化工原理实验思考题

化工原理实验思考题
化工原理实验思考题

离心泵特性能曲线与串并联总特性曲线的测定

1、流体流经离心泵所获能量以何种方式存在:

1、动能

2、位能

3、静压能

2、开启离心泵有时候不出水,为什么?怎么办?

不能形成真空,发生气缚,打开所有开关,灌水排气。

3、试述离心泵并联线路及仪表作用。(对照装置)

4、试述离心泵并联线路及仪表作用。(对照装置)

5、离心泵并联时两泵相同的参数是什么?

扬程―出口压力

6、离心泵串联时两泵相同的参数是什么?

流量

7.为什么在启动时要关闭出口阀门?

离心泵在零载荷启动时功率最小,从而保护电机。

8.流量如何测得?

用体积法,见装置

9、阀门何方向为开启

逆时针

1、在进行测试系统排气时,是否应该关闭系统的出口的阀门?为什么?

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、如何检测测试系统内的空气已经被排除干净?

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。

5、用出口阀来调节流量的原理是什么?它有什么优缺点?

原理同“离心泵的流量为什么可以通过出口阀门的调节加以改变”。

它的优缺点:优点为调节流量快捷简便,且流量可连续变化,适合于化工连续生产的特点;缺点:当阀门关小时,因流动阻力加大,需要额外多消耗一部分能量,不经济。

6、正常工作的离心泵,在进口处设置阀门是否合理。为什么?

不合理,因为在离心泵启动前,若进口阀打开,泵内的流体会流回储液槽,启动离心泵后易发生气缚现象。

7、为什么在离心泵的进口管下安装底阀,安装底阀后,管路的阻力损失是否会加大?你可否能提出更好的方案?

离心泵的底阀是单向阀,可防止启动前灌入的液体从泵内流出,安装底阀后,管路的流动阻力将增大,可将离心泵安装在液面以下。

1、离心泵的启动过程:打开灌水阀和排气阀以灌水排气,关闭出口阀门并启动离心泵,调节出口阀门的开度即可控制流量

2.离心泵启动时,打不出水是什么原因?什么叫”气缚”?什么叫”气蚀”?如何避免这些现象的发生?

离心泵启动时,打不出水有如下原因:

(1)启动前没有灌水排气(2)排出管路阀门关闭(3)吸入管路阀门关闭

气缚:如果离心泵在启动前泵壳和吸入管道内未充满液体,即存有空气,因空气的密度比液体的密度小得多,不能形成足够大的真空度,低位槽内液体不能被吸入泵内,这种现象叫气缚。可在启动离心泵前灌满被输送液体并排气以避免之。

气蚀:如果泵内真空度过高,被输送液体便会在叶轮中心处发生汽化,产生大量气泡,当气泡向周边运动时,由于压力增加而急剧凝结,产生局部真空,周围的液体以很高的流速冲向真空区域,产生非常大的冲击力,众多液滴犹如细小的高频水锤撞击叶片,这种现象叫气蚀。

避免方法:(1)安装高度小于允许安装高度(2)减小吸入管路的阻力。吸入管路应短而直,直径可稍大,减少不必要的管件(3)被输送液体的温度不能过高

4.什么是离心泵示性曲线中最高效率点?设计点?高效区?流量为零时,泵功率等于多少?

泵的功率先随着流量的增加而上升,达到一最大值,此最大值即为最高效率点。

最高效率点所对应的流量和压头即为设计点。效率高于最高效率点92%的区域称为高效区。

流量为零时,泵功率接近于零。

实验离心泵特性曲线的测定

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 一定是的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/η=(ρQH)/(102η),当N=恒量,Q 与H 之间关系为:Q ↑H ↓而H=ρ/gp 而H ↓P ↓所以流量增大,出口处压强表的读数变小。

5、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。

传热

1、在传热实验中,要提高数据的准确度,在实验操作中要注意哪些问题?

要注意的问题如下:

(1)、实验过程中应使蒸汽压力维持恒定。

(2)、流量的调节应从大到小,而且每次调节流量后应稳定5分钟后才开始读取数据。

(3)、在用电位差计测定温度时,每次读取数据应先调零。

(4)、在读取数据时,正确地使用有效数据的概念。

2、读取A’时,为什么不能取截距的真实值?

由Nu=A’Re m ,可知要求A’和m 应将其标绘在对数坐标中,可转化为logNu=logA’+mlogRe,当Re=1时,对数坐

标中直线Nu-Re 的截距(Nu)Re=1=A ’,但在本实验中Re>>1,直线的原点为Re=1×104,由此求得的截距(Nu )Re=104=A’,

A ’应由下式求得:3、在用饱和水蒸汽加热空气的传热实验中,测得管壁面温度接近蒸汽温度,原因是。

A.蒸汽温度高

B.换热管热阻小

C.空气流量小

D.蒸汽冷凝对流传热系数远大于空气对流传热系数

4、换热器上疏水器的作用是排放冷凝液,截留蒸汽。当其发生阻塞,会导致。

A.不凝性气体增多

B.被加热流体的流量增大

C.换热器的总传热系数减低

D.冷流体出口温度上升

1传热实验的启动和停机顺序是什么?

启动时,先开启鼓风机,通入空气,再将蒸汽通入套管换热器内。停机时,先关闭蒸汽进口阀停止通蒸汽,再切断鼓风机电源停止通空气。

2孔板流量计前的表压计有何作用?

