化工原理实验常见问题应知应会

1、学习好资料 欢迎下载 管路设计与安装试验应知应会 1管线连接次序是怎样的？ 管线连接次序为突然缩小突然扩大次序； 2安装管线时不加垫片行不行？上螺丝时留意事项？ 安装管线时两端法兰必需加垫片,否就开泵后漏水；上螺丝时留意对角逐步拧紧,尽量保 证四个螺栓受力均匀,否就易紧偏导致漏水； 3水泵如何启动？ 在关闭流量计下调剂阀门的情形下启动泵,因 a. 削减离心泵启动电流,爱惜电机； b. 防 止流量计浮子突然冲到上端,导致流量计损坏或无法正常读数； 4三通阀门的开关位置？ 水平位置为开,倾斜 45 度角方位为全关； 5U 管压差计指示剂两液面不平的缘由及如何调 剂？ U 管压差计两侧液柱中有空气或

2、左右两侧压力不等,排除连接管中气泡,开三通阀平稳压 力,直至两液面相平； 6管路局部阻力的表示方法 问题：管路局部阻力的表示方法有哪两种？分别是什麽？ 局 部 阻 力 系 数 法 和 当 量 长 度 法 , 公 式 分 别 是 ： 或 , 7柏努利方程在该试验中的应用 问题：突然缩小和突然扩大管路两 U 形管指示剂液面哪个高？为什 麽？ 突然缩小管路,粗管上 U 形管指示剂液面比细管上 U 形管指示剂液面低,因依据柏努利 方程可知,阻力缺失和静压能转化成动能两因素导致粗管上 U 形管指示剂液面比细管 U 形 上 管 指示剂液面低； 突然扩大管路,粗管上 U 形管指示剂液面与细管上 U 形管指示

3、剂液面高低无法判定,因 依据柏努利方程,阻力缺失导致压力降低,而动能转化成静压能导致压力上升,两者相对大小 取决于阻力缺失大小及突然扩大程度； 8静力学基本原理的应用 问题： U 形管中等压面在哪里？为什麽？ U 形管中等压面在指示剂的低液面水平面处,因符合静止,连续,均一,水平原 就； 问题：试验中,没开泵前, U 管压差计指示剂液面是否应相平？如引压管中有空气,对试 验 第 1 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 有无影响？为什麽？ 没开泵前, U 管压差计指示剂液面在两液面上方压强相等的情形下应相平；如引压管中有 空 气,对试验有影响；因不符合流体均一的原就,就静力学基本方程不适用,得

4、出的试验结果有 偏差,必需排净引压管中空气； 9流量测量外表及测量原理相关学问 问题：孔板流量计的测量原理是什麽？它属于哪种类型流量计？在本试验中是否仍有其它流 量计？它属于哪种类型流量计？ 孔板流量计的测量原理是通过测取突然缩小两端的压强差, 依据柏努利方程得出压强差与流 速的关系而得到流速的； 它属于变压头定截面流量计；在本试验中仍有转子流量计, 它属于定 截面变压头流量计； 10设计学问 U 形 问题：为什麽水平管线末端要有一向上 弯？ 形成液封, 保证水即使在流速低的时候仍能满管流淌, 防止半管流淌造成压差不稳或波动过 大； 离心泵操作应知应会 1：阀门如何开关操作？ 有标志时, o-

5、open; s-close; 没有标志时,顺时针为关,逆时针为开； 2：如何辨认阀门？ 闸阀,截止阀,和球阀；连接阀门的管道外面有一个低进高出的管形为截止阀； 3：灌泵之后,充水阀门应为什么状态； 自来水本身具有确定的压力, 假如灌泵的阀门不关, 由于有外力的作用会影响离心泵的特性曲 线；所以操作时冲水阀门应为关的状态； 4：离心泵应怎样启动和关闭？ 启动灌泵,关闭冲水阀和出口阀,启动电机；关闭关闭出口阀,关闭电源 5：试验过程中数据点应如何支配？ 由于是测量直管阻力的摩擦因子随雷诺数的变化曲线以及离心泵的特性曲线, 所以数据点越多 越好,上行和下行的数据点应当是不同的点, 并且在流量的量程范

