#中文实验讲义(共58页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上实验1 流体流动阻力的测定一、实验目的1. 学习管路阻力损失(hf、管路摩擦系数）、管件局部阻力系数 (1-12. 因次分析法规划实验当一个过程受多个变量影响时，通常用网络法通过实验以寻找自变量与因变量的关系。以式(1-1为例，若每个自变量的数值变化10次，测取hf的值而其他自变量保持不变，共有6个自变量，实验次数将达106。为了减少实验工作量，需要在实验前进行规划，以尽可能减少实验次数。因次分析法是通过将变量组合成无因次数群，从而减少实验自变量的个数，大幅度地减少实验次数，这可以由定理加以证明。因次分析法可以将对式(1-1的研究变成对以下式(1-2的4个无因次数之间

2、的关系的研究。 即： 可写成为： 又可写为： (1-4若令 (1-5则有 (1-6 由 (1-6 式可知，为了要测定(1-5式的曲线关系，若装置已经确定，物系也已确定，那么只随Re而变。实验操作变量仅是流量，改变流量的手段是调节阀门的开度，由阀门开度的变化达到改变流速u的目的，因此在管路中需要安装一个流量计；在直径d长度为l的水平直管上，引出二个测压点，并接上一个压差计：实验体系确定后，、是物性参数，它们只取决于实验温度，所以，在实验装置中需要安装测流体的温度计；再配上水槽泵管件等组建成循环管路，见图1。四实验流程图图1 流体阻力示意图五实验步骤1. 关闭控制阀，打开二个平衡阀，引水灌泵放气，

3、关闭功率表，启动泵。2. 系统排气(1 总管排气：先将控制阀开足，然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开足后再关闭，重复三遍。(2 引压管排气：依次分别对4个放气阀，开关重复三次。(3 压差计排气：关闭二个平衡阀，依次分别打开4个放气阀，此时眼睛要注视着U型压差计中的指示剂液面的上升，防止指示剂冲出，开关重复三次。3. 检验排气是否彻底的方法为：将控制阀开至最大，再关至零，看U型压差计读数，若左右读数相等，则可判断系统排气彻底；若左右读数不等，则重复上述步骤2。4. 因为系统的流量计量采用涡轮流量计，其小流量受到结构的限制，因此，从大流量做起，实验数据比

4、较准确。5. 实验布点因为Re在充分湍流区时，Re的关系是水平线，所以在大流量时少布点，而Re在比较小时， Re的关系是曲线，所以小流量时多布点。先将控制阀开至最大，读取流量显示仪读数F大，然后关至水银压差计读数为 0.13 m2s-2时，再读取流量显示仪读数F小，在F小和F大两个读数之间布10点。六、注意事项1. 排气一定要排彻底；2. 引压管和压差计排气时要同时开关排气阀，注意安全，确保指示剂不被冲出；3. 实验数据安排合理。七原始数据1. 一次性原始数据涡轮流量计仪表常数= 次/升。直管长度 l=m； 内径 d=mm； 指示剂：_。局部阀件或管件类型_；内径 d=_mm；指示剂：_。水温

5、t=。2. 原始数据记录表序号显示仪读数直管阻力压差计/dm局部阻力压差计/dm左右左右12345678910八、实验报告的主要内容1. 根据实验数据整理成-Re数据表。在双对数坐标纸上绘制-Re曲线。2. 确定管件或阀门的阻力系数。九、思考题1. 为了确定与的函数关系要测定那些数据？宜选用什么仪器仪表来测定？如何处理数据？2. 为什么要进行排气操作？如何排气？为什么操作失误可能将U形管中的水银冲走？3. 不同管径不同水温下测定的Re数据能否关联到一条曲线上，为什么?4. 以水为工作流体测定的Re曲线能否用于计算空气在管内的流动阻力，为什么?两段管线的管长管径相对粗糙度及管内流速均相同，一根水

