化工原理实验的思考题答案.docx
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1、实验5 精储塔的操作和塔效率的测定在求理论板数时,本实验为何用图解法,而不用逐板计算法 答:相对挥发度未知,而两相的平衡组成。求解q线方程时,Ym需用何温度答:需用定性温度求解,即:i = (tF +th)/2在实验过程中,发生瀑沸的原因是什么假设何防止溶液瀑沸假设何处理 答;初始加热速度过快,出现过冷液体和过热液体交汇,釜内料液受热不均匀。在开场阶段要缓慢加热,直到料液沸腾,再缓慢加大加热电压。 出现瀑沸后,先关闭加热电压,让料液回到釜内,续满所需料液,在重新开场加热。(4)取样分析时,应注意什么答:取样时,塔顶、塔底同步进展。分析时,要先分析塔顶,后分析塔底,防止塔顶乙醇大量挥发,带来偶然
2、误 差。 写出本实验开场时的操作步骤。答:预热开场后,要及时开启塔顶冷凝器的冷却水,冷却水量要足够大。记下室温值,接上电源,按下装置上总电压开关,开场加热。缓慢加热,开场升温电压约为4050伏,加热至釜内料液沸腾,此后每隔5lOmin升电压5V左 右,待每块塔板上均建设液层后,转入正常操作。当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时, 开启塔身保温电压,开至150 V,整个实验过程保持保温电压不变。等各块塔板上鼓泡均匀,保持加热电压不变,在全回流情况下稳定操作20min左右,用注射器在塔顶,塔底同 时取样,分别取两到三次样,分析结果。(6)实验过程中,假设何判断操作已经稳定,可以取样分析答:判
3、断操作稳定的条件是:塔顶温度恒定。温度恒定,则塔顶组成恒定。 分析样品时,进料、塔顶、塔底的折光率由高到底假设何排列答:折光率由高到底的顺序是:塔底,进料,塔顶。(8)在操作过程中,如果塔釜分析时取不到样品,是何原因答:可能的原因是:釜内料液高度不够,没有对取样口形成液封。(9)假设分析塔顶僧出液时,折光率持续下降,试分析原因答:可能的原因是:塔顶没有产品储出,造成全回流操作。00)操作过程中,假设发生淹塔现象,是什么原因假设何处理(11)实验过程中,预热速度为什么不能升高的太快答:釜内料液受热不均匀,发生瀑沸现象。在观察实验现象时,为什么塔板上的液层不是同时建设答:精储时,塔内的蒸汽从塔底上
4、升,下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体;塔顶出现回流液体,从塔定下降,塔 顶先建设液层,随下降液体通过各层塔板,板上液层液逐渐建设。如果操作过程中,进料浓度发生改变,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品的浓度假设何改变答:塔顶X。下降,了卬上升(14)如果加大回流比,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品的浓度假设何改变答:塔顶X。上升,1卬下降。(15)如果操作时,直接开场局部回流,会有何后果答:塔顶产品不合格。(16)为什么取样分析时,塔顶、塔底要同步进展/P-SL 及里5假设枯燥室不向外界环境散热时,通过枯燥室的空气将经历什么变化过程A等温过程b绝热增湿过程c近似的等焰过程D等湿过程6本实验中如果湿球
5、温度计指示温度升高了,可能的原因有:a湿球温度计的棉纱球缺水b入口空气的焰值增大了,而干球温度未变C入口空气的焰值未变,而干球温度升高 T7本实验装置采用局部枯燥介质1空气)循环使用的方法是为了a在保证一定传质推动力的前提下节约热能B提高传质推动力C提高枯燥速率8本实验中空气加热器出入口相对湿度之比等于什么A入口温度:出口温度B出口温度:入口温度c入口温度下水的饱和和蒸气压:出口温度下水的饱和蒸气压D 出口温度下水的饱和和蒸气压:入口温度下水的饱和蒸气压9物料在一定枯燥条件下的临界干基含水率为:A枯燥速率为零时的干基含水率b枯燥速率曲线上由恒速转为降速的那一点上的干基含水率C枯燥速率曲线上 由
6、降速转为恒速的那一点上的干基含水率D恒速枯燥线上任一点所对应的干基含水率10等式(t-tw)a/r=k (Hw-H)在什么条件下成立a恒速枯燥条件下b物料外表温度等于空气的湿球温度时c物料外表温度接近空气的绝热饱和和温度时D降速 枯燥条件下E物料升温阶段II以下条件中哪些有利于枯燥过程进展a提高空气温度b降低空气湿度c提高空气流速D提高入口空气湿度12假设本实验中枯燥室不向外界散热,则入口和出口处空气的湿球温度的关系是:A入口湿球球温度,出口湿球温度B入口湿球球温度,出口湿球温度C入口湿球球温度v出口湿球温度 d入口湿 球球温度二出口湿球温度扩散实验1下面操作正确的选项是。a开场测量数据后,不
