化工原理實(shí)驗(yàn)課課后習(xí)題答案

1、流體流動(dòng)阻力的測(cè)定流體流動(dòng)阻力的測(cè)定1.1.如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？答：可通過(guò)觀察離心泵進(jìn)口處的真空表和出口處壓力表的讀數(shù)，在開(kāi)機(jī)前若真空表和壓力表的讀數(shù)均為零，表明系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排干凈；若開(kāi)機(jī)后真空表和壓力表的讀數(shù)為零，則表明，系統(tǒng)內(nèi)的空氣沒(méi)排干凈。2.U2.U行壓差計(jì)的零位應(yīng)如何校正？行壓差計(jì)的零位應(yīng)如何校正？答：先打開(kāi)平衡閥，關(guān)閉二個(gè)截止閥，即可U行壓差計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)3.3.進(jìn)行測(cè)試

2、系統(tǒng)的排氣工作時(shí)，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門(mén)？為進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的排氣工作時(shí)，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門(mén)？為什么？什么？答：在進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的排氣時(shí)，不應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門(mén)，因?yàn)槌隹陂y門(mén)是排氣的通道，若關(guān)閉，將無(wú)法排氣，啟動(dòng)離心泵后會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象，無(wú)法輸送液體。4待測(cè)截止閥接近出水管口，即使在最大流量下，其引壓管內(nèi)待測(cè)截止閥接近出水管口，即使在最大流量下，其引壓管內(nèi)的氣體也不能完全排出。試分析原因，應(yīng)該采取何種措施？的氣體也不能完全排出。試分析原

3、因，應(yīng)該采取何種措施？答：待截止閥接近進(jìn)水口，截止閥對(duì)水有一個(gè)阻力，若流量越大，突然縮小直至流回截止閥，阻力就會(huì)最大，致使引壓管內(nèi)氣體很難排出。改進(jìn)措施是讓截止閥與引壓閥管之間的距離稍微大些。5測(cè)壓孔的大小和位置，測(cè)壓導(dǎo)管的粗細(xì)和長(zhǎng)短對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影測(cè)壓孔的大小和位置，測(cè)壓導(dǎo)管的粗細(xì)和長(zhǎng)短對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影響？為什么？響？為什么？答：由公式2p可知，在一定u下，突然擴(kuò)大ξ，Δp增大，則壓差計(jì)讀數(shù)變大；2u反之，突然縮小ξ，例如：使ξ＝0.5，Δp

4、減小，則壓差計(jì)讀數(shù)變小。6試解釋突然擴(kuò)大、突然縮小的壓差計(jì)讀數(shù)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有什試解釋突然擴(kuò)大、突然縮小的壓差計(jì)讀數(shù)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有什么不同現(xiàn)象？么不同現(xiàn)象？答：hf與很多值有關(guān)，Re是其中之一，而λ是為了研究hf而引入的一個(gè)常數(shù)，所以它也和很多量有關(guān)，不能單單取決于Re，而在Re在一定范圍內(nèi)的時(shí)候，其他的變量對(duì)于λ處于一個(gè)相對(duì)較差的位置，可以認(rèn)為λ與Re關(guān)系統(tǒng)一。7.7.不同管徑、不同水溫下測(cè)定的不同管徑、不同水溫下測(cè)定的～ReRe曲線數(shù)

5、據(jù)能否關(guān)聯(lián)到同一曲線數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)到同一曲線？曲線？答：hf與很多值有關(guān)，Re是其中之一，而λ是為了研究hf而引入的一個(gè)常數(shù)，所以它也和很多量有關(guān)，不能單單取決于Re，而在Re在一定范圍內(nèi)的時(shí)候，其他的變量對(duì)于λ處于一個(gè)相對(duì)較差的位置，可以認(rèn)為λ與Re關(guān)系統(tǒng)一。正如Re在3103～105范圍內(nèi)，λ與Re的關(guān)系遵循Blasius關(guān)系式，即λ=0.3163Re0.258在在～ReRe曲線中，本實(shí)驗(yàn)裝置所測(cè)曲線中，本實(shí)驗(yàn)裝置所測(cè)ReRe在一定范

