化工原理实验课后思考题 (一)

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5流体流动阻力的测定实验

⑴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：平衡阀是用来改变流经阀门的流动阻力以到达调节流量的目的，

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。平衡阀在投运时是翻开的，正

常运行时是关闭的。

(2)为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？

答：因为对数可以把乘、除变成加、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。

(3)涡轮流量计的测量原理时是什么，在安装时应注意哪些问题？

答：涡轮流量计通过流动带动涡轮转动，涡轮的转动通过电磁感应转

换成电信号，涡轮转速和流量有正比关系，通过测量感应电流大小即

可得到流量大小。涡轮流量计在安装时必须保证先后有足够的直管稳

定段和水平度。

(4)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

机前假设真空表和压力表的读数均为零，说明系统内的空气已排干

净；

(5)结合本实验，思量一下量纲分析方法在处理工程问题时的优点

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和局限性

答：优点：通过将变量组合成无量纲群，从而减少实验自变量的个数，

大幅地减少实验次数，防止大量实验工作量。具有由小及大由此及彼

的成效。局限性：并不能普遍合用。

6离心泵特性曲线的测定实验

（1）离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，离

心泵还是不能正常启动，你认为是什么原因？

答：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除

开阀门时，扬程极小，机电功率极大，可能会烧坏机电

（2）为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？

答：防止机电过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率No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，此外也起到保护泵进口处底阀的

作用。

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？还有

其他方法调节流量？

答：优点：操作简单，但是难以到达对流量的精细控制。确定损失能

量，通过改变泵的转速，泵的串并联

（4）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，在进口管路上安装阀门会增大进口管路上的阻力，易引

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起汽蚀

(5)为什么要在离心泵进口管的末端安装底阀？

答：离心水泵没有抽真空的功能，水面必须超过叶轮才干工作,所以使

前必须向水泵内灌水，安装的底阀是为了防刚灌的水跑掉.底阀是一个

单向阀，只能进不能出.

7过滤常数的测定实验

(1)过滤实验过滤刚开始时，为什么滤液时常是浑浊的？

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C

(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干开始等压

过滤。

(3)如果滤液的粘度比拟大，可以采用什么措施来增大过滤速率？

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，改变颗粒会萃状态；(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/d9=A2△P/urv(v+ve),dv/d。是代表过滤速率，

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它随着过滤的进行，它是•个逐渐减少的过程，虽然增大•倍，

外表上是时间减少一倍，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。

(5)如假设提高过滤速率，可以采取哪些工程措施

答:过滤速率方程

(6)在本实验中数学模型方法的作用表达在哪些方面

8对流给热系数的测定实验

(1)实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？

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)在蒸汽冷凝时，假设存在不凝性气体，你认为会发生什么？

答：不凝性气体味减少制冷剂的循环量，使制冷量降低°并且不凝件

气体味滞留在冷凝器的上部管路内，导致实际冷凝面积减小，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

高导致排气压力升高，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)实验中，所测得的壁温是挨近蒸气侧还是冷流体侧温度？为什

么？

答：挨近蒸气温度；因为蒸气冷凝传热膜系数远大于空气膜系数。

(4)在实验中你是怎样判断系统到达稳定状态的？

9吸收塔的操作和吸收传质系数的测定实验

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(1)吸收操作与调节的三耍素是什么?它们对吸收过程的影响如何？

