化工原理实验—超全思考题答案
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目录索引化工原理实验思考题答案 (1)实验1离心泵性能测定实验 (1)实验2吸收实验 (2)实验3连续精馏实验 (2)实验4管道流体阻力的测定 (2)实验5过滤实验 (3)实验6单项流动阻力测定 (3)实验7离心泵特性曲线的测定 (5)实验8恒压过滤参数的测定 (8)实验9 气~汽对流传热实验 (10)实验10 精馏塔的操作和塔效率的测定 (11)实验11 填料吸收塔流体力学特性实验 (12)实验12 固体流态化的流动特性实验 (14)实验13 板式塔流体流动性能的测定(筛板塔) (16)实验14 流化床干燥实验讲义 (18)实验1离心泵性能测定实验1、启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门?答: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、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。
这种方法优点是方便、快捷、流量可以连续变化,缺点是阀门关小时,增大流动阻力,多消耗一部分能量、不很经济。
也可以改变泵的转速、减少叶轮直径,生产上很少采用。
还可以用双泵并联操作。
3、正常工作的离心泵,在其进口管上设置阀门是否合理,为什么?答:不合理,因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气压与泵入口处真空度产生的压强差,将水从水箱压入泵体,由于进口管,安装阀门,无疑增大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。
1、 流体通过干填料压降与湿填料压降有什么不同?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。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题答案1. 解释固液平衡的概念和实验方法。
固液平衡是指固体与液体之间达到平衡状态的过程。
在这种平衡状态下,固体与液体之间的物质转移速率相等,即没有净物质的转移。
实验上可以通过测量固体溶解度来确定固液平衡。
实验方法一般分为饱和溶解度法和过冷溶解度法。
饱和溶解度法是将一定质量的固体样品加入溶剂中,稳定搅拌直至达到平衡状态,然后通过测量过滤液的浓度或固体残渣的质量来确定溶解度。
过冷溶解度法则是在溶液中超过饱和度,然后迅速冷却溶液,通过测量过冷溶液中的溶质质量来确定溶解度。
2. 说明界面活性剂在表面活性的基础上如何发挥乳化和分散作用。
界面活性剂由亲水基团和疏水基团组成,可以在液体界面上形成吸附层。
在这个吸附层中,疏水基团朝向液体内部,亲水基团朝向液体表面。
界面活性剂能够通过降低液体表面的张力来发挥乳化和分散作用。
乳化是指将两种不相溶的液体混合在一起,并形成均匀的乳状液体。
界面活性剂的亲水基团与水相结合,疏水基团与油相结合,使得油相分散在水相中,形成小液滴。
由于界面活性剂的存在,油相液滴之间的相互作用力受到减弱,从而维持乳液的稳定性。
分散是将固体微粒均匀分散在液体中,并保持其分散状态。
界面活性剂的亲水基团与溶液中的水相结合,疏水基团与固体微粒表面结合,使得固体微粒分散在液体中。
界面活性剂降低了固体微粒之间的吸引力,阻止微粒的聚集,并维持其分散状态。
3. 解释萃取的原理,并说明相应的实验方法。
萃取是通过溶剂选择性地将某种或多种溶质从混合物中提取出来的分离技术。
它利用溶剂与溶质之间的相容性差异来实现物质的提取和分离。
萃取的原理基于两相系统的分配平衡,一般包括有机相和水相。
在混合物中,溶质能够选择性地在有机相和水相之间分配,从而实现分离。
当溶液在两相之间达到平衡时,溶质在两相中的分布比例与其在两相中的浓度成正比。
实验方法一般包括单级萃取和多级萃取。
单级萃取即通过一次萃取过程将目标物质提取到有机相或水相中,然后通过分离两相来分离目标物质。
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流体流动阻力的测定1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽?怎样才能迅速地排尽?为什么?如何检验管路中的空气已经被排除干净?答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后,打开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。
2.以水为介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体?答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d、u、、变化3.在不同的设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re数据能否关联在同一条曲线上?答:不能,因为Re=duρ/μ,与管的直径有关离心泵特性曲线的测定1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?本实验中,为了得到较好的实验效果,实验流量范围下限应小到零,上限应到最大,为什么?答: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)启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?答: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)泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?随着流量的增大,泵进、出口压力表分别有什么变化?为什么?答: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恒压过滤常数的测定1.为什么过滤开始时,滤液常常有混浊,而过段时间后才变清?答:开始过滤时,滤饼还未形成,空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过,使滤液浑浊,但当形成较密的滤饼后,颗粒无法通过,滤液变清。
?2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象?怎样解释?如何对待第一点数据?答:一般来说,第一组实验的第一点Δθ/Δq会偏高。
因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时,在计量桶上升1cm时停止计时,但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液,而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算,从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。
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实验一 流体流动阻力测定1.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:是的。
理由是:由离心泵特性曲线可知,流量为零时,轴功率最小,电机负荷最小,起到保护电机的作用。
2.如何检测管路中的空气已经被排除干净?答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后,打开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。
3.以水做介质所测得的λ-Re 关系能否适用于其它流体?如何应用?答:(1)适用其他种类的牛顿型流体。