其作用是测量流量计前空气的表压(mmHg),以用于空气密度、空气体积流量及总传热系数的计算

3排不凝性气体的意义和方法是什么?

不凝性气体的热导率很小,其存在相当于增加了一层热阻,使冷凝传热系数大为降低,故排除不凝性气体有利于提高冷凝传热系数,增强传热效果。其方法是:打开套管换热器的放气旋塞,使套管内空间与大气想通,开启蒸汽阀,向套管内缓慢通入蒸汽,使不凝性气体(空气)经放气管排到空气中,待看到放气管出口处有蒸汽出来时关闭放气旋塞即可。

4疏水器的作用是什么?

疏水器的作用是让蒸汽放热后冷凝而成的水经其排出,防止套管内的冷凝水越积越多而影响蒸汽传热。

5对于空气-水蒸气之间的间壁传热,采用什么强化传热方法?

空气—水蒸气之间的间壁传热属于蒸气冷凝传热,可采用如下强化传热的方法:(1)排除不凝性气体(2)采用翅片管或波纹管,以增大传热面积,提高空气湍流程度(3)提高空气流速和蒸气流速(4)使用过热蒸气作载热体

6、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。

给热系数的测定

1.给热系数的测定中冷水和蒸汽的流向,对传热效果有什么影响?要不要考虑它们的进出口位置?

冷水和蒸汽的流向为逆流时推动力较并流时大,传热效果好。需考虑进出口位置,进出口位置相距越近,传热效果越差。

2.给热系数的测定实验,在蒸汽冷凝是若存在不凝性气体,你认为会有什么变化?应采取什么措施?

存在不凝性气体,导致传热系数大大减小,热阻大大增加,导致传热效果很差。在蒸汽温度达到100℃时,打开蒸汽发生器上部的放空阀,排出不凝性气体30秒。

3.给热系数的测定实验,所测定的壁面温度是靠近蒸汽温度,还是接近水侧的温度?为什么?

壁面温度是靠近蒸汽温度。因为壁温接近于α大,热阻小侧流体的温度。本实验αh>αc,,故壁温接近于蒸汽温度。

4.给热系数的测定实验,热交换器中蒸汽为什么必须从上边进?

冷凝水借助重力作用便于排出。

5.给热系数的测定实验,热交换器中为什么要先进水后,才能开启蒸汽阀门?

如不充满水,蒸汽先进入热交换器,使装置内温度偏高,可能导致管壁温过高,烧毁内部元件。而且若先开启蒸汽阀,会对管壳内存有的冷水加热,致其蒸发很快,导致在管内壁形成不凝性气膜,影响传热效果。

六、传热

蒸汽走管间(套管环隙),内管走的是空气。

(1)实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有无影响?

答:有。逆流优于并流。

(2)蒸汽冷凝过程中,若存在不凝性气体,对传热有何影响?应采取什么措施?

答:增加了额外的热阻,使给热系数大为下降。为了增加给热系数,应定期排放不凝性气体。

(3)实验过程中,冷凝水不及时排走,会产生什么影响?如何及时排走冷凝水?

答:增加了额外的热阻,使给热系数大为下降。先排走冷凝水,再进行传热单元操作。

(4)实验中,所测定的壁温是靠近蒸汽侧的温度还是靠近冷流体侧的温度?为什么?

答:壁温是靠近蒸汽侧的温度。P211

(1)如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对a关联式有何影响?

答:由实验发现,压强越大,a越大。coefficient.m

液-液套管换热器传热系数的测定

1、如何改变换热器的冷水流向:

四个换向阀同时到位(顺流或逆流)

2、冷水流量如何调节?

把流量计上的阀门开至最大,然后通过调节自来水龙头来调节流量。

3、试述操作步骤(开实验的顺序)

总电源――加热器(三个)――冷水――热水水泵开关

5、实验中需记录那些数据

热水流量、冷水流量、热水出口温度、冷水出口温度

9、为何冷水的流量要小而热水的流量要大

要使冷水的温升大,从而减少系统误差

液体流量的测定与流量计的校正

1、孔板式流量计特点?

变压差流量计,结构简单,阻力损失大。

2、变截面流量计的使用条件为(从雷诺数角度考虑)

雷诺数不能太小(4000),因为流动需要是湍流

3、孔板式流量计与文氏管流量计的各自流量系数哪个大:后者大

4、为何孔板式流量计的下游测压孔在小孔的后方而不在小孔处?

因为流速的最小截面积在小孔的下游处

5、试述实验中两种获得流量的方法

通过压强差计算,或在标准流量计上读数。

6、

文氏管流量计的特点?变压差流量计,结构精细,阻力损失小。

7、为什么流量计下游测得压力小

流管截面积小,有连续性方程知,流速增加,从而,由柏努利方程知其压力必然变小。

8、对照装置,说出测点如何分布

真对出口阀的五个开度,调整入口阀五个开度

9、试述伯努力方程:22112222

p u p u r r +=+(忽略损耗项)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。

实验流体流动阻力的测定

1.在U 形压差计上装设“平衡阀”有何作用?它们在何时开着,何时关闭?

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。

2.离心泵启动前哪些阀应该开着,哪些阀应该关闭?

答:离心泵启动前进口阀应该开着,出口阀应该关闭。

3.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。

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。

5.U 行压差计的零点应如何校正?