7、要改变水浴温度。B开场测量数据后,需要改变水浴温度。C测量过程中要关闭泵。d 测量过程中泵要一直开启。2实验中使用的游标卡尺的精度为。A O.Olmrrio B 0.001 mmo c 0.1mm D 1.0mm1以下操作正确的选项是。a开场搅拌后应尽快测量数据,否则测量数据不准确。B开场搅拌后应等待一段时间后测量数据,否则测量数据 不准确。C测量数据时应该关闭搅拌器,否则测量的电导值会有较大误差。d测量中途不要关闭搅拌器,否则测 量的电导值会有较大误差2充液的次序是。A先充搅拌容器1再充扩散容器。b先充扩散容器1再充搅拌容器。答:翻开进料转子流量计,开启回流比控制器,塔顶出料,翻开塔底自动溢
8、流口,塔底出料。如果在实验过程中,实验室里有较浓的乙醇气味,试分析原因答:原因可能是:塔顶冷凝器的冷却量不够,塔顶上升的乙醇蒸汽没有被完全冷却下来,散失于空气中。(18)在实验过程中,何时能观察到漏夜现象答:在各层塔板尚未建设稳定的液层之前,可观察到漏液现象。在操作过程中,假设进料量突然增大,塔釜、塔顶组成假设何变化答:塔顶X。下降,玉上升。(20)用折光仪分析时,塔顶、塔底、进料应先分析哪一个为什么答:先分析塔顶,后分析塔底,防止塔顶乙醇大量挥发,带来偶然误差。实验6 填料吸收塔流体力学特性实验流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同答:当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来抑制流经填料
9、层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时, 填料层内的局部空隙为液体所充满,减少了气流通道截面,在一样的条件下,随液体喷淋量的增加,填料 层所持有的液量亦增加,气流通道随液量的增加而减少,通过填料层的压降将随之增加。填料塔的液泛和哪些因素有关答:填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。填料塔的气液两相的流动特点是什么答:填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙,液体则沿填料外表流下,形成相际接触界面并进展 传质。(4)填料的作用是什么答:填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积,保证两相充分接触。从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收
10、过程的影响答:改变吸收剂用量是对吸收过程进展调节的最常用的方法,当气体流率G不变时,增加吸收剂流率,吸收速率 N%增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成力减小,回收率增大。当液相阻力较小时,增加液体的流量, 传质总系数变化较小或根本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Ay的增大引起,此时吸 收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时,增加液体的流量,传质系数大幅度增加,而平 均推动力可能减小,但总的结果使传质速率增大,溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力1/KyO三,与a将随之减小,结果使吸收效果变好,力降低,而平均推动力或许会减小。对于气膜
11、控制的过程,降低操作温度,过程阻力1/K/三改/与4不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好(6)从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之答:水吸收氨气是气膜控制。填料吸收塔塔底为什么要有液封装置答:液封的目的是保证塔内的操作压强。(8)在实验过程中,什么情况下认为是积液现象,能观察到何现象答:当气相流量增大,使下降液体在塔内累积,液面高度持续上升,称之为积液。取样分析塔底吸收液浓度时,应该注意的事项是什么答:取样时,注意瓶口要密封,防止由于氨的挥发带来的误差。 为什么在进展数据处理时,要校正流量计的读数(氨和空气转子流量计)答:流量计的刻度是以20,的空气为标准来标定。
12、只要介质不是20, 1Q/772的空气,都需要校正流量。(11)如果改变吸收剂的入口温度,操作线和平衡线将假设何变化答:平衡常数HI增大,平衡线的斜率增大,向上移动;操作线不变。 实验过程中,是假设何测定塔顶废气中氨的浓度答:利用吸收瓶。在吸收瓶中装入一定量低浓度的硫酸,尾气通过吸收瓶时,其中的氨气和硫酸发生中和反响, 收集反响所需的尾气量即可。在实验的过程中,是否可以随时滴定分析塔底吸收液的浓度为什么答:可以。在操作温度和压力一定的条件下,到达平衡时,吸收液浓度和操作时间无关。(14)如果从同一个取样瓶中,取样分析三组平行样,误差很大,试分析原因答:原因在于取样瓶取样后,没有及时密封,瓶内的