理由:从)/(Re,d ελΦ=可以看出,阻力系数与流体具体流动形态无关,只与管径、粗糙度等有关。
(2)那是一组接近平行的曲线,鉴于Re 本身并不十分准确,建议选取中间段曲线,不宜用两边端数据。
Re 与流速、黏度和管径一次相关,黏度可查表。
4.在不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ-Re 数据能否关联在同一条曲线上? 答:只要/d ε相同,λ-Re 的数据点就能关联在一条直线上。
5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响?答: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。
实验二 离心泵特性曲线测定1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?答:由离心泵特性曲线可知,流量为零时,轴功率最小,电机负荷最小,起到保护电机的作用。
2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?答:(1)离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转却不排水;(2)泵不启动可能是电路问题或泵本身已经损坏,即使电机的三相电接反,仍可启动。
3.为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量?答:(1)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,从而起到调节流量的作用;(2)这种方法的优点时方便、快捷,流量可以连续变化;缺点是当阀门关小时,会增大流动阻力,多消耗能量,不经济;(3)还可以改变泵的转速、减小叶轮直径或用双泵并联操作。
化工原理实验思考题答案
实验一 流体流动阻力测定1.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:是的。
理由是:由离心泵特性曲线可知,流量为零时,轴功率最小,电机负荷最小,起到保护电机的作用。
2.如何检测管路中的空气已经被排除干净?答:启动离心泵用大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。
3.以水做介质所测得的λ关系能否适用于其它流体?如何应用?答:〔1〕适用其他种类的牛顿型流体。
理由:从)/(Re,d ελΦ=可以看出,阻力系数及流体具体流动形态无关,只及管径、粗糙度等有关。
〔2〕那是一组接近平行的曲线,鉴于本身并不十分准确,建议选取中间段曲线,不宜用两边端数据。
及流速、黏度和管径一次相关,黏度可查表。
4.在不同设备上〔包括不同管径〕,不同水温下测定的λ数据能否关联在同一条曲线上?答:只要/d ε一样,λ的数据点就能关联在一条直线上。
5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响?答:没有影响.静压是流体内局部子运动造成的.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。
实验二离心泵特性曲线测定1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?答:由离心泵特性曲线可知,流量为零时,轴功率最小,电机负荷最小,起到保护电机的作用。
2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?答:〔1〕离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转却不排水;〔2〕泵不启动可能是电路问题或泵本身已经损坏,即使电机的三相电接反,仍可启动。
3.为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量?答:〔1〕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,从而起到调节流量的作用;〔2〕这种方法的优点时方便、快捷,流量可以连续变化;缺点是当阀门关小时,会增大流动阻力,多消耗能量,不经济;〔3〕还可以改变泵的转速、减小叶轮直径或用双泵并联操作。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一:柏努利方程实验1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什么?这一高度的物理意义是什么?答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。
这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头022==u H 动,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。
这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。
(2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度?为什么? 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。
这一现象说明各测压管总能量相等。
2.当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H /并回答以下问题: (1) 各H /值的物理意义是什么?答:当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲;当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静;两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。
(2) 对同一测压点比较H 与H /各值之差,并分析其原因。
答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。
(3) 为什么离水槽越远H 与H /差值越大?(4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可以看出22u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。
3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H //并回答以下问题:(1) 与阀门半开时相比,为什么各测压管内的液柱高度H //出现了变化?答:从采集的数据可以看出,阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比,各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头,因为直管阻力Hf 与流速呈平方比(公式3-1)。
化工原理实验思考题以及答案
化工原理实验思考题以及答案1.什么是判断流体流动类型的依据,它的计算式是什么?其在什么范围内为湍流,在什么范围内为层流?答:判断流体流动类型的依据是雷诺数,它的计算式是Re当Re_gt;4000时,形成湍流,当Re≤____时为层流。
2.在雷诺演示实验中,为什么要将顶上水槽内的液面维持恒定?答:为了保持水压稳定从而使流速稳定。
对于一定温度的流体,在特定的圆管内du , 流体在直圆管内流动时,流动,雷诺准数只与流速有关。
本实验是改变水在管内的速度,观察不同雷诺准数下流体流型的变化。
要想观察不同雷诺数下的流体类型,那么在某一雷诺准数下的流速要维持恒定。
假如顶上水槽的液面不断变化,那么管中流体的流速也会不断改变,无法达到实验要求。
所以,顶上水槽内的液面要维持恒定。