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。

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: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。

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。

步骤

1.检查水箱水量,液面处于距离水箱上缘约15cm高度

2.打开水箱与泵连接管路间的阀门,关闭待测管路进水阀门,打开水泵电源

3.选择实验管路1,把对应的进口阀打开,并在出口阀最大开度下,保持全流量流动5-10min

4.压差计排气

a.关闭出口阀,此时为零流量高扬程状态

b.打开两个球阀(管和线之间的阀门)

c.关闭压差计阀门3,4,5,打开阀门1和2,使水流经压差计

d.关闭阀门1和2,打开阀门5,4,3,使压差计中的水在1atm下流出压差计

e.关闭阀门5,4,3,打开阀门1和2,水重新流入压差计。此时压差计中液面相平

5.调节出口阀,让流量从0.8到4m3/h范围内变化,建议每次实验变化0.5m3/h左右。由小到大或由大到小调节管路

总出口阀,每次改变流量,待流动达到稳定后,读取各项数据,共作10组实验点。主要获取实验参数为:流量Q、测量段压差 P,及流体温度t。

6.打开管路2的进口阀,关闭管路1的进口阀。对

管路2重复步骤3,4,5

实验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。

:实验二对流干燥实验

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,固定蝶阀使流速固定在120m3/h;密封干燥厢并利用加热保持温度恒定在75℃;湿料铺平湿毛毡后,干燥介质与湿料的接触方式也恒定。

2.控制恒速干燥阶段速率的因素是什么?控制降速干燥阶段干燥速率的因素又是什么?

答:恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率,亦取决定于物料外部的干燥条件,所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸,而与干燥介质的状态参数关系不大,故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。

3.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:让加热器通过风冷慢慢加热,避免损坏加热器,反之

如果先启动加热器,通过风机的吹风会出现急冷,高温极冷,损坏加热器。理论上干、湿球温度是不变的,但实验过程中干球温度不变,但湿球温度缓慢上升,估计是因为干燥的速率不断降低,使得气体湿度降低,从而温度变化。湿毛毡恒重时,即为实验结束。

4.若加大热空气流量,干燥速率曲线有何变化?恒速干燥速率、临界湿含量又如何变化?为什么?

答:若加大热空气流量,干燥曲线的起始点将上升,下降幅度变大,并且到达临界点的时间缩短,临界湿含量降

1、干燥实验进行到试样重量不再变化时,此时试样中所含的水分是什么水分?实验过程中除去的又是什么水分?二者与哪些因素有关。

答:当干燥实验进行到试样重量不再变化时,此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分,实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度,湿度及物料的种类有关。

(1)毛毡含水是什么性质的水分?

毛毡含水有自由水和平衡水,其中干燥为了除去自由水。

(2)实验过程中干、湿球温度计是否变化?为什么?

实验结果表明干、湿球温度计都有变化,但变化不大。

理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件:空气状态不变(气流的温度t、相对湿度φ)等。干球温度不变,湿球温度不变。

绝热增湿过程,则干球温度变小,湿球温度不变。

(3)恒定干燥条件是指什么?

本实验用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件:空气状态不变(气流的温度t、相对湿度φ)等。见《化工原理下》p242.

(4)如何判断实验已经结束?

待毛毡恒重时,即为实验终了时。

化工原理实验

流量计的种类很多,本实验是研究差压式(速度式)流量计的校正,这类差压式流量计是用测定流体的压差来确定流体流量(或流速)常用的有孔板流量计、文丘里流量计和毕托管等。实验装置用孔板流量计如同2。a)所示,是在管道法兰向装有一中心开孔的不诱钢板。 孔板流量计的缺点是阻力损失大,流体流过孔板流量计,由于流体与孔板有摩擦,流道突然收缩和扩大,形成涡流产生阻力,使部分压力损失,因此流体流过流量计后压力不能完全恢复,这种损失称为永久压力损失(局部阻力损失)。流量计的永久压力损失可以用实验方法测出。如下图所示,实验中测定3、4两个截面的压力差,即为永久压力损失。对孔板流量计,测定孔板前为d1的地方和孔板后6d1的地方两个截面压差 工厂生产的流量计大都是按标准规范生产的。出厂时一般都在标准技术状况下(101325Pa,20℃)以水或空气为介质进行标定,给出流量曲线或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数,然而在使用时,往往由于所处温度、压强、介质的性质同标定时不同,因此为了测定准确和使用方便,应在现场进行流量计的校正。即使已校正过的流量计,由于在长时间使用中被磨损较大时,也需要再一次校正。 量体法和称重法都是以通过一定时间间隔内排出的流体体积或质量的测量来实现的 《化工原理实验指导》李发永 流量计原理 工厂生产的流量计,大都是按标准规范制造的。流量计出厂前要经过校核,并作出流量曲线,或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数,或将流量系数直接刻在显示仪表刻度盘上供用户使用。 如果用户丢失原厂的流量曲线图;或者流量计经长期使用,由于磨损造成较大的计量误差;或者用户自行制造非标准形式的流量计;或者被测量流体与标定的流体成分或状态不同,则必须对流量计进行校核(或称为标定)。也就是用实验的方法测定流量计的指示值与实际流量的关系,作出流量曲线或确定流量的计算公式。因此,流量计的校核在生产、科研中都具有很重要的实际意义。 Φ16×2.5 Ф:是表示外径 DN:公称直径(近似内径) “Φ”标识普通圆钢管的直径,或管材的外径乘以壁厚,如:Φ25×3标识外径25mm,壁厚为3mm的管材; 以孔板流量计为例进行说明,文丘里流量计的原理与此完全一样,只是流量系数不同。

