化工原理实验思考题
化工原理实验思考题
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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: 适用。因为光滑管的阻力系数λ只与雷诺数Re有关,故对其他的流体一样适用。
本实验是测定等径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管,从测量两取压点间压差的倒置U型管读数R 到ΔPf 的计算过程和公式是否与水平管完全相同?为什么？
答:过程一样,公式（通式）相同,R 值的计算结果不同。通式:p1 ? p2=( ρ Ａ? ρ B ) gR ＋ρ B gｚ水平放置：垂直放置：z=０
p1 ? p2 =( ρ A ? ρ B ) gＲ
z=Ｌ(管长）p1 ?p2 =( ρ A ? ρ B ）ｇR ＋ρgL
在不同设备上(包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据是否能关联在一条曲线上?为啥么？
答：不能,因为粗糙度和或管径任何一个发生变化都会影响λ的值,而Re与流体的密度和粘度有关，密度与粘度与温度有关,所以会影响Re的值。因此在不同设备上(包括相对粗糙度相同管径不同)、不同温度下测定的数据不能关联在同一曲线上。
实验2 伯努利实验
管内空气泡会干扰实验现象,请问怎样排除?
答：若空气泡在流体流动的导管中出现，则将出口阀慢慢关小使流速减小，在迅速将出口阀调大,赶走气泡。
减小流量，使测压管内的水溢出以排除气泡。
调节实验导管出口阀，使导管内水的流速足够大。
试解释所观察到的现象。
答:a导管内水的流速增加,各液柱高度减小，这是因为流速增加，水的动能增加，增加的动能由静压能转化而来,所以液柱的高度会减小。
b在保持溢流状态时,流速一定,则液柱高度稳定,而水槽未保留溢流状态时，则液柱高度会逐渐下降，这是由于水槽液位下降,使导管内液体流速发生改变，所以液柱高度会变化。
实验结果是否与理论结果符合?解释其原因。
答:不符合,理论结果是在流体为理想流体的基础上得到的，而实际流体在流动过程中有阻力损失。
实验结果与理论结果不相符合，因为液体不是理想状态,在管内流动是要克服阻力做功,使液体的机械能逐渐减小。
比较并列2根测压管（ｈ1与h2、h3与h4、ｈ5与h6、ｈ7与ｈ8)液柱高低，解释其原因。答:h1 《《,在测压管偶数的测压孔正对水流的方向,液位高度表示静压头和动压头之和，而测压管奇数的液位高度表示静压头。 实验3流态化特性曲线 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：不可以。影响Δp 的因素包括流体性质,如流体粘度,而不同流体的粘度并不相同。 临界流化速度U m，f的影响因素有哪些? 答：操作温度、压力、流体粘度、颗粒粒径、静床堆积密度和固体颗粒密度等。 若压差计中指示液冲入设备中,对测量结果会带来什么样的影响?操作时应注意什么。 答：压差计中指示液冲入设备，不仅使影响压差计的读书,还可能将流化床的颗粒被冲起，改变流化床高度。操作时应注意调整流量，保持压差计在可读数范围之内。 影响传热膜系数的因素有哪些? 答：膜的厚度，无相变化，液体的物性,以及压力温度。 在蒸汽冷凝时,若存在不凝性气体，你认为将会有什么影响?应该采取什么措施? 答：1、会由于空气中含有水分造成冰堵。冰堵不单使制冷效率下降。而且会导致系统停机。压力不断降低,还会损坏压缩机。 ２、空气混入压缩腔,由于空气中含有不凝性气体，如氮气。这些不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低。 3、并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增大，冷凝压力升高，从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高,还会减少压缩机的使用寿命空气中含有水份,水份中有氧气水份在压缩机里会腐蚀电机、电机线圈、控制线路会引起机损坏的危险。最好就是要把握好空气的进入,和空气的质量, 在蒸汽冷凝后，将产生冷凝水，如冷凝水不能放出，累积后淹埋加热铜管，你认为将会有什么影响?应该采取什么采取措施？ 答:大量的热蒸汽无法冷凝，会造成蒸馏装置中的蒸汽压越来越大，容易造成设备的爆炸。