化工原理实验习题答案

1、填料吸收实验思考题（1）本实验中，为什么塔底要有液封？液封高度如何计算？答：保证塔内液面，防止气体漏出,保持塔内压力.0.1 设置液封装置时，必须正确地确定液封所需高度，才能达到液封的目的。U形管液封所需高度是由系统内压力(P1 塔顶气相压力)、冷凝器气相的压力(P2)及管道压力降(h,)等参数计算确定的。可按式(4.0.1-1)计算:H =(P1一P2)X10.2/Y一h 式中H., 最小液封高度，m;P1, 系统内压力;P2 受液槽内压力;Y 液体相对密度;h 管道压力降(液体回流道塔内的管线)一般情况下，管道压力降(h)值较小，可忽略不计，因此可简化为H=(P1一P2)X10.2/Y为保证液封效果，液封高度一般选取比计算所需高度加0. 3m-0. 5m余量为宜。（2）测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义？答：是确定最适宜操作气速的依据（3）测定Kxa 有什么工程意义？答：传质系数Kxa是气液吸收过程重要的研究的内容，是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一（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。对于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。2对流给热系数测定1. 答：冷流体和蒸汽是并流时，传热温度差小于逆流时传热温度差，在相同进出口温度下，逆流传热效果大于并流传热效果。2.答：不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低。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。应把握好空气的进入，和空气的质量。3.答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了热阻，降低传热速率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。4.答：靠近蒸气温度因为蒸气冷凝传热膜系数远大于空气膜系数。5. 答：基本无影响。因为(2g3r/d0t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和t均增加，其它参数不变，故 (2g3r/d0t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强对关联式无影响。3、离心泵特性曲线测定1、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、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、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置，很好用的。4、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。5、不合理，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性6、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大而增大即：密度增大N增大，又因为其它因素不变的情况下Hg而安装高度减小。 4、流体流动阻力的测定1、是的，因为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、在流动测定中气体在管路中，对流动的压力测量产生偏差，在实验中一定要排出气体，让流体在管路中流动，这样流体的流动测定才能准确。当流出的液体无气泡是就可以证明空气已经排干净了。3、可以用于牛顿流体的类比，牛顿流体的本构关系一致。应该是类似平行的曲线，但雷诺数本身并不是十分准确，建议取中间段曲线，不要用两边端数据。4、一次改变一个变量，是可以关联出曲线的，一次改变多个变量时不可以的5、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. 5、液液萃取实验1、水相是重相，是连续相2、3、轻相从塔底进入，作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入，作为连续相向下流动至塔底经形管流出。轻、重两相在塔内呈逆向环流状态。4、6、恒压过滤常数测定实验1、是适用、用此模型能很好的描述这个过程且误差小2、答：恒压过滤公式：q2qqeK （4-46）当操作压强增加一倍，其K值也增加1倍。得到同样的滤液量，其过滤时间缩短了1半3、压力、滤饼结构、悬浮液中颗粒的聚集状态、滤饼厚度增长4、滤浆浓度越大，过滤常数K值越小。操作压强越大，过滤常数K值越大。5、过滤之初，液体浑浊。悬浮液中部分固体颗粒的粒径可能会小于介质孔道的孔径，但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象，开始形成滤饼层，滤液由浑浊变为清澈。7、洞道干燥实验思考题（1）毛毡含水是什么性质的水分？答：结合水与物料结合能力很强的水分，存在于如细胞壁中、微孔中，不易除去。说明：这种结合能力包括：化学力和物理化学力等强结合力。非结合水结合力较弱，包括机械附着于固体表面的水分，这种水分容易由干燥操作去。（2）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？答：是变化的，当空气越干燥时，水分蒸发的越快，吸热越多，湿球温度计的示数越低，两支温度计的示数差别越大。如果空气的湿度越大，水分蒸发的越慢，两支温度计的示数差别越小。（3）恒定干燥条件是指什么？答：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保持恒定。（4）如何判断实验已经结束？答：待毛毡质量稳定时，即为实验终了时8、筛板精馏实验1、测量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？答：全回流：塔顶，塔底取样，用折光仪测得其组成。塔釜取样部分回流：各板取样，用折光仪测得其组成。对其塔顶取样2、 3、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。4、若测得单板效率超过100%，做何解释？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ynyn+1，此时，单板效率EMV就超过100% 5、这次实验，总的来说，做的不是很顺利。刚开始时不知道如何下手，整个团队都在那摸索，所以费时较多。到后来，因为有一台阿贝折射仪不能使用，故而又要等着其他同学测完。但最后，得到的结果中，我们组的数据要优于其他组的，这让我们由衷的感到欣慰。觉得自己付出了还是有收获的。在这此实验中，刚开始对实际塔板数不会数，经过同学的指点才了解，原来那精馏塔柱的玻璃段的上下两层就是两块板。关于这次实验的数据处理，对我来说有点小难度，以后要多加复习这一章的内容才行。误差分析以下原因可能造成本次实验的结果不够理想： 读取数据的任意性； 回流尚不稳定； 实验器材等本身存在的系统误差等；实验时未等精馏完全即取液，未等液体冷却至室温即称量等都将造成一定误差。安徽大学 高分子材料与工程