2022年《化工原理》实验思考题题目及答案

1、精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -试验一流体流淌阻力测定1、倒型压差计的平稳旋塞和排气旋塞起什么作用. 怎样使用 .平稳旋塞是打开后，可以进水检查是否有气泡存在，而且能掌握液体在U 型管中的流量而排气旋塞，主要用于液柱调零的时候使用的，使管内形成气- 水柱操作方法如下：在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U 型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在；如倒置U 型管内液柱高度差不为零，就说明导 压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作；开大流量，使倒置 U 型管内液体充分流淌，以赶出管路内的气泡；如认为气泡已赶净，将流量阀关闭；渐

2、渐旋开倒置 U 型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时立刻关闭，管内形成气 -水柱，此时管内液柱高度差应为零；然后关闭上部两个放空阀；2、如何检验测试系统内的空气已经排除洁净？在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U 型管底部中间的两个进水阀；如倒置U 型管内液柱高度差不为零，就说明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作；知道，U 型管高度差为零时，表示气泡已经排洁净；3、U 型压差计的零位应如何调剂？操作方法如下：在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U 型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在；如倒置U 型管内液柱高度

3、差不为零，就说明导 压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作；开大流量，使倒置 U 型管内液体充分流淌，以赶出管路内的气泡；如认为气泡已赶净，将流量阀关闭；渐渐旋开倒置 U 型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时立刻关闭，管内形成气 -水柱，此时管内液柱高度差应为零；然后关闭上部两个放空阀；4、测压孔的大小和位置、测压导管的粗细和长短对试验有无影响？为什么？有，有影响；跟据公式hf=Wf/g= lu 平方 /2d 也就是范宁公式，是沿程缺失的运算公式；因此，依据公式，测压孔的长度，仍有直径，都是影响测压的因素；再依据伯努利方程测压孔的位置，大小都会对试验有影响；5、在测量前

4、为什么要将设备中的空气排净？怎样能快速地排净？由于假如设备含有气泡的话，就会影响U 型管的读数，读数不精确，便会影响试验结果的精确性；要快速排净气体，第一要开大流量，使倒置U 型管内液体充分流淌，以赶出管路内的气泡；如认为气泡已赶净，将流量阀关闭；6、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的-Re 数据能否关联在同一条曲线上？答，不能，由于，跟住四个特点数，分别是长径比l/d,雷诺数 Re，相对粗糙度E /d，仍有欧拉数 Eu=wf/u 的平方； 即使相对粗糙度相同的管，管径和温度不同都会影响雷诺数及摩擦系 数 ；他们得到的 -Re 曲线图都不同；例如，由于温度的转变，会影

5、响液体的粘度转变，仍有液体密度的转变；因此， 摩擦系数的公式中， =64 / ud=64/Re 因此， 温度的转变会精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -影响，摩擦系数和雷诺数的转变；因此，他们不是在同一条曲线上，但能反映在同一副图中，作出比较；7、以水为工作流体所测得的 -Re 关系能否适用于其他种类的牛顿型流体？为什么？不能，由于，每一种流体他们的流体密度仍有年度都不同，都会影响摩擦系数 和雷诺数Re 的大小变化，依据公式 =64 /

6、ud=64/Re ，在相同的粗糙度管中，得出的关系曲线也是不同的；因此，用水得出的-Re 关系不能用于其它种类的牛顿型流体；8、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗？为什么？有影响的，由于，不同的放置状态会影响液体的流速；而流速的不同，直接反应在公式=64 / ud=64/Re，因此他们不同的放置位置，也会影响雷诺数和摩擦系数，虽然，单位体积的流体的沿程缺失是一样，就是R1=R2=R3 ，管内流淌总阻力顺势，仍是要考虑摩擦系数和流速，因此Wf= lu 平方 /2d，直管阻力仍要考虑摩擦因素的影响；9、假如要增加雷诺数的范畴，可实行哪些？答：设备肯定时，选用大密度或小粘度的流体；流体肯定时，

7、增大管径，二者均可通过调剂流体流速得到较大范畴雷诺数的状态试验二：离心泵1、分析为什么离心泵启动前要灌泵？在启动前为何要关闭调剂阀？答：离心泵启动前， 必需将泵内灌满液体，至泵壳顶部的小排气旋塞开启时有液体冒出为止，以保证泵和吸入管内无空气积存；停泵前亦应先关闭调剂阀，以免压出管路内的液体倒流入泵内使叶轮受冲击而损坏；2、分析气缚现象与气蚀现象的区分；答：因泵入口处变径引起气体积存而形成气囊，大量气体吸入泵内，导致吸不上液体的现象，称为气缚现象；当Pk 降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流淌中，又因压力快速加大而急剧冷凝，使液体以很大的速度从四周冲向气

