化工技术基础实验思考题及答案

1．孔板流量计的Re ~C关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘。

2．孔板流量计的R V S ~关系曲线在双对数坐标上应为 直线 。

3．直管摩擦阻力测定实验是测定 λ 与 Re_的关系，在双对数坐标纸上标绘。

4．单相流动阻力测定实验是测定 直管阻力 和 局部阻力 。

5．启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 。

6．流量增大时离心泵入口真空度 增大_出口压强将 减小 。

7．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是 开循环冷却水 。

8．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是 塔顶温度稳定9．在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：_进出口温差随空气流量增加而减小 。

10．在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是 减小测量误差 。

11．萃取实验中_水_为连续相， 煤油 为分散相。

12．萃取实验中水的出口浓度的计算公式为 E R R R E V C C V C /)(211-= 。

13．干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥 。

14．干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 。

15．过滤实验采用悬浮液的浓度为 5% ， 其过滤介质为 帆布 。

16．过滤实验的主要内容 测定某一压强下的过滤常数 。

17．在双对数坐标系上求取斜率的方法为： 需用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取 。

18．在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为： 先将手动旋钮旋至零位，再关闭电源 。

19．实验结束后应 清扫现场卫生，合格后 方可离开。

20．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例 。

2-1.为什么实验测定前首先要赶尽设备和测压管中的空气？怎样排气？答：若不排气，则实验过程中流量计与U 形管示数不稳，不易读数，且实验误差大。

启动泵，打开局部阻力测定阀，直管阻力，三通阀值水平位置，将测压阀全部打开，将流量调至最大，排出导管中气泡，然后关闭流量至0，若倒置U 形管中两液柱高度差为0，则气泡排尽，反之则没排尽。

2-2.试验中如何选择用差压变送器和倒置U 形管压差计？为什么？写出差压计算公式？答：当Δp 较小时，U 形管能满足时用倒置U 形管压差计；当Δp 较大时，U 形管无法满足时用压差变送器。

U 形管压差计：P 1-P 2=ρgR,换算得1mmH 2O=9.80665Pa 。

压差变速器：Δp=（31.03V-1.84）*12.6mmH 2O 。

2-3.单相流动阻力测定实验所得的Re ~λ曲线能否用于空气？为什么？ 答：不能，由λ=l d ρ22u f ρ∆∙ 及 Re=μρdu 而空气水ρρ≠，µ空气≠µ水。

2-4．单相流动阻力测定实验中测定局部阻力系数的方法原理是什么？答：如图由2222u p u p h f f f ρζζρ'∆=='∆='得)()(2a A b B f p p p p p ---='∆其中设计线段AB=Bc ，线段cb=abA B c b a3-1．在流量计标定实验中,得到孔板流量计的标定曲线为一直线，其理论依据是什么？测定流量计标定曲线有什么意义？ 答：5.002KR gR CA V S == 等式两边取对数：K R V S log log 5.0log +=为一直线方程；测定流量计标定曲线后，可根据R 值直接查取Vs 。

3-2．孔板流量计的特点是什么？测定Re ~C 关系曲线有什么意义？答：孔板流量计制造简单、安装方便、反应灵敏，但流体流经孔板的能量损失大。

通过测定的C~Re 关系曲线，可选定流量计的测量范围（C 为定值的区域）。

3-3.为什么测试系统要排气，如何正确排气？答：（1）若测试系统未进行排气，流量计管径中有气泡，则所测得的压力差并非定值，从而对结果产生影响。

（2）加紧夹子B 、C ，打开A 、D 、E ，将试样管内流量开至最大，当导管中水从A 中流出时，加紧D 、E ，再缓缓打开夹子B ，使左侧液面下降至中间左右，加紧B ，再打开C ，直至液面下降至中间左右，加紧C ，最后加紧A ，关闭流量调节阀，让试管内流量为0，打开夹子D 、E ，看倒置U 形管的读数是否为0，若为0，则说明空气被排尽，若不为0，则继续重复上述操作，直至读数为0为止。

3-4.在使用涡轮流量计时，用公式Vs=f/k,由f 值求Vs 时，若Vs 小于或大于流量计标定时的测量范围，所求之Vs 值可靠吗？为什么？答：不可靠，因为用涡轮流量计在其量程内的特性曲线魏直线，若不在标定范围，则误差较大，所求Vs 不可靠。

4-1.什么情况下，开泵前要给泵灌水？为什么？什么情况下，开泵前不需给泵灌水？答：离心泵的安装高度高于水槽中液面高度的普通离心泵，因为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。

离心泵的安装高度低于水槽中液面高度或自吸泵已排完气时开泵前不需给泵灌水。

4-2.什么情况下会产生气蚀现象？答：离心泵是靠贮液槽液面与泵入口压力差（P0-P1）吸入液体，若P0一定，则泵安装位置离液面的高度越高，P1越低，当安装高度达到一定值，使泵内最低压力降至输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体在该处气化，或者是溶解在液体中的气体形成气泡。

含气泡的液体进入叶轮的高压区后，气泡迅速凝聚或者破裂，气泡的消失产生局部真空，周围液体以高速涌向气泡中心，产生压力极大，频率极高的冲击，即出现气蚀。

泵会因漏入空气而使泵内流体的平均密度下降，若平均密度下降严重，泵将无法吸上液体，称为“气缚”现象4-3．为什么调节离心泵的出口阀门可调节其流量？这种方法有什么利弊？是否有其它方法调节流量？答：调节泵的出口阀的开度便改变了管路特性曲线，从而改变了泵的工作点。