6、平放置，另一根倾斜放置.问流体流过这两段管线的阻力及管子两端的压差是否相同，为什么实验2 离心泵特性曲线的测定一、实验目的4. 了解离心泵的特性；5. 学习离心泵特性曲线的测定方法；6. 熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用；7. 正确掌握作图法处理实验数据。二、实验任务1. 测定离心泵在恒定转速下的特性曲线。三、基本原理1122 图2-1 泵结构示意图 对一定类型的泵来说，泵的特性曲线主要是指在一定转速下，泵的扬程功率和效率与流量之间的关系。因为离心泵的结构和流体本身的非理想性以及流体在流动过程中的种种阻力损失，至今为止，还没有人能推导出计算扬程的纯理论数学方程式。因此，本实验采用最基本的直接

7、测定法，对泵的特性曲线用实验测得，见图2-1。对泵的进出口取1-1截面与2-2截面，建立机械能衡算式：所以图2-2 泵的工作点原理图从方程式或 (3-1a式中：V时间内的滤液体积，m3，由计量筒测定；Ve虚拟的滤液体积，它是形成相当于滤布阻力的一层滤渣时，应得到的滤液体积，m3；A过滤面积，m2，现场测定；K过滤常数，m2/s；过滤时间，s，由秒表测定；e相当于得到滤液Ve所需要的时间，s；q=V/A，即单位过滤面积的滤液体积， m3/m2；qe=Ve/A，即单位过滤面积的虚拟滤液体积，m3/m2。将式(3-1a两边对q求导数得： (3-2式(3-2表明与q成直线关系，其斜率为， 截距为。为了

8、便于实验测定，可用微商代替微分。于是，式(3-2改写为 的累积滤液体积(V并由此算出一系列q(的值，从而得出一组对应的与q之值。与对应的q值应为qm，而qm应是相邻两次q的平均值，即 ，以为因变量(纵轴作一直线；直线斜率为，截距为。由此，可求出K和qe；再以=0，q=0代入式(3-1a即可求出e值。三装置与流程1. 板框过滤装置(图3-1 板框过滤实验装置板框过滤机的整套装置由调料桶、贮水桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。其流程如图3-1所示。将悬浮液在调料桶内调匀后，放入贮浆罐内，由压缩空气将料液压入过滤机中，滤液排出量用量筒进行计量，洗涤滤饼时用压缩空气将贮水桶中的水压入过滤机进

9、行洗涤。操作压力由压力定值器控制(在老师的指导下调节。2. 卧式圆形过滤装置(实验装置与流程如图3-2所示。1贮桨罐；2循环泵；3过滤器；4量筒；5加料口；6排污阀图3-2 卧式圆形过滤装置四、操作步骤1.装置(I(1熟悉过滤实验的装置与流程，检查各阀门的启闭是否正确，然后用碳酸镁和水配成滤浆，其浓度在5%(质量百分率左右。(2先湿透滤布，再将它装于滤框上。安装时滤布孔要对准滤机孔道，表面要拉平整，不起皱纹，板和框的排列顺序必须正确(参看化工原理教材。(3将滤浆导入贮浆罐，开动搅拌机，使滤浆浓度均匀。(4启动压缩机，待压缩机运行正常后，调节空气减压阀，一般减压阀的压力控制在0.1MPa，并保持

10、压力稳定，使系统在此压力下进行恒压过滤。(5当压力恒定，过滤开始时，即可记录数据。记录数据之前，要根据过滤面积A与量筒体积大小，选定一个合适的V值，一般每收集200 mL滤液记一次时间，启动秒表的同时，记下量筒中滤液的体积。当量筒中滤液体积每增加一个V值时，记下秒表的时间，重复操作，取56组数据即可。(6如在不同的恒定压力下进行过滤实验，其滤浆浓度大体上维持不变，并重复步骤(3、(4、(5。(7当滤液一滴一滴缓慢流出时，表示滤渣已充满框，过滤阶段可告结束。(8若需测定洗涤速度，可在过滤终了时通入洗涤水，并记录洗涤水量和时间，即可算出洗涤速度。(9 实验完毕，拆卸板框压滤机，将板框压滤机内的滤渣