6、圍內(nèi)變化，如在一定范圍內(nèi)變化，如何增大或減小何增大或減小ReRe的變化范圍？的變化范圍？答：Redu，d為直管內(nèi)徑，m；u為流體平均速度，ms；為流體的平均密度kgm3；s。為流體的平均黏度，Pa8本實(shí)驗(yàn)以水作為介質(zhì)，作出本實(shí)驗(yàn)以水作為介質(zhì)，作出～ReRe曲線，對(duì)其他流體是否適用？曲線，對(duì)其他流體是否適用？為什么？為什么？答：可以使用，因?yàn)樵谕牧鲄^(qū)內(nèi)λ=f（Re，）。說(shuō)明在影響λ的因素中并不包含流體d本身的特性，即說(shuō)明用什么流體與Re無(wú)

7、關(guān)，所以只要是牛頓型流體，在相同管路中以同樣的速度流動(dòng)，就滿足同一個(gè)Re關(guān)系。9影響影響值測(cè)量準(zhǔn)確度的因素有哪些值測(cè)量準(zhǔn)確度的因素有哪些答：2dp，d為直管內(nèi)徑，m；為流體的平均密度kgm3；u為流體平均速2u度，ms；p為兩測(cè)壓點(diǎn)之間的壓強(qiáng)差，Pa?！鱬=p1p2，p1為上游測(cè)壓截面的壓強(qiáng)，Pa；p2為下游測(cè)壓截面的壓強(qiáng)，Pa離心泵特性曲線的測(cè)定離心泵特性曲線的測(cè)定1.1.為什么啟動(dòng)離心泵前要先灌泵？如果灌水排氣后泵仍啟動(dòng)不起為什么啟

8、動(dòng)離心泵前要先灌泵？如果灌水排氣后泵仍啟動(dòng)不起來(lái)，你認(rèn)為可能是什么原因？來(lái)，你認(rèn)為可能是什么原因？答：離心泵若在啟動(dòng)前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在空氣。由于空氣密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。此時(shí)，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)。雖啟動(dòng)離心泵，但不能輸送液體。泵不啟動(dòng)可能是電路問(wèn)題或是泵本身已損壞，即使電機(jī)的三相電接反了，泵也會(huì)啟動(dòng)的。2為什么啟動(dòng)離心泵時(shí)要關(guān)出口調(diào)節(jié)閥和功率表開(kāi)關(guān)？啟動(dòng)離為什么啟動(dòng)離心泵時(shí)要關(guān)出口調(diào)節(jié)閥和功率表

9、開(kāi)關(guān)？啟動(dòng)離心泵后若出口閥不開(kāi)，出口處壓力表的讀數(shù)是否會(huì)一直上升，為心泵后若出口閥不開(kāi)，出口處壓力表的讀數(shù)是否會(huì)一直上升，為什么？什么？答：關(guān)閉閥門(mén)的原因從試驗(yàn)數(shù)據(jù)上分析：開(kāi)閥門(mén)意味著揚(yáng)程極小，這意味著電機(jī)功率極大，會(huì)燒壞電機(jī)。當(dāng)泵不被損壞時(shí)，真空表和壓力表讀數(shù)會(huì)恒定不變，水泵不排水空轉(zhuǎn)不受外網(wǎng)特性曲線影響造成的。3什么情況下會(huì)出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象？什么情況下會(huì)出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象？答：金屬表面受到壓力大、頻率高的沖擊而剝蝕以及氣泡內(nèi)夾帶的少量氧氣等活

10、潑氣體對(duì)金屬表面的電化學(xué)腐蝕等，使葉輪表面呈現(xiàn)海綿狀、魚(yú)鱗狀破壞。4為什么泵的流量改變可通過(guò)出口閥的調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到？是否還有為什么泵的流量改變可通過(guò)出口閥的調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到？是否還有其他方法來(lái)調(diào)節(jié)流量？其他方法來(lái)調(diào)節(jié)流量？答：用出口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量而不用泵前閥門(mén)調(diào)節(jié)流量保證泵內(nèi)始終充滿水，用泵前閥門(mén)調(diào)節(jié)過(guò)度時(shí)會(huì)造成泵內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，使葉輪氧化，腐蝕泵。還有的調(diào)節(jié)方式就是增加變頻裝置，很好用的。5正常工作的離心泵，在其進(jìn)口管線上設(shè)閥門(mén)是否合理？為什正常工作