3.液液萃取实验的原理是什么?实验中塔高的计算方法是什么?答:液液萃取实验的原理是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。
萃取塔的有效接触高度H HOR NOR NOR _F _R_m4.测定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?取样位置在何处?答:测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度,分别在塔顶回流液处、塔底处取样;同时还应已知相平衡关系,全塔实际板数。
测定全回流单板效率要测定yn、yn+1、_n;分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样;同时还应已知相平衡关系。
5.筛板精馏塔实验中,查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值?答:应取进料液的泡点温度作为定性温度。
6.过滤的基本原理是什么?影响过滤速度的主要因素有那些?答:过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程,即在外力的作用下,悬浮液中的液体通过固体颗粒层(即滤渣层)及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层,从而实现固、液分离。
影响过滤速度的主要因素有压力差△p,滤饼厚度L,滤饼和悬浮液的性质、组成、特性,悬浮液温度,过滤介质的阻力等。
(完整版)化工原理思考题答案
(完整版)化⼯原理思考题答案化⼯原理思考题答案第⼀章流体流动与输送机械1、压⼒与剪应⼒的⽅向及作⽤⾯有何不同答:压⼒垂直作⽤于流体表⾯,⽅向指向流体的作⽤⾯,剪应⼒平⾏作⽤于流体表⾯,⽅向与法向速度梯度成正⽐。
2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素答:单位是N·S/m2即Pa·s,也⽤cp,1cp=1mPa·s,物理意义为:分⼦间的引⼒和分⼦的运动和碰撞,与流体的种类、温度及压⼒有关3、采⽤U型压差计测某阀门前后的压⼒差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗?答:⽆关,对于均匀管路,⽆论如何放置,在流量及管路其他条件⼀定时,流体流动阻⼒均相同,因此U型压差计的读数相同,但两截⾯的压⼒差却不相同。
4、流体流动有⼏种类型?判断依据是什么?答:流型有两种,层流和湍流,依据是:Re≤2000时,流动为层流;Re≥4000时,为湍流,2000≤Re≤4000时,可能为层流,也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么?答:雷诺数表⽰流体流动中惯性⼒与黏性⼒的对⽐关系,反映流体流动的湍动状态6、层流与湍流的本质区别是什么?答:层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动,湍流有径向脉动7、流体在圆管内湍流流动时,在径向上从管壁到管中⼼可分为哪⼏个区域?答:层流内层、过渡层和湍流⽓体三个区域。
8、流体在圆形直管中流动,若管径⼀定⽽流量增⼤⼀倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失⼜是原来的多少倍?答:层流时W f∝u,流量增⼤⼀倍能量损失是原来的2倍,完全湍流时Wf∝u2 ,流量增⼤⼀倍能量损失是原来的4倍。
9、圆形直管中,流量⼀定,设计时若将管径增加⼀倍,则层流时能量损失时原来的多少倍?完全湍流时流体损失⼜是原来的多少倍?答:10、如图所⽰,⽔槽液⾯恒定,管路中ab及cd两段的管径、长度及粗糙度均相同,试⽐较⼀下各量⼤⼩11、⽤孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将如何变化?若改⽤转⼦流量计,转⼦上下压差值⼜将如何变化?答:孔板前后压⼒差Δp=p1-p2,流量越⼤,压差越⼤,转⼦流量计属于截⾯式流量计,恒压差,压差不变。
化工原理实验—思考题答案(可编辑)
化工原理实验—思考题答案(可编辑)化工原理实验—思考题答案化工原理实验思考题答案实验1 单项流动阻力测定1启动离心泵前为什么必须关闭泵的出口阀门答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作离心泵特性曲线测定时先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生而阻力实验对泵灌水却无要求为什么答阻力实验水箱中的水位远高于离心泵由于静压强较大使水泵泵体始终充满水所以不需要灌水3流量为零时U形管两支管液位水平吗为什么答水平当u 0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程4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大流量水循环把残留在系统内的空气带走关闭出口阀后打开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5为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘答因为对数可以把乘除变成加减用对数坐标既可以把大数变成小数又可以把小数扩大取值范围使坐标点更为集中清晰作出来的图一目了然6你在本实验中掌握了哪些测试流量压强的方法它们各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大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大流量下的压强差7读转子流量计时应注意什么为什么答读时眼睛平视转子最大端面处的流量刻度如果仰视或俯视则刻度不准流量就全有误差8两个转子能同时开启吗为什么答不能同时开启因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走9开启阀门要逆时针旋转关闭阀门要顺时针旋转为什么工厂操作会形成这种习惯答顺时针旋转方便顺手工厂遇到紧急情况时要在最短的时间迅速关闭阀门久而久之就形成习惯当然阀门制造商也满足客户的要求阀门制做成顺关逆开10使用直流数字电压表时应注意些什么答使用前先通电预热15分钟另外调好零点旧设备新设备不需要调零点如果有波动取平均值11假设将本实验中的工作介质水换为理想流体各测压点的压强有何变化为什么答压强相等理想流体u 0磨擦阻力F 0没有能量消耗当然不存在压强差∵d1 d2 ∴u1 u2 又∵z1 z2水平管∴P1 P2 12离心泵送液能力为什么可以通过出口阀调节改变往复泵的送液能力是否也可采用同样的调节方法为什么答离心泵送液能力可以通过调节出口阀开度来改变管路特性曲线从而使工作点改变往复泵是正往移泵流量与扬程无关若把出口堵死泵内压强会急剧升高造成泵体管路和电机的损坏13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能用因为雷诺准数是一个无因次数群它允许du变化14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水平放置 z 0垂直放置 z L管长15测试时为什么要取同一时刻下的瞬时数据答流体流动时由于诸种原因各参数的值是波动的为了减少误差应取瞬时值即同时读数16作λ-Re图时依点画线用什么工具点在线的一侧还是两侧怎样提高做图的精确度做图最忌讳什么答用曲线板或曲线尺画曲线直尺画直线点应在线的两侧以离线的距离最近为原则最忌讳徒手描17实验结果讨论中应讨论什么答1讨论异常现象发生的原因2你做出来的结果包括整理后的数据画的图等与讲义中理论值产生误差的原因3本实验应如何改进18影响流动型态的因素有哪些用Re判断流动型态的意义何在答影响流动类型的因素有内因流动密度粘度外因管径d流速u 