化工原理實(shí)驗(yàn)課后思考題答案

實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)阻力的測(cè)定進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的排氣工作時(shí)，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門？為什么？答：在進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的排氣時(shí)，不應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門，因?yàn)槌隹陂y門是排氣的通道，若關(guān)閉，將無(wú)法排氣，啟動(dòng)離心泵后會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象，無(wú)法輸送液體。如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？答：可通過(guò)觀察離心泵進(jìn)口處的真空表和出口處壓力表的讀數(shù)，在開(kāi)機(jī)前若真空表和壓力表的讀數(shù)均為零，表明系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排干凈；若開(kāi)機(jī)后真空表和壓力表的讀數(shù)為零，則表明，系統(tǒng)內(nèi)的空氣沒(méi)排干凈。在U形壓差計(jì)上裝設(shè)“平衡閥”有何作用？在什么情況下它是開(kāi)著的，又在什么情況下它應(yīng)該關(guān)閉的？答：用來(lái)改變流經(jīng)閥門的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力，平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配，各支路同時(shí)按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡閥在投運(yùn)時(shí)是打開(kāi)的，正常運(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的。U行壓差計(jì)的零位應(yīng)如何校正？答：先打開(kāi)平衡閥，關(guān)閉二個(gè)截止閥，即可U行壓差計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)。為什么本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)須在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？答：因?yàn)閷?duì)數(shù)可以把乘、除變成加、減，用對(duì)數(shù)坐標(biāo)既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù)擴(kuò)大取值范圍，使坐標(biāo)點(diǎn)更為集中清晰，作出來(lái)的圖一目了然。你在本實(shí)驗(yàn)中掌握了哪些測(cè)試流量、壓強(qiáng)的方法，它們各有什么特點(diǎn)？答：測(cè)流量用轉(zhuǎn)子流量計(jì)、測(cè)壓強(qiáng)用U形管壓差計(jì)，差壓變送器。轉(zhuǎn)子流量計(jì)，隨流量的大小，轉(zhuǎn)子可以上、下浮動(dòng)。U形管壓差計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、經(jīng)濟(jì)。差壓變送器，將壓差轉(zhuǎn)換成直流電流，直流電流由毫安表讀得，再由已知的壓差~電流回歸式算出相應(yīng)的壓差，可測(cè)大流量下的壓強(qiáng)差。離心泵特性曲線的測(cè)定離心泵啟動(dòng)前為什么要先灌水排氣？本實(shí)驗(yàn)裝置中的離心泵在安裝上有何特點(diǎn)?答：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。啟動(dòng)泵前為什么要先關(guān)閉出口閥，待啟動(dòng)后，再逐漸開(kāi)大？而停泵時(shí)，也要先關(guān)閉出口閥？答：防止電機(jī)過(guò)載。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率N。根據(jù)離心泵特性曲線，當(dāng)Q=0時(shí)N最小，電動(dòng)機(jī)輸出功率也最小，不易被燒壞。而停泵時(shí)，使泵體中的水不被抽空，另外也起到保護(hù)泵進(jìn)口處底閥的作用。離心泵的特性曲線是否與連接的管路系統(tǒng)有關(guān)？答：離心泵的特性曲線與管路無(wú)關(guān)。當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，實(shí)際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，還與管路的特性有關(guān)。離心泵流量增大時(shí)，壓力表與真空表的數(shù)值如何變化？為什么？答：流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大，而出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)越小。流量越大，需要推動(dòng)力即水池面上的大氣壓強(qiáng)與泵入口處真空度之間的壓強(qiáng)差就越大。大氣壓不變，入口處強(qiáng)壓就應(yīng)該越小，而真空度越大，離心泵的軸功率N是一定的N=電動(dòng)機(jī)輸出功率=電動(dòng)機(jī)輸入功率×電動(dòng)機(jī)效率，而軸功率N又為：，當(dāng)N=恒量，Q與H之間關(guān)系為：Q↑H↓而而H↓P↓所以流量增大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。