《化工原理》實驗思考題題目及答案.docx

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實驗一、 流體流動阻力的測定 1、 進(jìn)行測試系統(tǒng)的排氣工作時，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門？為什么？ 答：在進(jìn)行測試系統(tǒng)的排氣時，不應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門，因為出口閥門是排氣的通道，若關(guān)閉，將無法排氣，啟動離心泵后會發(fā)生氣縛現(xiàn)象，無法輸送液體。 2、 如何檢驗系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？ 答：可通過觀察離心泵進(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)的空氣沒排干凈。 3、 在U形壓差計上裝設(shè)“平衡閥”有何作用？在什么情況下它是開著的，又在什么情況下它應(yīng)該關(guān)閉的？ 答：用來改變流經(jīng)閥門的流動阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對象是系統(tǒng)的阻力，平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計計算的比例平衡分配，各支路同時按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡閥在投運時是打開的，正常運行時是關(guān)閉的。 4、 U行壓差計的零位應(yīng)如何校正？ 答：先打開平衡閥，關(guān)閉二個截止閥，即可U行壓差計進(jìn)行零點校驗。 5、 為什么本實驗數(shù)據(jù)須在對數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？ 答：為對數(shù)可以把乘、除因變成加、減，用對數(shù)坐標(biāo)既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù)擴(kuò)大取值范圍，使坐標(biāo)點更為集中清晰，作出來的圖一目了然。 6、 你在本實驗中掌握了哪些測試流量、壓強(qiáng)的方法，它們各有什么特點？ 答：測流量用轉(zhuǎn)子流量計、測壓強(qiáng)用U形管壓差計，差壓變送器。轉(zhuǎn)子流量計，隨流量的大小，轉(zhuǎn)子可以上、下浮動。U形管壓差計結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、經(jīng)濟(jì)。差壓變送器，將壓差轉(zhuǎn)換成直流電流，直流電流由毫安表讀得，再由已知的壓差~電流回歸式算出相應(yīng)的壓差，可測大流量下的壓強(qiáng)差。 實驗 二、離心泵特性曲線的測定 1、 離心泵啟動前為什么要先灌水排氣？本實驗裝置中的離心泵在安裝上有何特點? 答：為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。 2、 啟動泵前為什么要先關(guān)閉出口閥，待啟動后，再逐漸開大？而停泵時，也要先關(guān)閉出口閥？ 答：防止電機(jī)過載。因為電動機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率N。根據(jù)離心泵特性曲線，當(dāng)Q=0時N最小，電動機(jī)輸出功率也最小，不易被燒壞。而停泵時，使泵體中的水不被抽空，另外也起到保護(hù)泵進(jìn)口處底閥的作用。 3、 離心泵的特性曲線是否與連接的管路系統(tǒng)有關(guān)？ 答：離心泵的特性曲線與管路無關(guān)。當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時，實際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，還與管路的特性有關(guān)。 4、 離心泵流量增大時，壓力表與真空表的數(shù)值如何變化？為什么？ 答：流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大，而出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)越小。流量越大，需要推動力即水池面上的大氣壓強(qiáng)與泵入口處真空度之間的壓強(qiáng)差就越大。