化工原理实验课后思考题答案及习题.docx

化工原理实验课后思考题答案及习题.docx

《化工原理实验课后思考题答案及习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理实验课后思考题答案及习题.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

化工原理实验课后思考题答案及习题

实验一流体流动阻力的测定之老阳三干创作

创作时间：

二零二一年六月三十日

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,标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,则标明,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依照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足以后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：

翻开平衡阀,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、除因酿成加、减,用对数坐标既可以把年夜数酿成小数,又可以把小数扩年夜取值范围,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,随流量的年夜小,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,可测年夜流量下的压强差.

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；而流速分歧所测得的阻力值是分歧的；这个在水力计算速查表中也有反映出的.你在实际测试的时候是要翻开流量调解阀的；肯定在尾部会有一个流量计；当出溜一段时间后；管内流体流态稳定后；即可测试.在测试前；校核设备和仪表时；流量调解阀是关闭的；当测试时肯定是翻开的

8.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：

启动离心泵用年夜流量水循环把残留在系统内的空气带走.关闭出口阀后,翻开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.

9.以水作介质所测得的λ-Re关系能否用于其它流体？

答：

可以.因为λ=f（Re,ε/d）,即λ-Re关系于管内介质种类无关,只与管子的相对粗拙度有关.所以只要相对粗拙度相同,不论流体种类如何,λ-Re 关系就都相同. 

10.在分歧设备上,分歧水温下测定的λ~Re数据能否关联在同一条曲线上？

答：

λ=f（Re,ε/d）,即λ~Re数据能否关联取决于相对粗拙度是否相同.在分歧设备上（包括分歧管径）,分歧水温下测定的λ~Re数据,若其对应的相对粗拙度相同,则可以关联在同一条曲线上,与水温无关.

11.测压口,孔边缘有毛刺、装置不垂直,对静压丈量有何影响？

答：

没有影响.静压是流体内部份子运动造成的.暗示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.如果用弹簧压力表丈量压力是一样的.所以没有影响.

12.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：

对装置做排气工作时,先要翻开出口阀,使流体流动稳定后,再关闭流程尾部的出口阀,这样可使管中有较年夜压力使得气体排出.排气时出口阀一定要关闭,以防止排气不充沛.

实验二离心泵

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装置上有何特点?

答：

为了防止打不上水、即气缚现象发生.

2.启动泵前为什么要关闭出口阀,启动后,再逐渐开年夜？

停泵时,也要先关闭出口阀？

答：

防止机电过载.因为电念头的输出功率即是泵的轴功率N.根据离心泵特性曲线,当Q=0时N最小,电念头输出功率也最小,不容易被烧坏.

而停泵时,使泵体中的水不被抽暇,另外也起到呵护泵进口处底阀的作用.

3.离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关？

答：

离心泵的特性曲线与管路无关.当离心泵装置在特定的管路系统中工作时,实际工作压头和流量不单与离心泵自己的性能有关,还与管路的特性有关.

4.离心泵流量增年夜,压力表与真空表的数值如何变动？

为什么？

答：

流量越年夜,入口处真空表的读数越年夜,而出口处压强表的读数越小.

流量越年夜,需要推动力即水池面上的年夜气压强与泵入口处真空度之间的压强差就越年夜.年夜气压不变,入口处强压就应该越小,而真空度越年夜,离心泵的轴功率N是一定的N=电念头输出功率=电念头输入功率×电念头效率,而轴功率N又为：

当N=恒量,Q与H之间关系为：

Q↑H↓而

而H↓P↓所以流量增年夜,出口处压强表的读数变小.

5.为什么用泵的出口阀门调节流量？

这种方法有什么优缺点？

其他方法调节流量？

答：

用出口阀门调解流量而不用泵前阀门调解流量保证泵内始终布满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵内呈现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵.

还有的调节方式就是增加变频 装置. 

6.什么情况下会呈现“汽蚀”现象？

答：

当泵的吸上高渡过高,使泵内压力即是或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时,液体气化,气泡形成,破裂等过程中引起的剥蚀现象,称“汽蚀”现象,

7.离心泵在其进口管上装置调节阀门是否合理？

为什么？

答：

分歧理,因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的年夜气压与泵入口处真空度发生的压强差,将水从水箱压入泵体,由于进口管,装置阀门,无疑增年夜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.

8.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可能是泵入口处的止逆阀坏了,水从管子又漏回水箱.②机电坏了,无法正常工作.