13、氨气由于挥发而降低了浓度。 控制和调节吸收效果由哪些主要因素,试作简单分析答:吸收塔的气体进口条件是唯一确定的,控制和调节吸收操作结果的是吸收剂的进口条件:流率L、温度G、浓度12。改变吸收剂用量是对吸收过程进展调节的最常用的方法,当气体流率G不变时,增加吸收剂流率, 吸收速率Na增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成为减小,回收率增大。对于液膜控制的吸收过程, 降低操作温度,吸收过程的阻力1/K、三将随之减小,结果使吸收效果变好,2降低,而平均推动力或许会减小。对于气膜控制的过程,降低操作温度,过程阻力1/K),三1/与4不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好。总之,吸收级温度的降低,改
14、变了平衡常数,对过程阻力和过程推动力都产生影 响。吸收剂进口浓度七是控制和调节吸收效果的又一主要因素。吸收剂进口浓度心降低,液相进口处的推 动力增大,全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的增加。(16)试说明精储和吸收的一样点和不同点答:不同点:精微利用组分挥发度的不同进展别离,操作时塔内必须有回流;吸收是利用组分溶解度的不同进展 别离。一样点:都属于相际传质。(17)假设操作过程中,氨气的进口浓度增大,而流量不变,尾气含量和吸收液浓度假设何改变答:尾气中氨的含量增加,吸收液中氨的含量增加。(18)吸收瓶中的尾气循环量以多少为宜答:尾气通过吸收瓶的量以瓶内硫酸刚好循环为最正确。假设
15、何确定液泛点气速答:在一定量的喷淋液体之下,当气速低于载点时,液体沿填料外表流动很少受逆向气流的牵制,持液量(单 位体积填料所持有的液体体积) 根本不变。当气速达载点时,液体向下流动受逆向气流的牵制开场明显气来, 持液量随气速增加而增加,气流通道截面随之减少。所以,自载点开场,压降随空塔气速有较大增加,压降一气 速曲线的斜率加大。当气速继续增加,气流通过填料层的压降迅速上升,并且压降有强烈波动,表示塔内已经发 生液泛,这些点称为液泛点。(20)实际操作选择气相流量的依据是什么答:通过实验测定塔内液泛点所需的最大流量,实际操作时气体的流量选择在接近液泛点。在此点,气体速度增 力口,液膜湍动促进传
16、质,两相交互作用剧烈,传质效果最正确。实验8板式塔流体流动性能的测定(筛板塔)(1) 试说明筛板塔的特点答:构造简单,造价低廉,气体压降小,板上液面落差也小,操作弹性小,筛孔小时易堵塞。(2) 塔板上的总压降由几局部组成答:塔板本身的干板阻力(即板上各部件所造成的局部阻力)、板上充气液层的静压强和液体的外表张力。(3) 什么是错流塔板答:液体横向流过塔板,而气体垂直穿过液层,但对整个塔来说,两相 根本上成逆流流动。(4) 试图示干板实验中干板压降和筛孔气速的关系答:lg APd(Pa) a(5) 板式塔实验中,在固定喷淋密度试图示塔板压降和空塔气速关系,标出转折点,并说明适宜操 作范围。/答:
17、/BAA一拦液点;B溢流点;C泄露点; D液泛点图中CD段为塔的适宜操作范围(6) 塔板压降过大,对吸收和精储操作各有什么影响答:对于吸收操作,送气压强高;对于精储操作,则釜压要高,特别对真空精储,便失去了真空操作的特点。(7) 塔板上形成稳定液层后,塔板上气液两相的接触和混合状态有几种答:鼓泡接触状态:当气速较小时,气体以鼓泡形式通过液层,两相在气泡外表进展传质;泡沫接触状态:随气 速增加,液面上形成泡沫层,两相在液膜外表进展传质;喷射接触状态:当气速进一步增加,液体以不 断更新的液滴形态分散在气相中,两相在液滴外表进展传质。(8) 试说明板式塔功能答:1)每块塔板上的气液两相必须保持充分接
18、触,为传质过程提供足够大的、不断更新的传质外表,减少传质 阻力;(2)在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动,以提供最大的传质推动力。(9) 在板式塔实验中,试说明从溢流点到泄漏点气速和压降的关系答:当液体由溢流堰溢出时,称为溢流点,这时仍有局部液体从筛孔中泄露下去,自该点后,随气速增加,液体 的泄露量不断减少,而塔板压降却变化不大。直到气速继续增大到某一值时,液体 根本上停顿泄露,则称该转 折点为泄露点。(10) 什么是液泛现象液泛现象发生后有什么特点答:液泛就是液体进塔量大于出塔量,其结果是塔内不断积液,直至塔内充满液体,破坏塔的正常操作,工程上 也称为淹塔;液泛发生后,塔板压降会随气速迅速增大
19、。(11) 什么是雾沫夹带雾沫夹带对传质有什么影响答:上升气流穿过塔板液层时,将板上液体带入上层塔板的现象称为雾沫夹带;雾沫生成可增大气液两相的传 质面积,但过量的雾沫夹带造成液相在塔板间的返混,进而导致塔板效率下降。(12) 试述影响雾沫夹带的因素答:空塔气速增高,雾沫夹带量增大;塔板间距增大,可使雾沫夹带量减少。(13) 什么是漏液现象漏液现象对传质有什么影响答:当上升气体流速减小,气体通过升气孔道的动压缺乏以阻止板上液体经孔道下流时,会出现漏液现象;漏液 现象影响气液在塔板上的充分接触,使塔板效率下降,严重的漏液会使塔板不能积液而无法操作。(14) 造成漏液现象的原因有哪些答:气速太小或
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