11、放回调桨桶，清洗过滤器。2.装置(1将MgCO3粉沫配成滤浆，其量约占/3，配制浓度为5%左右；(2按正确的顺序安装好过滤器；(3打开贮浆罐的出口阀，开泵的循环出口阀，开循环泵，通过循环管路搅拌约15 min；(4开进过滤装置的阀门，关泵的循环出口阀，采用二只秒表交替记时，记下时间和滤液量；(5当滤液收集到800 mL左右，滤液一滴一滴缓慢流出时，表示滤渣已充满率框，过滤阶段可告结束；(7) 过滤结束后，将滤饼倒回配料桶后，清洗过滤器。五、注意事项对板框过滤装置(1 应在熟悉阀门、管路系统和板框过滤机构造后方能进行操作。(2 将滤布润湿后，放在滤框四周上拉紧，应特别注意过滤孔与滤布孔对准。(3

12、 整个过滤过程的压强通过阀门开度稳定在一个数值上。对圆形过滤装置(1 滤布要安放平整。(2 安装过滤装置时要用力均匀。五、实验记录与数据处理数据记录和处理如表3-1所示。表3-1 过滤实验数据记录表过滤面积：m2滤浆MgCO3的质量分率： %序号原始数据处理数据时间(s滤液量V(m3累计时间(sq(m3.m-2/q(s.m-1qm/(m3.m-212345678六、实验报告按正规要求的格式书写实验报告，书写本实验报告时，还应注意以下事项：(1以累计滤液量q和时间作图；(2以/q对qm作图求出K、qe，并写出完整的过滤方程式；(3求出洗涤速度，并和最终过滤速率比较。七、思考题1 为什么过滤开始时

13、滤液常常有些混浊，待过滤一段时间后才能澄清？2 q值取大一点好，还是取小一点好？ q与什么因素有关？3 滤浆浓度和过滤压强对K值有何影响？4 恒压过滤时，欲增加过滤速率，可行的措施有哪些？5 当操作压强增加一倍时，其K值是否也增加一倍？要得到同样的滤液量，其过滤时间是否应缩短一半？实验4 传热实验(I 换热系数K的测定一、 实验目的1. 测定单壳程双管程列管式换热器的总传热系数K；2. 学会传热过程的调节方法。二、 基本原理1.传热速率方程式工业上大量存在的传热过程指间壁式传热过程）都是由固体内部的导热及冷热流体与固体表面间的给热组合而成。传热过程的基本数学描述是传热速率方程式和热量衡算式。热

14、流密度q是反映具体传热过程速率大小的特征量。对q的计算，需要引入壁面温度，而在实际计算时，壁温往往是未知的。为实用方便，希望能避开壁温，直接根据冷热流体的温度进行传热速率的计算。图4-1 传热界面温度分布图在间壁式换热器中，热量序贯地由热流体传给壁面左侧再由壁面左侧传导至壁面右侧最后由壁面右侧传给冷流体参见图4-1）。在定态条件下，并忽略壁面内外面积的差异，则各环节的热流密度相等，即 4-1）由由上式，串联过程的推动力和阻力具有加和性。在项目上，上式通常写成： (4-3式中(4-4式4-4）为传热过程总热阻的倒数，称为传热系数。比较4-1）和式4-2）两式可知，给热系数同流体与壁面的温差相联系

15、，而传热系数K则同冷热流体的温差相联系。 因为冷流体的温度差沿加热面是连续变化的，且此温度差与冷热流体的温度成线性关系，故将4-3）式中2.热量衡算方程式 (4-63. 传热过程的调节在换热器中，若热流体的流量qmh或进口温度T1发生变化，而要求出口温度T2保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量来达到目的。但是这种调节作用不能单纯地从热量衡算的观点理解为冷流体的流量大带走的热量多，流量小带走的热量小。根据传热基本方程式，可能来自 tm 的变化，也可能来自K的变化，而多数是由两者共同引起的。如果ch，调节qmc，K基本不变，调节作用主要靠tm 的变化。如果ch或ch，调节qmc将使tm和K皆有

