北京化工大学化工原理试验思考题答案汇编-DHX

1、一、流体阻力实验思考题1、不锈钢管镀锌钢管实验测量的只是Re改变后的入值，为什么判断入受Rc和/d共同 影响？答：分析实验结果，不锈钢管与镀锌钢管的摩擦阻力系数均随雷诺数的增大而减小， 在Re相同的情况下八镀锌钢管的摩擦阻力系数入要高于不锈钢管的，由此说明入受 Re和e /d共同影响。2、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的A-Rc数扌居能否关联 在一条曲线上？为什么？答：只要E /d相同，入-Rc数扌居就能关联在一条曲线上。3、以水作工作流体所测得的入-Rc关系能否适用于其它种类的牛顿型流体？为什么？答：对于其他牛顿型流体也适用Re反应了流体的性质，其他的流体的密度和

2、黏度都 可以在Rc上面反应出来。所以仍然适用。4、以下测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗？它们分别是多少？（管径、管长一 样管走水且Rl=R2=R3）. AP . I ir八一儿 U： -；厶z答：无关，hf = = =（gZi-gZ2）+ + C 压差计高度差Rpa2p2反映了两个测压点截面位能和压强能综合变化值，即R二（gZLgZj +从一几,因为 PRi=R.fRi, Ui二iu所以三种状态下的hf不变，推出入不变。5、柏努利方程的适用条件是什么？该条件与本实验有什么联系？答：不可压缩的理想流体在稳定状态下恒温流动。本实验的流体满足柏努利方程，推导 水平无变径直管道廓擦阻力系数入的

3、时候就采用了柏努利方程，满足柏努利方程是该实 验的理论基础。6、在测量前，为什么要将设备中的空气排净？怎样才能迅速排净？答：本实骑所研究的对象为单一连续流体，排净气体是为了使流体连续流动，以达WORD版木. 到实验的条件要求。迅速排净的方法：主管路：开大流董调节阀，使.流体迅速流过各直 管，将气泡冲出；引压管：打开引压管控制阀，流体流过引压管气泡被带出。排净标 志为流量为零时，传感器示数为零。二离心泵实验思考题1, 根据离心泵的工作原理，分析为什么离心泵启动前要灌泵？在启动前为何要关闭调节 阀？离心泵是至叶轮旋转产生的离心力把水排出，泵的水排出后形成真空，又把水吸进 泵中，依次循环工作。由于管

4、道形不成真空*且离心泵精度低，需要将部空气排出，所 以启动前要灌泵。启动前关闭调节阀可以避免启动电流过大，保护电机。2，当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？ 当流莹调节阀开度増大时，压力表读数减小，真空表读数増大。3，用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔口尺寸和压差计的董程？ 根据管路流量围选择孔口尺寸和压差计的童程。4，分析气缚现象与气蚀现象的区别。气缚现象是在离心泵启动时发生的，由于泵存有空气，空气密度相对于输送液体 很低，旋转后产生的离心力小，叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽的液体吸 入泵，虽启动离心泵也不能输送液体。气蚀现象是由于离心泵安装高度过高，导致泵压

5、力降低，液体发生汽化，泵 压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近，生成的蒸汽泡随液体从入口 向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝。使液体以很大的速度从周困冲向 气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，碇坏叶轮。5,根据什么条件来选择离心泵1) ,根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型；2) ，根扌忌具体管路对泵提出的流量和压头要求确定泵的类型。6，用交频器调节f来改变流量大小是否比调节阀门大小省电？改变f，从而改变转速可使轴功率改变，从而达到调节流董的目的。在此过程 中，离心泵提供多少能量，管路就接受多少能量，在低流量时，轴功率较小，可以节省 电。7，使用g32x3mm的不锈

6、钢管输送20C的水，流量困为0. 6-6m7h,试设计一孔板流童计， 求&为多少？董程压差计的囤为多少？t=20C 时，p =998. 2kg/m3 , /=1.005mPa. sd=32-3x2=26mm=0.026m u=q/=qv/ 3600/x(0.026/2)2 =0.3139-3.139 m/sRc=duQ/“=0. 026xux998.2/ (1. 005x10 3) =8106. 2-81062取 m=0. 20 则 do= 4m *d=0.20,/z*0. 026=0. 01163m WORD版木.査化工原理教材图1-52，可知 00.612p = (q/2)* Vs /(C

7、o*So)2= 998. 2/2*/ 0. 612/ n /(0. 0263/2)22=131. 3-13130Pa 则量程为 0.1313-13.13kPa三、传热实验1，本实验中管壁温度应接近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 （辭oa （空p。2，管空气流速对传热膜系数有何影响？当空气流速増大时，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a正比与流速，故当空气流速增大时传热系数亦增大，由R工（） = 0空）,当丙増大且Q恒定时，温差随着减小，即出口温度降 36003600低。3，如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对a的关联有无影响？