答：吸收剂的进口浓度，温度和流量为吸收操作和调节的三要素。当

气体流量和浓度不变时，增大吸收剂的流量，吸收速率增大，溶质吸

收量增加，气体出口组成y2减小，回收率增大。吸收剂浓度减小，

传质推动力增大，吸收剂温度降低，平衡线下移，传质推动力增大。

(2)从实验结果分析Kya的变化，确定本吸收过程的控制环节？

(3)液封装置的作用是什么?如何设计？

答：防止实验过程中吸收剂从吸收塔底流出，液封的目的是保证塔内

的操作压强影响实验结果。(1)U形管作液封时，为防止管顶部积累

气体，影响液体排放，应在最高点处设置放空阀或者设置与系统相连

接的平衡管道。(2)为使在停车时能放净管内液体，普通在U形管

最低点应设置放净阀°当需要观察管内液体流动情况,在出料管一

侧可设置视镜。⑶由于液体被夹带或者泄漏等原因造成液封液损失

时，在工程设计中应采取措施保持液封高度

10精馈塔的操作和全塔效率的测定实验

1)在精储塔操作过程中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数？塔

釜压力与哪些因素有关？

答：精僧是利用液体混合物中各组分的挥发度不同使之别离的单元操

作，通过层层塔板液气交换而到达精储或者别离的目的。各物质在不

同压力下其蒸汽分压是不同的，故其操作压力是很重要的参数。塔

釜压力与精微各物质的物理性质，与操作温度和要求的精微纯度、进

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料组成、进料流量、回流量、进板位置等因素都有关。

(2)板式塔中气液两相的流动特点是什么？

答：操作时液体在重力作用下，自上而下挨次流过各层塔板，至塔底排

出；气体在压力差的推动下，自下而上挨次穿过各层塔板，至塔顶排

出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中

去，进行相际接触传质。

(3)操作过程中，欲增大回流比，采用什么方法？

答：可以增加再沸器的温度，增大蒸汽量；也可以减少塔顶储分采出

量。

(4)在实验中，当进料量从4L/h增加至6L/h时，塔顶回流量减小，

出料量也减小了，试分析解释这一现象。

答:液相进料时，假设进料量从4L/h增加至6L/h,引起提储段的回

流也很快增加，从而引起提储段温度降低，全塔温度下降，顶部储出

物中的轻组分纯度提高。从而导致塔顶使得回流量和采出量都减少。

(5)假设由于塔顶采出率D/F过大而导致产品不合格，在实验过程

中会浮现什么现象？采取怎样的调节措施才干使操作尽快发挥正

常？答：在实验过程中，塔内轻组分将大量从塔顶储出，塔内各板

上的轻组分的浓度将逐渐降低，重组分那末逐渐积累，浓度不断增大，

最终导致塔顶产品浓度不断降低，产品质量不合格。保持塔釜加热负

荷不变，增大进料量和塔釜出料量，减小塔顶采出量，以迅速弥补塔

内的轻组分量，使之尽快到达正常的浓度分布。待塔顶温度迅速下降

至正常值时，再将进料量和塔顶，塔底出料量调节至正常操作数值。

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（6）如何根据灵敏板温度TS和塔釜境力pB的变化正确地进行精播

操作？

答：灵敏板温度升高说明重组分上移，温度下降说明轻组分下移，特

别是温度下降时，应提前加大塔顶采出或者减少进料量，必要时增加

乙醇的采出，防止轻组分下移到塔釜，而造成塔底排出的残液超标。

塔釜压力是精微塔一个重要的操作控制参数。当塔内发生严重雾沫

夹带时。塔釜压力将会增大。而当塔釜压力急剧上升时，说明塔内

已经发生液泛。而如果塔釜压力过小，说明塔内发生严重漏液。发

生这些情况都应该根据操作要求来做出相应的调节。

（7）在连续精储实验中，塔釜出料管没有安装流量计，如何判断和

保持全塔物料平衡？

答：判断全塔物料是否平衡可从安装在塔釜边的压力表判断出，如果

进得多，采得少，那末塔压力差上升；反之塔压差下降。对于一个

固定的精储塔来说，塔压差应该在一定范围内。塔压差过大，说明塔

内上升的蒸汽速度过快，雾沫夹带严重，甚至发生液泛，破坏塔的正

常操作；塔压差过小，说明塔内上升蒸汽的速度过小，塔板上的气液

湍动的程度过低、传质效果差，使塔板产生漏液，降低塔板效率

11萃取塔的操作和萃取传质单元高度的测

定实验

（1）液液萃取设备与气液传质设备的主要区别在哪里？

在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大，所以从过程

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进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用丁•强化过程的

惯性力不大，同时已分散的两相，分层别离能力也不高。因此，对于

气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。为了提高

液液相传质设备的效率，往往补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为

使两相逆流和两相别离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让

分散的液相凝结，实现两相的别离。

(2)本实验为什么不易用水作分散相，倘假设用水作为分散相，操

作步骤是怎样的，两相分层别离段应该设在塔顶还是塔底。

(3)重相出口为什么采用形管，形管的高度是怎么确定的。

(4)什么是萃取塔的液泛，在操作过程中，你是怎样确定液泛速度

的。

(5)对液液萃取过程来说是否外加能量越大越有利。

12枯燥速率曲线的测定实验

(1)测定速率曲线有什么理论或者应用意义？

⑵

(3)空气的进口温度是否越高越好？

13流量计流量校正实验