《化工原理》实验思考题题目及答案

实验一、流体流动阻力的测定1、进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。2、如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。3、在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。4、U行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验。5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？答：为对数可以把乘、除因变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。6、你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法，它们各有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单，使用方便、经济。差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。实验二、离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气？本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。2、启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护泵进口处底阀的作用。3、离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关？答：离心泵的特性曲线与管路无关。当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关。4、离心泵流量增大时，压力表与真空表的数值如何变化？为什么？答：流量越大，入口处真空表的读数越大，而出口处压强表的读数越小。流量越大，需要推动力即水池面上的大气压强与泵入口处真空度之间的压强差就越大。大气压不变，入口处强压就应该越小，而真空度越大，离心泵的轴功率N是一定的N=电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率，而轴功率N又为：N?Ne???QH?102??，当N=恒量，Q与H之间关系为：Q↑H↓而H?p5、?g而H↓P↓所以流量增大，出口处压强表的读数变小。离心泵的流量可由泵的出口阀调节，为什么？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，可以调节其流量。6、什么情况下会出现“汽蚀”现象？答：当泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“汽蚀”现象，7、离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理？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，由于进口管，安装阀门，无疑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。实验三、流量计的标定1、Co与哪些因素有关？答：孔流系数由孔板的形状、测压口位置、孔径与管径之比d0/d1和雷洛系数Re所决定。2、如何检查系统的排气是否完全？答：直到排气阀指导系统中无气泡为止。3、离心泵启动时应注意什么？答：（1）泵入口阀全开，出口阀全关，启动电机，全面检查机泵的运转况。（2）当泵出口压力高于操作压力时，逐步打开出口阀，控制泵的流量、压力。（3）检查电机电流是否在额定值以内，如泵在额定流量运转而电机超负荷时应停泵检查。实验四、伯努利方程验证实验1、操作时特别要注重排除管内的空气泡，否则会干扰实验现象，为什么？如何排除？答：管内含有气泡会使高度差减小，影响伯努利方程的验证。若空气泡在测压管中出现，可用手轻拍几下测压管赶走气泡。若空气泡在流体流动的导管中出现，则将出口阀慢慢关小是流速减小，在迅速将出口阀调大，赶走气泡。2、试对实验中的阻力损失作出说明（是由哪些原因产生的，是直管阻力还是局部阻力）。答：由于本实验中的水，为不可压缩的实际流体，存在着摩擦导致的沿程阻力损失以及突然扩大、缩小和拐弯导致的局部阻力损失。实验五、流体流动形态测定实验流体的流动类型与雷诺数的值有什么关系？答：根据实验，流体在圆形直管内流动，Re≤2000（有的资料达到2300）时属于层流；Re＞4000时则一般为湍流。Re在2000~4000之间时，流动处于一种过渡可能是层流，可能是湍流，或是二者交替出现，主要由外界条件所左右。实验六过滤实验1、过滤刚开始时，为什么滤液经常是浑浊的？答：因为刚开始的时候滤布没有固体附着，所以空隙较大，浑浊液会通过滤布，从而滤液是浑浊的。当一段时间后，待过滤液体中的固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布，此时的液体就会变得清澈。2、在恒定过滤中，初始阶段为什么不采取恒定操作？答：因为刚开始时要生成滤饼，等滤饼有一定厚度之后才能开始等压过滤。3、如果滤液的粘度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？答：（1）使用助滤剂，改善滤饼特性；（2）加热滤浆，降低滤液粘度；（3）使用絮凝剂，改变颗粒聚集状态；（4）限制滤饼厚度，降低过滤阻力4、当操作压强增大一倍时，其K值是否也增大一倍，是得到同样的过滤量时，其过滤时间是否缩短一半？答：不是的，dv/dθ=A2ΔP/μrv(v+ve),dv/dθ是代表过滤速率，它随着过滤的进行，它是一个逐渐减少的过程，虽然ΔP增大一倍，表面上是时间减少一倍，单过滤速率减少，所以过滤得到相同的滤液，所需的时间不是原来的一半，比一半要多。实验七、蒸汽—空气总传热系数K的测定1、在测定传热系数K时，按现试验流程，用管内冷凝液测定传热速率与用管外冷却水测定传热速率哪种方法更准确？为什么？如果改变流程，是蒸汽走环隙，冷却水走管内，用哪种方法更准确？答：2、汽包上装有不凝气排放口和冷凝液排放口，注意两口的安装位置特点并分析其作用？答：冷凝器上须备有不凝气体的排放口，操作时定期排放，以保持良好的传热效果实验八气-汽对流传热综合实验1、蒸汽和空气进入通道，在测K和α时为什么不同呢？答：因为在测给热系数K时仅考虑间壁一侧的传热，而传热系数α则考虑了从热流体到冷流体的整个传热过程。2、在现有α的基础上如何改进就能测定总传热系数K？并说明所需测定的参数及仪表。答：实验九、珍珠岩粉导热系数λ的测定1、答：2、通过实验归纳强化传热的途径有哪些？比较三根传热管的传热速率，说明原因。答：1、降低滞留内层的厚度；2、增大湍动程度，即采用插入螺旋线圈的方法来强化传热。实验十、全回流精馏总板效率的测定1、什么是全回流，全回流时的操作特征是什么？如何测定全回流是的总板效率？答：在精馏操作中，若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，则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，通常进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。2、如何判断塔的操作已达到稳定？影响精馏操作稳定的因素有哪些？答：当出现回流现象的时候，就表示塔的操作已稳定。主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等。3、影响板式效率的因素有哪些？