6、畴内, 数据点最好均匀分布； 对摩擦因子随雷诺数的变化曲线测定试验来说, 小流量的数据点应当多取, 缘由是流量较大时, 阻力平方区中摩擦系数只是管道粗糙度的函数； 离心泵的特性曲线测定试验中, 大流量的数据点应当多取, 缘由是离心泵的效率曲线中有一个 最高效率点,假如数据点过少,有可能不能显现此设计点； 6：试验过程中如何合理读数？ 第 2 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 试验过程中,操作参数转变时,各表盘读数不能过快,待各读数稳固后取中间值； 7：完整的泵特性曲线图应包括哪几部分？ 扬程曲线,功率曲线,效率曲线,泵的型号和转速； 8：局部阻力系数如何运算？ 局部阻力包括闸阀和截止阀两个

7、部分,应分别利用理论公式进行运算各自的平均值； H pu2, 11 31 2 3 f 2 g g套管式换热器试验应知应会 1对锅炉进行加热时应留意什么事项？ 答：第一启动外表,观看设定的压力数值,该试验的设定值为 ；其次,确保蒸汽调剂 阀与冷凝水回流阀保持开通的状态；最终开启加热电源,进行加热； 2送气之前应当留意什么事项 .答：由于蒸汽中的不凝性气体能够很大程度上降低传热系数, 排放口排净套管中的空气,然后关闭放气阀； 3开微音气泵前应留意什么问题？ 所以应当在送气之前打开不凝气 答：微音气泵属于正位移泵,开启前应当打开旁路调剂阀,这是为了防止出口阀关闭时,泵内 压头急剧上升,导致机件损坏,

8、电机超负荷； 4试验过程中观看到的入口温度怎样变化？为什么？ 答：理想情形下,入口温度为室温空气的温度,应当保持不变；但试验中观测到的入口温度会 随着试验的进行而温度上升,这是由于气泵发热导致送气温度上升的缘故； 5假定入口温度不变,随着空气流量增加,出口温度如何变化？ 答：出口温度变小； 6转子流量计应当如何读数？ 答：转子流量计有不同的形状,应当读转子横截面积最大处的读数；同时由于受流体流速波动 的影响,转子会上向波动,应读平局值；读数时仍应当著名试验时温度,被测流体介质以及单 位； 7随着流速变化,转子流量计如何移动？ 答：依据转子流量计的原理,流速增大时,转子流量计向上移动,反之,向下

9、移动； 8用转子流量计测量的空气流量数据是否应当校正？为什么？ 答：转子流量计在出厂时是依据 20, 101kPa 下的空气进行标定的,试验条件与该条件不一 第 3 页,共 11 页致时应当进行校正,校正公式为 学习好资料 f 2欢迎下载 Vs1 1；由于化工原理为工程性试验,而试验条 Vs 2 2f 1件与出厂标定条件相差不大,所以可以不进行校正； 9试验时,套管换热器上的压力表读数与蒸汽的温度有什么关系？ 答：试验时套管换热器上的压力表读数测得的是水蒸汽的表压, 饱和水蒸气的温度与水蒸汽的 确定压强可以查表求得, 确定压强与表压强的关系为：确定压强 =大气压强 +表压强, 而大气压 强可以

10、认为近似等于 ； 10用试验测得的总传热系数近似代表对流传热系数值是否可行？为什么？ 答：可行；由于蒸汽冷凝的对流传热系数较大,管壁的导热热阻较小,主要的传热热阻集中在 空气对流传热一侧,所以总传热系数近似等于空气侧的对流传热系数； 螺旋板式换热器总传热系数的测定 应知应会 1. 螺旋板式换热器有何特点？ 螺旋板式换热器是由两块薄金属板焊接在一块分隔挡板上并卷成螺旋形成的, 两块薄金属 板在器内形成两条螺旋形通道,在顶,底部上分别焊有盖板或封头；进行换热时,冷,热流体 分别进入两条通道,在器内作严格的逆流流淌； 螺旋板换热器的优点为：传热系数高,不易堵塞,可精密把握温度,结构紧凑；缺点是： 操