如果不排除铜管(纯水蒸气)外的不凝气，管壁温度可能不稳定。还有就是累积后淹埋加热铜管的话会带走大量的热量,对实验结果又影响。应该在实验过程中及时放掉冷凝水。 本实验中所测定的壁面温度是靠近蒸汽侧的温度,还是接近空气侧的温度?为啥么? 答:通过观察空气进出口温度,蒸汽温度和壁面温度，可以得出是靠近蒸汽侧的温度。 在实验中有哪些因素影响实验的稳定性? 答：空气和蒸汽的流向、冷凝汽冷凝过程中存在不冷凝气体不及时排走对传热的影响。 实验５板框压滤机过滤常数的测定 在恒压过滤中,你的实验数据第一点是否有偏高或偏低现象,原因如何,如何对待这异常数据? 答：有偏高现象。可能是因为仪器中有一定存液，或实验开始时数据记录出现偏差。 （数据处理时舍弃该数值,不确定对不对哦） 过滤过程中，搅拌可以停吗？为什么？ 答:不可以。搅拌使滤液混合均匀,本身滤液粘度较大，若不搅拌,会滤液沉淀,影响过滤效果。 不可以，搅拌可使滤液混合均匀,有利于过滤。如果搅拌停止，颗粒沉降到搅拌釜会损坏仪器。 若操作压力增加一倍,其K值是否也增加一倍？要得到同样的滤液时，其过滤时间是否缩短了一半? 答：由Ｋ=２ｋ△p1－s知,ｋ为常数，操作压力增加一倍，Ｋ值增加幅度小于一倍。要得到同样的滤液时,其过滤时间大于原所需时间的一半。 过滤开始时，为什么滤液是浑浊的？ 答：因为刚开始滤布没有固体附着,所以空隙较大，浑浊液会通过滤布,从而滤液是浑浊的。一段时间后,待过滤液中的固体会填满滤布上的空隙,从而使固体颗粒不能通过滤布，此时液体就会变得清澈（即开始过滤是滤饼厚度不够) MgCO3微溶于水，其水溶液为乳浊液,故过滤开始时,滤液是浑浊的。 如果过滤液的粘度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？ 答:增加过滤速度,可采取的措施有：添加助滤剂,控制过滤温度,选择合适的过滤介质，控制滤饼厚度。 （1)使用助滤剂，改善滤饼特性;（２）加热滤浆,降低滤液粘度;（3)使用絮凝剂，改变颗粒聚集状态;（４）限制滤饼厚度,降低过滤阻力 板框次序装错了,可能出现哪些后果？ 答:可能会造成无法过滤,仪器损坏。 实验6 离心泵实验 离心泵的主要部件及其功能？ 答: 主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。 叶轮：其作用是将原动机的机械能直接传给液体,以增加液体的静压能和动能（主要是静压能)。 泵壳：其作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形,故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大,故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效的转化为静压能,泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体,同时又是一个能量转换装置。 轴封装置：其作用是防止泵壳内的液体沿轴漏出或外界气体漏入泵壳内。 为什么要先灌泵? 答:离心泵在启动前未充满液体,则泵内存在空气。由于空气密度很小,所产生的离心力也很小，此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵,但不能输送液体。所以要灌泵。就是气缚嘛。 离心泵开启前为什么要关出口阀？ 答：由于在系统启动时,管路常常为空管,没有管阻压力，会偏大流量运转，常常出现泵振动、噪声,甚至电机超负荷运转，将电机烧毁。 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。 离心泵流量的调节方式有那些?工业生产上常采用哪种方式进行流量调节？ 答：泵的流量改变可通过出口阀的调节来达到，工业生产上常采用的调节方式就是 增加变频装置。 (1)通过出口阀门的开度大小来进行调节。（2）通过泵出入口跨线开度大小来调节。（3）通过更换过流元件来调节。（４)安装电机变频器,通过变频器调节机泵转数，进行流量调节。工业生产上常采用通过控制阀来调节流体流量或者增加变频装置。 什么是离心泵的气蚀现象、气缚现象，怎样解决？ 答：如果离心泵在启动之前未充满液体,则泵内一部分空间被空气充满，由于空气的密度小,叶轮旋转产生的离心力小,致使液体难以吸入,此时叶轮虽然在旋转，却不能输送液体,并产生噪声,这种现象称为“气缚” 。