16、较大变化，此时过程调节是两者共同作用的结果。4实验装置的建立依据将式4-5）和式其中 (4-8 (4-9若实验物系选定水与热空气，由4-8）、4-9）式知，实验装置中需要确定的参数和安装的仪表有：A由换热器的结构参数而定；qmc 测冷流体的流量计；t1、t2 测冷流体的进出口温度计；T1、T2测热流体的进出口温度计；Cpc 由冷流体的进出口平均温度决定。将以上仪表换热器气源及管件阀门等部件组建即可得到实验装置图强制对流下空气传热膜系数的测定一、实验目的1. 测定套管式换热器的总传热系数K；2. 比较圆形光滑管和螺纹管强化传热效率；3. 测定圆形直管内传热膜系数，并学会用实验方法将流体在管内强制

17、对流时的实验数据整理成包括传热膜系数的准数方程式；4. 了解并掌握热电偶和电位差计的使用及其温度测量。二、基本原理1. 测定传热系数K根据传热速率方程式Q=KAtm (4-10有 实验时，若能测定或确定Q 、tm和A，则可测定K。(1 本实验测定流过套管环隙的蒸汽加热流过内管的空气时传热系数K。在不考虑热损失的条件下，则 (4-11式中：qmh 蒸汽冷凝液的质量流量，kg/s；qmc 空气的质量流量，kg/s；r h 蒸汽冷凝潜热，J/kg；Cp c 空气的定压比热，J/(kgK；t 1、t2空气的进、出口温度，。传热速率Q按空气的吸热速率计算。空气的质量流量由孔板流量计算测量其体积流量后由下

18、式确定： (4-12(4-13式中：qV空气体积流量，m3/s；C0空气体积流量，孔流系数，此处C0=0.855；A0孔板流量计小孔截面积，m2，；d0孔径，m，此处d0=0.023 m；流量计前空气的密度，kg/m3；0压差计指示液密度，kg/m3；R压差计指示值，m。空气的密度可按理想气体计算 (4-14式中： pa 当地大气压，Pa；t孔板流量计前空气温度，可取tt1；R 流量计前空气的表压，Pa。(2 传热推动力tm (4-15(3 传热面积A=dL (4-16上两式中：T蒸汽温度，K；L传热管长度，m；d传热管外径，m。(4 温度的测量本实验用铜-康铜热电偶测定温度，玻璃温度计作监测

19、热电偶用。本装置的热电偶通过标定可用下式计算其温度： (4-17或 (4-17a式中：t热电偶工作端温度，热电偶冷端温度为0，即冰水混合液温度；Ett时的电位差值，mV，电位值由UJ36型直流电位差计测得，t值亦可从Et曲线上直接读取。2. 测定传热膜系数在蒸汽空气换热系统中，若忽略管壁与污垢的热阻，则总传热系数K与传热膜系数的关系为： (4-17式中： 1管壁对空气的传热膜系数，W/(m2K；2蒸汽对管壁的传热膜系数，W/( m2K.因为蒸汽冷凝传热膜系数远大于管壁对空气的传热膜系数，即21。 K 1 (4-183. 求与Re的定量关系式由因次分析法可知，空气的圆形直管中强制湍流时的传热膜系

20、数符合下列准数关系式： (4-19或 (4-19a式中：定性温度下空气的传热系数，W/(mK；u 空气的流速，m/s；空气的密度，kg/m3；空气的粘度，kg/(ms；C、n待定系数及指数.本实验通过调节空气的流量，测得对应的传热膜系数，然后，将实验数据整理为Re 及Nu，再将所得的一系列NuRe数据，通过用双对数坐标纸作图或回归分析法得待定系数A和指数n，进而得到传热膜系数与Re的经验公式。三装置与流程本装置是由两组黄铜管组成平行的两组套管换热器，其中一组内管是光滑管，另一组是螺纹槽管）。黄铜管内由鼓风机送入气体，钢管作为外套管，饱和蒸汽由阀门11通入套管换热器的夹套内，其冷凝放出的热量通过

21、黄铜管壁被传递到管内流动的空气。蒸汽放出热量后冷凝成水，冷凝水由下侧疏水器13排出。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。饱和蒸汽温度、壁温以及空气的进出口温度由热电偶送到电位差计15测量，冰瓶子16维持热电偶的冷端温度为0。压强及压差分别由压差计10测取。空气的流量由阀门3调节。该实验的流程如图4-3所示。1风机；2流量计；3调节阀；4蒸汽套管；5视镜；6温度计；7热电偶；8安全阀；9压力表；10压差计；11蒸汽阀；12放汽旋塞；13疏水器；14热电偶转换开关；15电位差计；16冰瓶图4-3 套管式换热设备流程图四操作步骤1. 向蒸汽发生器内加自来水，水位升至水位计的上红线后，供电并打开该装

