青岛科技大学化工专业实验题目及答案

5.以工业生产中常用的流化床干燥器为例，说明流化床干燥器有哪些优缺点？
流化床的优点：①固体颗粒在气流中呈悬浮状态，气、固两相的传热表面积大。②操作简单、设备投资小、自动化程度高、可连续或间歇生产。③传热系数高、热效率高、干燥时间短、处置量大。④床层温度分布均匀，避免了局部过热现象。⑤由于颗粒的剧烈运动，使两相间表面不断更新，因此床内的传热速率高。
4.填料塔顶部的电磁阀的作用是什么?
注入示踪剂、引入自来水冲洗示踪剂管路。
5.塔底部的电导电极的作用？
将不同时刻通过电极的NaCl溶液的c（t）转换为毫伏级直流电压信号。
6.本实验采用什么法加入示踪剂？在流体的什么地方测定示踪剂的浓度？
脉冲示踪法，在系统的出口处。
二、液液传质系数的测定
1.自行设计液液传质系数测定实验的实验步骤，并注明注意事项。
③实现：实验中采用风机实现强制对流。
10.列举三种常用检测方法：温度计、热电偶、热电阻
11.简要叙述实验需查找那些数据？需测量哪些数据？
①查找：球体密度，比热C，导热系数K②测量：环境温度，小球直径，小球温度。
12.简要叙述实验步骤？
①测定小钢球的直径；②开启电源，调节加热炉温度至400~500℃。③将置有嵌装热电偶的小钢球放于加热炉中加热，并从温度记录仪中读取数值，当钢球升到400℃以上迅速取出，并在实验要求的不同环境下进行实验，钢球的温度随时间变化的关系由温度记录仪记录；④分别在流化床、固定床、强制对流、自然对流等情况下测定h。
四、反应精馏制甲缩醛
1.简要叙述反应精留法制取甲缩醛的注意事项。
①甲醇易挥发，且刺激性很强，在甲醛进料时注意通风。②塔底温度不能过高，否则气量太大，容易引起液泛。③甲醇、甲醛的进料量和塔本身生产能力相匹配。
2.设计由反应精馏法制备甲缩醛的实验步骤，并标明甲醇、甲醛的进料速度、反应温度、塔顶馏出液温度以及回流比等参数。
①标定甲醛进料泵和甲醇进料泵的流量。前30min，20ml/min；后面：2ml/min。②为使甲醛转化更为彻底，先往塔内加入适量甲醇，使塔内甲醇、甲醛摩尔比远大于2.③再沸器中注入容积量的4/5的去离子水，开启加热，塔底温度设置为100℃。④当反应段上部温度大于90℃时，打开冷凝，同时开始进料。⑤控制回流比为2，塔顶采出甲缩醛，塔底出水。⑥待塔顶温度稳定在42℃时，从反应区各段取样，分析其组成，并记录下各段温度。⑦试验结束后，先关加热，待塔温降下来之后关掉冷凝水。
9.何为流化床？何为强制对流？在实验中如何实现？
①流化床：当一种流体以一定速度向上通过颗粒床层，流体的速度使全部颗粒刚好悬浮在向上流动的流体中而能做随机的运动，再增加流速床层高度将流速提高而升高，这种床层称为流化床。
②强制对流：在对流传热时，热流质点的运动是因为风机或搅拌等外力所致，流体产生这种对流称为强制对流。
13.简述非定常态传热的特点及影响对流传热的因素
特点：①热导体内的温度随时间的变化而变化；②在垂直于热流量的方向上，每个截面热流量都不相等；③非稳态导热可分为：同期性和非同期性两种。
影响因素：流体的性质、流体的流动状况和周围的环境。
3.球体热量随时间的变化应（正比于）通过对流换热向周围环境的散热速率，其表达式（），其中负号的物理意义为（球体随时间增长是降温的）。
物体在导热介质的加热或冷却过程中，导热速率同时取决于物体内部的导热热阻以及环境的外部对流热阻。为了简化，不少问题可以忽略两者之一进行处理。然而能否简化，需要确定一个判据，通常定义无因次准数毕奥准数（Bi），Bi=h(V/A)/K。
其物理意义为物体内部的导热热阻(V/A)/K与外部对流热阻1/h的比值。Bi<0.1时，球内部热阻可以忽略不计。
3.简述实验的注意事项
①甲缩醛易挥发，且刺激性很强，在甲醛进料时注意通风。②塔底温度不能过高，否则气量太大，容易引起液泛。③甲醇、甲醛的进料量和塔本身生产能力相匹配。
4.反应精馏技术的优点?