9.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：

方便、快捷、流量可以连续变动,缺点：

阀门关小时,增年夜流动阻力,多消耗一部份能量、不经济.也可以改变泵的转速、减少叶轮直径,生产上很少采纳.还可以用双泵并联把持.

10.离心泵启动后,如果不开出口阀门,压力表读数是否会逐渐上升?

为什么？

答：

不会,也就能升到额定扬程的1.1至1.3倍.二力平衡

11.正常工作的离心泵,在进口管上设置阀门是否合理,为什么？

答：

分歧理,因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的年夜气压与泵入口处真空度发生的压强差,将水从水箱压入泵体,由于进口管,装置阀门,无疑增年夜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.

12.试从理论上分析,实验用的这台泵输送密度为1200kg•m-3的盐水,,在相同量下泵的扬程是否变动？

同一温度下的离心泵的装置高度是否变动？

同一排量时的功率是否变动？

答：

本题是研究密度对离心泵有关性能参数的影响.由离心泵的基本方程简化式：

可以看出离心泵的压头,流量、效率均与液体的密度无关,但泵的轴功率随流体密度增年夜而增年夜.即：

ρ↑N↑.又因为其它因素不变的情况下Hg↓而装置高度减小.

实验三流量计校正

1.Co与哪些因素有关？

答：

孔流系数由孔板的形状、测压口位置、孔径与管径之比d0/d1和雷洛系数Re决定.

2.如何检查系统的排气是否完全？

答：

直到排气阀指导系统中无气泡为止.

3.离心泵启动时应注意什么？

答：

（1）泵入口阀全开,出口阀全关,启念头电,全面检查机泵的运转情况.

（2）当泵出口压力高于把持压力时,逐步翻开出口阀,控制泵的流量、压力.（3）检查机电电流是否在额定值以内,如泵在额定流量运转而机电超负荷时应停泵检查.

4.孔板、文丘里流量计装置时各应注意什么问题?

答：

瞄准位置、准确装置喉部

5.如何检查系统排气是否完全？

先翻开出口阀排净管路中的空气,然后关闭出口阀翻开U型压差计的排气阀,翻开并开年夜转子流量计的流速

6.从实验中,可以直接获得△R-V的校正曲线,经整理后也可以获得C.-Re的曲线,这两种暗示方法各有什么优点？

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

1.什么是恒定干燥条件？

本实验装置中采纳了哪些办法来坚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坚持恒定.

本实验中,固定蝶阀使流速固定在120m3/h；密封干燥厢并利用加热坚持温度恒定在75℃；湿料铺平湿毛毡后,干燥介质与湿料的接触方式也恒定. 

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：

恒速干燥阶段的干燥速率的年夜小取决于物料概况水分的汽化速率,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概况汽化控制阶段.

降速阶段的干燥速率取决于物料自己结构、形状和尺寸,而与干燥介质的状态参数关系不年夜,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、湿球温度计是否变动？

为什么？

如何判断实验已经结束？

答：

让加热器通过风冷慢慢加热,防止损坏加热器,反之,如果先启动加热器,通过风机的吹风会呈现急冷,高温极冷,损坏加热器.

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竭降低,使得气体湿度降低,从而温度变动.

湿毛毡恒重时,即为实验结束. 

4. 若加年夜热空气流量,干燥速率曲线有何变动？

恒速干燥速率、临界湿含量又如何变动？

为什么？

答：

若加年夜热空气流量,干燥曲线的起始点将上升,下降幅度变年夜,而且达到临界点的时间缩短,临界湿含量降低.这是因为风速增加后,加快啦热空气的排湿能力.

实验六蒸汽—空气总传热系数K

1.在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是否一致？

它们分别暗示什么位置的密度,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纷歧致.

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,会发生什么影响？

如何及时排走冷凝水？

如果采纳分歧压强的蒸汽进行实验,对α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.

采纳分歧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变动不年夜,所以认为蒸汽压强对α关联式无影响.

4.影响给热系数的因素和强化传热的途径有哪些？

答：

影响给热系数的因素：

①流体流动的速度：

传热鸿沟层中的导热是对流传热的主要矛盾.显然,增年夜流速可以使传热鸿沟层减薄,从而使α增年夜,使对流传热过程得以强化.