11、的離心泵，在其進(jìn)口管線上設(shè)閥門(mén)是否合理？為什么？么？答：合理，主要就是檢修，否則可以不用閥門(mén)。6為什么在離心泵吸入管路上安裝底閥？為什么在離心泵吸入管路上安裝底閥？答：為便于使泵內(nèi)充滿液體，在吸入管底部安裝帶吸濾網(wǎng)的底閥，底閥為止逆閥，濾網(wǎng)是為了防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)而損壞葉輪的葉片或妨礙泵的正常操作。7測(cè)定離心泵的特性曲線為什么要保持轉(zhuǎn)速的恒定？測(cè)定離心泵的特性曲線為什么要保持轉(zhuǎn)速的恒定？答：離心泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速n下測(cè)定的，當(dāng)n

12、改變時(shí)，泵的流量Q、揚(yáng)程H及功率P也相應(yīng)改變。對(duì)同一型號(hào)泵、同一種液體，在效率η不變的條件下，Q、H、P隨n的變化關(guān)系如下式所示見(jiàn)課本81頁(yè)當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)，效率基本不變。8為什么流量越大，入口真空表讀數(shù)越大而出口壓力表讀數(shù)越為什么流量越大，入口真空表讀數(shù)越大而出口壓力表讀數(shù)越??？??？答：據(jù)離心泵的特征曲線，出口閥門(mén)開(kāi)大后，泵的流速增加，揚(yáng)程降低，故出口壓力降低；進(jìn)口管道的流速增加，進(jìn)口管的阻力降增加，故真空度增加，真空計(jì)讀數(shù)

13、增加。過(guò)濾實(shí)驗(yàn)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)1.1.為什么過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾液常有些混濁，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后濾液才為什么過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾液常有些混濁，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后濾液才轉(zhuǎn)清？轉(zhuǎn)清？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候?yàn)V布沒(méi)有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會(huì)通過(guò)濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后，待過(guò)濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過(guò)濾布，此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。2.2.濾漿濃度和過(guò)濾壓強(qiáng)對(duì)濾漿濃度和過(guò)濾壓強(qiáng)對(duì)K有何影響？有何影響？答:濾漿濃度越大濾漿的黏度也越

14、大，K值將越??；過(guò)濾壓強(qiáng)的增大，同時(shí)影響比阻和壓縮指數(shù)，但總體來(lái)說(shuō)K值也會(huì)隨之增大。5.5.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在其他條件不變的情況，增大氣體流量（空氣分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在其他條件不變的情況，增大氣體流量（空氣的流量），吸收率、吸收系數(shù)的流量），吸收率、吸收系數(shù)KYaKYa及傳質(zhì)單元數(shù)及傳質(zhì)單元數(shù)NOGNOG、傳質(zhì)單元、傳質(zhì)單元高度高度HOGHOG分別如何變化？是否與理論分析一致，為什么？分別如何變化？是否與理論分析一致，為什么？答：由記錄測(cè)定兩

15、組體積吸收系數(shù)可以看出，若是增大空氣流量吸收系數(shù)KYa減小，那么增大V（空氣流量）時(shí)則GA必增大，傳質(zhì)單元高度HOG不變，與理論分析差不多。6.6.在不改變進(jìn)塔氣體濃度的前提下，如何提高出塔氨水濃度？在不改變進(jìn)塔氣體濃度的前提下，如何提高出塔氨水濃度？答：當(dāng)Y1不變時(shí)X1=(Y1Y2)(LG)X2知在Y1、Y2都不變時(shí)增大X2，即吸收劑所含溶質(zhì)組成，則可使X1增大，則提高了出塔氨水濃度。7.7.填料吸收塔塔底為什么必須設(shè)置液封管路？填料

