化工原理實驗思考題答案1

1、實驗5 精餾塔的操作和塔效率的測定 在求理論板數(shù)時，本實驗為何用圖解法，而不用逐板計算法？ 答：相對揮發(fā)度未知，而兩相的平衡組成已知。 求解q線方程時，Cp，m，m需用何溫度？答：需用定性溫度求解，即： 在實驗過程中，發(fā)生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何處理？答； 初始加熱速度過快，出現(xiàn)過冷液體和過熱液體交匯，釜內(nèi)料液受熱不均勻 在開始階段要緩慢加熱,直到料液沸騰，再緩慢加大加熱電壓。 出現(xiàn)瀑沸后，先關(guān)閉加熱電壓，讓料液回到釜內(nèi)，續(xù)滿所需料液，在重新開始加熱。 取樣分析時，應(yīng)注意什么？答：取樣時，塔頂、塔底同步進行。分析時，要先分析塔頂，后分析塔底，避免塔頂乙醇大量揮發(fā)，帶來偶然誤差。

2、 寫出本實驗開始時的操作步驟。答：預(yù)熱開始后，要及時開啟塔頂冷凝器的冷卻水，冷卻水量要足夠大。記下室溫值，接上電源，按下裝置上總電壓開關(guān)，開始加熱。緩慢加熱，開始升溫電壓約為4050伏，加熱至釜內(nèi)料液沸騰，此后每隔510min升電壓5V左右，待每塊塔板上均建立液層后，轉(zhuǎn)入正常操作。當(dāng)塔身出現(xiàn)壁流或塔頂冷凝器出現(xiàn)第一滴液滴時，開啟塔身保溫電壓，開至150 V，整個實驗過程保持保溫電壓不變。等各塊塔板上鼓泡均勻，保持加熱電壓不變，在全回流情況下穩(wěn)定操作20min左右，用注射器在塔頂，塔底同時取樣，分別取兩到三次樣，分析結(jié)果。 實驗過程中，如何判斷操作已經(jīng)穩(wěn)定，可以取樣分析？答：判斷操作穩(wěn)定的條件是

3、：塔頂溫度恒定。溫度恒定，則塔頂組成恒定。 分析樣品時，進料、塔頂、塔底的折光率由高到底如何排列？答:折光率由高到底的順序是：塔底，進料，塔頂。 在操作過程中，如果塔釜分析時取不到樣品，是何原因？答：可能的原因是：釜內(nèi)料液高度不夠，沒有對取樣口形成液封。 若分析塔頂餾出液時，折光率持續(xù)下降，試分析原因？答：可能的原因是：塔頂沒有產(chǎn)品餾出，造成全回流操作。 操作過程中，若發(fā)生淹塔現(xiàn)象，是什么原因？怎樣處理？ 實驗過程中，預(yù)熱速度為什么不能升高的太快？答：釜內(nèi)料液受熱不均勻，發(fā)生瀑沸現(xiàn)象。 在觀察實驗現(xiàn)象時，為什么塔板上的液層不是同時建立？答：精餾時，塔內(nèi)的蒸汽從塔底上升，下層塔板有上升蒸汽但無暇

4、將液體；塔頂出現(xiàn)回流液體，從塔定下降，塔頂先建立液層，隨下降液體通過各層塔板，板上液層液逐漸建立。 如果操作過程中，進料濃度發(fā)生改變，其它操作條件不變，塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度如何改變？答：塔頂下降，上升 如果加大回流比，其它操作條件不變，塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度如何改變？答：塔頂上升，下降。 如果操作時，直接開始部分回流，會有何后果？答：塔頂產(chǎn)品不合格。 為什么取樣分析時，塔頂、塔底要同步進行？答：打開進料轉(zhuǎn)子流量計，開啟回流比控制器，塔頂出料，打開塔底自動溢流口，塔底出料。 如果在實驗過程中，實驗室里有較濃的乙醇?xì)馕叮嚪治鲈?？答：原因可能是：塔頂冷凝器的冷卻量不夠，塔頂上升的乙醇蒸汽沒有被完全