答：物质的物理性质的影响，流体力学状态和塔板结构的影响。4、进料量对塔板层有无影响？为什么？答：无影响。因从图解法求理论板数可知，影响塔板层数的主要参数是xF，xD，xw，R和q。而进量的改变对上述参数都无影响，所以对塔板数无影响。5、回流温度对塔的操作有何影响？答：馏出物的纯度可能不高，降低塔的分离效率。6、板式塔有哪些不正常操作状况，针对本实验装置，如何处理液泛或塔板漏液?答：夹带液泛，溢流液泛，漏液。实验十一、部分回流精馏塔塔板数的确定1、是否精馏塔越高，产量越大？答：否2、将精馏塔加高能否得到无水酒精？答：不能3、影响精馏塔操作稳定的因素有哪些？结合本实验说明。答：主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能，设备散热情况等。4、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，一是减少馏出液量，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。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，要恢复正常的最快最有效的办法是什么？答：降低采出率,即减少采出率.降低回流比。实验十二、填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定1、分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G不变时，增加吸收剂流率，吸收速率NA增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成y2减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力?ym的增大引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增加液体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸?kya收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力Kya?将随之减小，结果使吸收效果变好，y2降低，而平均推动力?ym或许会减小。对?kya于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力Kya?不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好2、从进出口温度实验数据分析水吸收丙酮属于哪种吸收？水用量增大后溶液出口温度如何变化？为什么？答：3、填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置，液封装置是如何让设计的？答：塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出，稳定塔内操作压力，保持液面高度。填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力，从而防止空气进入系统内或介质外泄。U形管型液封装置是利用U形管内充满液体，依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体，并维持系统内一定压力。流体流动阻力实验一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是：A、只有这样才能保证有充足的供水量。B、只有这样才能保证位压头的恒定。C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为：A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数?雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上？A、一定能。B、一定不能。C、只要温度相同就能。D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体？A、无论什么流体都能直接应用。B、除水外什么流体都不能适用。C、适用于牛顿型流体。五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。A、相同。B、只有放置角度相同，才相同。C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。D、放置角度不同，能量损失就不同。六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是：A、两测压点之间静压头的差。B、两测压点之间位压头的差。C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。D、两测压点之间总压头的差。E、两测压点之间速度头的差。七、什么是光滑管？A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管子）。八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是：A、水流过突然扩大处后静压头增大了。B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。C、水流过突然扩大处后总压头增大了。D、水流过突然扩大处后速度头增大了。E、水流过突然扩大处后位压头增大了离心泵实验一、在本实验中，若离心泵启动后抽不上水来，可能的原因是：A、开泵时，出口阀未关闭。B、发生了气缚现象。C、没有灌好初给水。D、泵的吸入管线密封不好，有漏气之处。二、离心泵启动时应该关闭出口阀，其原因是：A、若不关闭出口阀，则开泵后抽不上水来。B、若不关闭出口阀，则会发生气缚。C、若不关闭出口阀，则会使电机启动电流过大。D、若不关闭出口阀，则会发生气蚀。三、关闭离心泵时应该关闭出口阀，其原因是：A、若不关闭出口阀，则因底阀不严物料会倒流。B、若不关闭出口阀，则会发生气蚀作用。C、若不关闭出口阀，则会使泵倒转而可能打坏叶轮。D、若不关闭出口阀，则会使电机倒转而损坏电机。四、逐渐打开泵出口阀时，离心泵出口压力表的读数按什么规律变化？A、升高。B、降低。C、先升高后降低。D、先降低后升高。五、逐渐关小泵出口阀时，离心泵入口真空表的读数按什么规律变化？A、增大。B、减小。C、先增大后减小。D、先减小后增大。六、本实验中的标准流量是靠什么仪器测定的？A、孔板流量计和U型压差计。B、水箱的水位计和秒表。C、用以上两套仪器共同测定。D、涡轮流量计。七、离心泵的流量增大时，电机的功率怎样变化？A、增大。B、减小。C、先增大后减小。D、先减小后增大。E、功率不变。八、涡轮流量计的流量系数，当雷诺数增大时怎样变化？A、总在增大。B、总在减小。C、先增大后减小。D、先减小后增大。E、基本保持不变。CCCBABAD传热实验一、在空气～水蒸气换热体系，管壁温度Tw应接近蒸汽温度，还是空气温度？可能的原因是：A、接近空气温度，这是因为空气处于流动状态，即强制湍流状态，α（空气）增加。B、接近蒸汽温度，这是因为蒸汽冷凝传热膜系数α（蒸）>>α（空）。C、不偏向任何一边，因为蒸汽冷凝α和空气温度α均对壁温有影响。二、以空气为被加热介质的传热实验中，当空气流量Vα增大时，壁温如何变化？A、空气流量Vα增大时，壁温Tw升高。B、空气流量Vα增大时，壁温Tw下降。C、空气流量Vα增大时，壁温Tw不变。三、下列诸温度中，哪个做为确定物性参数的定性温度？A、介质的入口温度。B、介质的出口温度。C、蒸汽温度。D、介质入口和出口温度的平均值。E、壁温。四、管内介质的流速对传热膜