化工原理实验简答题

流体流动阻力的测定1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。2.以水为介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体？答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化3.在湍流区摩擦系数与那些因素有关，具体如何？离心泵特性曲线的测定1.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：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。2.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的3.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？为了防止烧毁电机，离心泵开启时叶轮需要从静止到旋转，如负荷太大，易烧毁电机恒压过滤常数的测定1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清2.实验数据中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：一般来说，第一组实验的第一点Δθ/Δq会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。3.当操作压力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样重量的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？答：影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的颗粒特性，滤饼的厚度。由公式K=2kΔP1-s，τe=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，τe减小，qe是由介质决定，与压强无关。传热膜系数的测定1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较，分析造成偏差的原因。答：壁温接近于蒸气的温度。可推出此次实验中总的传热系数方程为其中K是总的传热系数，α1是空气的传热系数，α2是水蒸气的传热系数，δ是铜管的厚度，λ是铜的导热系数，R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小，可忽略不计，则Tw≈tw，于是可推导出，显然，壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度，对于此实验，可知壁温接近于水蒸气的温度。2.本实验中管壁温度应接近加热蒸汽温度还是空气温度？为什么？答：接近蒸汽温度。因为蒸汽冷凝传热膜系数a(蒸汽)a(空气)。3.管内空气流动速度对传热膜系数有何影响？当空气流速增大时，空气离开热交换器时的温度将升高还是降低？为什么？答：传热系数α正比于流速，故当空气流速增大时传热系数亦增大，由Q=WCP(t2-t1)/3600=ρVScP（t2-t1）/3600，当Vs增大且维持Q恒定时，温差随着减小，即出口温度降低。填料塔流体力学性能的测定1.液泛的特征是什么？本装置的液泛现象是从塔顶部开始，还是从塔底部开始？如何确定液泛气速？答：液泛开始时，塔的压降会急剧上升，效率急剧下降。2.填料塔结构有什么特点？比较波纹填料与散装填料的优缺点。板式精馏塔性能的测定1.塔板效率受哪些因素影响？答：混合物汽液两相的物理性质：主要有粘度、相对挥发度、扩散系数、表面张力、和重度等。精馏塔的结构：主要有出口堰高度、液体在板上的流程长度、板间距、降液部分大小及结构，还有阀、筛孔、或泡帽的结构、排列与开孔率。操作变量：主要有气速、回流比、温度及压力等。2.精馏塔的常压操作是怎样实现的？如果要改为加压或减压操作，又怎样实现？答：精馏塔常压操作是最简单的，在塔顶冷凝器后续管路中有个支管直接通大气，叫放空口。放空口打开就能进行常压操作。放空口关闭才能进行减压操作或加压操作。3.全回流操作的作用与意义？答：在全回流操作下.精馏段操作线截距，斜率与对角线重合，全塔无精馏段、提馏段之分，此时操作线距平衡曲线最远，气液两相间传质推动力最大，因此所需理论板数最少。全回流的意义:开工阶段，减少稳定时间，降低不合格产品导出;实验研究如:测定板效率、填料塔性能测定等。（或答回流是确保精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。全回流因塔顶蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，无塔顶产品，通常也无加料、无塔釜出，即得不到精馏产品，因此对正常生产无实际意义。在精馏塔开车操作时，塔顶、塔釜物料浓度均未达到工艺规定要求，不能采出送往下道工序，通过全回流操作，可尽快在塔内建立起浓度分布，使塔顶、塔釜物料浓度在最短时间达到质量要求，解除全回流，补加物料，调整加热蒸汽量，便于顺利向正常生产过渡。）干燥曲线和干燥速率曲线的测定1、什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。2、为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？?答：先启动风机可以调节气流在加热，不变。如果干燥物料的重量不再明显减轻就可以说明实验已经结束。3、若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？答：干燥速率曲线的加速阶段将变陡，很快进入恒速阶段。4.在等速干燥阶段和降速干燥阶段分别除去的水分是什么性质的水分？答：恒速干燥阶段所汽化的水分，全部为非结合水分。降速干燥阶段汽化除去的水分包括剩余的非结合水分和部分结合水分。物料的温度在干燥过程中逐渐升高。氧解吸实验1.为什么易溶性气体的吸收和解吸属于气膜控制过程，难溶性气体的吸收和解吸属于液膜控制过程？答：一般气体的吸收和解吸都要经过三个步骤：气相→气液界面→液相（吸收过程）或者液相→气液界面→气相（解吸过程），对于易溶气体而言，其主要的阻力来自溶质从气相到气液界面扩散的阻力，从气液界面到溶液的过程所受到的阻力相对来说很小，所以在吸收过程显示为气膜控制过程；而对于难溶气体，吸收时受到的主要阻力是在气液界面到液相的过程中产生，而在气相到气液界面的阻力相对来说很小，所以其吸收的过程显示为液膜控制过程。2.何谓持液量？持液量的大小对传质性能有什么影响？在喷淋密度达到一定数值后，气体流量将如何影响持液量。答：持液量是指正在操作的填料容器中液体体积占容器体积的分率。由于持液量占了容器中自由流动空间，故影响容器中实际汽速从而影响容器压降。其值除与填料种类、尺寸、材质、液体特性有关外，还与液体喷淋密度关系甚大。在载液区内，持液量还随操作气速的增加而增大。3.工业上，吸收是在低温加压下进行，而解吸是在高温、常压下进行的，为什么？答：根据气体溶解度条件而定，一般情况下，气体在液体中的溶解度随温度的升高而降低，随压强的升高而升高。（亨利系数m随压强升高减小，随温度升高上升，m小意味着溶解度增大）。