②流体的对流状况：

是采纳自然对流抑或采纳强制对流.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：

影响较年夜的有流体的比热、导热系数、密度、粘度等.如导热系数年夜的流体,传热鸿沟层的热阻就小,给热系数较年夜.粘度年夜的流体,在同等流速下,Re数小,传热鸿沟层相应较厚,给热系数便小.

⑤传热面的形状、位置和年夜小：

分歧形状的传热面,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；以及分歧的管径和长度都对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,即增年夜传热面积、提高传热的温度差和提高传热系数.

实验七填料吸

1.分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？

答：

改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最经常使用的方法,当气体流率

不变时,增加吸收剂流率,吸收速率

增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成

减小,回收率增年夜.当液相阻力较小时,增加液体的流量,传质总系数变动较小或基本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力

的增年夜引起,此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变动.当液相阻力较年夜时,增加液体的流量,传质系数年夜幅度增加,而平均推动力可能减小,但总的结果使传质速率增年夜,溶质吸收量增加.对液膜控制的吸收过程,降低把持温度,吸收过程的阻力

将随之减小,结果使吸收效果变好,

降低,而平均推动力

或许会减小.对气膜控制的过程,降低把持温度,过程阻力

不变,但平均推动力增年夜,吸收效果同样将变好

2.填料吸收塔塔底为什么必需有液封装置,液封装置是如何让设计的？

答：

塔底的液封主要为了防止塔内气体介质的逸出,稳定塔内把持压力,坚持液面高度.

填料吸收塔一波采纳U形管或液封罐型液封装置.

液封装置是采纳液封罐液面高度通过拔出管维持设备系统内一定压力,从而防止空气进入系统内或介质外泄.U形管型液封装置是利用U形管内布满液体,依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体,并维持系统内一定压力.

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可以确定传质单位高度,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分歧时,应用什么温度计算亨利系数

答：

液体温度,由于亨利定律1般适应于稀溶液,如难容气体的溶解,这类溶解的传质进程属于液膜控制（m值年夜）,液体的影响比力年夜,故选择液体温度.

实验八精馏塔

1什么是全回流,全回流时的把持特征是什么？

如何测定全回流是的总板效率？

答：

在精馏把持中,若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内,则这种把持方法称为全回流.

全回流时的回流比R即是无穷年夜.此时塔顶产物为零,通常进料和塔底产物也为零,即既不进料也不从塔内取生产物.

2如何判断塔的把持已达到稳定？

影响精馏把持稳定的因素有哪些？

答：

当呈现回流现象的时候,就暗示塔的把持已稳定.

主要因素包括把持压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能,设备散热情况等.

3影响板式效率的因素有哪些？

答：

物质的物理性质的影响,流体力学状态和塔板结构的影响.

4进料量对塔板层有无影响？

为什么？

答：

无影响.

因从图解法求理论板数可知,影响塔板层数的主要参数是xF,xD,xw,R和q.而进量的改变对上述参数都无影响,所以对塔板数无影响.

5回流温度对塔的把持有何影响？

答：

馏出物的纯度可能不高,降低塔的分离效率.

6板式塔有哪些不正常把持状况,针对本实验装置,如何处置液泛或塔板漏液?

答：

夹带液泛,溢流液泛,漏液.

7丈量全回流和部份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.

部份回流：

各板取样,用折光仪测得其组成.

8全回流时测得板式塔上第n、n-1层液相组成,如何求得xn*?

部份回流时,又如何求xn*？

9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动暗示的单板效率EmV？

10.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.

11.若测得单板效率超越100%,做何解释？

答：

在精馏把持中,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,尤其塔板直径较年夜、液体流径较长时,液体在板上的浓度不同更加明显,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,从而获得较年夜水平的增浓.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有可能年夜于yn*,致使yn—yn+1,此时,单板效率EMV就超越100%

12.是否精馏塔越高,产量越年夜？

答：

否

13.将精馏塔加高能否获得无水酒精？

答：

不能

14.把持中加年夜回流比应如何进行？

有何利弊？

答：

加年夜回流比的办法,一是减少馏出液量,二是加年夜塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率.

加年夜回流比能提高塔顶馏出液组成xD,但能耗也随之增加.

15.精馏塔在把持过程中,由于塔顶采出率太年夜而造成产物分歧格时,要恢复正常的最快最有效的法子是什么？

答：

降低采出率,即减少采出率.降低徊流

比.

创作时间：

二零二一年六月三十日