5、冷卻下來，散失于空氣中。 在實驗過程中，何時能觀察到漏夜現(xiàn)象？答：在各層塔板尚未建立穩(wěn)定的液層之前，可觀察到漏液現(xiàn)象。 在操作過程中，若進料量突然增大，塔釜、塔頂組成如何變化？答：塔頂下降，上升。 用折光儀分析時，塔頂、塔底、進料應(yīng)先分析哪一個？為什么？答：先分析塔頂，后分析塔底，避免塔頂乙醇大量揮發(fā)，帶來偶然誤差。實驗6 填料吸收塔流體力學(xué)特性實驗 流體通過干填料壓降與式填料壓降有什么異同？答：當(dāng)氣體自下而上通過填料時產(chǎn)生的壓降主要用來克服流經(jīng)填料層的形狀阻力。當(dāng)填料層上有液體噴淋時，填料層內(nèi)的部分空隙為液體所充滿，減少了氣流通道截面，在相同的條件下，隨液體噴淋量的增加，填料層所持有的液量亦

6、增加，氣流通道隨液量的增加而減少，通過填料層的壓降將隨之增加。 填料塔的液泛和哪些因素有關(guān)？答：填料塔的液泛和填料的形狀、大小以及氣液兩相的流量、性質(zhì)等因素有關(guān)。 填料塔的氣液兩相的流動特點是什么？答：填料塔操作時。氣體由下而上呈連續(xù)相通過填料層孔隙，液體則沿填料表面流下，形成相際接觸界面并進行傳質(zhì)。 填料的作用是什么？答：填料的作用是給通過的氣液兩相提供足夠大的接觸面積，保證兩相充分接觸。 從傳質(zhì)推動力和傳質(zhì)阻力兩方面分析吸收劑流量和吸收劑溫度對吸收過程的影響？答：改變吸收劑用量是對吸收過程進行調(diào)節(jié)的最常用的方法，當(dāng)氣體流率不變時，增加吸收劑流率，吸收速率增加，溶質(zhì)吸收量增加，則出口氣體的組

7、成減小，回收率增大。當(dāng)液相阻力較小時，增加液體的流量，傳質(zhì)總系數(shù)變化較小或基本不變，溶質(zhì)吸收量的增加主要是由于傳質(zhì)平均推動力的增大引起，此時吸收過程的調(diào)節(jié)主要靠傳質(zhì)推動力的變化。當(dāng)液相阻力較大時，增加液體的流量，傳質(zhì)系數(shù)大幅度增加，而平均推動力可能減小，但總的結(jié)果使傳質(zhì)速率增大，溶質(zhì)吸收量增加。對于液膜控制的吸收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力將隨之減小，結(jié)果使吸收效果變好，降低，而平均推動力或許會減小。對于氣膜控制的過程，降低操作溫度，過程阻力不變，但平均推動力增大，吸收效果同樣將變好 從實驗數(shù)據(jù)分析水吸收氨氣是氣膜控制還是液膜控制、還是兼而有之？答：水吸收氨氣是氣膜控制。 填料吸收塔塔底

8、為什么要有液封裝置？答：液封的目的是保證塔內(nèi)的操作壓強。 在實驗過程中，什么情況下認(rèn)為是積液現(xiàn)象，能觀察到何現(xiàn)象？答：當(dāng)氣相流量增大，使下降液體在塔內(nèi)累積，液面高度持續(xù)上升，稱之為積液。 取樣分析塔底吸收液濃度時，應(yīng)該注意的事項是什么？答：取樣時，注意瓶口要密封，避免由于氨的揮發(fā)帶來的誤差。 為什么在進行數(shù)據(jù)處理時，要校正流量計的讀數(shù)（氨和空氣轉(zhuǎn)子流量計）？答：流量計的刻度是以20，1的空氣為標(biāo)準(zhǔn)來標(biāo)定。只要介質(zhì)不是20，1 的空氣，都需要校正流量。 如果改變吸收劑的入口溫度，操作線和平衡線將如何變化？ 答：平衡常數(shù)增大，平衡線的斜率增大，向上移動；操作線不變。 實驗過程中，是如何測定塔頂廢氣