化工原理实验报告

化工原理实验报告 Prepared on 22 November 2020

实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件(如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体,在系统内任一截面处,虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律)。 2、对于实际流体,由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等,两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示,分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔(即测压孔)与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(位压头)则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值,则为损失压头。 4、柏努利方程式 式中: 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (m ) 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度(可通过流量与其截面积求得) (m/s)

1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由U 型压差计的液位差可 知) (Pa ) 对于没有能量损失且无外加功的理想流体,上式可简化为 ρ ρ2 222121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν,从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管:内径15mm 。 四、实验操作步骤与注意事项 1、熟悉实验设备,分清各测压管与各测压点,毕托管测点的对应关系。 2、打开开关供水,使水箱充水,待水箱溢流后,检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平,若不平则进行排气调平(开关几次)。 3、打开阀5,观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系,观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、将流量控制阀开到一定大小,观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差△h 1…△h 4。要注意其变化情况。继续开大流量调节阀,测压孔正对水流方向,观察并记录各测压管中液位差△h 1…△h 4。 5、实验完毕停泵,将原始数据整理。 实验二 离心泵性能曲线测定 一、实验目的 1. 了解离心泵的构造和操作方法 2. 学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法

化工原理试验试题集

化工原理实验试题3 1、干燥实验进行到试样重量不再变化时,此时试样中所含的水分是什么水分?实验过程中除去的又是什么水分?二者与哪些因素有关。 答:当干燥实验进行到试样重量不再变化时,此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分,实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度,湿度及物料的种类有关。 2、在一实际精馏塔内,已知理论板数为5块,F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料,在某一回流比下得到D =0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4,现下达生产指标,要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下,增加馏出液产量,有人认为,由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕,因此,完全可以采取操作措施,提高馏出物的产量,并有可能达到D =0.56kmol/h ,你认为: (1) 此种说法有无根据?可采取的操作措施是什么? (2) 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些? 答:在一定的范围内,提高回流比,相当于提高了提馏段蒸汽回流量,可以降低xW ,从而提高了馏出液的产量;由于xD 不变,故进料位置上移,也可提高馏出液的产量,这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD

化工原理实验指导

化工2004/02 化工原理实验 福州大学化工原理实验室 二〇〇四年二月

前言 实施科教兴国战略和可持续发展战略,迎接知识经济时代的到来,建设面向知识经济时代的国家创新体系,要求造就一支庞大的高素质的创造性人才队伍。因此,作为高级人才的培养基地,高等院校应当把创造力的教育和培养贯穿于各门课程教学及实践性教学环节中。实践性教学环节相对于课堂理论教学环节,更能贯穿对学生创造力的开发,其教学内容、方法、手段如何能适应创造性人才的培养要求尤为重要。传统的大学实验教学,其内容是以验证前人知识为主的验证型实验,其方法是教师手把手地教,这些都不利于培养学生的主动性和创造性。当今,大学实验教学改革中,普遍开设综合型、设计型、研究型实验,是对学生进行创造教育的重要思路和做法。在“211工程”重点建设的大学必须通过的本科教学评优工作指标中就明确要求综合型、设计型、研究型实验应占70%以上。 《化工原理实验》是一门技术基础实验课,在培养化工类及相关专业的高级人才中起举足轻重的作用,被学校确定为我校参加本科教学评优工作重点建设的基础课程之一。福州大学投入247万元用于建设以“三型”实验为主的现代化的具有国内先进水平的化工原理实验室。目前,第一期投入100万元的化工原理实验室建设工作已经完成,第二期投入147万元的建设工作正在进行中。已建成具有国内先进水平的实验装置18套,其中有6套是我校与北京化工大学、天津大学共同联合研制的,有2套是我们自行研制的。这些装置将化工知识与计算机技术紧密地结合起来,同时还融合了化学、电工电子、数学、物理及机械等多学科的知识,具有计算机数据采集、处理和控制等功能,能够针对不同专业的要求开出不同类型的“三型”实验。有了这些高新技术装备的实验装置,我们还必须花大力气进行化工原理实验内容、方法的改革,必须以当代教育思想、教育方法论及教育心理学为指导,研究以学生自主学习为主的启发式、交互式、研讨式、动手式的实验教学方法,从实验方案拟定、实验步骤设计、实验流程装配、实验现象观察、实验数据处理和实验结果讨论等方面有效地培养学生的创造性思维和实践动手能力。《化工原理实验讲义》就是为了适应化工原理实验教学内容、方法、手段的改革要求而编写的。 《化工原理实验讲义》由施小芳高级实验师执笔主编,李微高级实验师、林述英实验师参与编写工作,阮奇教授主审。叶长燊等老师参加了编写讲义的讨论,并提出许多宝贵意见。在此,对本讲义在编写过程中给予热心帮助和支持的老师,表示衷心的感谢。 本讲义在编写过程中,参阅了有关书籍、杂志、兄弟院校的讲义等大量资料,由于篇幅所限,未能一一列举,谨此说明。本讲义难免存在不妥之处,衷心地希望读者给予指教,使本讲义日臻完善。 福州大学化工原理实验室 2004.2.5

