化工原理实验思考题答案
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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)。
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。
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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。
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。
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数据能否关联在同一条曲线上?答:只要/d ε相同,λ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。
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:流体流动形态的观察与测定1、影响流体流动型态的因素有哪些?主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度,管子的直径、形状和粗糙度等。
2、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态,你认为可以用什么办法来判断?可通过测试流体的流量求出其平均流速,然后求出Re ,根据Re 的大小范围来判断。
3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流,你认为这种看法对否?在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态?这种看法不确切,因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下,此时Re 的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。
实验二 柏努利方程实验1、 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度有无变化?这一现象说明什么? 这一高度的物理意义又是什么? 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量,即位压头、静压头之和,这一现象说明,流速为0,各点总能量不变,守恒.2、 点4的静压头为什么比点3大?点3的位置较点4高一些,即H 3位>H 4位, 两点的总压头相等, H 3静<H 4静3、在测压孔正对水流方向时,各测压管的液位高度的物理意义是什么?流体流动时的总压头=静压头+动压头+位压头4、为什么对同一点H >H '?为什么距离水槽越远,(H -H ')的差值越大?这一差值的物理意义是什么?H 代表阀门关闭时(u=0)时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H 0(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>0)时测压孔正对水流方向的液位高度,H‘=静压头+动压头+位压头,由于流体的流动产生一定的阻力损失H f ,造成总压头的降低,因此H >H’。
H-H ’=H f ,即为损失压头,阻力损失与管子的长度成正比,因此距离水槽越远,(H -H ')的差值越大。
5、测压孔正对水流方向,开大阀A 流速增大,动压头增大,为什么测压管的液位反而下降?测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头=H 0-H f ,开大阀A 流速增大,动压头增加,由于H f 与流速的平方成正比,流速增加,H f 增加,即部分静压头转化为阻力损失,H 0(基准面的总压头)不变时,测压点总压头减少,测压管的液位反而下降.6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直,为什么各测压管液位下降? 下降的液位代表什么压头?1、3两点及2、3两点下降的液位是否相等?这一现象说明什么?测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”’=静压头+位压头, 测压管液位下降。
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-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 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-Re 数据能否关联在同一条曲线上?答:只要/d 相同,-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。
4.泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?为什么?答:(1)压力表读数会随着叶轮转速的变大而增大,到叶轮转速正常时,读数趋于稳定;(2)这是因为出口阀关闭时,出口压力与泵内流体所受到的离心力有关。
5.正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么?答:(1)不合理;(2)因为水从水池或水箱输送到泵靠的是液面上的大气压和泵入口处真空度产生的压强差,将水从水箱压入泵体,若在进口管上安装阀门,会增大这一段管路的阻力,可能导致流体没有足够的压强差实现流动过程。
6.试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/m3的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否会变化?轴功率是否变化?答:(1)泵的压力增大。
因为扬程H 与密度无关,但g H p ,故密度增大压力增大;(2)轴功率增大。
因为gQh N ,Q 与密度无关,N 正比于密度。
实验三流量计的校正1.孔流系数与哪些因素有关?答:孔流系数由孔板锐口的形状、测压口的位置、孔径与管径之比和雷诺准数有关。
具体数值由实验测定。
2.孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题?答:(1)流量计要与管道同心;(2)垫片要与管道同心,不能凸出于管道中;(3)两根导压管的最高端的高度要一致;(4)要有取压的根部阀(截止阀);(5)防冻;(6)气体的导压管应向上引出,液体的应向下引出。
3.如何检查系统排气是否完全?答:看流量装置或系统的情况。
一般可以采用几种措施:(1)安装一段透明管道,在水平与垂直管道的转弯处。
由此来直接观测。
(2)在垂直管道顶端加一个排气阀。
通水后,停止水流,打开排气阀,直到无气体排出为止。
R的校正曲线,经整理也可以得到C0-Re的曲线,这两种表示方法各有什么优4.从实验中,可以直接得到V点?答:实验中的方法更直接、更准确,这里提到的方法更直观。
实验五洞道干燥实验及干燥特性曲线测定1.什么是恒定干燥条件?本实验装置中采用了那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。
2.控制恒速干燥阶段速率的因素是什么?控制降速干燥阶段干燥速率的因素又是什么?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: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。
实验六空气-蒸汽对流给热系数测定1.在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时用到的密度值是否一致?它们分别表示什么位置的密度,应在什么条件下进行计算。
答:计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值不一致,前者的密度为空气入口处温度下的密度,而后者为空气定性温度(平均温度)下的密度。
2.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?如何采用不同压强的蒸汽进行实验,对关联式有何影响?答:冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了一项热阻,降低了传热速率。
在外管最低处设置排水口,及时排走冷凝水。
采用不同压强的蒸汽进行实验,对α关联式基本无影响。
因为α∝(ρ2gλ3r/μd△t)1/4,当蒸汽压强增加时,r 和△均增加,其它参数不变,故(ρ2gλ3r/μd△t)1/4变化不大,所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。
3.影响给热系数的因素和强化传热的途径有哪些?答:①流体流动的速度:传热边界层中的导热是对流传热的主要矛盾。
显然,增大流速可以使传热边界层减薄,从而使α增大,使对流传热过程得以强化。
②流体的对流状况:是采用自然对流抑或采用强制对流。
显然,强制对流时流体的流速较自然对流为高。
③流体的种类;液体、气体、蒸气。
④流体的性质:影响较大的有流体的比热、导热系数、密度、粘度等。
如导热系数大的流体,传热边界层的热阻就小,给热系数较大。
粘度大的流体,在同等流速下,Re数小,传热边界层相应较厚,给热系数便小。
⑤传热面的形状、位置和大小:不同形状的传热面,如圆管或平板或管束;是在管内还是管外;是垂直放置还是水平放置;以及不同的管径和长度都对α有影响。
所谓强化传热,就是设法提高传热的速率。
从传热速率方程式Q=KA△t中可以看出,提高K、A、△t中任何一项都可以强化传热,即增大传热面积、提高传热的温度差和提高传热系数。
实验七填料塔吸收传质系数的测定1. 本实验中,为什么塔底要液封?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h2. 测定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3. 为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制?答:一般将原料气中的CO2浓度控制在10%以内,所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。
又CO2在水中的溶解度很小,所以此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制过程。
4. 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。
实验八筛板塔精馏实验1. 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: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。
2. 全回流是测定板式塔上第n、n-1层液相组成后,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- f(Yn)],Yn=L/V·Xn-1+ XD·(V-L)/V全回流:EM=( Xn-1-Xn)/ ( Xn-1- X*)=( Xn-1-Xn)/ [ Xn-1- f(Yn)],Yn= Xn-13. 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层塔板上的以气相组成变化表示的单板效率?答:能,计算如下:其中f(Y)为气液平衡线对应的X值EML=( Xn-1-Xn)/{Xn-1- f[L/V·Xn-1+ XD·(V-L)/V]},EMV= EML/[ EML+m·V/L(1- EML)]4. 查取进料液的汽化潜热时定性温度如何取值?答:水和乙醇的最低恒沸温度。
5.若测得单板效率超过100%,作何解释?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%实验十膜分离实验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。