11、作压强和温度不宜太高,不易检修；适于两种液体换热； 2. 气泵的流量调剂有哪些调剂方法？有哪些留意事项？ 本试验所用气泵为正位移泵,不能完全依靠出口阀门调剂流量,一般只能用旁路调剂, 在 本试验中,在气泵的电路上安装了调速装置,在空气缓冲罐上安装了排空阀,这样就可以将三 种方式结合共同调剂空气的流量； 需要留意的问题是, 无论如何不能将气泵的出口管路完全关 闭,以免泵过热烧毁； 3. 进行流体进出口温度测定时,需要留意哪些问题？ 试验开头时,先打开外表电源和热水恒温槽控温电源,等到热水温度指示为 59 60 C 时, 打开水泵电源,调剂水流量至 150L/h ,运行一段时间,使管路系统达到热稳

12、态,然后, 打开气泵电源开关,调剂外表柜上的旋钮,空气阀和空气稳压罐上的排空阀,将空气流量调至 3 10m/h ,稳固一段时间,至温度读数基本不变,记录水与空气的进,出口温度； 4. 运算换热器热负荷时,应选用哪个流体作为衡算对象,为什么？ 第 4 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 应选用空气作为热负荷运算对象,由于水为热流体,其温度较高, 水流放出的热量并没有 全部被空气吸取,其中一部分热量缺失到环境中,成为换热器的热缺失 QL；从本试验测定的 Q1和 Q2值比较可以看出, Q1比 Q2值大得多, 说明热缺失较大, 而且,其随水流量的增大而增大； 5. 运算空气的换热速率时,如何运算空气

13、的质量流量,空气的比热,密度怎样确定？ 通过螺旋板换热器间壁的传热速率,即冷空气通过换热器被加热的速率,用下式求得： 式中 V mQ ma C p t2 t1 -1 a空气的质量流量, kg s ； ma Va a/ 3600 Cp空气在进,出口平均温度下的比热, J/kg Ca空气的体积流量, m h -1 3a进口温度 t 1 条件下空气的密度, kg/m 6. 分别固定水或空气的流量,转变另一种流体的流量,测定二者的进,出口温度,这种试验 方法是否合理？ 合理,这样做,可以得到总传热系数 K 分别于水侧 或空气侧 的关系,验证教科书中讲 述的理论,即 K 值接近于数值小 的 ,总传热速率

14、受热阻最大的传热步骤把握； 7. 试验过程中,水与空气的进口温度为何会转变,对总传热系数的测定有何影响？ 由于水在输送管路中会散失一部分热量,散热速率受管外空气的自然对流传热系数把握, 其量随水流速的增大基本不变, 于是,单位质量水的散热量随流量的增加相对减小,水的入口 温度随流量的增大而略增； 空气在通过气泵时,会吸取气泵产生的一部分热量,而导致其温度 上升,因气泵的发热量与压缩比有关,随空气流量的增大压缩比增大,发热量增加,空气的温 度上升较大； 通常,空气和水的对流传热系数都随温度的上升而增大,所以, K 值也必随温度的上升而 增大；随温度的增大,水的 变化较大,空气的 变化较小；因 K

15、 值主要受空气的 的把握,所 以空气和水进口温度的转变不会对 K 值产生明显的影 响； 精馏试验应知应会 1怎样判定全塔操作已达稳固？ 塔顶,塔底温度不再变化时,可以确定全塔基本稳固； 2精馏塔一般的操作中,如塔顶产品不达要求,应怎样调整操作？ 增加塔釜加热量,增大回流比,或加入浓度较高的料液来达到预期的浓度； 第 5 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 3本装置可否在部分回流时,测取单板效率？ 可以；但单板效率较低； 4压力对蒸馏过程的汽液平稳关系有何影响,如何确定精馏塔的操作压力？ 通常压力增加对二元物系的 T-X（ Y）图中二元物系的交汇区域减小,反之,就增大；具体说, 本试验接受的设

16、备是在常压条件做的；通常在常压下,沸点在室温至 150左右的溶液,接受 常压操作；在常压下沸点是室温的混合物,接受加压蒸馏；而对于常压沸点较高或在较高温度 下易发生分解,聚合等变质现象的混合物（热敏性物系）,接受减压操作； 5在分别任务确定时,进料热状况对所需的理论板层数有何影响 .进料热状况参数对理论板数目的影响可以从 X-Y 图中得出,当进料从冷液体到过热蒸汽状态, 就精馏线,提馏线和进料线三线的交点距离对角线越来越远, 就所需要的理论塔板数目将增大； 6全回流操作的特点是什么,有何实际意义？ 全回流操作的特点是得不到精馏产品, 对正常生产无实际意义, 但是在精馏的开工阶段或试验 争论中,