2017化工课程设计心得体会范文

2017化工课程设计心得体会范文 2017化工课程设计心得体会范文一 化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性,还要考虑生产上的安全性和经济合理性。通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法。 本次化工原理课程设计历时两周,是上大学以来第一次独立的工业化设计。从老师以及学长那里了解到化工原理课程设计是培养我们化工设计能力的重要教学环节,通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法;学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧;掌握各种结果的校核,能画出工艺流程、塔板结构等图形;在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性,还要考虑生产上的安全性和经济合理性。由于第一次接触课程设计,起初心里充满了新鲜感和期待,因为自我认为在大学里学到的东西终于可以加以实践了。可是当老师把任务书发到手里是却是一头雾水,完全不知所措。可是在这短短的三周里,从开始的一无所知,到同学讨论,再进行整个流程的计算,再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养,我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难,也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。我的课程设计题目是苯――氯苯筛板式精馏塔设计图。在开始时,我们不知道如何下手,虽然有课程设计书作为参

考,但其书上的计算步骤与我们自己的计算步骤有少许差异,在这些差异面前,我们显得有些不知所措,通过查阅《化工原理》,《化工工艺设计手册》,《物理化学》,《化工原理课程设计》等书籍,以及在网上搜索到的理论和经验数据。我们慢慢地找到了符合自己的实验数据。并逐渐建立了自己的模版和计算过程。在这三周中给我印象最深的是我们这些“非泡点一族”在计算进料热状况参数q时,没有任何参考模板,完全靠自己捉摸思考。起初大家都是不知所措,待冷静下来,我们仔细结合上课老师讲的内容,一步一步的讨论演算,经大家一下午的不懈努力,终于把q算出来了。还有就是我们在设计换热器部分,在试差的过程中,我们大部分人都是经历了几乎一天多的时间才选出了合适的换热器型号,现在还清楚的记得我试差成功后那激动的心情,因为我尝到了自己在付出很多后那种成功的喜悦,因为这些都是我们的“血泪史”的见证哈。 在此感谢我们的杜治平老师.,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次课程设计的细节和每个数据,都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度,帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢同组的同学们,谢谢你们对我的帮助和支持,让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正,本人将万分感谢。 2017化工课程设计心得体会范文二

化工原理精馏实验报告

北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2011.04.24 班 级: 化工0801 姓 名: 王晓 同 组 人:丁大鹏,王平,王海玮 装置型号: 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法,而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元,板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况,从而计算单板效率和总板效率,并分析影响单板效率的主要因素,最终得以提高塔板效率。 关键词:精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构,观察塔板上气-液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液,在塔板上实现多次接触,进行传热和传质,使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比,称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一,其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务,则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时,既无任何产品采出,也无原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中无实验意义。但是,由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的1.2-2.0倍。在精馏操作中,若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化,分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,有以下两种定义方法。 (1)总板效率E e N E N 式中 E —总板效率; N —理论板数(不包括塔釜); Ne —实际板数。

化工原理实验报告

化工原理实验报告

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实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件(如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体,在系统内任一截面处,虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律)。 2、对于实际流体,由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等,两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示,分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔(即测压孔)与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(位压头)则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值,则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中: 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (m) 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度(可通过流量与其截 面积求得) (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由U型压差计的液位 差可知) (Pa ) 对于没有能量损失且无外加功的理想流体,上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν,从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图

化工原理实验传热实验报告

传热膜系数测定实验(第四组) 一、实验目的 1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法 2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径 3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用 4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容 1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 2、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’ 3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ??=a A Nu 中的参数A 、a * 4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理 间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热,固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三个传热过程所组成。由于过程复杂,影响因素多,机理不清楚,所以采用量纲分析法来确定给热系数。 1)寻找影响因素 物性:ρ,μ ,λ,c p 设备特征尺寸:l 操作:u ,βg ΔT 则:α=f (ρ,μ,λ,c p ,l ,u ,βg ΔT ) 2)量纲分析 ρ[ML -3],μ[ML -1 T -1],λ[ML T -3 Q -1],c p [L 2 T -2 Q -1],l [L] ,u [LT -1], βg ΔT [L T -2], α[MT -3 Q -1]] 3)选基本变量(独立,含M ,L ,T ,Q-热力学温度) ρ,l ,μ, λ 4)无量纲化非基本变量 α:Nu =αl/λ u: Re =ρlu/μ c p : Pr =c p μ/λ βg ΔT : Gr =βg ΔT l 3ρ2/μ2 5)原函数无量纲化 6)实验 Nu =ARe a Pr b Gr c 强制对流圆管内表面加热:Nu =ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程: 热量衡算方程: 圆管传热牛顿冷却定律: 圆筒壁传导热流量:)] /()ln[)()()/ln(11221122121 2w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----?-?=δλ 空气流量由孔板流量测量:54.02.26P q v ??= [m 3h -1,kPa] 空气的定性温度:t=(t 1+t 2)/2 [℃]

化工原理实验指导(1)