9、中氨的濃度？答：利用吸收瓶。在吸收瓶中裝入一定量低濃度的硫酸，尾氣通過吸收瓶時，其中的氨氣和硫酸發(fā)生中和反應(yīng)，收集反應(yīng)所需的尾氣量即可。 在實驗的過程中，是否可以隨時滴定分析塔底吸收液的濃度？為什么？答：可以。在操作溫度和壓力一定的條件下，到達平衡時，吸收液濃度和操作時間無關(guān)。 如果從同一個取樣瓶中，取樣分析三組平行樣，誤差很大，試分析原因？ 答：原因在于取樣瓶取樣后，沒有及時密封，瓶內(nèi)的氨氣由于揮發(fā)而降低了濃度。 控制和調(diào)節(jié)吸收效果由哪些主要因素，試作簡單分析？ 答:吸收塔的氣體進口條件是唯一確定的，控制和調(diào)節(jié)吸收操作結(jié)果的是吸收劑的進口條件：流率、溫度、濃度。改變吸收劑用量是對吸收過程進行

10、調(diào)節(jié)的最常用的方法，當(dāng)氣體流率不變時，增加吸收劑流率，吸收速率增加，溶質(zhì)吸收量增加，則出口氣體的組成減小，回收率增大。對于液膜控制的吸收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力將隨之減小，結(jié)果使吸收效果變好，降低，而平均推動力或許會減小。對于氣膜控制的過程，降低操作溫度，過程阻力不變，但平均推動力增大，吸收效果同樣將變好。總之，吸收級溫度的降低，改變了平衡常數(shù)，對過程阻力和過程推動力都產(chǎn)生影響。吸收劑進口濃度是控制和調(diào)節(jié)吸收效果的又一主要因素。吸收劑進口濃度降低，液相進口處的推動力增大，全塔平均推動力也將隨之增大而有利于吸收過程回收率的增加。 試說明精餾和吸收的相同點和不同點？答：不同點：精餾利用組

11、分揮發(fā)度的不同進行分離，操作時塔內(nèi)必須有回流；吸收是利用組分溶解度的不同進行分離。相同點：都屬于相際傳質(zhì)。 若操作過程中，氨氣的進口濃度增大，而流量不變，尾氣含量和吸收液濃度如何改變？答：尾氣中氨的含量增加，吸收液中氨的含量增加。 吸收瓶中的尾氣循環(huán)量以多少為宜？答：尾氣通過吸收瓶的量以瓶內(nèi)硫酸剛好循環(huán)為最佳。 如何確定液泛點氣速？答：在一定量的噴淋液體之下，當(dāng)氣速低于載點時，液體沿填料表面流動很少受逆向氣流的牽制，持液量（單位體積填料所持有的液體體積）基本不變。當(dāng)氣速達載點時，液體向下流動受逆向氣流的牽制開始明顯氣來，持液量隨氣速增加而增加，氣流通道截面隨之減少。所以，自載點開始，壓降隨空塔

12、氣速有較大增加，壓降氣速曲線的斜率加大。當(dāng)氣速繼續(xù)增加，氣流通過填料層的壓降迅速上升，并且壓降有強烈波動，表示塔內(nèi)已經(jīng)發(fā)生液泛，這些點稱為液泛點。 實際操作選擇氣相流量的依據(jù)是什么？答：通過實驗測定塔內(nèi)液泛點所需的最大流量，實際操作時氣體的流量選擇在接近液泛點。在此點，氣體速度增加，液膜湍動促進傳質(zhì)，兩相交互作用劇烈，傳質(zhì)效果最佳。實驗9 流化床干燥實驗講義 物料去濕的方法有哪些？本實驗所用哪種方法？答：方法有機械去濕，吸附去濕，供熱去濕。本實驗所用方法供熱去濕中的對流干燥。 對流干燥過程的特點是什么？答：當(dāng)溫度較高的氣體與濕物料直接接觸時，氣固兩相間所發(fā)生的是熱質(zhì)同時傳遞的過程。 空氣的濕度