離心泵的流量可由泵的出口閥調(diào)節(jié)，為什么？答：調(diào)節(jié)出口閥門開(kāi)度，實(shí)際上是改變管路特性曲線，改變泵的工作點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)其流量。什么情況下會(huì)出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象？答：當(dāng)泵的吸上高度過(guò)高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過(guò)程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“汽蝕”現(xiàn)象，離心泵在其進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥門是否合理？為什么？答：不合理，因?yàn)樗畯乃鼗蛩漭斔偷剿每康氖且好嫔系拇髿鈮号c泵入口處真空度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，將水從水箱壓入泵體，由于進(jìn)口管，安裝閥門，無(wú)疑增大這一段管路的阻力而使流體無(wú)足夠的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)這一流動(dòng)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)流量計(jì)的標(biāo)定Co與哪些因素有關(guān)？答：孔流系數(shù)由孔板的形狀、測(cè)壓口位置、孔徑與管徑之比d0/d1和雷洛系數(shù)Re所決定。如何檢查系統(tǒng)的排氣是否完全？答：直到排氣閥指導(dǎo)系統(tǒng)中無(wú)氣泡為止。離心泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意什么？答：（1）泵入口閥全開(kāi)，出口閥全關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)，全面檢查機(jī)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

（2）當(dāng)泵出口壓力高于操作壓力時(shí)，逐步打開(kāi)出口閥，控制泵的流量、壓力。

（3）檢查電機(jī)電流是否在額定值以內(nèi)，如泵在額定流量運(yùn)轉(zhuǎn)而電機(jī)超負(fù)荷時(shí)應(yīng)停泵檢查。實(shí)驗(yàn)伯努利方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作時(shí)特別要注重排除管內(nèi)的空氣泡，否則會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為什么？如何排除？答：管內(nèi)含有氣泡會(huì)使高度差減小，影響伯努利方程的驗(yàn)證。若空氣泡在測(cè)壓管中出現(xiàn)，可用手輕拍幾下測(cè)壓管趕走氣泡。若空氣泡在流體流動(dòng)的導(dǎo)管中出現(xiàn)，則將出口閥慢慢關(guān)小是流速減小，在迅速將出口閥調(diào)大，趕走氣泡。試對(duì)實(shí)驗(yàn)中的阻力損失作出說(shuō)明（是由哪些原因產(chǎn)生的，是直管阻力還是局部阻力）。答：由于本實(shí)驗(yàn)中的水，為不可壓縮的實(shí)際流體，存在著摩擦導(dǎo)致的沿程阻力損失以及突然擴(kuò)大、縮小和拐彎導(dǎo)致的局部阻力損失。實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)形態(tài)測(cè)定~雷洛實(shí)驗(yàn)流體的流動(dòng)類型與雷諾數(shù)的值有什么關(guān)系？答：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)，Re≤2000（有的資料達(dá)到2300）時(shí)屬于層流；Re＞4000時(shí)則一般為湍流。Re在2000~4000之間時(shí)，流動(dòng)處于一種過(guò)渡可能是層流，可能是湍流，或是二者交替出現(xiàn)，主要由外界條件所左右。實(shí)驗(yàn)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)過(guò)濾剛開(kāi)始時(shí)，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候?yàn)V布沒(méi)有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會(huì)通過(guò)濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后，待過(guò)濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過(guò)濾布，此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。在恒定過(guò)濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之后才能開(kāi)始等壓過(guò)濾。如果濾液的粘度比較大，你考慮用什么方法改善過(guò)濾速率？答：（1）使用助濾劑，改善濾餅特性；（2）加熱濾漿，降低濾液粘度；（3）使用絮凝劑，改變顆粒聚集狀態(tài)；（4）限制濾餅厚度，降低過(guò)濾阻力當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，其K值是否也增大一倍，是得到同樣的過(guò)濾量時(shí)，其過(guò)濾時(shí)間是否縮短一半？答：不是的，dv/dθ=A2ΔP/μrv(v+ve),dv/dθ是代表過(guò)濾速率，它隨著過(guò)濾的進(jìn)行，它是一個(gè)逐漸減少的過(guò)程，雖然ΔP增大一倍，表面上是時(shí)間減少一倍，單過(guò)濾速率減少，所以過(guò)濾得到相同的濾液，所需的時(shí)間不是原來(lái)的一半，比一半要多。