此法操作简便，工程上广泛采用，其缺点是关小阀门时，额外增加了动力消耗，不够经济。

其它方法有：（1）改变泵的特性：在冬季和夏季送水量相差较大时，用比例定律或切割定律改变泵的性能参数或特性曲线，此法甚为经济。

（2）泵的并联或串联操作：泵的并联或串联操作按下列三个原则选择：单台泵的压头低于管路系统所要求的压头时，只能选择泵的串联操作；对高阻型管路系统（即管路特性曲线较陡，如图2-3中曲线1），两台泵串联时可获得较大流量，如图中的Q '（串联）> Q ''（并联）>1Q （单台）；对低阻型管路系统（即管路特性曲线较平坦，如图2-3中曲线2），两台泵并联时可获得较大流量，如图中的Q ''（并联）> Q '（串联）>2Q （单台）。

4-4.为什么离心泵启动时要关闭出口阀？答:开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机。

4-5．流量增大时，离心泵入口处真空表读数与出口处压力表的读数如何变化？试分析之。

答： 离心泵入口处真空度由小变大，出口处压强由大变小。

在水槽面与入口列机械能衡算方程得：102112-++=-f g a H g u H g p p ρ，随着Q 增大，动压头及摩擦压头增加而位压头不变，故真空表的读数将变大。

根据离心泵的基本方程，对于后弯叶片，在泵的叶轮尺寸和转速一定的条件下，流量加大，泵的压头下降，因而泵的出口压强表的读数P 2将流量Q 的加大而降低。

由机械能衡算方程也可得到这一结论。

4-6为什么在离心泵进口管下要安装底阀？答：底阀是一个单向阀,只能进不能出。

由于离心水泵没有抽真空的功能，而离心泵在水面超过叶轮才能工作，所以使前必须向水泵内灌水,安装的底阀是为了防止灌入的水漏掉。

.4-7流量调节阀可以安装在吸入管上吗？为什么？答：流量调节阀不可以安装在吸入管上。

因为，如果流量调节阀设在吸入管上可能引起离心泵空转或是产生空洞引起剧烈震动，从而损坏设备。

5-1在恒压过滤实验中，为什么过滤开始时，滤液常常有一点混浊，过一定时间才转清？答：过滤开始时由一些细小颗粒穿过过滤介质使滤液混浊，过一段时间后，颗粒在过滤介质孔间发生“架桥”现象，阻碍细小颗粒通过，则滤液变清。

5-5.过滤压强增加一倍后，得到同一滤液量所需的时间是否也减少一半？为什么？答：不是，V 一定的条件下， θs P -∆∝11，θ不仅与ΔP 有关还与滤饼压缩指数s 有关，对不可压缩滤饼s=0，θ与ΔP 成反比。

6-1、随着空气流量的变化，空气出口温度有何变化？为什么？答：温度逐渐降低，因为由于Q=W c C pc (t 2-t 1)= ρV c C pc (t 2-t 1),当Q 一定时，V c 增加，t 2降低。

6-2.为什么要将热电偶冷端插入冰水中？答：将热电偶冷端插入冰水中是为了保证冷端补偿电偶恒为0℃，以便于作参考。

6-3传热准数关联式Nu=0.023Re 8.0Pr 4.0适用什么条件？ 答：流体无相变，低黏度流体在圆形直管中作强制对流 Re>104 Pr=0.7-120 60〉D L8-1、从干燥速率曲线看，干燥基本上可分为等速干燥（水分含量高时）和降速干燥（水分含量低时），试讨论其原因。

答：当物料表面温度升至空气状态的湿球温度时，干燥进入恒速阶段，此时空气传给物料的显热等于水分气化所需的潜热，物料表面温度维持在湿球温度不变，物料含水量下降，干燥速率不变；干燥进入降速阶段后，物料开始升温，热空气传给物料的热量一部分用于加热物料，另一部分用于水分气化在此阶段内干燥速率随物料含水量减少而下降。

8-2．在保证干燥质量的前提下，怎样可以合理地提高干燥速率?答：影响干燥速率的主要因素有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的湿度、温度和流速；空气与固体物料的相对运动方式。

因此，提高空气温度和流速，降低空气的湿度，减少物料层的厚度或增大物料层的表面积都可以提高干燥速率.9-1.板式塔气液两相的流动特点是什么？答：液相为连续相，气相为分散相。

9-3.实验结果表明，当回流比由R=4增加至无穷大时，塔顶产品的浓度增加，塔顶产品的产量减少，这对于化工设计和生产中回流比的选择有什么指导意义？答：精馏操作中，由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶产品流量D的比值，即R=L/D。

回流比的大小，对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响。

增大回流比，可减少分离所需的理论塔板数，同时回流比的增大，必要求塔釜产生的蒸汽量相应增加。

当减少回流比至某一数值时，理论上为达到指定分离要求所需板数趋于无穷大，这是回流比的下限，称为最小回流比。

9-4.是否精馏塔越高产量就越大？将精馏塔加高，能否得到无水酒精？答：不一定，因精馏塔的产量由进料量及分离要求而定；不能得到无水酒精，因塔顶浓度还受物料衡算及理论版限制。

9-5.精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，恢复正常最快，最有效的办法是什么？答：保持塔釜加热负荷不变，增大进料量和塔釜出料量，减少塔顶采出率，使得精馏塔在DX d<FX f<WX w条件下操作一段时间，使之尽快达到正常浓度，等塔顶温度正常的时候，再将进料量，塔顶塔底出料量调到正常值。