13、是如何定義的答：空氣濕度的定義為每千克絕干空氣所帶有的水汽量，單位是水/絕干氣。 相對濕度是如何定義的？答：空氣中的水汽分壓與一定總壓及一定溫度下空氣中水汽分壓可能達到的最大值之比定義為相對濕度。 濕球溫度是指什么溫度？跟什么有關(guān)？答：濕球溫度是 大量空氣與少量水長期接觸后水面的溫度，它是空氣濕度和干球溫度的函數(shù)。 濕空氣的比容如何定義的？計算式是什么？答：濕空氣的比容是指1kg干氣及其所帶的Hkg水所占的總體積。 =（2.83×10-3+4.56×10-3H）（t+273） 結(jié)合水與非結(jié)合水如何定義的？兩者的基本區(qū)別是什么？答：借化學(xué)力或物理力與固體相結(jié)合的水統(tǒng)稱為結(jié)合水

14、；非結(jié)合水是指機械地附著與固體表面或顆粒堆積層中的大空隙中未與固體結(jié)合的那部分水。兩者的基本區(qū)別是其表現(xiàn)的平衡蒸汽壓不同。 本實驗中物料的含水量w是用何儀器測得的？如何使用該儀器？答：本實驗中物料的含水量w是用水分快速測定儀來測定的。 常用工業(yè)干燥器有哪幾種？本實驗所用哪種類型的干燥器？答：常用工業(yè)干燥器有廂式干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器、流化干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器等。本實驗所用是流化干燥器。 本實驗中所用的被干燥物料是什么？有什么特點？答：變色硅膠。有顏色遇水由藍(lán)變白的特點且耐熱性比較好，有好的吸水性。 實驗中風(fēng)機旁路閥應(yīng)如何？放空閥又應(yīng)如何答：實驗中風(fēng)機旁路閥一定不能全觀、放空閥實驗前后應(yīng)全

15、開，實驗中應(yīng)全關(guān)。 實驗操作中升壓要注意什么？答：升壓一定要緩慢升壓，以免損壞裝置 干燥器中的剩余物料用什么方法取出？答：用漩渦泵吸氣方法取出干燥器內(nèi)剩料、稱量。 直流電機電壓不能超過多少伏？ 答：12伏。 實驗操作中進料后注意維持哪三不變？答：維持進口溫度不變，保溫電壓不變，氣體流量計讀數(shù)不變。 干燥器外壁帶電實驗操作中要注意什么？答：不要用手或身體的其他部位觸及干燥器外壁，嚴(yán)防觸電。 干燥過程的經(jīng)濟性主要取決于什么？ 答：鼓泡罩。 熱效率是如何定義的？分析本次實驗結(jié)果中的熱效率。答：取決于熱量的有效利用程度即熱效率。 為了使上升的熱空氣分布均勻在干燥器進氣口出安有什么？答：干燥過程蒸發(fā)所消

16、耗的熱量與向干燥器提供的熱量之比。 流化干燥器為何能強化干燥？答：濕基含水量w，干基含水量X。X=w/（1-w）液體停留時間分布及其流動模型的測定 何謂返混？答：返混是指不同的停留時間的微團之間的混合。 返混的起因是什么？答：器內(nèi)反應(yīng)流體的流動狀態(tài)、混合狀態(tài)以及器內(nèi)的傳熱性能等。 限制返混的措施有那些？答：器內(nèi)反應(yīng)流體的流動狀態(tài)和混合狀態(tài)的復(fù)雜性，反應(yīng)流體在反應(yīng)器內(nèi)濃度、溫度和速度的分布造成返混。 測定停留時間分布的方法有那些？答：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機輸入示蹤法 本實驗采用哪種方法？ 答：脈沖示蹤法。 何謂示蹤劑？ 答：平推流和理想混合流。 對于示蹤劑有什么要求？答：反應(yīng)器出口的反