實(shí)驗(yàn)蒸汽—空氣總傳熱系數(shù)K的測(cè)定在測(cè)定傳熱系數(shù)K時(shí)，按現(xiàn)試驗(yàn)流程，用管內(nèi)冷凝液測(cè)定傳熱速率與用管外冷卻水測(cè)定傳熱速率哪種方法更準(zhǔn)確？為什么？如果改變流程，是蒸汽走環(huán)隙，冷卻水走管內(nèi)，用哪種方法更準(zhǔn)確？答：汽包上裝有不凝氣排放口和冷凝液排放口，注意兩口的安裝位置特點(diǎn)并分析其作用？答：，冷凝器上須備有不凝氣體的排放口，操作時(shí)定期排放，以保持良好的傳熱效果實(shí)驗(yàn)氣-汽對(duì)流傳熱綜合實(shí)驗(yàn)蒸汽和空氣進(jìn)入通道，在測(cè)K和α?xí)r為什么不同呢？答：因?yàn)樵跍y(cè)給熱系數(shù)K時(shí)僅考慮間壁一側(cè)的傳熱，而傳熱系數(shù)α則考慮了從熱流體到冷流體的整個(gè)傳熱過(guò)程。在現(xiàn)有α的基礎(chǔ)上如何改進(jìn)就能測(cè)定總傳熱系數(shù)K？并說(shuō)明所需測(cè)定的參數(shù)及儀表。答：實(shí)驗(yàn)珍珠巖粉導(dǎo)熱系數(shù)λ的測(cè)定比較三根傳熱管的傳熱速率，說(shuō)明原因。通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些？答：1、降低滯留內(nèi)層的厚度；2、增大湍動(dòng)程度，即采用插入螺旋線圈的方法來(lái)強(qiáng)化傳熱。實(shí)驗(yàn)全回流精餾總板效率的測(cè)定什么是全回流，全回流時(shí)的操作特征是什么？如何測(cè)定全回流是的總板效率？答：在精餾操作中，若塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流至塔內(nèi)，則這種操作方法稱為全回流。全回流時(shí)的回流比R等于無(wú)窮大。此時(shí)塔頂產(chǎn)品為零，通常進(jìn)料和塔底產(chǎn)品也為零，即既不進(jìn)料也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品。如何判斷塔的操作已達(dá)到穩(wěn)定？影響精餾操作穩(wěn)定的因素有哪些？答：當(dāng)出現(xiàn)回流現(xiàn)象的時(shí)候，就表示塔的操作已穩(wěn)定。主要因素包括操作壓力、進(jìn)料組成和熱狀況、塔頂回流、全塔的物料平衡和穩(wěn)定、冷凝器和再沸器的傳熱性能，設(shè)備散熱情況等。影響板式效率的因素有哪些？答：物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響，流體力學(xué)狀態(tài)和塔板結(jié)構(gòu)的影響。進(jìn)料量對(duì)塔板層有無(wú)影響？為什么？答：無(wú)影響。因從圖解法求理論板數(shù)可知，影響塔板層數(shù)的主要參數(shù)是xF，xD，xw，R和q。而進(jìn)量的改變對(duì)上述參數(shù)都無(wú)影響，所以對(duì)塔板數(shù)無(wú)影響?；亓鳒囟葘?duì)塔的操作有何影響？答：餾出物的純度可能不高，降低塔的分離效率。板式塔有哪些不正常操作狀況，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)裝置，如何處理液泛或塔板漏液?答：夾帶液泛，溢流液泛，漏液。實(shí)驗(yàn)部分回流精餾塔塔板數(shù)的確定是否精餾塔越高，產(chǎn)量越大？答：否將精餾塔加高能否得到無(wú)水酒精？答：不能影響精餾塔操作穩(wěn)定的因素有哪些？結(jié)合本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。答：主要因素包括操作壓力、進(jìn)料組成和熱狀況、塔頂回流、全塔的物料平衡和穩(wěn)定、冷凝器和再沸器的傳熱性能，設(shè)備散熱情況等。操作中加大回流比應(yīng)如何進(jìn)行？有何利弊？答：加大回流比的措施，一是減少餾出液量，二是加大塔釜的加熱速率和塔頂?shù)睦淠俾?加大回流比能提高塔頂餾出液組成xD，但能耗也隨之增加。精餾塔在操作過(guò)程中，由于塔頂采出率太大而造成產(chǎn)品不合格時(shí)，要恢復(fù)正常的最快最有效的辦法是什么？答：降低采出率,即減少采出率.降低回流比。實(shí)驗(yàn)填料吸收塔的操作及吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定分析吸收劑流量和吸收劑溫度對(duì)吸收過(guò)程的影響？答：改變吸收劑用量是對(duì)吸收過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)的最常用的方法，當(dāng)氣體流率不變時(shí)，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。當(dāng)液相阻力較小時(shí)，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(dòng)力的增大引起，此時(shí)吸收過(guò)程的調(diào)節(jié)主要靠傳質(zhì)推動(dòng)力的變化。當(dāng)液相阻力較大時(shí)，增加液體的流量，傳質(zhì)系數(shù)大幅度增加，而平均推動(dòng)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(duì)于液膜控制的吸收過(guò)程，降低操作溫度，吸收過(guò)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(dòng)力或許會(huì)減小。對(duì)于氣膜控制的過(guò)程，降低操作溫度，過(guò)程阻力不變，但平均推動(dòng)力增大，吸收效果同樣將變好從進(jìn)出口溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析水吸收丙酮屬于哪種吸收？水用量增大后溶液出口