8、泡中心，产生频率很、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为气蚀；3、依据什么条件来挑选离心泵？答：（ 1）先依据所输送的液体及操作条件确定泵的类型（ 2）再依据所要求的流量与压头确定泵的型号（ 3）如被输送液体的粘度和密度与水相差较大时，应核算泵的特性参数：流量、压头和轴功率；4、试分析答应汽蚀余量与泵的安装高度的区分；答：离心泵的安装位置与被吸入液体液面的垂直高度，称为安装高度； 安装高度的高低直接影响到离心泵能否正常输送液体；为防止发愤怒蚀，就要求泵的安装高度不超过某肯定值，我们采纳气蚀余量来表示泵的吸上性能；用气蚀余量确定泵的安装高度；5、当转变流量调剂阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律

9、变化？答：出口阀门开大时, 出口压力减小，压力表读数增大，流量随之增大（这是离心泵的一种特性）；真空表的读数增大，这是由于随着流量增大，吸水管的压力缺失增大，管内压强降低，反映在进口真空表的读数增大（留意真空值增大，压强是减小的）；（百度里的是真空表负压变大，压力表逐步减小）6、用孔板流量计测流量时，应依据什么挑选孔口尺寸和压差计的量程？孔板流量计时应挑选适当的面积比以期兼顾到U形压差计相宜的读数和答应的压力降7、从你所得的特性曲线中分析，假如要增加该泵的流量范畴，你认为可以实行哪些措施？精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 8 页 - - - - - -

10、- - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -答应气蚀余量Hs = 7m，如选用密度比水轻的苯作介质，答应气蚀余量将如何变化？为什么？如要实现运算机在线测控，应如何选用测试传感器及外表？8 离心泵启动前为什么要先灌水排气？本试验装置中的离心泵在安装上有何特点？离心泵是靠大气压工作. 水泵工作时由电动机带动叶轮高速旋转. 在泵体内形成一个低气压 区. 这样大气压就将低处的水压入进水管中. 而泵体中的水又由于离心力被甩到出水管. 这样水就源源不断的被抽上来了. 假如不灌水排气, 管内与管外的气压相等就不能将水抽上来.9 启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动

11、后，再逐步开大？（而停泵时，也要先关闭出口阀？ 这问上面有）离心泵启动时流量最小时，启动电流最小， 有利于降低泵启动电流，而旋涡泵属于容积式泵，如启动时出口阀没有关闭，泵出口的压力会很高，严峻时将打坏旋涡轮泵的叶轮；（3）离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关？答：特性曲线与管路无关，由于测量点在电机两端，管路的大小，长短与流量无关，只是与流速有关；（4）离心泵的流量增大时，压力表与真空表的数值将如何变化.为什么？答：压力表读数增大，真空表的读数增大；出口阀门开大时 , 出口压力减小， 压力表读数增大，流量随之增大（这是离心泵的一种特性） ；真空表的读数增大， 这是由于随着流量增大， 吸水管

12、的压力缺失增大，管内压强降低，反映在进口真空表的读数增大（留意真空值增大，压强是减小的） ；（5）离心泵的流量可通过泵的出口阀调剂，为什么？离心泵在固定的转速下扬程是固定的，调剂出口阀就调剂了导流面积，可以使用这种方法调剂流量；当阀小时，管阻大，电机的有效功率低，流量小；当阀大时，管阻小，电机的有效功率高，流量大；（6）离心泵在其进口管上安装调剂阀门是否合理？为什么？离心泵的进出口通常都安装有阀门，假如有水封装置，可以不必装进口阀门，但流量要使用出口阀门来调剂；试验三恒压过滤（ 1）在过滤试验中，当操作压强增加一倍时，其值是否也会增加一倍？当要得到同样的过滤量时，其过滤时间是否缩短了一半答：在

13、过滤试验中，当操作压强增加一倍时，由K=2p1-s /ur0c 可见， K 值仍随 r0 和 u（黏度）影响，而 r 0 和 u（黏度）都为试验常数，如考虑滤饼的可压缩性，应计入 r 随过滤压力的变化，故或受压力影响而变化，所以不能确定 K 值是否增加一倍；同理， 当要得到同样的过滤量时，见书本 P105-3-36 可见，时间也不肯定缩短一半；（ 2）为什么过滤开头时，滤液常有些混浊，经过一段时间后滤液才转清？由于刚开头时，滤布上没有滤渣阻隔，部分幼细的粉剂通过了过滤层；又或因操作有差，滤布和滤板仍没有粘合好， 悬浊液没有通过滤布过滤完全， 而一会儿之后， 留在滤布上的滤饼增厚，同样起到了过滤