①破坏了可逆反应平衡，增加了反应的选择性和转化率，使反应温度提高，从而提高了生产能力。②精馏过程可以利用反应热，节省了能量。③节省投资。④对于某些难分离的物系，可得到较纯的产品。
6.什么是示踪剂？为什么要加入示踪剂？
为观察、研究和和测量某物质在指定过程中的行为或性质而加入的一种标记物。
三、固体小球对流传热系数的测定
1.什么是对流传热？
凭借液体宏观运动将热量传递给壁面或由壁面将热量传给流体的过程通称对流传热。
2.自然对流条件下测定固体小球对流传热系数时，应注意哪些问题？
在球体自然对流条件下的实验过程中，将加热好的铜球迅速取出，置于大气当中，降温过程应尽量减少钢球ar不稳定：除了相界面张力会导致流体的不稳定以外，一定条件下密度梯度的存在，界面处的流体在中立场的作用下也会产生不稳定，即所谓的Taylar不稳定。这种现象对界面张力导致的界面对流有很大的影响。
2.微机采集数据应注意什么？
每改变一次水流量，稳定10min后才能采集数据，微机采集数据个数控制在160~200个之间，并在整个实验中保持不变。
①丙酮清洗仪器②加料时不要将两相位置颠倒③启动搅拌应持续一段时间，使两相相互饱和④实验过程应保证转速一致，以保证在整个过程处于统一流动条件下。
3.在液液传质系数实验测定中，产生界面现象和界面不稳定的原因有：
①界面张力梯度导致的不稳定性②密度梯度引起的不稳定性③表面活性剂的作用
4.液液传质系数测定实验中，“相内全混，界面无返混”的意思是？
①清洗仪器②配料。注意先加入较重的一相，调节界面环中心线的位置与页面重合，再加入第二相③启动搅拌。调节转速到预定值，保证整个过程中处于同一流动条件下，搅拌约30min，使两相饱和④加入一定量醋酸⑤各相浓度按照一定的时间间隔同时取样⑥酸碱中和滴定法测各相的浓度。【+2.注意事项】
2.简述液液传质系数测定的实验注意事项。
相内全混，界面无返混”是一种理想流动状况，明显改善了设备内流体力学条件及相际接触面积对测定传质系数的影响因素，不存在单液滴技术中因液滴的形成与凝聚而造成端效应的麻烦。
5.液液传质系数的测定实验所用的恒界面池的特点？
造成一个相内全混，界面无返混”的理想流动状况，明显改善了设备内流体力学条件及相际接触面积对测定传质系数的影响因素，不存在单液滴技术中因液滴的形成与凝聚而造成端效应的麻烦。
4.固体小球对流传热系数的测定实验中，加热炉的温度为何要控制在400~500℃，太高太低有何影响？
热量传递的机理有传导、对流和辐射三种方式。传热时可能有几种机理同时存在，也可能以某种机理为主。不同的机理对应不同的传热方式或规律。
球体温度过高时，球体会以辐射传热为主或者会增加球体热辐射传热，对对流传热造成影响；球体温度太低时，球体与环境的温差较小，传热驱动力小，亦对本实验操作造成影响。
流化床的缺点：①颗粒的反混现象使得在床内颗粒停留时间分布不均，因而影响产品质量，也造成干燥效率的降低。②颗粒流化时，相互碰撞，脆性固体材料易成粉末而为气体夹带，除尘要求高且损失严重。③由于固体颗粒的磨损作用，管子和容器的磨损严重，设备更新要求高。
6.什么是非稳态导热，热特点是什么？
在导热过程中，如果温度随时间的变化而变化，则认为是非稳态导热。
3.加入示踪剂原则：
示踪剂除了不与主流体发生反应外遵循以下原则：①示踪剂应与主流体溶为一体，两者应具有尽可能相同的物理性质②示踪剂浓度低时也能检测③不能发生一相转移到另一相中④示踪剂本身应具有或易于转变为电信号光信号的特点，从而能够在实验中直接使用现在仪器或计算机采集数据，以提高实验的速度与精度。
流体流量对Pe的影响：流量增大时Pe随之减小，成反比关系。
其特点是：①惹到体内的温度场分布随事件的变化而变化②在垂直于热流量的方向上，每一截面的热流量都不想等③非稳态导热可以分为周期性和非周期性两种类型。
7.固体小球对流传热系数的测定实验中，对小球的选择有哪些要求，为什么？
球体的导热系数要大，直径要小，两者可确保或认为球体不存在温度梯度。
8.什么是毕奥准数，其物理意义是什么？
一、填料塔轴向混合特性的测定
1.
2.什么是Marangoni效应？什么是Taylar不稳定？
①Marangoni效应：在相界面上由于浓度的不完全均匀，因此界面张力也有差异。这样，界面附近的流体就开始从张力低的区域向张力高的区域运动，正是界面附近界面张力的随机变化导致相界面上发生强烈的漩涡现象。这种现象称作Marangoni效应。