大氣壓不變，入口處強(qiáng)壓就應(yīng)該越小，而真空度越大，離心泵的軸功率N是一定的N=電動機(jī)輸出功率=電動機(jī)輸入功率電動機(jī)效率，而軸功率N又為： N?Ne???QH?102?? ， 當(dāng)N=恒量， Q與H之間關(guān)系為：Q↑H↓而H?p 5、 ?g而H↓P↓所以流量增大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。 離心泵的流量可由泵的出口閥調(diào)節(jié)，為什么？ 答：調(diào)節(jié)出口閥門開度，實際上是改變管路特性曲線，改變泵的工作點，可以調(diào)節(jié)其流量。 6、 什么情況下會出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象？ 答：當(dāng)泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“汽蝕”現(xiàn)象， 7、 離心泵在其進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥門是否合理？為什么？ 答：不合理，因為水從水池或水箱輸送到水泵靠的是液面上的大氣壓與泵入口處真空度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，將水從水箱壓入泵體，由于進(jìn)口管，安裝閥門，無疑 增大這一段管路的阻力而使流體無足夠的壓強(qiáng)差實現(xiàn)這一流動過程。 實驗三、 流量計的標(biāo)定 1、 Co與哪些因素有關(guān)？ 答：孔流系數(shù)由孔板的形狀、測壓口位置、孔徑與管徑之比d0/d1和雷洛系數(shù)Re所決定。 2、 如何檢查系統(tǒng)的排氣是否完全？ 答：直到排氣閥指導(dǎo)系統(tǒng)中無氣泡為止。 3、 離心泵啟動時應(yīng)注意什么？ 答：（1）泵入口閥全開，出口閥全關(guān)，啟動電機(jī)，全面檢查機(jī)泵的運轉(zhuǎn)況。 （2）當(dāng)泵出口壓力高于操作壓力時，逐步打開出口閥，控制泵的流量、壓力。 （3）檢查電機(jī)電流是否在額定值以內(nèi)，如泵在額定流量運轉(zhuǎn)而電機(jī)超負(fù)荷時應(yīng)停泵檢查。 實驗四、 伯努利方程驗證實驗 1、 操作時特別要注重排除管內(nèi)的空氣泡，否則會干擾實驗現(xiàn)象，為什么？如何排除？ 答：管內(nèi)含有氣泡會使高度差減小，影響伯努利方程的驗證。若空氣泡在測壓管中出現(xiàn)，可用手輕拍幾下測壓管趕走氣泡。若空氣泡在流體流動的導(dǎo)管中出現(xiàn)，則將出口閥慢慢關(guān)小是流速減小，在迅速將出口閥調(diào)大，趕走氣泡。 2、 試對實驗中的阻力損失作出說明（是由哪些原因產(chǎn)生的，是直管阻力還是局部阻力）。 答：由于本實驗中的水，為不可壓縮的實際流體，存在著摩擦導(dǎo)致的沿程阻力損失以及突然擴(kuò)大、縮小和拐彎導(dǎo)致的局部阻力損失。 實驗 五、流體流動形態(tài)測定實驗 流體的流動類型與雷諾數(shù)的值有什么關(guān)系？ 答：根據(jù)實驗，流體在圓形直管內(nèi)流動，Re≤2000（有的資料達(dá)到2300）時屬于層流；Re＞4000時則一般為湍流。Re在2000~4000之間時，流動處于一種過渡可能是層流，可能是湍流，或是二者交替出現(xiàn)，主要由外界條件所左右。 實驗六 過濾實驗 1、 過濾剛開始時，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？ 答：因為剛開始的時候濾布沒有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會通過濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時間后，待過濾液體中的固體會填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過濾布，此時的液體就會變得清澈。 2、 在恒定過濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？ 答：因為剛開始時要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之后才能開始等壓過濾。 3、 如果濾液的粘度比較大，你考慮用什么方法改善過濾速率？ 答：（1）使用助濾劑，改善濾餅特性；（2）加熱濾漿，降低濾液粘度；（3）使用絮凝劑，改變顆粒聚集狀態(tài)；（4）限制濾餅厚度，降低過濾阻力 4、 當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時，其K值是否也增大一倍，是得到同樣的過濾量時，其過濾時間是否縮短一半？ 