14、阻隔作用，把微小的粉状物也隔离在过滤器中；（ 3）哪些因素影响过滤速度？和过滤压差、比阻、滤液浓度黏度、滤饼厚度有关，关联式子为书本P105-3-36 ；课本上的题目试验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样说明？如何对待第一点数据？可见我组试验数据中第一点没有偏高或偏低现象，如有偏高，应由于滤布和滤板未吻合好，精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -两者间或有空气阻隔，如偏低就因滤布上的滤渣较少，甚至在一段时间内显现悬浊液，滤液无阻隔地通过，

15、而使之单位过滤量的时间缩短； q 取大一点好仍是取小一点好？同一次试验q 不同，所得出的K、qe 会不会不同？作直线求 K 及 qe 时，直线为什么要通过矩形顶边的中点？ q 应适当的取， 估算试验总用时， 大致取 78 个点，可平均取或取不同的q，得出的 k、qe 影响不大； 而由于我们算出来的t/ q 是该过滤量段的平均时间，其值在表示该滤液量中段更显其精确性， 所以一般取矩形顶边中点，而一般作图时， 可先算出其q 的算术平均值，用之作图；滤浆浓度和过滤压强对K 有何影响？滤浆浓度越大滤浆的黏度也越大，K 值将越小；过滤压强的增大，同时影响比阻和压缩指数，但总体来说K 值也会随之增大；见资

16、料的第题答案；（试验四气- 汽对流传热试验）（1）、本试验中空气和蒸气的流向对传热成效有什么影响.答：无影响； 由于 Q=A tm. 不论冷流体和蒸汽是顺流仍是逆流流淌，由于蒸汽的温度不变，故 tm 不变，而 和A 不受冷流体和蒸汽的影响，故传热成效不变；（ 2）、在汽气对流试验中，采纳同一换热器，在流体流量及进口温度均不发生变化的时候，两种流体流淌方式由逆流改为并流，总传热系数是否发生变化？为什么答：发生变化， 由于在流体流量及进口温度均不发生变化的条件下，逆流时的对数平均温差恒大于并流时的，且逆流总是优于并流，故总传热系数是会发生变化的；（ 3）、在汽气对流试验中，测定的壁面温度是接近空气

17、侧的温度，仍是接近蒸汽侧的温度？为什么？答：接近蒸汽温度，由于蒸汽冷凝传热膜系数a（蒸汽） >> a （空气）；（4）、环隙间饱和蒸汽的压强发生变化对管内空气传热膜系数的测越是否会发生影响.答 ： 不 会 发 生 影 响 ， 当 汽 压 强 增 加 时 ， r和均 增 加 ， 其 它 参 数 不 变 ，所以认为对管内空气传热膜系数的测定无影响书本上的摸索题精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -试验五，填料塔1. 风机为什么要用旁

18、通阀调剂流量？答：由于假如不用旁通阀， 在启动风机后， 风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计； 所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调剂空气流量；2. 依据试验数据分析吸取过程是气膜掌握仍是液膜掌握？答：试验数据说明， 相平稳常数 m很小，液相阻力 m/kx 也很小，导致总阻力 1/k y基本上为气相阻力1/k y 所打算，或说为 1/k y 所掌握，称为气膜掌握；3. 在填料吸取塔塔底为什么必需有液封装置？液封装置是如何设计的？答：塔底的液封主要为了防止塔内气体介质的逸出，稳固塔内操作压力， 保持液面高度；填料吸取塔一波采纳U 形管或液封罐型液封装置；液封装置是采纳液封

19、罐液面高度通过插入管维护设备系统内肯定压力，从而防止精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -空气进入系统内或介质外泄；U形管型液封装置是利用U形管内布满液体， 依靠 U 形管的液封高度阻挡设备系统内物料排放时不带出气体，并维护系统内肯定压力；4. 要提高氨水浓度（不转变进气浓度）有什么方法？又会带来什么问题？答：要提高氨水浓度，可以提高流量L，降低温度 Ta吸 收 液 浓 度 提 高 ， 气 - 液 平 衡 关 系 不 服 从 亨 利 定 律

20、 ， 只 能 用 公 式进行运算；5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响？Y2 如何变化（从推动力和阻力两方面分析其缘由）？答：气体量增大，操作线AB的斜率 LS/GB随之减小，传质推动力亦随之减小，出口气体组成上升，吸取率减小；试验六精馏塔（a）在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？ 答: 馏出物的纯度可能不高，降低塔的分别效率；（b）在板式塔中，气体、液体在塔内流淌中，可能会显现几种操作现象？ 答:4 种: 液泛 , 液沫夹带 , 漏液（c ）如何判定精馏塔内的操作是否正常合理？如何判定塔内的操作是否处于稳固状态？答： 1）看显示的温度是否正常2 ）塔顶温度上升