即用它判断流动类型什么样的流体什么样的管子流速等均适用这样就把复杂问题简单化了规律化了易学易用易于推广19直管摩擦阻力的来源是什么答来源于流体的粘性流体在流动时的内摩擦是流体阻力的内因或依据其外因或内部条件可表示为内摩擦力F与两流体层的速度差Δ成正比与两层之间的垂直距离Δy成反比与两层间的接触面积A与成正比20影响直管阻力的因素是什么如何影响答根据直管助力与管长管经d速度u磨擦系数有关系它与u2成正比与d成反比实验2 离心泵特性曲线的测定⑴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电机坏了无法正常工作⑵为什么离心泵启动时要关闭出口阀门答防止电机过载因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N根据离心泵特性曲线当Q 0时N最小电动机输出功率也最小不易被烧坏⑶离心泵特性曲线测定过程中点不可丢为什么答Q 0点是始点它反映了初始状态所以不可丢丢了做出来的图就有缺憾⑷启动离心泵时为什么先要按下功率表分流开关绿色按钮答为了保护功率表⑸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是方便快捷流量可以连续变化缺点是阀门关小时增大流动阻力多消耗一部分能量不很经济也可以改变泵的转速减少叶轮直径生产上很少采用还可以用双泵并联操作⑹正常工作的离心泵在其进口管上设置阀门是否合理为什么答不合理因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气压与泵入口处真空度产生的压强差将水从水箱压入泵体由于进口管安装阀门无疑增大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⑺为什么在离心泵进口管下安装底阀从节能观点看底阀的装设是否有利你认为应如何改进答底阀是单向止逆阀水只能从水箱或水池抽到泵体而绝不能从泵流回水箱目的是保持泵内始终充满水防止气缚现象发生从节能观点看底阀的装设肯定产生阻力而耗能既不耗能又能防止水倒流这是最好不过的了⑻为什么停泵时要先关闭出口阀再关闭进口阀答使泵体中的水不被抽空另外也起到保护泵进口处底阀的作用⑼离心泵的特性曲线是否与连结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安装在特定的管路系统中工作时实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关还与管路的特性有关⑽为什么流量越大入口处真空表的读数越大而出口处压强表的读数越小答流量越大需要推动力即水池面上的大气压强与泵入口处真空度之间的压强差就越大大气压不变入口处强压就应该越小而真空度越大离心泵的轴功率N是一定的N 电动机输出功率电动机输入功率×电动机效率而轴功率N又为当N 恒量 Q与H之间关系为Q↑H ↓而而H↓P↓所以流量增大出口处压强表的读数变小⑾离心泵应选择在高效率区操作你对此如何理解答离心泵在一定转速下有一最高效率点通常称为设计点离心泵在设计点时工作最经济由于种种因素离心泵往往不可能正好在最佳工况下运转因此一般只能规定一个工作范围称为泵的高效率区⑿离心泵的送液能力为什么可以通过出口阀的调节来改变往复泵的送液能力是否采用同样的调节方法为什么答离心泵用出口阀门的开关来调节流量改变管路特性曲线调整工作点往复泵属正位移泵流量与扬程无关单位时间排液量为恒定值若把出口阀关小或关闭泵内压强便会急剧升高造成泵体管路和电机的损坏所以往泵不能用排出管路上的阀门来调节流量一定采用回路调节装置⒀试从理论上分析实验用的这台泵输送密度为1200 kg·m-3的盐水忽略粘度影响在相同量下泵的扬程是否变化同一温度下的离心泵的安装高度是否变化同一排量时的功率是否变化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大而增大即ρ↑N↑又因为其它因素不变的情况下Hg↓而安装高度减小⒁离心泵采用蜗牛形泵壳叶轮上叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反试定性解释以上两部件采用此种结构的理由答蜗牛形泵壳既减少流体动能的损失又将部分动能轴化为静压能叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反是为了减轻叶片承受液体的冲击力以免损坏⒂离心泵铭牌上标的参数是什么条件下的参数在一定转速下测定离心泵的性能参数及特性曲线有何实际意义为什么要在转速一定的条件下测量答离心泵铭牌上标出的性能参数是指该泵运行时效率最高点的性能参数因为根据以上比例定律转速对QHN均有影响只有转速一定离心泵性能曲线才能确定⒃扬程的物理意义是什么答它是指离心泵对单位重量1N的液体能提供的有效能量其单位为m即把1N重的流体从基准水平面升举的高度⒄泵的效率为什么达到最高值后又下降答由当Q升高超过设计点后Q与H的乘积就会减少所以效率会下降⒅离心泵特性曲线测定时两转子流量计如何使用为什么答两转子流量计开一关一轮流使用因为大流量会把小转子冲击到最上面损坏转子流量计⒆启动泵前为什么先切断排出管路测压口至压强表的通路如何切断答为保护压强表的指针用夹子夹住通往压强表的管子⒇记录实验数据时为什么同时取瞬时值答因为流量在波动各表上读数均在波动为减少误差必须同时读数取瞬时值实验3 恒压过滤参数的测定⑴过滤中为什么要让过滤介质平行于液面答防止空气进入漏斗影响真空抽滤⑵空气被抽入滤液瓶会导致什么后果答空气抽入滤液瓶会有许多气泡这些气泡占据滤液瓶中一定量的体积使滤液的计量不准⑶启动前为什么先用手旋转一下搅拌轴答因为长久不用怕搅拌轴粘连或锈死而损坏搅拌电机⑷为什么不允许搅拌在高速档启动答高速启动易损坏电机如同骑自行车开汽车要逐渐提速⑸如果空气从计量瓶下部漏入如何处置答放出计量瓶中的液体在旋塞上薄薄地涂一层凡士林旋塞插入后轻轻旋几下即可⑹启动真空泵前为什么先要打开放空阀7关闭旋塞4及放液阀10答打开放空阀是为了排除系统中的空气关闭旋塞4及放液阀10防止提前抽滤及把空气从放液阀抽入当抽滤开始滤液瓶中有液体时不提前关闭放液阀液体会流光⑺怎样用放空阀调节系统内的真空度旋塞顺时针旋转是开还是关系统内的真空度变大还是变小答旋塞顺时针旋转关闭出口阀系统内真空度变大⑻要降低真空表读数时采取什么措施答打开放空阀至全开真空表读数就可降低⑼停止抽滤后为什么要利用系统内的压强把吸附在吸滤器上的滤饼反冲到滤浆槽中答吸附在吸滤器上的滤饼用一般冲洗的方法不容易冲去只有靠反冲才能将其冲到滤浆槽中⑽停止抽滤后可否先放出计量瓶中的滤液然后反冲为什么答不能先放滤液滤液放出后系统容积增大压强变小反冲速度减慢⑾计算时为什么要考虑系统内的存液量答系统存液量在零刻度以下我们是从零刻度开始记时在记时前抽滤已经开始当然应该考虑系统内的存液量⑿为什么q要取平均值作出与的关系线答因为随着过滤进行滤饼加厚阻力增大单位面积通过的滤液体积是变数所以应该取平均值⒀计算时在直线上取点的位置与计算结果有无关系为什么答无关系是一条直线斜率为直线确定后该线斜率是定值⒁为什么与关系线画在方格纸上而Δp~K的关系线却标绘在双对数坐标纸上答因为的数值与比较不大所以前者可在方格纸上标绘后者应在双对数坐标纸上标绘⒂讨论实验结果应重点分析解决什么问题答1实验中不合常规的实验现象2实验结论合不合理找出原因3产生误差的原因找出改进的的办法⒃真空过滤时过滤速度随真空度如何变化为什么答过滤速度随真空度增大面增大因真空度越大绝压越小而压强差越大即过滤的推动力越大所以过滤速度随之增加⒄什么叫恒压过滤它与真空有什么关系答恒压过滤是在恒定压强差下进行的过滤恒压过滤时滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加但因推动力作恒定因而过滤速率逐渐变小恒压过滤系统真空度不变因只有这样压强差才能恒定⒅恒压过滤时随着过滤时间的增加过滤速率如何变化答因为随着时间的推移滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加因而过滤速率逐渐变小⒆过滤完毕为什么必须把吸滤器冲洗干净答过滤完毕吸滤器上的滤饼或残渣是湿的还比较容易冲洗如果隔一段时间滤渣干了既堵塞了介质的孔隙又牢牢粘附在吸滤器内影响下次操作⒇恒压过滤时如何保证溶液的浓度不变答①把抽滤瓶中的水倒回滤浆槽中②及时补充点清水③滤渣滤饼必须倒回滤浆槽中实验4 