化工原理实验习题答案

化工原理实验习题答案 Prepared on 22 November 2020

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. 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)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)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α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t 均增加，其它参数不变，故 (ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强对α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π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：q２＋2qqe＝Kτ（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