答：不是的，dv/dθ=A2ΔP/μrv(v+ve), dv/dθ是代表過濾速率，它隨著過濾的進(jìn)行，它是一個逐漸減少的過程，雖然ΔP增大一倍，表面上是時間減少一倍，單過濾速率減少，所以過濾得到相同的濾液，所需的時間不是原來的一半，比一半要多。 實驗七、 蒸汽—空氣總傳熱系數(shù)K的測定 1、 在測定傳熱系數(shù)K時，按現(xiàn)試驗流程，用管內(nèi)冷凝液測定傳熱速率與用管外冷卻水測定傳熱速率哪種方法更準(zhǔn)確？為什么？如果改變流程，是蒸汽走環(huán)隙，冷卻水走管內(nèi)，用哪種方法更準(zhǔn)確？ 答： 2、 汽包上裝有不凝氣排放口和冷凝液排放口，注意兩口的安裝位置特點并分析其作用？ 答：冷凝器上須備有不凝氣體的排放口，操作時定期排放，以保持良好的傳熱效果 實驗八 氣-汽對流傳熱綜合實驗 1、 蒸汽和空氣進(jìn)入通道，在測K和α?xí)r為什么不同呢？ 答：因為在測給熱系數(shù)K時僅考慮間壁一側(cè)的傳熱，而傳熱系數(shù)α 則考慮了從熱流體到冷流體的整個傳熱過程。 2、 在現(xiàn)有α的基礎(chǔ)上如何改進(jìn)就能測定總傳熱系數(shù)K？并說明所需測定的參數(shù)及儀表。 答： 實驗 九、珍珠巖粉導(dǎo)熱系數(shù)λ的測定 1、 答： 2、 通過實驗歸納強(qiáng)化傳熱的途徑有哪些？ 比較三根傳熱管的傳熱速率，說明原因。 答：1、降低滯留內(nèi)層的厚度；2、增大湍動程度，即采用插入螺旋線圈的方法來強(qiáng)化傳熱。 實驗十、 全回流精餾總板效率的測定 1、 什么是全回流，全回流時的操作特征是什么？如何測定全回流是的總板效率？ 答：在精餾操作中，若塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流至塔內(nèi)，則這種操作方法稱為全回流。全回流時的回流比R等于無窮大。此時塔頂產(chǎn)品為零，通常進(jìn)料和塔底產(chǎn)品也為零，即既不進(jìn)料也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品。 2、 如何判斷塔的操作已達(dá)到穩(wěn)定？影響精餾操作穩(wěn)定的因素有哪些？ 答：當(dāng)出現(xiàn)回流現(xiàn)象的時候，就表示塔的操作已穩(wěn)定。主要因素包括 操作壓力、進(jìn)料組成和熱狀況、塔頂回流、全塔的物料平衡和穩(wěn)定、冷凝器和再沸器的傳熱性能，設(shè)備散熱情況等。 3、 影響板式效率的因素有哪些？ 答：物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響，流體力學(xué)狀態(tài)和塔板結(jié)構(gòu)的影響。 4、 進(jìn)料量對塔板層有無影響？為什么？ 答：無影響。 因從圖解法求理論板數(shù)可知，影響塔板層數(shù)的主要參 數(shù)是xF，x D，xw，R和q。而進(jìn)量的改變對上述參數(shù)都無影響，所以對塔板數(shù)無影響。 5、 回流溫度對塔的操作有何影響？ 答：餾出物的純度可能不高，降低塔的分離效率。 6、 板式塔有哪些不正常操作狀況，針對本實驗裝置，如何處理液泛或塔板漏液? 答：夾帶液泛，溢流液泛，漏液。 實驗十一、 部分回流精餾塔塔板數(shù)的確定 1、 是否精餾塔越高，產(chǎn)量越大？ 答：否 2、 將精餾塔加高能否得到無水酒精？ 答：不能 3、 影響精餾塔操作穩(wěn)定的因素有哪些？結(jié)合本實驗說明。 答：主要因素包括操作壓力、進(jìn)料組成和熱狀況、塔頂回流、全塔的 物料平衡和穩(wěn)定、冷凝器和再沸器的傳熱性能，設(shè)備散熱情況等。 4、 操作中加大回流比應(yīng)如何進(jìn)行？有何利弊？ 答：加大回流比的措施，一是減少餾出液量，二是加大塔釜的加熱速 率和塔頂?shù)睦淠俾? 加大回流比能提高塔頂餾出液組成xD，但能耗也隨之增加。 5、 精餾塔在操作過程中，由于塔頂采出率太大而造成產(chǎn)品不合格時，要恢復(fù)正常的最快最有效的辦法是什么？ 答：降低采出率,即減少采出率. 降低回流比。 實驗十二、 填料吸收塔的操作及吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定 1、 分析吸收劑流量和吸收劑溫度對吸收過程的影響？ 答：改變吸收劑用量是對吸收過程進(jìn)行調(diào)節(jié)的最常用的方法，當(dāng)氣體流率G不變時，增加吸收劑流率，吸收速率NA增加，溶質(zhì)吸收量增加，則出口氣體的組成y2減小，回收率增大。