17、應(yīng)物料的各質(zhì)點具有不同的停留時間。 本實驗采用什么示蹤劑？ 答：飽和KCL溶液。 為什么說返混與停留時間分布不是一一對應(yīng)的？答：器內(nèi)物料的返混會導(dǎo)致各種不同的停留時間分布而有停留時間分布的反應(yīng)器，器內(nèi)未必一定有返混存在。 為什么可以通過測定停留時間分布來研究返混？答：在定常態(tài)下的連續(xù)流動的系統(tǒng)中，相對于某瞬間的流入反應(yīng)器的流體，在反應(yīng)器出口流體的質(zhì)點中在器內(nèi)停留了t的流體的質(zhì)點所占的分率。 模型參數(shù)與實驗中反應(yīng)釜的個數(shù)有何不同？ 答：多級全混流模型。 模型參數(shù)與實驗中反應(yīng)釜的個數(shù)為什么不同？答：不同。模型參數(shù)的數(shù)值可檢驗理想流動反應(yīng)器和度量非理想流動反應(yīng)器的返混程度。當(dāng)實驗測得模型參數(shù)值與實際

18、反應(yīng)器的釜數(shù)相近時，則該反應(yīng)器達到了理想的全混流模型。若實際反應(yīng)器的流動狀況偏離了理想流動模型，則可用多級全混流模型來模擬其返混情況，用其模型參數(shù)值來定量表征返混程度。 如何保證各釜有效容積相等？答：要保持水的流量和釜內(nèi)波面高度穩(wěn)定。 本次實驗用什么來測電導(dǎo)率？如何清理？ 答：鉑黑電極。用丙酮清洗。 實驗過程中如何保持操作條件的恒定和測定儀器的穩(wěn)定？答：每次實驗前，需檢查校正電導(dǎo)率儀指針的零點和滿量程；保持電極插頭潔凈，用最好用丙酮擦拭干凈；防止電極上氣泡的形成，一旦有氣泡必須及時清除(放水控干)。 使用攪拌器時要注意什么？答：攪拌器的起動和調(diào)速必須緩慢操作，切忌動作過猛，以防損壞設(shè)備。 討論

19、一下如何限制或加大返混程度？答： 若測三釜反應(yīng)器停留時間分布如何注入示蹤劑？答：測三釜反應(yīng)器停留時間分布示蹤劑從第1釜注入。： 若測單釜反應(yīng)器停留時間分布如何注入示蹤劑？答：測單釜反應(yīng)器停留時間分布示蹤劑從第3釜注入。 實驗中為什么要保證各釜有效容積要相等？答：要保持水的流量和釜內(nèi)波面高度穩(wěn)定實驗2 綜合傳熱性能測定實驗 如何用實驗的方法關(guān)聯(lián)對流傳熱的準(zhǔn)數(shù)方程流體在圓形管道內(nèi)無相變時的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為 ，將非線性轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系。將實驗得到的若干組，和數(shù)據(jù)，由回歸法確定系數(shù)值。 何謂強化傳熱過程？可采取哪些強化傳熱的途徑？強化傳熱就是通過人工干預(yù)，比如攪拌來提高熱量傳遞速度。傳熱途徑主要有對流、輻射

20、、傳到三種方式。 氣液對流傳熱，若提高總傳熱系數(shù)有什么方法？蒸氣流速越大，使得影響對流傳熱的熱邊界層越薄，將大大提高對流傳熱系數(shù)，所以蒸氣速度越大越好。 當(dāng)空氣流速增大時，空氣離開換熱器的溫度將升高還是降低？為什么？答：在換熱器熱源不變的情況下，當(dāng)空氣流速增大時空氣離開換熱器的溫度會變低。原因是換熱時間不足。但也有可能不變，即但熱源溫度足夠高時 本實驗中空氣和蒸汽的流向?qū)鳠嵝Ч惺裁从绊?？沒有影響,蒸汽一側(cè)可以認(rèn)為是各處溫度相等的.所以無論是逆流還是并流,其傳熱推動力的計算結(jié)果是一樣的. 影響總傳熱系數(shù)K的因素有哪些？對流傳熱過程是流體與壁面間的傳熱過程，所以凡是與流體流動及壁面有關(guān)的因素，也必然影響對流傳熱系數(shù)的數(shù)值，實驗表明傳熱系數(shù) 值與流體流動產(chǎn)生的原因。流體的流動形態(tài)、流體的物性、流體有無相變和加熱面的幾何形狀、尺寸、相對位置等因素有關(guān)。 一般來說對性質(zhì)相近的流體，強制對流的傳熱系數(shù)大于自然對流的傳熱系數(shù)。湍流流動的對流傳熱系數(shù)大于層