17、多接受全回流操作便于过程的稳固或把握； 7在精馏过程中,影响塔板效率的因素是什么 .影响塔板效率的因素主要有 物系性质,塔板结构及操作条件 三个方面；物系性质主要有黏度, 密度,表面张力,扩散系数及相对挥发度；塔板结构主要包括塔板类型,塔径,板间距,堰高 及开孔率等；操作条件是指温度,压强,气体上升速度及气液流量比等； 8精馏操作回流比通常为 ,试分析依据哪些因素确定倍数的大小 . 精馏操作 回流比通常为 ,工程设计中有无一个体会的统计数据？ 答 ：通常对于不同的进料热状况,应选取不同的操作回流比；冷液进料,就操作回流比取较大 的数值,而对于气液混合物进料就可以较小的数值；适宜的回流比应通过经

18、济衡算准备；有人 对一些精馏过程进行过统计,在工程设计中以 9单板效率的数值有无可能超过 100？ 1.6 的倍数应用最多； 答 ：单板效率的数值有可能超过 100%；在精馏操作中,液体沿精馏塔板面流淌时,易挥发组 分含量逐步降低,对 n 板而言,其上液相组成由 的高含量降为 的低含量,特殊当塔板 直径较大,液体流径较长时,液体在板上的浓度差异更加明显,这就使得穿过板上液层而上升 的汽相有机会与高于 的液体相接触, 从而得到较大程度的增浓； 为离开第 n 板上各处液 面的汽相平均含量, 而 是与离开第 n 板的最终液相含量 成平稳的汽相含量, 有可能 大于 ,致使 大于 ,此时,单板效率 就超

19、过 100%； 10单板效率与全塔效率有何关系？ 第 6 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 答 ：单板效率反映每层塔板的传质成效, 它是基于塔板理论增浓程度的概念, 而全塔效率反映 全塔的传质成效,它是基于所需理论板数的概念；单板效率越高,全塔效率亦越高,但即使塔 内各层塔板的单板效率相等,全塔效率在数值上也不等于单板效率； 填料塔流体力学特性与吸取系数的测定应知应会 1. 测定填料塔的流体力学特性有何意义？ 填料塔压降和泛点与气, 液相流量的关系是其主要的流体力学特性； 吸取塔的压降与动力 消耗亲热相关,而依据泛点就可确定吸取塔的适宜气,液相流量； 2. 什么是干填料压降曲线？ 气体通过

20、填料塔时,由于存在形体及表皮阻力而产生压力降；无液体喷淋时, 气体的压力 降仅与气体的流速有关, 在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为始终线, 称为干填料压 降曲线； 3. 什么是湿填料压降曲线？有何特点？ 当塔内有液体喷淋时,气体通过填料塔的压力降, 不仅与气体流速有关, 而且与液体的喷 淋密度有关；在确定的喷淋密度下,随着气速增大,依次显现载点和泛点,相应地 P/Z U 曲 线的斜率也依次增大,成为湿填料压降曲线； 由于液体减小了间隙率,所以后者的确定值和斜率都要比前者大；图 1 为试验测定的干, 湿填料的压降曲线 100 L=80L/h a P k /Z P lta e D 10 L

21、=60L/h L=0L/h 1U m/s 图 1. 试验测定的干,湿填料的压降曲线 第 7 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 L=0 的线应当是 直线 4. 泛点现象有何特点？ 填料层显现脉冲震荡时,说明液体下降困难,气体通道发生堵塞,此时气速即泛点气速； 5. 通常填料塔正常操作的空塔气速应把握在多少？ 应把握在载点气速以上,泛点气速的 倍以下； 6. 本试验所用填料吸取塔的有何特点 本试验所用填料吸取塔的主要技术数据为 1# ,2# 塔 填料层高度：陶瓷拉西环填料为 米 塔内径 50mm 3#, 4#塔 塔内径 100 mm 填料层高度塑料鲍尔环 700mm 27. 测定填料塔的体积吸