气~汽对流传热实验⑴为什么向电加热釜中加水至液位计上端红线以上答避免干烧造成加热管损坏⑵为什么一面向电加热釜中加水一面要观察液位计答防止水量不够或水量太多溢出⑶为什么向保温瓶中加冰水混合物答保证冷端补偿热电偶恒为0摄氏度⑷为什么将数字电压表预热答保证测量的准确性⑸为什么待水沸腾5分钟后才可调节空气流量旁路阀的开度答为使系统的换热充分恒定⑹为什么实验结束先关电压表5分钟后再关鼓风机答让鼓风机输送的冷气将系统中的热量尽快带走恢复常温⑺为什么在双对数坐标系中准数关联式近似为一条直线答因为只有在双对数坐标系中才能将非线性的准数关联式转化为线性关系⑻什么情况下用双对数坐标系作图答1测量的数据范围大2在双对数坐标系中函数关系为线性关系⑼气-汽换热的结果是什么答冷空气变成热空气水蒸气变为冷凝水⑽为什么在套管换热器上安装有一通大气的管子答为使不凝性的气体排出⑾实验中使用的孔板流量计的设计原理是什么答设计原理是柏努利方程⑿使用孔板流量计时应注意什么答不要超出测量范围⒀对组成孔板流量计的U形管中的指示液有何要求答不与被测流体反应互溶⒁所测压差与U形管的粗细有无关系答没关系⒂所测压差与U形管中的指示液的密度有无关系答有关系⒃压差与U形管中的指示液的高度差有无关系答有关系⒄旁路阀中的空气流量与传热管中的空气流量的关系是什么答反比关系⒅为什么每改变一次流量都要等5-6分钟才能读取数据答为使系统的换热充分恒定⒆本实验是由哪几大装置组成答空气鼓风系统热交换器温度控制与测量系统流量测量系统⒇准数关联式 Nu ARemPr04应用范围答1流体无相变2在圆形直管内流动3作强制湍流实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定⑴在求理论板数时本实验为何用图解法而不用逐板计算法答相对挥发度未知而两相的平衡组成已知⑵求解q线方程时Cpmγm需用何温度答需用定性温度求解即⑶在实验过程中发生瀑沸的原因是什么如何防止溶液瀑沸如何处理答①初始加热速度过快出现过冷液体和过热液体交汇釜内料液受热不均匀②在开始阶段要缓慢加热直到料液沸腾再缓慢加大加热电压③出现瀑沸后先关闭加热电压让料液回到釜内续满所需料液在重新开始加热⑷取样分析时应注意什么答取样时塔顶塔底同步进行分析时要先分析塔顶后分析塔底避免塔顶乙醇大量挥发带来偶然误差⑸写出本实验开始时的操作步骤答①预热开始后要及时开启塔顶冷凝器的冷却水冷却水量要足够大②记下室温值接上电源按下装置上总电压开关开始加热③缓慢加热开始升温电压约为40~50伏加热至釜内料液沸腾此后每隔5~10min升电压5V左右待每块塔板上均建立液层后转入正常操作当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时开启塔身保温电压开至150 V整个实验过程保持保温电压不变④等各块塔板上鼓泡均匀保持加热电压不变在全回流情况下稳定操作20min左右用注射器在塔顶塔底同时取样分别取两到三次样分析结果⑹实验过程中如何判断操作已经稳定可以取样分析答判断操作稳定的条件是塔顶温度恒定温度恒定则塔顶组成恒定⑺分析样品时进料塔顶塔底的折光率由高到底如何排列答折光率由高到底的顺序是塔底进料塔顶⑻在操作过程中如果塔釜分析时取不到样品是何原因答可能的原因是釜内料液高度不够没有对取样口形成液封⑼若分析塔顶馏出液时折光率持续下降试分析原因答可能的原因是塔顶没有产品馏出造成全回流操作⑽操作过程中若发生淹塔现象是什么原因怎样处理⑾实验过程中预热速度为什么不能升高的太快答釜内料液受热不均匀发生瀑沸现象⑿在观察实验现象时为什么塔板上的液层不是同时建立答精馏时塔内的蒸汽从塔底上升下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体塔顶出现回流液体从塔定下降塔顶先建立液层随下降液体通过各层塔板板上液层液逐渐建立⒀如果操作过程中进料浓度发生改变其它操作条件不变塔顶塔底产品的浓度如何改变答塔顶下降上升⒁如果加大回流比其它操作条件不变塔顶塔底产品的浓度如何改变答塔顶上升下降⒂如果操作时直接开始部分回流会有何后果答塔顶产品不合格⒃为什么取样分析时塔顶塔底要同步进行答打开进料转子流量计开启回流比控制器塔顶出料打开塔底自动溢流口塔底出料⒄如果在实验过程中实验室里有较浓的乙醇气味试分析原因答原因可能是塔顶冷凝器的冷却量不够塔顶上升的乙醇蒸汽没有被完全冷却下来散失于空气中⒅在实验过程中何时能观察到漏夜现象答在各层塔板尚未建立稳定的液层之前可观察到漏液现象⒆在操作过程中若进料量突然增大塔釜塔顶组成如何变化答塔顶下降上升⒇用折光仪分析时塔顶塔底进料应先分析哪一个为什么答先分析塔顶后分析塔底避免塔顶乙醇大量挥发带来偶然误差实验6 填料吸收塔流体力学特性实验⑴流体通过干填料压降与式填料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⑵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⑶填料塔的气液两相的流动特点是什么答填料塔操作时气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙液体则沿填料表面流下形成相际接触界面并进行传质⑷填料的作用是什么答填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积保证两相充分接触⑸从传质推动力和传质阻力两方面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常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大当液相阻力较小时增加液体的流量传质总系数变化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大引起此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化当液相阻力较大时增加液体的流量传质系数大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大溶质吸收量增加对于液膜控制的吸收过程降低操作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于气膜控制的过程降低操作温度过程阻力不变但平均推动力增大吸收效果同样将变好⑹从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制还是兼而有之答水吸收氨气是气膜控制⑺填料吸收塔塔底为什么要有液封装置答液封的目的是保证塔内的操作压强⑻在实验过程中什么情况下认为是积液现象能观察到何现象答当气相流量增大使下降液体在塔内累积液面高度持续上升称之为积液⑼取样分析塔底吸收液浓度时应该注意的事项是什么答取样时注意瓶口要密封避免由于氨的挥发带来的误差⑽为什么在进行数据处理时要校正流量计的读数氨和空气转子流量计答流量计的刻度是以20℃1的空气为标准来标定只要介质不是20℃1 的空气都需要校正流量⑾如果改变吸收剂的入口温度操作线和平衡线将如何变化答平衡常数增大平衡线的斜率增大向上移动操作线不变⑿实验过程中是如何测定塔顶废气中氨的浓度答利用吸收瓶在吸收瓶中装入一定量低浓度的硫酸尾气通过吸收瓶时其中的氨气和硫酸发生中和反应收集反应所需的尾气量即可⒀在实验的过程中是否可以随时滴定分析塔底吸收液的浓度为。
(完整版)化工原理实验(思考题答案)
(完整版)化⼯原理实验(思考题答案)实验1 流体流动阻⼒测定1. 启动离⼼泵前,为什么必须关闭泵的出⼝阀门?答: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. 作离⼼泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满⽔以防⽌⽓缚现象发⽣,⽽阻⼒实验对泵灌⽔却⽆要求,为什么?答:阻⼒实验⽔箱中的⽔位远⾼于离⼼泵,由于静压强较⼤使⽔泵泵体始终充满⽔,所以不需要灌⽔。