當(dāng)液相阻力較小時，增加液體的流量，傳質(zhì)總系數(shù)變化較小或基本不變，溶質(zhì)吸收量的增加主要是由于傳質(zhì)平均推動力?ym的增大引起，此時吸收過程的調(diào)節(jié)主要靠傳質(zhì)推動力的變化。當(dāng)液相阻力較大時，增加液體的流量，傳質(zhì)系數(shù)大幅度增加，而平均推動力可能減小，但總的結(jié)果使傳質(zhì)速率增大，溶質(zhì)吸收量增加。對于液膜控制的吸?kya收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力Kya?將隨之減小， 結(jié)果使吸收效果變好，y2降低，而平均推動力?ym或許會減小。對?kya于氣膜控制的過程，降低操作溫度，過程阻力Kya?不變， 但平均推動力增大，吸收效果同樣將變好 2、 從進(jìn)出口溫度實驗數(shù)據(jù)分析水吸收丙酮屬于哪種吸收？水用量增大后溶液出口溫度如何變化？為什么？ 答： 3、 填料吸收塔塔底為什么必須有液封裝置，液封裝置是如何讓設(shè)計的？ 答：塔底的液封主要為了避免塔內(nèi)氣體介質(zhì)的逸出，穩(wěn)定塔內(nèi)操作壓力，保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封裝置。 液封裝置是采用液封罐液面高度通過插入管維持設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)一定壓力，從而防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)或介質(zhì)外泄。U形管型液封裝置是利用U形管內(nèi)充滿液體，依靠U形管的液封高度阻止設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)物料排放時不帶出氣體，并維持系統(tǒng)內(nèi)一定壓力。 流體流動阻力實驗 一、在本實驗中必須保證高位水槽中始終有溢流，其原因是： A、只有這樣才能保證有充足的供水量。 B、只有這樣才能保證位壓頭的恒定。 C、只要如此，就可以保證流體流動的連續(xù)性。 二、本實驗中首先排除管路系統(tǒng)中的空氣，是因為： A、空氣的存在，使管路中的水成為不連續(xù)的水。 B、測壓管中存有空氣，使空氣數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。 C、管路中存有空氣，則其中水的流動不在是單相的流動。 三、在不同條件下測定的直管摩擦阻力系數(shù)?雷諾數(shù)的數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上？ A、一定能。B、一定不能。C、只要溫度相同就能。 D、只有管壁的相對粗糙度相等就能。E、必須溫度與管壁的相對粗糙度都相等才能。 四、以水作工作流體所測得的直管阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系能否適用于其它流體？ A、無論什么流體都能直接應(yīng)用。 B、除水外什么流體都不能適用。 C、適用于牛頓型流體。 五、當(dāng)管子放置角度或水流方向改變而流速不變時，其能量的損失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同，才相同。 C、放置角度雖然相同，流動方向不同，能量損失也不同。 D、放置角度不同，能量損失就不同。 六、本實驗中測直管摩擦阻力系數(shù)時，倒U型壓差計所測出的是： A、兩測壓點之間靜壓頭的差。 B、兩測壓點之間位壓頭的差。 C、兩測壓點之間靜壓頭與位壓頭之和的差。 D、兩測壓點之間總壓頭的差。 E、兩測壓點之間速度頭的差。 七、什么是光滑管？ A、光滑管是絕對粗糙度為零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系數(shù)為零的管子。 C、光滑管是水力學(xué)光滑的管子（即如果進(jìn)一步減小粗糙度，則摩擦阻力不再減小的管子）。 八、本實驗中當(dāng)水流過測突然擴(kuò)大管時，其各項能量的變化情況是： A、水流過突然擴(kuò)大處后靜壓頭增大了。 B、水流過突然擴(kuò)大處后靜壓頭與位壓頭的和增大了。 C、水流過突然擴(kuò)大處后總壓頭增大了。 D、水流過突然擴(kuò)大處后速度頭增大了。 E、水流過突然擴(kuò)大處后位壓頭增大了 離心泵實驗 一、在本實驗中，若離心泵啟動后抽不上水來，可能的原因是： A、開泵時，出口閥未關(guān)閉。 B、發(fā)生了氣縛現(xiàn)象。 C、沒有灌好初給水。 D、泵的吸入管線密封不好，有漏氣之處。 二、離心泵啟動時應(yīng)該關(guān)閉出口閥，其原因是： A、若不關(guān)閉出口閥，則開泵后抽不上水來。 