的能量答案:D2.离心泵的扬程是( )。
A:单位重量液体出泵和进泵的机械能差值B:泵的吸液高度C:实际的升扬高度D:液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度答案:A3.离心泵启动以前必须充满液体是为了防止发生( )。
A:汽蚀现象B:气缚现象C:开机流量过大烧毁电D:汽化现象答案:B4.离心泵的入口一般不安装阀门，如果对已经安装的阀门操作不当可能引起( )。
A:流量过大烧毁电机B:气缚现象C:汽蚀现象D:汽化现象答案:C5.离心泵效率最高的点称为( )。
A:工作点B:最大轴功率点C:设计点D:操作点答案:C第三章测试1.搅拌器具有的两种功能是产生总体流动和强剪切。
A:错B:对答案:B2.搅拌效果均可采用调匀度进行评价。
A:错B:对答案:A3.旋桨式搅拌器具有大流量、高压头的特点。
华东理工大学二00五年硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：461化工原理（含实验）（答案必须写在答题纸上，写在试题上无效）考试科目代码及名称：461化工原理（共150分）一、简答题：（30分）1．非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？2．试列举出三种搅拌器放大的准则。
3．加快过滤速率的途径有哪些？4．对于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径de 的计算式。
5．在考虑流体通过固定床流动的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原则定义的？为什么？6．蒸发器提高液体循环速度的意义有哪些？7．筛板塔的汽液接触状态有哪三种，各有什么特点？8．简述填料塔载点、泛点的概念。
9．简述萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？10．湿球温度与绝热饱和温度的物理意义有何区别？二、流体流动计算（30分）如图示常温水由高位槽流向低位槽，管内流速1.5rn/s，管路中装有一个孔板流量计和一个截止阀，己知管道为中υ57×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数ξ为7.5。
设系统为稳定湍流。
管路摩擦系数λ为0.026。
求：(1）管路中的质量流量及两槽液面的位差ΔZ;(2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2。
若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，λ近似不变。
问：(3)孔板流量计的读数R1变为原来的多少倍（流量系数不变）？截止阀的ξ变为多少？(4)定性分析阀门前a点处的压强如何变化？为什么？三、吸收计算（30分）用CO2水溶液的解吸来测定新型填料的传质单元高度H OG值。
实验塔中填料层高度为2.0m，塔顶入塔水流量为5000kg水/h，CO2浓度为7×10-5（摩尔分率），塔底通入不含CO2的新鲜空气，用量为8kg/ h，现测得出塔液体浓度为3×10-6（摩尔分率），相平衡关系为y=1240x(摩尔分率），试求：(1)出塔气体（摩尔分率）浓度；(2)该填料的H OG值；(3)现若将气体用量增加20%，且设H OG不变，则出塔液体、气体浓度将各为多少?四、精馏计算（30分）常压下，将乙醇-水混合物（其恒沸物含乙醇摩尔分率为0.894）加以分离。
一、填空。
流体的连续性假定指（1）定态是指全部过程参数。
______________________________________。
直管（2）层流与湍流的本质区别在于。
阻力损失体现在。
，气体的黏度随温度降低而（3）液体的黏度随温度升高而•s。
常温下水的黏度 Pa•s，空气的黏度 Pa，压强较高的（4）水在管道中的常用经济流速范围是 ______ m/s。
气体在管道中的常用经济流速范围是____ m/s，为防（5）离心泵采用后弯叶片是因为 ，离心泵在启动时必须先灌泵。
止（6）当管径相同、喉径与孔径相同时，文丘里流量计的孔流系数C V比孔板流量。
（大、计的孔流系数C O，文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的小）（7）如图所示系统，其大管内径为 d1=45mm，液体在大管内流速为 0.5m/s，小管内径为d2=19mm， 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的，此值是根据方程而得。