3. 流量为零时,U 形管两⽀管液位⽔平吗?为什么?答:⽔平,当u=0 时柏努利⽅程就变成流体静⼒学基本⽅程:Z1 P1 g Z2 p2 g, 当p1 p2时, Z1 Z24. 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:启动离⼼泵⽤⼤流量⽔循环把残留在系统内的空⽓带⾛。
关闭出⼝阀后,打开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。
5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘?答:因为对数可以把乘、除变成加、减,⽤对数坐标既可以把⼤数变成⼩数,⼜可以把⼩数扩⼤取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图⼀⽬了然。
6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的⽅法?它们各有什么特点?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,随流量的⼤⼩,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,可测⼤流量下的压强差。
7. 读转⼦流量计时应注意什么?为什么?答:读时,眼睛平视转⼦最⼤端⾯处的流量刻度。
如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有误差。
8. 假设将本实验中的⼯作介质⽔换为理想流体,各测压点的压强有何变化?为什么?答:压强相等,理想流体u=0,磨擦阻⼒F=0,没有能量消耗,当然不存在压强差。
Z1 P1 g u122g Z2 p2 g u222g,∵d1=d2 ∴ u1=u2 ⼜∵ z1=z2(⽔平管) ∴P1=P29. 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:能⽤,因为雷诺准数是⼀个⽆因次数群,它允许d、u、、变化。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一:柏努利方程实验1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题:(1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化这一现象说明了什么这一高度的物理意义是什么答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。
这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头022==u H 动,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。
这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。
(2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度为什么答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。
这一现象说明各测压管总能量相等。
2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H /并回答以下问题:(1) 各H /值的物理意义是什么答:当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲;当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静;两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。
(2) 对同一测压点比较H 与H /各值之差,并分析其原因。
答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。
(3) 为什么离水槽越远H 与H /差值越大(4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可以看出22u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。
3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H 2222d c u u =22ab u ρcd p ρab p 22u d l H f ⋅⋅=λ计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。
化工原理实验思考题答案
实验1 单项流动阻力测定(1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门?答: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)作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力实验对泵灌水却无要求,为什么?答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水,所以不需要灌水。
(3)流量为零时,U 形管两支管液位水平吗?为什么?答:水平,当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程:21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ(4)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:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后,打开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。
(5)为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘?答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。
(6)你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法?它们各有什么特点?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,随流量的大小,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,可测大流量下的压强差。
(7)读转子流量计时应注意什么?为什么?答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。
如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有误差。
(8)两个转子能同时开启吗?为什么?答:不能同时开启。
因为大流量会把U 形管压差计中的指示液冲走。
(9)开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯? 答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短的时间,迅速关闭阀门,久而久之就形成习惯。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一:柏努利方程实验1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题:(1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什么?这一高度的物理意义是什么?答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。