实验1 雷诺实验 一、实验目的 1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。 2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。 3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec1和下临界雷诺数Rec2。 二、实验要求 1、实验前认真阅读实验教材,掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤,按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象,记录实验数据。 4、分析计算实验数据,提交实验报告。 三、实验仪器 1、雷诺实验装置(套), 2、蓝、红墨水各一瓶, 3、秒表、温度计各一只, 4、 卷尺。 四、实验原理 流体在管道中流动,有两种不同的流动状态,其阻力性质也不同。在实验过程中,保持水箱中的水位恒定,即水头H不变。如果管路中出口阀门开启较小,在管路中就有稳定的平均流速u,这时候如果微启带色水阀门,带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流动,带色水成一条带色直线,其流动质点没有垂直于主流方向的横向运动,带色水线没有与周围的液体混杂,层次分明的在管道中流动。此时,在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动,为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大,管路中的带色直线出现脉动,流体质点还没有出现相互交换的现象,流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大,出现流体质点的横向脉动,使色线完全扩散与无色水混合,此时流体的流动状态为紊流运动。

雷诺数:γ d u ?= Re 连续性方程:A ?u=Q u=Q/A 流量Q 用体积法测出,即在时间t 内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。 t V Q ?= 4 2 d A ?=π 式中:A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 γ-水的粘度 五、实验步骤 1、连接水管,将下水箱注满水。 2、连接电源,启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。 3、将蓝墨水注入带色水箱,微启水阀,观察带色水的流动从直线状态至脉动临界状态。 4、通过计量水箱,记录30秒内流体的体积,测试记录水温。 5、调整水阀至带色水直线消失,再微调水阀至带色水直线重新出现,重复步骤4。 6、层流到紊流;紊流到层流各重复实验三次。 六、数据记录与计算 d= mm T (水温)= 0C 七、实验分析与总结(可添加页) 1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。 2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值。

化工原理实验实验报告

篇一:化工原理实验报告吸收实验 姓名 专业月实验内容吸收实验指导教师 一、实验名称: 吸收实验 二、实验目的: 1.学习填料塔的操作; 2. 测定填料塔体积吸收系数kya. 三、实验原理: 对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 (一)、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关,常通过实验测定。 若以空塔气速uo[m/s]为横坐标,单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标,在z ?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量l0=0时,可知 为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为l1时,?p~uo为一折线,若喷淋量越大,z ?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动,图中l2>l1。每条折线分为三个区段, 液区,?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区,~uo曲zzz ?p值较大时叫液泛区,z线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点a。 姓名 专业月实验内容指导教师?p~uo曲线斜率大于10,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。在液泛区塔已z 无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 (二)、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨,氨易溶于水,故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小,则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收姓名 专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示: na?kya???h??ym(1)式中:na——被吸收的氨量[kmolnh3/h];?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m] ?ym——气相对数平均推动力 kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h] 被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2): na?v(y1?y2)?l(x1?x2) (2)式中:v——空气的流量[kmol空气/h] l——吸收剂(水)的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气] x1,x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式(1)和式(2)联解得: kya?v(y1?y2)(3) ??h??ym 为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。 1、y1值的计算:

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一:柏努利方程实验 1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测 压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化这一现象说明了什么这一高度的物理意义是 什么 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。 (2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度为什么 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。这一现象说明各测压管总能量相等。 2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H /并回 答以下问题: (1) 各H /值的物理意义是什么 答:当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲;当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静;两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。

(2) 对同一测压点比较H 与H /各值之差,并分析其原因。 答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 (3) 为什么离水槽越远H 与H /差值越大 (4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可以看出2 2 u d l H f ??=λ与 管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度 H 2222d c u u =22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答:注:A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速: 135.00145.036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速: 269.00145 .036004 16.0360042 2=???=???=ππd Vs u A 全 (m/s ) C 点半开时的流速: 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 半 (m/s )

化工原理实验心得体会

化工原理实验心得体会 这个学期我们学习了《化工原理》这门课,在学习了部分理论知识后,我们进入了实验室,开始学习《化工原理实验》并分组进行了实验。和前几个学期类似,大家先要进行实验的预习,在了解和熟悉实验的要求和操作的基础上,然后在老师提问检查每一组各位组员对实验过程的预习程度后,对各位组员的预习情况进行点评,并指出其中的不足和缺漏。然后在指导老师的悉心讲解后,对实验有一个新的、更全面的认识后进行实验。通过动手实验,我更加深刻的理解了化工原理课上老师讲解的知识,增强了动手能力,对理论知识有了形象化的认识。 本学期我们共学习了五个实验,分别是: 实验一、离心泵的特性曲线实验; 实验二、流体流动阻力的测定; 实验三、空气—蒸汽对流传热系数的测定; 实验四、恒压过滤常数的测定; 实验五、填料塔的精馏实验, 通过对实验的学习并亲手操作,我掌握了许多知识。 这几个实验中我印象最深刻的是恒压过滤常数的测定,实验以生活中常见的碳酸钙的水浆液位测定原料。这个实验和空气—蒸汽对流传热系数的测定实验一起分组进行。老师讲解完实验原