22、取系数有何意义？ 吸取系数是吸取设备的主要性能参数,它反映了吸取设备单位体积有效空间的处理才能； 8. 影响体积吸取系数的因素有哪些？ 影响吸取系数的因素包括气体流速,液体喷淋密度,温度,填料的自由体积,比表面积以 及气液两相的物化性质等； 8. 说明测定填料塔体积吸取系数的原理？ 吸取过程的传质速率方程为： N A K Y a VYm 填吸取过程的物料衡算式为： N A V Y1 Y2 式中： N A 氨的吸取量, kmol/s V 空气流量, kmol/s Y1 塔底气相浓度, kmolNH3/kmolairkmol/m 3s Y2 塔顶气相浓度, kmolNH3/kmolairK Y a

23、 以气相摩尔比差为推动力的体积吸取系数, 对于低浓度吸取,气液两相的平稳关系可认为符合亨利定律 第 8 页,共 11 页X1 学习好资料 mX 欢迎下载 Y * P P12P2 X 2 mE P V Y1 Y2 * Y1 mX 1 LX 2 0* Y2 mX 2 平均传质推动力为 Y m* Y Y 1* Y Y 2ln Y * Y 1Y * Y 2体积吸取系数为 K Y a V Y1 Y2 Z Ym 9. 本试验所用吸取体系有何特点？ 本吸取试验以水为吸取剂,吸取空气氨气体系中的氨；由于氨气为易溶气体, 所以此吸 收操作属气膜把握；吸取系数随着气速的增大而增大,但气速增大至某一数值时,会显现液

24、泛 现象,此时塔的正常操作将被破坏； 本试验所用的混合气中,氨气浓度很低, 吸取所得的溶液浓度也不高； 气液两相的平稳关 系可认为符合亨利定律； 10. 如何测定入口混合气体的氨浓度？ 在本试验中,空气和氨气的流量分别由转子流量计显示,二者混合后再进入吸取塔, 所以 其中氨气的摩尔比可用下式运算得到： Y1 VNH 30Vair 011. 如何测定出口混合气体的氨浓度？操作过程中应留意哪些问题？ 出口气体中氨气的浓度利用酸碱滴定的方法测定,其摩尔比可用下式运算 Y2 V N HCl T1 为空气的温度； V air T0 / T1 V 为盐酸的体积（ L）,N 为浓度（ mol/L）, Vai

25、r为湿式气体流量计的读 数, 第 9 页,共 11 页学习好资料 欢迎下载 11. 如何判定甲基橙的颜色由橙色变为黄色？ 操作时,应先用移液管量取确定量的已知浓度的盐酸溶液（ ,）, 放入吸取盒,加入几滴（ 2-3 ）甲基橙作指示剂,再加蒸馏水至确定位置,连接好管路,记录 湿式流量计的起始读数； 待系统稳固后,慢慢打开吸取盒阀门,留意通过吸取盒的气速不易过快；待甲基橙的颜色 由橙色变为黄色时,记录湿式流量计的终点读数； 13. 如何判定甲基橙的颜色由橙色变为黄色？ 这是本试验最难以把握的技术,要点是配溶液时, 甲基橙的浓度确定要合适, 颜色浓淡适 中；观看现象时,可将该种溶液放在旁边作为比照；

26、特殊要留意的是进入吸取盒的气速不能太 高,也不能太低,以保持气泡与液体的充分混合；可以先练习几次,查找颜色突变的瞬时； 14. 启动气泵,调剂空气流量时应留意哪些问题？ 本试验所用气泵为正位移泵,不能完全靠出口阀门调剂流量,需要用旁路帮忙调剂； 假如 气泵的出口管路完全关闭,泵会快速升温,直至烧坏；所以,调剂流量时,应保持排空阀始终 开启,先用出口阀门调剂,至该阀门开到最大,仍然达不到设定流量时,再关小排空阀,以进 一步提高流量；减小流量时,应先开大排空阀,至开到最大,再逐步关小出口阀门； 15. 氨气流量计的读数是否需要校正？为什么？ 氨气流量计的读数需要校正,氨气的实际流量 =氨气流量计读数 *4/3 ；这是由于测定氨气 流量的转子流量计是用 20 C 空气标定的,二者的密度不同,所