这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头022==u H 动,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。
这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。
(2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度?为什么?答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。
这一现象说明各测压管总能量相等。
2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H /并回答以下问题:(1) 各H /值的物理意义是什么?答:当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲;当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静;两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。
(2) 对同一测压点比较H 与H /各值之差,并分析其原因。
答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f所致。
(3) 为什么离水槽越远H 与H /差值越大?(4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可以看出22u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。
3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H //并回答以下问题:(1) 与阀门半开时相比,为什么各测压管内的液柱高度H //出现了变化? 答:从采集的数据可以看出,阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比,各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头,因为直管阻力Hf 与流速呈平方比(公式3-1)。
化工原理实验思考题答案
实验1 单项流动阻力测定(1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门?答: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)作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力实验对泵灌水却无要求,为什么?答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水,所以不需要灌水。
(3)流量为零时,U 形管两支管液位水平吗?为什么?答:水平,当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程:21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ(4)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:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后,打开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。
(5)为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘?答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。
(6)你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法?它们各有什么特点?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,随流量的大小,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,可测大流量下的压强差。
(7)读转子流量计时应注意什么?为什么?答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。
如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有误差。
(8)两个转子能同时开启吗?为什么?答:不能同时开启。
因为大流量会把U 形管压差计中的指示液冲走。
(9)开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯? 答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短的时间,迅速关闭阀门,久而久之就形成习惯。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一:柏努利方程实验1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题:(1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什么?这一高度的物理意义是什么? 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。
这一现象可通过柏努利方2,由于2 H /值指l(2) 为什么C 、D 两点的静压头变化特别明显?答:由于测压管C 、D 两点所对应的管道内径小于两侧为φ12mm ,因此在相同流量的条件下C 、D 两点所对应的管道内的流速大于两侧的流速,根据柏努利方程机械能守恒定律,当C 、D 两点的动能2222d c u u =>22ab u 时, C 、D 两点的静压能ρcd p <ρab p 。
此外从22u d l H f ⋅⋅=λ直管阻力公式可以看出, l 、d 产生的阻力损失Σh f 对C 、D 两点的静压能也有一定的影响。
4. 计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。
答:注:A 点处的管径d=0.0145(m) ;C 点处的管径d=0.012(m)A 点半开时的流速:135.00145.03600408.03600422=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速:269.00145.03600416.03600422=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππd Vs u A 全 (m/s ) C 点半开时的流速:1965.0012.03600408.03600422=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππd Vs u c 半 (m/s )C 点全开时的流速:393.0416.04=⨯=⨯=Vs u (m/s )10111.13⨯-μ同理,根据雷诺实验测定的读数计算其余各点的流量、流速和雷诺准数如原始数据表所述。
2. 根据实验观察到的流态,层流和湍流临界雷诺准数值与公认值有无差距?原因何在?答:略有差距。
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实验6 填料吸收塔流体力学特性实验
⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同?