B、若不關(guān)閉出口閥，則會發(fā)生氣縛。 C、若不關(guān)閉出口閥，則會使電機(jī)啟動電流過大。 D、若不關(guān)閉出口閥，則會發(fā)生氣蝕。 三、關(guān)閉離心泵時應(yīng)該關(guān)閉出口閥，其原因是： A、若不關(guān)閉出口閥，則因底閥不嚴(yán)物料會倒流。 B、若不關(guān)閉出口閥，則會發(fā)生氣蝕作用。 C、若不關(guān)閉出口閥，則會使泵倒轉(zhuǎn)而可能打壞葉輪。 D、若不關(guān)閉出口閥，則會使電機(jī)倒轉(zhuǎn)而損壞電機(jī)。 四、逐漸打開泵出口閥時，離心泵出口壓力表的讀數(shù)按什么規(guī)律變化？ A、升高。 B、降低。 C、先升高后降低。 D、先降低后升高。 五、逐漸關(guān)小泵出口閥時，離心泵入口真空表的讀數(shù)按什么規(guī)律變化？ A、增大。 B、減小。 C、先增大后減小。 D、先減小后增大。 六、本實驗中的標(biāo)準(zhǔn)流量是靠什么儀器測定的？ A、孔板流量計和U型壓差計。 B、水箱的水位計和秒表。 C、用以上兩套儀器共同測定。 D、渦輪流量計。 七、離心泵的流量增大時，電機(jī)的功率怎樣變化？ A、增大。 B、減小。 C、先增大后減小。 D、先減小后增大。 E、功率不變。 八、渦輪流量計的流量系數(shù)，當(dāng)雷諾數(shù)增大時怎樣變化？ A、總在增大。 B、總在減小。 C、先增大后減小。 D、先減小后增大。 E、基本保持不變。 CCCBABAD 傳熱實驗 一、在空氣～水蒸氣換熱體系，管壁溫度Tw應(yīng)接近蒸汽溫度，還是 空氣溫度？可能的原因是： A、接近空氣溫度，這是因為空氣處于流動狀態(tài)，即強(qiáng)制湍流狀態(tài)，α（空氣）增加。 B、接近蒸汽溫度，這是因為蒸汽冷凝傳熱膜系數(shù) α（蒸）>>α（空）。 C、不偏向任何一邊，因為蒸汽冷凝α和空氣溫度α均對壁溫有影響。 二、以空氣為被加熱介質(zhì)的傳熱實驗中，當(dāng)空氣流量Vα增大時，壁溫如何變化？ A、空氣流量Vα增大時，壁溫Tw升高。 B、空氣流量Vα增大時，壁溫Tw下降。 C、空氣流量Vα增大時，壁溫Tw不變。 三、下列諸溫度中，哪個做為確定物性參數(shù)的定性溫度？ A、介質(zhì)的入口溫度。 B、介質(zhì)的出口溫度。 C、蒸汽溫度。 D、介質(zhì)入口和出口溫度的平均值。 E、壁溫。 四、管內(nèi)介質(zhì)的流速對傳熱膜系數(shù)α有何影響。 A、介質(zhì)流速u增加，傳熱膜系數(shù)α增加。 B、介質(zhì)流速u增加，傳熱膜系數(shù)α降低。 C、介質(zhì)流速u增加，傳熱膜系數(shù)α不變。 五、管內(nèi)介質(zhì)流速的改變，出口溫度如何變化？ A、介質(zhì)流速u增加，出口溫度t2升高。 B、介質(zhì)流速u增加，出口溫度t2降低。 C、介質(zhì)流速u增加，出口溫度t2不變。 六、蒸汽壓強(qiáng)的變化，對α關(guān)聯(lián)式有無影響？ A、蒸汽壓強(qiáng)p↑，α值↑。 B、蒸汽壓強(qiáng)p↑，α值不變。 C、蒸汽壓強(qiáng)p↑，α值↓。 七、改變管內(nèi)介質(zhì)的流動方向，總傳熱系數(shù)K如何變化？ A、改變管內(nèi)介質(zhì)的流動方向，總傳熱系數(shù)K值增加。 B、改變管內(nèi)介質(zhì)的流動方向，總傳熱系數(shù)K值減小。 C、改變管內(nèi)介質(zhì)的流動方向，總傳熱系數(shù)K值不變。 八、不凝氣的存在對實驗數(shù)據(jù)測取有無影響？ A、不凝氣的存在會使α（蒸汽）大大降低。 B、不凝氣的存在會使α（蒸汽）升高。 C、不凝氣的存在與否，對實驗數(shù)據(jù)的測取無影響。 九、蒸汽壓強(qiáng)的變化與哪些因素有關(guān)？ A、只與蒸汽閥門開度有關(guān)，即與蒸汽通量有關(guān)。 B、只與冷流體流量有關(guān)。 C、與蒸汽流量和冷流體流量均有關(guān)系。 十、如果疏水器的操作不良，對夾套內(nèi)α（蒸汽）有何影響？ A、疏水器不起作用，蒸汽不斷排除，α（蒸汽）將增大。 B、疏水器不起作用，蒸汽不斷排除，α（蒸汽）將減小。 C、疏水器阻塞，蒸汽不能排除，α（蒸汽）將增大。 D、疏水器阻塞，蒸汽不能排除，α（蒸汽）將減小。 十一、在下列強(qiáng)化傳熱的途徑中，你認(rèn)為哪種方案在工程上可行？ A、提高空氣流速。 B、提高蒸汽流速。 C、采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度。 D、在蒸汽一側(cè)管壁上加裝翅片，增大冷凝面積，導(dǎo)走冷凝液。 E、內(nèi)管加入填充物或采用螺紋管。