(完整版)化工原理实验(思考题答案)

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。

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。

（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。

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目录索引化工原理实验思考题答案 (1)实验1离心泵性能测定实验 (1)实验2吸收实验 (2)实验3连续精馏实验 (2)实验4管道流体阻力的测定 (2)实验5过滤实验 (3)实验6单项流动阻力测定 (3)实验7离心泵特性曲线的测定 (5)实验8恒压过滤参数的测定 (8)实验9 气～汽对流传热实验 (10)实验10 精馏塔的操作和塔效率的测定 (11)实验11 填料吸收塔流体力学特性实验 (12)实验12 固体流态化的流动特性实验 (14)实验13 板式塔流体流动性能的测定（筛板塔） (16)实验14 流化床干燥实验讲义 (18)实验1离心泵性能测定实验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、为什么调节离心泵的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的流量？答：调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，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。

也可以改变泵的转速、减少叶轮直径，生产上很少采用。

还可以用双泵并联操作。

3、正常工作的离心泵，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的是液面上的大气压与泵入口处真空度产生的压强差，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的阻力而使流体无足够的压强差实现这一流动过程。

1、 流体通过干填料压降与湿填料压降有什么不同？答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。

当填料层上有液体喷淋时，填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。

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目录索引化工原理实验思考题答案 (1)实验1离心泵性能测定实验 (1)实验2吸收实验 (2)实验3连续精馏实验 (2)实验4管道流体阻力的测定 (2)实验5过滤实验 (3)实验6单项流动阻力测定 (3)实验7离心泵特性曲线的测定 (5)实验8恒压过滤参数的测定 (8)实验9 气～汽对流传热实验 (10)实验10 精馏塔的操作和塔效率的测定 (11)实验11 填料吸收塔流体力学特性实验 (12)实验12 固体流态化的流动特性实验 (14)实验13 板式塔流体流动性能的测定（筛板塔） (16)实验14 流化床干燥实验讲义 (18)实验1离心泵性能测定实验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、为什么调节离心泵的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的流量？答：调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，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。

也可以改变泵的转速、减少叶轮直径，生产上很少采用。

还可以用双泵并联操作。

3、正常工作的离心泵，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的是液面上的大气压与泵入口处真空度产生的压强差，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的阻力而使流体无足够的压强差实现这一流动过程。

1、 流体通过干填料压降与湿填料压降有什么不同？答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。

当填料层上有液体喷淋时，填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。

1. 以水做介质所测得的λ～Re 关系能否适用于其它流体?对于其他牛顿型流体就可以.，Re反应了流体的性质,虽然其他的流体的密度和黏度都与水不一样,但是最终都在Re上面反应出来了.所以仍然适用.2. 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，为什么？1.离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？因离心泵启动时，泵的出口管路内还没水，因此还不存在管路阻力和提升高度阻力、在泵启动后，泵扬程很低，流量很大，此甲泵电机(轴功率)输出很大(据泵性能曲线)，很容易超载，就会使泵的电机及线路损坏，因此启动时要关闭出口阀，才能使泵正常运行。

2.离心泵启动前为什么要引水灌泵？离心叶片只有甩水才能获得离心能量在入口产生负压，没有引水只有空气产生的负压太低不能吸入井水。

已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动多数是因为入水管还有空气3.为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法优缺点？有其他方法吗？离心泵在固定的转速下扬程是固定的，调节出口阀就调节了导流面积，可以使用这种方法调节流量。

优点是简单易行，缺点是节流阀消耗能量。

使用变频器调节电机转速也可以调节流量，优点是节约电能。

1. 板框过滤机的优缺点是什么？板框过滤机的优点是结构简单、制造容易、设备紧凑、过滤面积大而占地面积小、操作压力高、滤饼含水量少、对各种物料的适用能力强，缺点是间歇操作，劳动强度大，生产效率低。

适用于间歇操作的场合2.板框过滤机的操作分哪些阶段？1、压紧滤板2、进料过滤3、洗涤滤饼4、松开滤板5、拉板卸饼6、清洗整理滤布3.为什么过滤开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，滤饼形成后且形成较密的滤饼，使颗粒不易通过。

1. 空气和蒸汽的流向对传热效果有何影响？有。

逆流优于并流2.蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响？不凝性气体的存在对系统有很大的危害，主要表现在会使系统冷凝压力升高，冷凝温度升高，压缩机排气温度升高，耗电量增加，制冷效率降低；同时由于排气温度过高可能导致润滑油碳化，影响润滑效果.此时，可以给系统加装不凝性气体分离器和排出阀，定期或自动将系统中的不凝性气体排出。

流体流动阻力的测定1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验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。

2.以水为介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体？答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化3.在不同的设备上（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:不能,因为Re=duρ/μ，与管的直径有关离心泵特性曲线的测定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？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机（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：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；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。

（3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的恒压过滤常数的测定1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。

?2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？答：一般来说，第一组实验的第一点Δθ/Δq会偏高。

因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。

实验一流体流动阻力测定1、倒∪型压差计的平衡旋塞和排气旋塞起什么作用? 怎样使用?平衡旋塞是翻开后，可以进水检查是否有气泡存在，而且能控制液体在U型管中的流量而排气旋塞，主要用于液柱调零的时候使用的，使管内形成气-水柱操作方法如下：在流量为零条件下，翻开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。

假设倒置U型管内液柱高度差不为零，那么说明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。

开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；假设认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，翻开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。

然后关闭上部两个放空阀。

2、如何检验测试系统内的空气已经排除干净？在流量为零条件下，翻开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀。

假设倒置U型管内液柱高度差不为零，那么说明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。

知道，U型管高度差为零时，表示气泡已经排干净。

3、U型压差计的零位应如何调节？操作方法如下：在流量为零条件下，翻开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。

假设倒置U型管内液柱高度差不为零，那么说明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。

开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；假设认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，翻开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。

然后关闭上部两个放空阀。

4、测压孔的大小和位置、测压导管的粗细和长短对实验有无影响？为什么？有，有影响。

跟据公式hf=Wf/g=λlu平方/2d也就是范宁公式，是沿程损失的计算公式。

因此，根据公式，测压孔的长度，还有直径，都是影响测压的因素。

化工原理实验思考题实验一：柏努利方程实验1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什么？这一高度的物理意义是什么？答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。

这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头022==u H 动，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。

这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。

（2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。

这一现象说明各测压管总能量相等。

2．当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H /并回答以下问题： （1） 各H /值的物理意义是什么？答：当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲；当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静；两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。

（2） 对同一测压点比较H 与H /各值之差，并分析其原因。

答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。

（3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大？（4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出22u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。

3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H //并回答以下问题：（1） 与阀门半开时相比，为什么各测压管内的液柱高度H //出现了变化？答：从采集的数据可以看出，阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比，各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头，因为直管阻力Hf 与流速呈平方比（公式3-1）。