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。
⑵ 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。
⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么?
答:填料塔操作时。
气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙,液体则沿填料表面
流下,形成相际接触界面并进行传质。
⑷ 填料的作用是什么?
答:填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积,保证两相充分接触。
⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面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常用的方法,当气体流率G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率A N 增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成2y 减小,回收率增大。
当液相阻力较小时,增加液体的流量,传质总系数变化较小或基本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ∆的增大引起,此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
当液相阻力较大时,增加液体的流量,传质系数大幅度增加,而平均推动力可能减小,但总的结果使传质速率增大,溶质吸收量增加。
对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力a k m a K y y =
1将随之减小,结果使吸收效果变好,2y 降低,而平均推动力m y ∆或许会减小。
对于气膜控制的过程,降低操作温度,过程阻力a k m a K y y =
1不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之? 答:水吸收氨气是气膜控制。
⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置?
答:液封的目的是保证塔内的操作压强。
⑻ 在实验过程中,什么情况下认为是积液现象,能观察到何现象?
答:当气相流量增大,使下降液体在塔内累积,液面高度持续上升,称之为积液。
⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时,应该注意的事项是什么?
答:取样时,注意瓶口要密封,避免由于氨的挥发带来的误差。
⑽ 为什么在进行数据处理时,要校正流量计的读数(氨和空气转子流量计)? 答:流量计的刻度是以20℃,1atm 的空气为标准来标定。
只要介质不是20℃,
1atm 的空气,都需要校正流量。
⑾ 如果改变吸收剂的入口温度,操作线和平衡线将如何变化?
答:平衡常数m 增大,平衡线的斜率增大,向上移动;操作线不变。
⑿ 实验过程中,是如何测定塔顶废气中氨的浓度?
答:利用吸收瓶。
在吸收瓶中装入一定量低浓度的硫酸,尾气通过吸收瓶时,其
中的氨气和硫酸发生中和反应,收集反应所需的尾气量即可。
⒀ 在实验的过程中,是否可以随时滴定分析塔底吸收液的浓度?为什么? 答:可以。
在操作温度和压力一定的条件下,到达平衡时,吸收液浓度和操作时间无关。
⒁ 如果从同一个取样瓶中,取样分析三组平行样,误差很大,试分析原因? 答:原因在于取样瓶取样后,没有及时密封,瓶内的氨气由于挥发而降低了浓度。
⒂ 控制和调节吸收效果由哪些主要因素,试作简单分析?
答:吸收塔的气体进口条件是唯一确定的,控制和调节吸收操作结果的是吸收剂
的进口条件:流率L 、温度2t 、浓度2x 。
改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法,当气体流率G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率A N 增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成2y 减小,回收率增大。
对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力a k m a K y y =
1将随之减小,结果使吸收效果变好,2y 降低,而平均推动力m y ∆或许会减小。
对于气膜控制的过程,降低操作温度,过程阻力a k a K y y 11=
不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好。
总之,吸收级温度的降低,改变了平衡常数,对过程阻力和过程推动力都产生影响。
吸收剂进口浓度2x 是控制和调节吸收效果的又一主要因素。
吸收剂进口浓度2x 降低,液相进口处的推动力增大,全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的增加。
⒃ 试说明精馏和吸收的相同点和不同点?
答:不同点:精馏利用组分挥发度的不同进行分离,操作时塔内必须有回流;吸
收是利用组分溶解度的不同进行分离。
相同点:都属于相际传质。
⒄ 若操作过程中,氨气的进口浓度增大,而流量不变,尾气含量和吸收液浓度如何改变?
答:尾气中氨的含量增加,吸收液中氨的含量增加。
⒅ 吸收瓶中的尾气循环量以多少为宜?
答:尾气通过吸收瓶的量以瓶内硫酸刚好循环为最佳。
⒆ 如何确定液泛点气速?
答:在一定量的喷淋液体之下,当气速低于载点时,液体沿填料表面流动很少受逆向气流的牵制,持液量(单位体积填料所持有的液体体积)基本不变。
当气速达载点时,液体向下流动受逆向气流的牵制开始明显气来,持液量随气速增加
而增加,气流通道截面随之减少。
所以,自载点开始,压降随空塔气速有较大增加,压降—气速曲线的斜率加大。
当气速继续增加,气流通过填料层的压降迅速上升,并且压降有强烈波动,表示塔内已经发生液泛,这些点称为液泛点。
⒇实际操作选择气相流量的依据是什么?
答:通过实验测定塔内液泛点所需的最大流量,实际操作时气体的流量选择在接近液泛点。
在此点,气体速度增加,液膜湍动促进传质,两相交互作用剧烈,传质效果最佳。