8、答：由Nu = ARcm Prn，其变量均与压强值无关，故采用不通蒸汽压做实验时对a的 关联没有影响。4,试估算空气一侧的热阻占总热阻的百分数。答：忽略污垢热阻后，热阻计算式为丄=丄+丄，则空气的热阻比例为 K a a/a _ /iOQ/k /*ioo+/ioooo= 0.99，即热阻主要表现为空气热阻。5，本实验可采取哪些措施强化传热？答：提高空气流速，管加入填充物或采用螺纹管。6，以空气为介质的传热实验中雷诺数Rc应如何计算？答：以空气为介质的传热实验中，雷诺数Re=dup/tu为管径为空气涼速，为 空气密度 “为空气黏度。7, 若实现计算机在线测控，应该如何选用传感器及仪表？答：应当选用

9、传威器并且仪表具有能达到实验要求的精度。WORD版木.四-氧解析实验思考题(1) 结合自己的实验，谈谈如果富-軋水流童达到500L/h,要求常温常压下含氧童35ppm 现 有吸收塔应作如何调整(包括气液流董流向、塔高塔径、填料选择等等)？答：氧气吸收过程为液膜控制系统。若要求富-軋水浓度增大为35ppm *则要求采用逆流操作， 増加塔高以增大传质程度，减小熔径以使得水流速增大从而增大K，同时选择传质性能较 好的填料。(2) 用现有解吸塔解吸流t 500L/h,常温常压下含氧虽达到35ppm的富氧水，气量应该选 多少m3/h合适？解吸后的氧含量能达到多少ppm ?答：由于氧气吸收过程为液膜控制系

10、统，且Kxa-L近似为线性关系，则由实验结果可近似 得到流量为 500L/h 时 K =5100 kmol/(m3 h)，代入式Ka = GJVp 中，得到 Xi=6. 84x10 6 1 即为 12. 2ppm (3) 阐述干填料压降线和湿料塔压降线的特征答：干料塔压降与气速在取对数的情况下成一条直线，是线性相关的两个变量；湿料塔压降 线与千料塔有所不同，其在气速达到一定值时会出现液载点、而呈折线，持液量继续增加， 达到液泛点，在几乎不变的气速下，压降急速上升，直线斜率更大。(4) 工业上，吸收在低温，加压下进行，而解吸在高温，常压下进行，为什么？答：一般情况下，气体在液体中的溶解度随温度的

11、升高而降低，随压强的升高而升高，所以 吸收时要在低温，加压的条件下进行更好，而相对的 解吸在高温，常压下进行。(5) 为什么易溶气体的吸收和解吸属于气膜控制过程，难溶气体的吸收和解吸属于液膜控 制过程？答：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，并且从公式K,二k(J+H/kL可以看出，由于易溶气体的H很小，K(；kG，所以在吸收过程为气膜控制过程；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， 并且由公式KJ二kJ+ (H*k(；) ，难溶气体的H很大 Ki

12、ki所以其吸收的过程为液膜 控制过程。(6) 填料塔结构有什么特点？答：填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在 支承板上。填料的上方安装填料压板(有些不用)，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液 体分布器喷淋在填料上，并沿填料表面留下。气体从塔底送入，经气体分布装置(小直径塔 一般不设气体分布装置)分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上 气 液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化。WORD版木.五精憎实验思考题1、什么是全回流？全回流扌桑作有哪些特点，在生产中有什么实际意义？如何测定全回流条 件下的气

13、液负荷？答：全回流是精馆塔中上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔的操作方法称为全回流。全回流的操 作特点：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取出产品。在精 馆塔开车操作时，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，可尽快在塔建立起浓度分布，使塔顶、塔釜物料浓度在最短时间达到质童要 求，解除全回流，补加物料，调整加热蒸汽莹，便于顺利向正常生产过渡。2、塔釜加热时对精馆操作的参数有什么影响？你认为塔釜加热量主要消耗在何处？与回流 量有无关系？答：塔釜加热对使塔顶气相轻组分组成浓度更高，塔釜液相轻组分组成浓度更低，对精馆有 利。塔釜加热童主要消耗

14、在精馆塔气液热董交换上，与回流董有关。3、如何判斷塔的操作已达到稳定？答：当流量，塔各塔板的浓度（或温度）等不再变化时，则可证明塔的操作已稳定。4、当回流比R 进预热器前：干球温度t : 50. 9C，湿球温度tw : 27.4C。查表得,此时 r=2429. OkJ/kg。ps=3.6863kPa，H=0. 622xP 水汽/(P-P 水汽)，所以 Hw=0.622x3. 6863/(101.325-3. 6863)=0. 02348kg 水/kg 干气。由 = r 一金 得 H=0.01293 kg水/kg千气。预热器是等湿加热，故在预热器之后H不变5=0. 622xp水(p-p 杯.)，

15、总压 p=101.325kPa 计算得 p=2. 063kPa 彷70C ps=31.164kPa 砂=p“/ ps=0. 0662。 由tw-岛(H“ -H)试差得 t尸.C。焙 1=(1. 01+1.88H)t+2500H=104. 7kJ/kg。出口 :绝热增湿过程，即等焙过程，故I=104.7kJ/kg。进干燥器之前物料Xi=0.4448，lOmin 时 Xz=O. 1972 (插得)，所以 w.=Xi/(l+Xi)=0. 3078，w2=0. 1647。Gi=601.14g,物料失去的水量 W=Gi (w-W2)/(l-wO=103.0g=0.103kg。Ap =3. 5kPa，lOinin 时流过的空气总童