理并强调了注意事项后,我们开始实验。我们小组先进行了恒压 过滤常数测定实验,首先我们对两个小组的成员进行了各项职责 的分配分别是:两位同学负责碳酸钙水浆液的搅拌和回收,由一 位同学负责数据的采集和记录的工作。每个三分钟记录床层温度 一次,取样一次,并由同组同学进行含水量的测定,由两位同学 负责装好板框,最后分别由其他两位同学负责压力阀的控制和滤 液进口阀、滤液出口阀的控制。这样一来整个实验的分工工作就 已经完成了。实验过程中,我们互相配合,进行的很顺利。但是 在第一次实验时由于我们的粗心大意,我们将四块滤板中的一块 方向装反了,使得我们第一次采集的数据无效了,因此指导老师 还对我们实验时的粗心大意进行了严厉的批评教育,这些批评教 育使我们牢记在这是一个教训,实验中细心认真完成每一步,我 们的动手能力才会在这个过程中得到提升。 在这一个学期短暂的实验学习过程中,使我们重新认识了在 大学学习生活中,在实验过程中一个实验者的认真预习和摈弃粗 心大意,认真、谨慎的进行好每一步的操作、合理的分工协同工 作对于一个实验的成败与否是至关重要的。或许在将来生活工作 中也一样,俗话说得好,所谓“细节决定成败”。一个做事粗心 大意,做事前从不做准备的人不管他将来从事什么样的工作都无 法取得好的成绩,因为在他的心理或许压根就没有重视过自己所 从事的事情或者是行业。俗话说“机遇永远是给有准备的人的”。 化工原理实验的任务主要是了解一些典型化工设备的原理和

最新浙江大学化工原理实验---填料塔吸收实验报告分析解析

实验报告 课程名称:过程工程原理实验(乙) 指导老师: 叶向群 成绩:__________________ 实验名称:吸收实验 实验类型:工程实验 同组学生姓名: 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 填料塔吸收操作及体积吸收系数测定 1 实验目的: 1.1 了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作; 1.2 观察填料塔的液泛现象,测定泛点空气塔气速; 1.3 测定填料层压降ΔP 与空塔气速u 的关系曲线; 1.4 测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K y a 。 2 实验装置: 2.1 本实验的装置流程图如图1: 专业: 姓名: 学号: 日期:2015.12.26 地点:教十2109

2.2物系:水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供,吸收剂水采用自来水,他们的流量分别通过转子流量计。水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氮空气进行吸收过程,溶液由塔底经过液封管流出塔外,塔底有液相取样口,经吸收后的尾气由塔顶排至室外,自塔顶引出适量尾气,用化学分析法对其进行组成分析。 3 基本原理: 实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同,故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下:

3.2 体积吸收系数的测定 3.2.1相平衡常数m 对相平衡关系遵循亨利定律的物系(一般指低浓度气体),气液平衡关系为: 相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下: 式中:E—亨利系数,Pa P—系统总压(实验中取塔内平均压力),Pa 亨利系数E与温度T的关系为: lg E= 11.468-1922 / T 式中:T—液相温度(实验中取塔底液相温度),K。 根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p,即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T,利用式(4)、(5)便可求得相平衡常数m。 3.2.2 体积吸收常数 体积吸收常数是反映填料塔性能的主要参数之一,其值也是设计填料塔的重要依据。本实验属于低浓气体吸收,近似取Y≈y、X≈x。 3.2.3被吸收的氨气量,可由物料衡算 (X1-X2) 式中:V—惰性气体空气的流量,kmol/h;

化工原理实验模拟试题

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 BCECAAAA

化工原理实验指导书

化工原理实验指导书

目录 实验一流体流动阻力的测定 (1) 实验二离心泵特性曲线的测定 (5) 实验三传热系数测定实验 (7) 实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率测定 (9) 实验五填料塔吸收实验 (12) 演示实验柏努利方程实验 (14)

雷诺实验 (16)

实验一流体流动阻力的测定 、实验目的 1、 了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法; 2、 确定摩擦系数入与雷诺数 Re 的关系。 二、基本原理 由于流体具有粘性, 在管内流动时必须克服内摩擦力。 当流体呈湍流流动时, 质点间不 断相互碰撞,弓I 起质点间动量交换,从而产生了湍动阻力,消耗了流体能量。流体的粘性和 流体 的涡流产生了流体流动的阻力。 在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式, 可得: △ P f = △ P ’ P f L u 2 h f d 2 L —两侧压点间直管长度(m ) 2d P f d —直管内径(m ) 入一摩擦阻力系数 u —流体流速(m/s ) △ P f —直管阻力引起的压降(N/m 2 ) 厂流体粘度(Pa.s ) p — 流体密度(kg/m 3 ) 本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验,改变水流量,测得一系 列流量下的△ P f 值,将已知尺寸和所测数据代入各式,分别求出入和 Re ,在双对数坐标纸 上绘出入?Re 曲线。 三、实验装置简要说明 水泵将储水糟中的水抽出, 送入实验系统,首先经玻璃转子流量计测量流量, 然后送入 被测直管段测量流体流动的阻力,经回流管流回储水槽,水循环使用。 被测直管段流体流 动阻力△ P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气一水倒置 U 型管来测量。 四、实验步骤: 1、 向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。 2、 大流量状态下的压差测量系统 ,应先接电预热10-15分钟,观擦数字仪表的初始值并 记 录后方可启动泵做实验。 3、 检查导压系统内有无气泡存在 .当流量为0时打开B1、B2两阀门,若空气一水倒置 U 型管内两液柱的高度差不为 0,则说明系统内有气泡存在,需要排净气泡方可测取数据。 排气方法:将流量调至较大,排除导压管内的气泡,直至排净为止。 4、 测取数据的顺序可从大流量至小流量,反之也可,一般测 15?20组数,建议当流量 读数 小于300L/h 时,用空气一水倒置 U 型管测压差△ P 。 5、待数据测量完毕,关闭流量调节阀,切断电源。 Re du