21、至设定的80 摄氏度后，在一个较小的范畴内波动，即处于稳固状态d是否精馏塔越高，产量越大？答: 不是；由于由R =L/D可以知道，馏出液的产量与回流比有关，而与塔高无关（e）精馏塔加高能否得到无水酒精？精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -答: 不能由于当乙醇的摩尔质量分数达到89 . 4时，将与水在78 . 15 形成恒沸混合物，所以将精馏塔加高也不能得到无水酒精；（f ）结合本试验说明影响精馏操作稳固的因素有哪些？答: 主要因素包括操作

22、压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平稳和稳固、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热忱形等（g） 操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？答: 加大回流比的措施，一是削减馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率.加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加；（ h） 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，要复原正常的最快最有效的方法是什么？答: 降低采出率 , 即削减采出率.降低回流比1 什么是全回流？特点？在精馏操作中， 如塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，就这种操作方法称为全回流；全回流时的回流比R 等于无穷大； 此时塔顶产品为零，通常进料和塔底产

23、品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品；明显全回流操作对实际生产是无意义的；但是全回流便于掌握，因此在精馏塔的开工调试阶段及试验精馏塔中，常采纳全回流操作；(3) 在精馏试验中如何判定塔的操作已达到稳固？当显现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳固；就可以测样液的折射率了；(4) 什么叫灵敏板？受哪些因素影响？一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰（如回流比、进料组成发生波动等），全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也将发生相应的变化；因此， 有可能用测量温度的方法预示塔内组成特别是塔顶馏出液的变化；在肯定总压下，塔顶温度是馏出液组成的直接反映；但在高纯度分别时，在塔顶（或塔底）相当高的

24、一个塔段中温度变化微小，典型的温度分布曲线如下列图；这样，当塔顶温度有了可觉察的变化，馏出液组成的波动早已超出答应的范畴；以乙苯 - 苯乙烯在8KPa下减压 精馏为例，当塔顶馏出液中含乙苯由99.9%降至 90%时，泡点变化仅为0.7 ；可见高纯度分别时一般不能用测量塔顶温度的方法来掌握馏出液的质量；认真分析操作条件变动前后温度分别的变化，即可发觉在精馏段或提馏段的某些塔板上，温度变化量最为显著；或者说， 这些塔板的温度对外界干扰因素的反映最灵敏，故将这些塔板称之为灵敏板； 将感温元件安置在灵敏板上可以较早觉察精馏操作所受到的干扰；而且灵敏板比较靠近进料口，可在塔顶馏出液组成尚未产生变化之前先

25、感受到进料参数的变动并即使实行调剂手段，以稳固馏出液的组成；（5）如何确定精馏塔的操作回流比？在精馏操作中，由精馏塔顶冷凝器返回塔内的液体流量与送出塔外的馏出量之比称为回流比；操作回流比在全回流和最小回流比间挑选，一般取最小回流比的1.1 2.0 倍；增大回流比既加大了精馏段的液气比L/V ，也加大了提留段的气液比V/L ，两者均有利于精馏过程中的传质；最相宜回流比的选取：最小回流比对应于无穷多塔板数，此时的设备费用过大而不经济；增加回流比起初可显著降低塔板数设备费用明显下降补偿能耗增加，再增加回流比所需理论塔 板数下降缓慢， 此时塔板费用的削减将不足以补偿能耗的增长；此外， 回流比的增加也将

26、增 大塔顶冷凝器和再沸器的传热面积，设备费用反随回流比的增加而上升；一般最相宜回流比 的数值范畴是最小回流比的1.2 2.0 倍；一般情形下最小回流比Rmin 为：Rmin xD yW/yWxW（6）冷料对精馏塔操作有什么影响精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -对于固定进料的某个塔来说，进料状态的转变，将会影响产品质量和缺失；例如： 某塔为饱和液进料， 当改为冷进料时，料液入塔后在加料板上与提馏段上升的蒸气相遇，即被加热至饱和温度， 与此同时， 上升蒸汽有一部分被冷凝下来，精馏段塔板数过多，提馏段板数不足，结果会造成釜液中缺失增加；这时在操作上， 应适当调整再沸器蒸汽，使塔的回流量达到原先量；进料分为五种， 冷液体进料、饱和液体进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽进料；进料状态不同，q 值就不同，直接影响塔内精馏