流速为______ m/s，轴功（8）操作中的离心泵，若将泵的出口阀关小，则泵的扬程。
（变大，不变，变小）率，泵入口处的真空度曲线和曲线，____（9）离心泵的特性曲线通常包括下，输送某种特定的液体时泵的性能。
选曲线。
这些曲线表示在一定确定泵的类型，然后根据具体管路对用离心泵时，先根据和________要求确定泵的型号。
泵提出的；涡轮式搅拌器的特点（10）旋桨式搅拌器的特点是。
是，而小（11）从混合机理看，大尺度的混合均匀主要来源于。
强化液流湍动的措施有尺度的混合均匀主要来源于、___________。
和的区（12）边界层是指________________。
域。
边界层分离的后果是有关。
根据表现出的不同（13）非牛顿流体的黏度不再为一常数而与流体流体、力学特性，非牛顿流体可以分为 _____流体。
和_____ ___1二、选择题:。
（1）在高度湍流（阻力平方）区时，粗糙管的摩擦系数λ值（B）只取决于相对粗糙度（A）与光滑管一样；（D）与粗糙度无关；（C）只取决于雷诺数；（2）如图所示，管中的水处于。
第 五 章 习 题沉降1.试求直径30μm 的球形石英粒子在20℃水中与20℃空气中的沉降速度各为多少?石英的密度为2600kg/m 3。
2.密度为2000kg/m 3的球形颗粒，在60℃空气中沉降，求服从斯托克斯定律的最大直径为多少？ 3.直径为0.12mm ，密度为2300kg/m 3的球形颗粒在20℃水中自由沉降，试计算颗粒由静止状态开始至速度达到99%沉降速度所需的时间和沉降的距离。
4. 将含有球形染料微粒的水溶液(20℃)置于量筒中静置1小时, 然后用吸液管于液面下5cm 处吸取少量试样。
试问可能存在于试样中的最大微粒直径是多少μm? 已知染料的密度是3000kg/m 3。
5. 某降尘室长2m 、宽1.5m, 在常压、100℃下处理2700m 3/h 的含尘气。
设尘粒为球形,ρp =2400 kg/m 3, 气体的物性与空气相同。
求：(1) 可被100%除下的最小颗粒直径;(2) 直径0.05mm 的颗粒有百分之几能被除去?6. 悬浮液中含有A 、B 两种颗粒, 其密度与粒径分布为:ρA = 1900 kg/m 3, d A =0.1～0.3mm ；ρB = 1350 kg/m 3, d B =0.1～0.15mm 。
若用ρ= 1000 kg/m 3的液体在垂直管中将上述悬浮液分级, 问是否可将A 、B 两种颗粒完全分开?设颗粒沉降均在斯托克斯定律区。
7. 试证ζ・Re p 2为与沉降速度无关的无因次数据, 且当ζ・Re p 2小于何值时则沉降是在斯托克斯定律区的范围以内? *8. 下表为某种催化剂粒度分布及使用某种旋风分离器时每一粒度范围的分离效率。
粒径 μm5～10 10～20 20～40 40～100 质量分率0.20 0.20 0.30 0.30 粒级效率ηi 0.80 0.90 0.95 1.00试计算该旋风分离器的总效率及未分离下而被气体带出的颗粒的粒度分布。
若进旋风分离器的催化剂尘粒的量为18g/m 3气, 含尘气的流量为1850 m 3 /h, 试计算每日损失的催化剂量为多少kg? 流态化9. 在内径为1.2m 的丙烯腈硫化床反应器中, 堆放了3.62吨磷钼酸铋催化剂, 其颗粒密度为1100kg/ m 3, 堆积高度为5m, 流化后床层高度为10m 。
填空（32）1.化原实验的研究方法通常指：(1)量纲分析法 (2)数学模型法 (3)过程分解与合成法 (4)过程变量分离法 2.实验结果的表达方式通常有：(1)列表法 (2)图解法 (3)数学方程式法 3.阻力实验的研究中涉及的量纲有 (1) M (2) L (3) T基本变量为 (1)流体性质：密度ρ，黏度μ (2)管路几何尺寸：管径d ，管长l ，管壁粗糙度ε (3)流动条件：流速u无因此数群有：(1) 雷诺数duρμ(2) 相对长度l d (3) 管壁相对粗糙度εd4.传热实验的研究中涉及的量纲有 (1) M (2) L (3) T (4) Q基本变量为 (1)流体物理性质：ρ，μ，c p ，λ (2)圆管壁面的特征尺寸：l (3)操作因素：流速u (4)产生自然对流的升力：βg △T 无因此数群有：(1) 雷诺数Re=luρμ(2) 努塞尔准数Nu=al λ(3) 普朗特准数c p μλ(4) 格拉晓夫准数Gr=βg△Tl 3ρ2μ25.传热实验设备是____套管____换热器，热流体是___饱和水蒸气_____，冷流体是_____空气_______。