22、置的放气阀以排出不凝性气体。2. 待水沸腾后断开一组或两组电加热器并调整好温度控制器的温度一般不大于135）。3. 经上述步骤确认正常后，方可投入正常运行。4. 在运行期间，水位必须在上下红线之间，若水位低与下红线则应停电，打开放气阀降压并重新加水至上红线，再按上述步骤操作。使用过程中严禁超温超压操作。5. 固定某一额定蒸汽压一般为0.1MPa）启动风机，调节空气流量从大到小或相反，测定68组数据式中:h填料层高度，m；Y1、Y2分别为塔底与塔顶的气体摩尔流量，kmol/(m2h；Ym气相平均推动力。四、装置与流程图5-1 吸收装置流程图1风机；2空气调节阀；3油分离器；4转子流量计；5填料塔

23、；6栅板；7排液管；8喷头；9尾气调压阀；10尾气取样管；11稳压瓶；12旋塞；13吸收盒；14湿式气体流量计；15总阀；16水过滤减压阀；17水调节阀；18水流量计；19压差计；20、21表压计；22温度计；23氨瓶；24氨瓶阀；25氨减压阀；26、27氨压力表；28缓冲罐；29膜式安全阀；30转子流量计；31表压计；32闸阀由叶氏鼓风机输送的空气进入稳压罐后，经转子流量计4进行吸收塔5底部，在塔内与水进行传质后，从塔顶排出，液氨钢瓶内的氨气减压后，经转子流量计30，与空气混合进入塔底，吸收剂水经转子流量计18至喷头8入塔。吸收液经塔底U形管7排出，尾气组成用气体分析器一般总是慢慢加大气速至

24、液泛，然后回复到预定气速再进行正式测定，目的是使填料全面润湿一次。(4正式测定时固定某一喷淋量，测定某一气速下填料的压降，按实验记录表格记录数据。2 传质系数测定的操作(1确定操作条件，包括被吸收溶质流量、空气量及喷淋量等。(2准备好尾气分析器，尾气分析器由吸收盒和湿式气体流量计组成。用少许蒸馏水洗净吸收盒后，用移液管吸收1mL的一定浓度稀硫酸，加入吸收盒后，加入少量蒸馏水至刻度线处，再滴入12滴甲基红指示剂将吸收盒连入尾气分析管路。(3全开旁通阀，启动风机，通过调节旁通阀来控制空气流量。(4在教师指导下，开启氨气系统。第一步将减压阀的弹簧放松，使减压阀处于关闭状态，再打开氨气瓶上的截止阀，此

25、时氨气瓶处的压力表应有示值；第二步，先关好转子流量计前的调节阀，再缓缓压紧减压阀的弹簧，使阀门打开，使减压阀低压侧压力表示值为0.050.08MPa；第三步，开氨气流量调节阀，注意不宜开得过快，以防流量计前的压差计中水银被冲掉，调节氨流量，使塔底混合气中氨浓度在5左右，并维持恒定，待操作稳定后记录有关数据。(5尾气分析操作。打开玻璃旋塞之前，先记录湿式空气流量计的初示值，然后开启玻璃旋塞，让尾气通过吸收盆。注意旋塞开度应适当，使气泡均匀上升，以免硫酸被气泡带走，造成反应不完全。当吸收液的颜色由红变黄时，立即关闭玻璃旋塞，读取湿示空气流量计的终示值。(6保持水的喷淋量不变，改变空气流量操作完成后