16、吸收塔塔底為什么必須設(shè)置液封管路？答：為了防止塔外氣體進(jìn)入塔內(nèi)影響吸收效率，同時(shí)還可以起到穩(wěn)定塔內(nèi)氣體壓力的作用。1.1.為什么在操作中要先開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)送氣，而后通電加熱？為什么在操作中要先開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)送氣，而后通電加熱？答：先開(kāi)風(fēng)機(jī)是為了避免空氣不流通而燒壞電加熱器。2.2.如果氣流溫度不同時(shí)，干燥速率曲線有何變化？如果氣流溫度不同時(shí)，干燥速率曲線有何變化？答：干燥速率的定義：恒速干燥階段：濕物料在恒速干燥條件下進(jìn)行時(shí)，物料表面的濕度θ等于空

17、氣的濕球溫度tw，當(dāng)tw為定值時(shí)，物料表面的空氣濕含量HW也為定值。由于物料表面和空氣間傳熱和傳質(zhì)過(guò)程與測(cè)濕球溫度時(shí)的情況基本相同。所以dQsdt=a(ttw)dwsdt=Kh(HswH)而干燥是在恒定空氣條件下進(jìn)行的。故隨空氣條件而變的α和kH均保持恒定不變，而且（t—tw）和（HWH）也為恒定值。由此可知：濕物料和空氣間的傳熱速率及傳質(zhì)速率均保持不變。即濕物料以恒定速率向空氣中、氣化水分。而且此階段，空氣傳給濕物料的濕熱恰好等于水分

18、氣化所需的汽化熱，即dQ=rdHU=dWSdt=kH(HtH)=ar(ttw)由此可知，在第一階段——恒速干燥階段，U隨氣流溫度升高而增大。降速干燥階段：由于降速干燥階段速率取決于物料本身結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，而與干燥介質(zhì)狀態(tài)參數(shù)無(wú)關(guān)，因此變化不大。3.3.試分析在實(shí)驗(yàn)裝置中，將廢氣全部循環(huán)可能出現(xiàn)的后果試分析在實(shí)驗(yàn)裝置中，將廢氣全部循環(huán)可能出現(xiàn)的后果？答：如果將廢氣全部循環(huán)，水分將不能由實(shí)驗(yàn)裝置中排出。這樣直到熱氣流中水分達(dá)到一定含量，氣

19、流水分的分壓不再小于干燥物料水分的分壓，會(huì)導(dǎo)致干燥介質(zhì)為水氣所飽和，推動(dòng)力為零，氣流就不能將汽化的水汽帶走，干燥就無(wú)法進(jìn)行。4.4.某些物料在熱氣流中干燥，希望熱氣流相對(duì)濕度要?。荒承┮承┪锪显跓釟饬髦懈稍?，希望熱氣流相對(duì)濕度要小；某些要在相對(duì)濕度較大的熱氣流中干為什么？在相對(duì)濕度較大的熱氣流中干為什么？答：在化工生產(chǎn)中，由于被干燥物料的形狀和性質(zhì)各不相同，對(duì)于干燥后的產(chǎn)品要求也不盡相同，因此對(duì)于干燥介質(zhì)的要求也不同。對(duì)于需要在熱氣流

20、中干燥的物料，如果希望干燥過(guò)程的平均推動(dòng)力較大，干燥介質(zhì)水汽的分壓較小，有一個(gè)較大的干燥速率。以較快完成干燥操作，則希望熱氣流相對(duì)濕度要小；相反，如果需要減少空氣消耗量及傳熱量，降低操作費(fèi)用，則可在相對(duì)濕度較大的熱氣流中干燥。5.5.物料厚度不同時(shí)，干燥速率曲線又如何變化？物料厚度不同時(shí)，干燥速率曲線又如何變化？答：AB——預(yù)熱段；與物料厚度無(wú)關(guān)；BC——恒速段，與物料厚度也無(wú)關(guān)；C點(diǎn)——臨界點(diǎn)，物料越厚，XC越大CD—降速段，由于是同