热流体的通道为换热器的___管间_____，冷流体的通道为换热器的____管内______． 实验中改变__冷__流体的流量同时保持__热__流体的温度不变，来考量对给热系数的影响。
一、填空1.流体流动阻力测定实验的一次性记录信息（包括表达测试条件的文字条件）有：(1)流速u （流量q v ） (2)直管段压差△p 1 (3)局部段压差△p 2 (4)流体温度t (5)管路直径d (6)直管长度l 2.泵特性曲线实验的一次性记录信息（包括表达测试条件的文字条件）有：(1)泵两端压力p 1 、p 2 (2)离心泵电机功率P e (3)流量q v (4)水温 (5)进、出口管径d 1、d 2 3.过滤常数测定实验的一次性记录信息（包括表达测试条件的文字条件）有： (1)过滤时间τ (2)对应的滤液量V (3)过滤面积A(1)空气流量q v (2)空气进、出口温度t1、t2 (3)水蒸气温度T(4)内管两侧壁温t w上、t w下(5)换热器内管直径d(6)管长l一、填空题（65）1、在阻力实验中，需要测量压差值的对象有直管段压差（光滑管、粗糙管）、局部段压差，该实验装置中安装了排气阀、平衡阀、控制阀三种阀，用于调节流量的是控制阀，理由是：通过改变阀门开度控制流量。
(1)实验中需多次测量的原始数据为流量q v，光滑直管段压差，粗糙直管段压差，局部段压差。
测定直管阻力损失的实验管径为29mm，测得的实验曲线如下图所示，如果待设计的管路与本粗糙管管材管径相同，且ε/d=0.006，若Re=100000，那么阻力系数取值约为_____________。
2离心泵进口管管径通常_____>_____（>,<,=）出口管管径，这是为了减小___吸入阻力____，避免___发生气蚀___，提高_____出口压力____。
离心泵在启动前一般要引水灌泵，这是为了防止___气缚现象___。
为了成功进行灌泵，进口管前段通常装有_底阀_。
离心泵是流体输送的动力设备。
工程应用时必须与对应的管路阻力损失相匹配。
离心泵的工作点是____泵特性曲线和管路特性曲线____的交点。
为了改变工作点以满足流量调节的需要，操作室，既可以通过调节管路出口阀，改变______管路特性曲线________来实现，也可以通过设定离心泵的供电频率，改变______泵特性曲线_____来实现。
从节能角度出发，上述_____设定离心泵的供电频率，改变泵特性曲线_____的方法更合理。
3.在过滤实验中，离心泵所起的作用有______循环_______、________搅拌______，滤液收集在_____清液槽_____内，该容器放在___电子秤____上，操作中，过滤压强是通过____压力调节阀____控制的。
本实验中，板框过滤器共有__3_组，滤布安装在__滤板上_，过滤面积有__6__个，若过滤器直径为d，则q的计算表达式为______________________，q e的物理含义是_______形成与过滤介质阻力相当的滤饼层的虚拟滤液量________，在解决真实而复杂的过滤问题时一、填空题（各1）1.离心泵特性曲线测定实验中，灌泵后忘关引水阀，会出现水箱水位上升或水位下降或压头下降现象。
离心泵安装底阀是为了灌泵，离心泵的进口管径大于出口管径，原因是减小阻力，测量扬程曲线时，在泵的进口端安装真空表，单位是mmHg，MPa，若该表离离心泵较远，则测出的扬程比实际值小，在泵的出口端安装压力表，单位是MPa，若该表离离心泵较远，则测出的扬程比实际值小。
实验布点采用非均匀布点，最小流量为0 ，当控制阀关小时，功率表读数减小，扬程增大，效率不确定，流量误差∆Q=2.271*10-2L/S,坐标比例尺为44.03mm/（L/S）,实际标绘为了应用方便，选取为40mm/（L/S）或50mm/（L/S），若流量最大测量值为3L/S，需要的坐标纸最小尺寸是120mm，工业上选用泵时，一般根据生产工艺要求的扬程和流量来决定泵类型和型号。
2.过滤常数的测定实验采用的工程处理方法数学模型法，液体在滤饼空隙中流动属于爬流，过滤设备采用板框式过滤器，共3层滤板，过滤介质为滤布和滤饼，悬浮液为碳酸钙水溶液，离心泵在该实验中起输送、提供压力和搅拌作用，操作压力0.03MPa下的过滤常数K比0.02MPa的大，原料液浓度越大，刚开始过滤时过滤速度慢，出现清流时间短，工业上，经常采用减小阻力的办法来强化过滤操作。