26、，应按顺序关闭时的顺序和开启时的顺序正好相反）关闭氨气系统、空气系统和供水系统。六、尾气浓度的测定方法1. 尾气分析仪尾气分析仪由取样管3、吸收管8、湿式气全流量计组成，如图5-2所示。在吸收管中装入一定浓度、一定体积的稀硫酸作为吸收液并加入指示剂甲基红），当被分析的尾气样品通过吸收管后，尾气中的氨被硫酸吸收，其余部分空气）由湿式气体流量计计量。因为所加入的硫酸量和浓度是已知量，所以被吸收的氨量便可计算出来，湿式气体流量计所计量的空气量可以反映出尾气浓度，空气量愈大表示浓度愈低。图5-2 尾气分析仪流程图1尾气管；2尾气调压阀；3取样管管口正对气流方向）；4定压器；5玻璃旋塞；6快装接头；7吸

27、收盒；8吸收管；9湿式气体流量计注：定压器就是一个锥形瓶2 操作方法分析操作时先记录湿式气体流量计的初示值，然后开启玻璃旋塞5让尾气通过取样管并观察吸收液的颜色吸收管是透明的，可以看清吸收液的颜色）。当吸收液刚改变颜色由红变黄）时，表示吸收达到终点，应立即关闭玻璃旋塞5，读取湿式气体流量计的终示值。操作时要注意控制玻璃旋塞5的开度，使尾气呈单个气泡连续不断地进入吸收管。如果开度过大，气泡成大气团通过，则吸收不完全；开度过小，则拖延分析时间。3 尾气浓度的计算尾气通过吸收器，当其中的硫酸被尾气中的氨刚好完全中和时，若所通过的空气的体积为V0mL）标准状态），被吸收的氨的体积为mL）计算Y2时，由

28、湿式气体流量计测得的空气体积V1换算为标准状态下的空气体积V0，换算公式为 (5-2式中：V1湿式气体流量计所测得的空气体积，mL；p1,T1空气流经湿式气体流量计的压强和温度；p0,T0标准状态下空气的压强和温度。氨的体积可根据加入吸收管的硫酸溶液体积和浓度用下面公式求出： (5-3式中：cs硫酸浓度,mol/L。Vs硫酸体积，L；rs反应式中硫酸配平系数，对于本实验，rs=1。r反应式中氨配平系数，对于本实验，r=2.因此，尾气中氨的比摩尔分数Y2可用下式求出： (5-4七、实验记录填料塔流体阻力实验记录表实验设备编号： ；实验日期：1 基本数据实验介质： ； 填料层高度：m；填料种类：；

29、塔内径：m；填料规格：。2 操作记录大气压强_序号空气流量水流量填料层压降/Pa塔内现象流量计示值流量计前压强温度/流量空气温度/流量计示值/m3h-1氨气流量流量计前表压/Pa(mmHg氨气温度/流量计示值/m3h-1氨气含纯氨百分率水流量水的温度/流量计示值/Lh-1尾气流量H2SO4浓度 mol/LH2SO4体积/mL尾气体积/L塔压强塔顶表压/Pa(mmH2O填料层压降/Pa(mmH2O八、数据处理1. 空气流量为了求空气的摩尔流量，应先按下式将空气在实验条件下的体积流量换算为标准状态下的体积流量V0。 (5-5 式中：V0标准状态下的空气流量，m3/h；V2使用状态下的空气流量，m3

30、/h；T0、p0分别为标准状态下空气的温度和压强，T0=273 K，p0=101 330 Pa；T1、p1分别为标定状态下空气的温度和压强，T1=293 K，p1=101 330 Pa；T2、p2分别为使用状态下空气的温度和压强，kPa。2. 求被测溶质氨气的流量 (5-6式中：标准状态下被测溶质的流量，m3/h；使用状态下被测溶质的流量，m3/h；01标准状态下空气的密度，/m3，01=1.2928/m3；02操作状态下空气的密度，/m3，对纯度为98%的氨气，02=0.7810/m3。3. 计算空气通过塔截面的摩尔流率 (5-7式中: D填料塔的内径，m；G空气的摩尔流率，kmol/( h