化工原理实验试卷

1 化工原理实验试卷 注意事项:1.考前请将密封线内填写清楚; 2. 所有答案请直接答在试卷上; 3 ?考试形式:闭卷; 4. 本试卷共四大题,满分100分,考试时间90分钟。 一、填空题 1. 在阻力实验中,两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 2. 实验数据中各变量的关系可表示为表格,图形和公式. 3. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等 4. 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验,试提出三个强化传热的方案(1)增加空 气流速(2)在空气一侧加装翅片(3)定期排放不 凝气体。 5. 用皮托管放在管中心处测量时,其U形管压差计的读数R反映管中心处的静压头。 6. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定,吸收剂为稀硫酸,指示剂为甲基红。 7. 在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值,实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 8. 干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器,以防烧坏加热丝。

9. 在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压,正常操作维持在,如果达到?, 可能出现液泛,应减 少加热电流(或停止加热),将进料、回流和产品阀关闭,并作放空处理,重新开始实验。 10. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定,它主要由取样管、吸收盒和湿式体积流量计组成的,吸收剂为稀硫酸,指示 剂为甲基红。 11. 流体在流动时具有三种机械能:即①位能,②动能,③压力能。这三种能量可以互相转换。 12. 在柏努利方程实验中,当测压管上的小孔(即测压孔的中心线)与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(从测压孔算起) 为静压头,它反映测压点处液体的压强大小;当测压孔由上述方位转为正对水流方向时,测压管内液位将因此上升,所增加的液 位高度,即为测压孔处液体的动压头,它反映出该点水流动能的大小。 13. 测量流体体积流量的流量计有转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计。 14. 在精馏实验中,确定进料状态参数q需要测定进料温度,进料浓度参数。 15. 在本实验室的传热实验中,采用套管式换热器加热冷空气,加热介质为饱和水蒸汽,可通过增加空气流量达到提高传热系 数的目的。 16. 在干燥实验中,要先开风机,而后再打开加热以免烧坏加热丝。 17. 在流体流动形态的观察实验中,改变雷诺数最简单的方法是改变流量。 18. (1)离心泵最常用的调节方法是出口阀门调节;(2)容积式泵常用的调节方法是旁路调节。 19. 在填料塔流体力学特性测试中,压强降与空塔气速之间的函数关系应绘在双对

化工原理实验讲

1流体阻力测定实验 实验目的 1)掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法,通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。 2 )测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系,将所得的入~Re方程与经验公式比较。 3 )测定流体流经阀门时的局部阻力系数E。 4 )学会倒U形差压计、差压传感器、涡轮流量计的使用方法。 5 )观察组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。 基本原理 流体在管内流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可避免地要消耗一定的机械能,这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。 1)沿程阻力 流体在水平等径圆管中稳定流动时,阻力损失表现为压力降低,即 h f 仏上厘(1 —1) 影响阻力损失的因素很多,尤其对湍流流体,目前尚不能完全用理论方法求解,必须通 过实验研究其规律。为了减少实验工作量,使实验结果具有普遍意义,必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。根据因次分析,影响阻力损失的因素有, (1)流体性质:密度P、粘度卩; (2)管路的几何尺寸:管径d、管长I、管壁粗糙度£; (3)流动条件:流速卩。 可表示为: p f (d,l,,,u,)(1—2)组合成如下的无因次式: p 2 (du I J d ,—)(1—3) u d p du I u2 (,—)? d d 2 du 令( , d )/ (1 — 4) 则式(1 —1)变为: 2 h f P 1u(1 - 5) d2 式中,入称为摩擦系数。层流(滞流)时,入=64/R e;湍流时入是雷诺准数R e和相对粗糙度的函数,须由实验确定。

2) 局部阻力 局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。 (1)当量长度法 流体流过某管件或阀门时,因局部阻力造成的损失,相当于流体流过与其具有相当管径 长度的直管阻力损失,这个直管长度称为当量长度,用符号le表示。这样,就可以用直管 阻力的公式来计算局部阻力损失,而且在管路计算时.可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算,如管路中直管长度为I,各种局部阻力的当量长度之和为le,则流体在管路中流动时的总阻力损失h f为 I leu2 h f(1 —6) d 2 (2)阻力系数法\ 流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示,这种计算局 部阻力的方法,称为阻力系数法。 即 2 . u h f (1 —7) 2 式中,E――局部阻力系数,无因次;u 在小截面管中流体的平均流速,m/ s。 由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短?引起的摩擦阻力与局部阻力相比,可以忽略不计。因此h f'直可应用柏努利方程由压差计读数求取。 实验装置与流程 1)实验装置 实验装置如图1 —1所示。主要由水箱、管道泵,不同管径、材质的管子,各种阀门和管件,转子流量计等组成。第一根为粗糙管,第二根为光滑管。第三根不锈钢管,装有待测闸阀,用于局部阻力的测定。 1、水箱 2、管道泵 3、5、6、球阀 4、均压环7、系统排水阀8闸阀9、流量调节阀 10、排污水阀11倒U形差压计12、不锈钢管13、粗糙管14、光滑管15、转子流量计16、导压管17、温度计18、进水阀

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