二、分析题（简述）（10）1、测得直管阻力偏小，可能的原因是：(1)所用粗糙管在长期使用后粗糙度降低(2)测量过程中所测压差值小于实际值，或流量的测定偏小，导致λ值偏小(3)所使用的水已经在蓄水池中存放多时，且并不干净，不能保证其黏度、密度等参数与理想状态相同(4)实验过程中水温升高，降低了水的黏度2、冷流体的给热系数的变化幅度明显大于热流体的可能原因：Nu=αlλ= a0Re a Pr b对于Pr的影响，当流体被加热时b=0.4；当流体被冷却时b=0.3。
所以冷流体的给热系数的变化幅度明显大于热流体三、实验操作（8）1.阻力实验的操作步骤按先后顺序排序：（1）读取记录压差值（2）向离心泵引水（3）开变频器（4）总管排气（5）压差计排气（6）开平衡阀（7）记录管子的长度（8）引压管排气。
合理的先后顺序是（数字）：记录管子的长度→开平衡阀→向离心泵引水→开变频器→总管排气→引压管排气→压差计排气→读取记录压差值2.离心泵实验的操作步骤按先后顺序引水管泵→排气（打开排气阀，引水排气后关闭）→关闭出口控制阀，显示仪表电源开关→启动泵→调节q v读取记录压差值3.传热实验的操作步骤按先后顺序（1）开启一段时间并开闭蒸汽管路排除凝水阀门（2）（3）排除换热器内蒸汽合理的先后顺序是（数字）：开冷流体流量计→开蒸汽阀→开启一段时间并开闭蒸汽管路排除凝水阀门→排除换热器内蒸汽，不凝性气体→开启仪表电源四、计算（20）1.（10）实验获知，管内径=20mm，管长=50m,直管阻力=250kpa，流量=75L/S，实验起始温度24℃，实验结束时温度26℃，实验介质：A;试计算直管阻力。
A的物性数据如下：温度黏度，cp 密度，kg/dm324 1.0 100226 0.98 998二、作图计算题某过滤装置，恒压操作，滤液与时间数据见下表：τ，[sec] 67 127 196 261 335 497q*102,[m3/m2] 2.83 4.24 5.76 6.75 7.88 9.97恒压过滤方程为q2+2qq e=Kτ请将方程转换为线性方程并在直角坐标纸上用作图法求K,q。
五、实验设计（30）请在套管传热装置上增加测定水流流经该装置的阻力要求：1.兼具冷热流体给热系数测定，换热器传热系数测定、流体流动阻力测定功能；2、绘制流程图；3、列出检测仪仪表一览表，说明精度要求，量程要求；4、简述实验步骤；5、列出一次性记录的原始数据；6、列出重复记录数据表；7、给出实验数据处理公式。
二、设计题（35）化工原理实验中心创新平台建设过程中，曾向外单位购置了单壳程双管程列管换热器和板式换热器各一台，传热（传热介质为冷水和低压蒸汽）。
1.实验方案简单说明（5）2.画出实验标定流程图，标明检测仪器名称与位置、相关操作点的位置，以及必要的设备部件、注明流体走向(15)3.设计原始数据表（10）4.写出数据处理所谓的计算公式（5）流体流动阻力摩擦系数的测定实验内容：在管壁相对粗糙度ε/d 一定时，测定流体流经直管的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系：测定流体流经阀门或弯头及其它管件时的局部阻力系数ξ。
要求掌握用因次分析法处理管路阻力问题的实验研究方法， 并规划组织实验测定λ和 Re ； 流量—阀门开度 流速—流量计 ΔP ：2个压差计 密度：温度计再配上变频器、水槽、泵、阀门、管件等组建成以下循环管路。
计算：u=q/A Re=μρdu 得Re h f =22u d l P ⋅⋅=∆λρ 得λ与h f 同理h ζ2u P 2ζρ∆=得ζ2. 系统排气（1） 总管排气：出口阀开足5秒后关闭，重复三次，目的为了使总管中的大部分气体被排走。
（2） 引压管排气：依次对4个放气阀进行排气，开、关三次。
（3） 压差计排气：关闭2个平衡阀，重复（2）步骤。
3. 检验排气是否彻底是将控制阀开至最大，再关至为零，看压差变送器计读数，若前后读数相等，则判断系统排气彻底；若前后读数不等，则重复上述23步骤。
泵出口压力表最大，真空表最小。
4. 由于系统的流量计量采用涡轮流量计，其小流量受到结构的限制，因此，从大流量做起，实验数据比较准确。
5. 实验布点 先将控制阀开至最大，读取流量显示仪读数qv 大，在qv 大和流量为0.2之间布15个点，考虑实验的合理布点，遵从大流量时少布点，小流量时多布点的原则。
6. 光滑管阻力和弯头局部阻力的实验结束后，打开平衡阀，关闭阻力控制阀；7. 切换流体至粗糙管和阀门，关闭其它所有阀；8. 重复步骤5，得到粗糙管阻力和弯头局部阻力的实验数据。
9. 实验结束后，打开平衡阀，关闭阻力控制阀，打开离心泵控制阀，进行离心泵特性曲线测定。
掌握管“平衡阀”的功能和用法；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。