31、4. 计算Y1、Y2如果被测溶质是氨气，则Y2按下式计算： (5-6式中: V湿式流量计读数；Vs硫酸体积，ml； cs硫酸的摩尔浓度，mol/L；pm当地平均大气压，Pa.；其他符号与前相同。5. 计算Ym (5-9式中:Ye表示平衡时的气相中溶质的摩尔比，下标“1”、“2”分别表示塔底和塔顶位置.(1平衡浓度的计算 Ye=mX， (5-10式中:E亨利系数，Pa；p；X溶液的摩尔比；m相平衡常数.氨水浓度在5%以下时E与t的关系:t/01020253040E/Pa29690508687883595960(2操作浓度的计算因为 L(X1-X2=G(Y1-Y2 X2=0所以 (5-11式中:L

32、溶剂通过单位塔截面的摩尔流量，kmol/(m2h；X1塔底溶液的摩尔比.6. 计算KY (5-12九、实验报告1.将原始数据列表；2.计算总体积传质系数KY；3.给出实验计算结果与计算过程。十、思考题1.叶式风机为什么要用旁通阀调节流量？2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制？3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置？液封装置是如何设计的？4. 要提高氨水浓度不改变进气浓度）有什么方法？又会带来什么问题？5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响？Y2如何变化全回流精馏塔一实验目的1.了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构，熟悉精馏操作方法；2. 测定全回流条件下总板效率

33、(或单板效率。二基本原理精馏塔是分离均相混合物的重要设备。衡量板式精馏塔分离性能，一般用总板效率表示：(6-1式中：E总板效率；NT理论板层数；NP实际板层数。理论板层数NT的求法可用M-T图解法。本实验是使用乙醇水二元物系在全回流条件下操作，只需测定塔顶流出液组成xD和釜液组成xw，即可用图解法求得NT，实际板层数Np为已知，所以利用式(6-1可求得塔效率E.若相邻两块塔板设有液体取样口，则可通过测定液相组成xn-1和xn求得第n块板在全回流下的单板效率EmL。(6-2而全回流时，ynxn-1式中：xn-1离开上块板的液相中易挥发组分摩尔分率； xn离开下块板的液相中易挥发组分摩尔分率；yn

34、离开下块板的气相中易挥发组分摩尔分率；xn*与yn成平衡的液相组成摩尔分率，以xn-1作为气相组成在平衡线上查得。三、装置与流程实验装置为一小型筛板塔见图6-1。原料液在蒸馏釜2中被加热汽化进入塔体4,与回流液在塔板上进行热、质交换后进入塔顶冷凝器5,冷凝为饱和液体后，又全部回流到塔内，由取样口7取样分析馏出液组成，从塔釜取样分析釜液组成。图6-1全回流精馏塔1塔釜取样口；2蒸馏釜；3料液指示计；4塔体；5冷凝器；6流量计；7塔顶取样口；8不凝气排放口；9温度计四、操作步骤1. 熟悉精馏装置的流程和结构，以及所需的控制仪器表盘的布置情况，检查蒸馏釜中料液量是否适当，釜内液面高度控制在液面计的2

35、/3左右。2. 检查电源并接通电源，加热釜液。用调压器调节加热功率(电流以34A为宜，注意观察塔顶和塔釜的温度变化，塔顶第一块板上开始有回流时，打开冷却水，冷却水用量以能将蒸汽全凝为宜。3. 打开塔顶放空阀8排出不凝性气体，塔板上鼓泡正常、温度稳定即表明操作稳定，可开始取样。4. 取样前先用少量试样冲洗锥形瓶，取样后将锥形瓶口用插有温度计的塞子塞严，用流水将样品间接冷却至20，再用天平测量样品的相对密度，一般取样二次(塔顶、塔釜各一次。5. 以上步骤经教师检查无误后，加大电流至5A左右，观察塔内的液泛情况。然后将电流缓慢减小，观察漏液现象。最后将电流减小至零，切断电源，待塔内无回流时关闭冷却水

36、，清理现场。若精馏塔塔板上设有液体取样品，则可在操作稳定后，在相邻两板取样分析液体组成xn和xn-1，再按公式(3-30计算单板效率。五、实验记录与数据处理数据记录如表6-1所示。表6-1 实验数据表塔内径：mm板间距：mm实际板层数：块操作方法釜液组成馏出液组成理论板层数NT总板效率E/%密度/.m-3xW密度/.m-3xD六、实验报告1. 塔顶和塔釜的温度组成等原始数据用表格形式列出；2. 计算理论板数及全塔效率。七、思考题1. 什么是全回流，全回流时的操作特征是什么？如何测定全回流时的总板数效率？2. 如何判定塔的操作已达到稳定？影响精馏操作稳定的因素有哪些？3. 影响板式塔效率的因素有

