化工原理实验思考题

流体流动阻力的测定

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：要关闭。因为排气工作是通过将水充满管道来将空气由排气管排出的，如果不关闭出口阀水会在充满管道前先从出口阀流出。

2.如何检测管路中的空气已经被排除干净？

答：当从排气管流出的水无气泡时就可以证明空气已经排干净了。

3.以水做介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体？如何应用？

答：适用于牛顿流体的类比。在同一管道上，ε/d一定，λ~Re关系与流体性质无关，也是唯一的。所以不同牛顿流体的λ~Re服从于同一曲线。

4.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：λ是只与Re和ε/d有关的函数。在不同设备上，ε/d不同，则λ~Re不能关联在同一条曲线上；但在不同水温下，ε/d相同，则λ~Re可以关联在同一条曲线上。

5.流体在直管内稳定流动时，产生直管阻力损失的原因是什么？阻力损失是如何测定的？答：产生直管阻力损失的原因是流体具有粘性且流体与管壁间有摩擦力。直管阻力损失主要是用压差来测定的，通过测定直管两端的压差，根据机械能衡算式计算出阻力损失。

6.流体流动时，产生局部阻力损失的原因是什么？局部阻力损失又是如何测定的？局部阻力系数又是如何确定的？

答：产生局部阻力损失的原因是流道的急剧变化使流动边界层分离，所产生的大量漩涡消耗了机械能。局部阻力系数可先通过测定管路两端压差求得总阻力损失，再扣除其相应的直管阻力损失，根据公式ℎf=ξu22⁄求得。

离心泵特性曲线的测定

1.试从所测得实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？

答：避免电机过载烧坏。根据离心泵特征曲线，关闭出口阀时q v=0，泵的轴功率最小，电机输出功率也最小，不容易被烧坏。如果打开出口阀，泵启动后压头很小，这意味着电机输出功率很大，电机容易烧坏。

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：防止气缚现象发生。若是灌水排完空气后还启动不起来。

1)泵进口处的止逆阀坏了，水从管道又漏回水箱。

2)电机坏了，没法正常工作。

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：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。

4.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？

答：不会，因为关闭出口阀时，管内流量为0且不变，即不存在动能和阻力损失，根据机械能守恒其压强能不变，因此压力表读数不会上升。

5.正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？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，在进口管路上安装阀门，无疑会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。

6.试分析，用清水泵输送密度为1200kg/m3的盐水，在相同流量下你认为泵的压力是否变化？轴功了率是否变化？

答：都变大。因为泵的压头H和效率η都跟流体密度无关，根据H=Δp/ρg，密度增大，泵的压力也会变大；而根据P e=ηP a=ρgq v H，密度越大，轴功率P a越大。

板框过滤机过滤常数的测定思考题

1.影响过滤速率的因素有哪些？

答：主要因素有：过滤压强、过滤介质、过滤面积。

2.滤浆浓度和过滤压强对K有何影响？

答：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。

3.过滤压强增加一倍后，得到同样滤液量所需的时间是否也减少一半？

答：恒压过滤公式：q2+2qq e=Kτ，K=2∆p/rϕμ，当操作压强增加一倍，其K值也增加一倍。得到同样的滤液量，其过滤时间也减少一半。

4.为什么过滤开始时，滤液常有一点浑浊，过一段时间才澄清？

答：过滤开始时，滤布过滤效果不好，粒径较小的固体颗粒会通过滤布，因而滤液常有一点浑浊；过一段时间后，滤布表面开始形成滤饼，过滤效果较好，滤液由浑浊变澄清。

5.实验数据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：在实验数据中，第一点过滤时间偏大，在曲线图中有偏高现象。第一点偏高是因为过滤开始时过滤压强偏小，未达到指定值，因而K值偏小，所需过滤时间较长；如果出现偏低现象，可能是因为实验刚开始未形成滤饼滤阻小、仪器中有一定存液或实验开始时数据记录出现偏差。第一点数据不是恒压下的数据，并不适用于恒压过滤公式，所以要舍去。

6.恒压过滤中，不同过滤压力得到的滤饼结构是否相同？其空隙率随压力如何变化？

答：不同，过滤压力越大，则过滤推动力越大，过滤所得滤饼结构越紧密且含水量减少；其空隙率会随压力增加而减小。

空气-蒸汽对流给热系数测定

1.实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?

答：有，逆流优于并流。

2.在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。

答：计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值不一致，前者的密度为空气入口处温度下的密度，而后者为空气定性温度（平均温度）下的密度。

3.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？

答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。

采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式基本无影响。因为α=1.13(ρ2gλ3r/μd0∆t)1/4，当蒸汽压强增加时，汽化热r和∆t均增加，其它参数不变，故α变化不大，所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。

洞道式干燥实验

1.测定干燥速率曲线有何意义？它对设计干燥器及指导有哪些什么帮助？

答：研究干燥速率曲线，可以据此使干燥速度控制在恒速干燥阶段，防止被干燥物裂开等不