气蚀是指当离心泵入口处压强低于液体在当地条件下的饱和蒸汽压，被吸入的流体在泵的入口处被气化,从低压区进入高压区,出现局部真空。周围的液体以极大的速度填补气泡凝结后出现的空间，产生很大的冲击力,损毁泵壳和叶轮。 解决气缚现象的方法: (１）启泵前，对泵进行灌泵排气，排除泵壳内积存的空气。（2)定期清洗过滤网(3）做好壳体的密封工作 解决气蚀现象的方法：（１）降低泵进口温度，适当调节循环冷却水的开度（2)调节入口液位至正常范围（3）疏通入口管路(４)处理吸入管线泄漏点（５)清洗入口过滤器 实验７干燥实验 在70～8０℃的空气流中干燥，经过相当长的时间,能否得到绝干物料？为什么?通常要获得绝干物料采取什么方法? 答:不能,相当一部分时间后会达到平衡,即达到平衡含水量,而平衡含水量对应的湿度不为0；为得到绝干物料可以把物料磨成粉末增大干燥面积，也可以换用其他的干燥设备。 测定干燥速率曲线有何意义?它对设计干燥器及指导生产有什么帮助? 答：研究干燥速率曲线,可以据此使干燥速度控制在恒定干燥阶段，防止被干燥物裂开等不 希望出现的情况发生。 使用废气循环对干燥作业有什么好处?干燥热敏性物料或易变性、开裂的物料为什么多使用废气循环？怎么样调节新鲜空气和废气的比例？ 答：节约能源，提高热效率,同时有利于维持干燥介质的温度和湿度不变。在干燥热敏性物料或易变性、开裂的物料使用废气循环可以降低干燥介质的温度及提高干燥介质的湿度,降低干燥速率防止物料经过高的温度变质。 为什么在操作过程中要先开始开鼓风机送风后再开电热器。 答:干燥器内必须有空气流过才能开启加热,防止干烧损坏加热器,出现事故。 实验1０填料式精馏塔的操作 在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？ 答:馏出物的纯度可能不高，降低塔的分离效率。 改变塔釜加热电压,对塔顶产品质量有何影响? 答:塔釜电压改变，会使上升蒸汽流温度发生改变，从而使塔顶产品的组成发生改变。 如何判断精馏塔内的操作是否正常合理？ 答:看显示的温度是否正常。 如何判断塔内的操作是否处于稳定状态? 塔顶温度上升至设定的８0摄氏度后,在一个较小的范围内波动，即处于稳定状态。另一种答案，若塔顶温度恒定，则塔内操作处于稳定状态,因为温度恒定,则塔顶组成恒定。 如果乙醇溶液中含有少量甲醇则会给比重法测定乙醇浓度带来何种影响？ 答：甲醇的密度比乙醇大,若溶液中混有甲醇,则溶液的密度会变大,使测量的乙醇溶液的浓度变小。 实验11 填料塔流体力学特性曲线测定 气体通过干填料层时的压强与气体通过湿填料层时的压降有什么异同？ 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。 填料塔的液泛和哪些因素有关? 答:填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 当不发生液泛时,突然发现压差计度数急剧上升和下降,试分析原因? 答：当气速增加到某一值时,由于上升气流与下降液体间的摩擦力增大,开始阻碍流体的下降，以至于填料层内的持液量随气速的增加而增加,这种现象称为拦液现象。开始拦液时的空塔气速称为载点气速，进入载液区后，压降曲线斜率增大。 不知道。 什么是静持液量?静、动持液量的区别？ 答：在哪？ 实验12振动筛板萃取实验 在萃取过程中选择连续相、分散相的原则是什么? 答：1、两流体体积流量差别不大时，以体积流量大的作为分散相。对同样尺寸的液滴，可以有较大的接触界面; 2、两相体积流率相差很大时,以体积流率小的作为分散相; 3、从安全方面考虑，应将易燃易爆的液相作为分散相; 4、传质方向、表面张力和界面扰动的考虑； 滴内滴外：对ｄｓ／ｄc>0的系统，液滴稳定性较差,容易破碎,而液膜的稳定性较 好,液滴不易合并。此时形成的液滴群平均直径较小，相际接触面积较大。 滴外滴内：情况刚好相反。根据系统性质选择好分散相,可在同样条件下获得较大的相际传质面积,强化传质过程。 ５、设备内件的湿润特性:一般选择不湿润的那一相为分散相。由以上条件确定分散相后,另一相为连续相。 振动筛板塔有什么特性? 答:振动筛板萃取塔是一种外加能量的高效液液萃取装置。本实验所用的往复式振动筛板塔塔身塔板通过电动机和偏心轮可以往复运动,重相经转子流量计进入塔顶,轻相经转子流量计进入塔底。塔上下两端各有一个扩大的沉降室，作用是延长每相在沉降室停留的时间有利于两相分离。 震动频率对萃取过程有何影响? 答：当振幅一定时,加大频率，萃取效果加强。