37、哪些？4. 进料量对塔板层数有无影响？为什么？5. 回流温度对塔的操作有何影响？6. 板式塔有哪些不正常操作状况，针对本实验装置，如何处理液泛或塔板漏液？(部分回流精馏塔一、实验目的1. 熟悉精馏塔结构和精馏流程，掌握精馏操作方法；2. 掌握精馏塔全塔效率的测定方法。二、基本原理1.精馏塔操作要领(1维持好物料平衡，即FDW FxFDxDWxW(6-3或 (6-4式中：F、D、W 分别为进料、馏出液、釜残液的流率，kmol.s-1。xF、xD、xW 分别为进料、馏出液、釜残液中轻组分的组成摩尔分率；D/F、W/F分别为塔顶、塔底的采出率。若物料不平衡，当FD+W时，将导致塔釜、降液管和塔板液面

38、升高，压降增大，雾沫夹带增加，严重时甚至会淹塔；当FD+W时，将导致塔釜、降液管和塔板液面降低，漏液量增加，塔板上气液分布不均匀，严重时甚至会干塔。在规定的精馏条件下，若塔顶采出率D/F超出正常值，即使精馏塔具有足够的分离能力，从塔顶也不能得到规定的合格产品；若塔底采出率W/F超出正常值，则釜残液的组成将增加，既不能达到分离要求，也增加了轻组分的损失、(2控制好回流比。精馏塔应采用适宜的回流比操作，在塔板数固定的情况下，当满足DxDFxF且塔处于正常流体力学状态时，加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加。加大回流比的措施，一是减少馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率，

39、但塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率在装置中是有限度的。因此在操作过程中，调节回流比时要将两者协调好，尤其是后者涉及维持热量平衡。2. 精馏全塔效率测定参见精馏(三、装置与流程图6-2 部分回流精馏塔1产品贮槽；2蒸馏釜；3、4、9转子流量计；5塔体；6冷凝器；7压力表；8电加热电源；10料液槽；11料液输送泵；12分配器；13进料阀；14釜液出料阀精馏实验装置见教材。料液由料液槽10经转子流量计9、阀13进入精馏塔，蒸汽由蒸馏釜2上升至塔顶5，上升过程中与回流液进行热量、质量传递，再进入冷凝器6、回流分配器12，其中一部分冷凝液作为产品进入贮槽，另一部分回流至塔内。与此同时，釜内液体的一部分经阀

40、14流出。四、操作步骤1. 正常操作步骤(1熟悉流程和主要控制点。(2在料液槽10内配制5%的酒精水溶液，其液位应高于供料泵。启动输液泵将料液注入蒸馏釜，釜内液位应在液位计两标记线之间。(3接通电源加热釜液，为加快预热速度，可先开两组加热器，将电压调至220V，开启塔顶冷凝器的冷却水进口阀。密切注视加热釜的温度和表盘上的温度和压力，当压力不断上升时，应适当开启塔顶排气阀，及时将塔内不凝性气体排出，操作压力应稳定在0.0260.030MPa(表压。(4待加热釜内釜液沸腾后，进行回流操作约为2030分钟。此时，灵敏板温度约为8081，塔顶温度约为7980，塔板鼓泡正常。如果温度过高，可通过自耦变压器调低加热电压或断开一组手动加热器。待操作稳定后，测定全回流时的全塔效率。(5关小回流阀，开启馏出液产品出口阀，进行部分回流操作，注意要预先选择好回流比和一个加料口(不能同时选用两个加料口，待有产品后，再加以适当调节。(6在料液槽内配制约20%(体积的料液，启动进料泵进料(46 L/h。并控制塔釜液位在正常标记范围内，如液位过低，可加大进料，如液位过高，可开大塔底出口阀14.随时注意塔内压力、敏感板温度等操作参数的变化并及时加以调