化工原理实验思考题
实验一 雷诺实验
1 影响流动形态的因素有哪些?
流体的流动形态分为层流和湍流两种，由雷诺常数可知，影响流体流动形态的因素有管径、流速、流体密度以及流体黏度这4 点。
2 为什么要研究流体的流动形态？ 它在工业生产过程中有何实际指导意义？
因为流体要输送，所以要知道流体的流动形态，流量多少?流速多少? 流速又跟压力有关，最大后确定管径。 3 生产中无法通过观察来判断管内流体的流动状态，可用什么反复来判断？
通过流量，算出流速，再算出雷诺准数，根据雷诺准数的大小与文献表对比，便可知道。 实验二 流体能量转换（伯努利方程）实验
1 为什么随流量增大，垂直玻璃管中液面下降？
流量增大，动压头增大，增大的是由位压头转变的，所以位压头会减小，导致液面下降。 2.当流量增大时，水流过45度弯头的局部阻力系数ζ是否变化？解释其原因。
变化很小，忽略不计。但局部损失是和流速的平方成正比关系，所以就算有所减小，相对因流速增大带来的影响，可忽略。
b2y
3 为什么实验中应保持溢流管中有水流动?
保证溢流管水是满的，
4 启动离心泵前，为何要先关闭出口阀，待启动运转正常后再逐渐开大，而停泵时也要关闭出口阀？
离心泵起动时要关死点起动，即关闭出口阀。这是因为此时流量为零，泵的功率最小，相应起动电流最小，不会对电网产生冲击。停泵一般没必要关出口阀，有时是为了防止介质回流。 实验四 流体流动阻力损失的测定
1 在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的流量调节阀？为什么？
可以不关闭，因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的，避免压缩空气出现大的波动 2 为什么要对测试系统进行排气 如何让检查排气是否完全？
若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净。 3 以水做介质所测得的 λ ～ Re 关系能否适用于其它流体 ? 如何应用 ?
可以用于牛顿流体的类比，牛顿流体的本构关系一致。应该是类似平行的曲线，但雷诺数本身并不是十分准确，建议取中间段曲线，不要用两边端数据。雷诺数本身只与速度，粘度和管径一次相关，不同流体的粘度可以查表。（建议读一读流体力学三大相似的那一章，应该能有更深入的理解。） 4 在不同设备上 ( 包括不同管径 ) ，不同水温下测定的λ ～ Re 数 据能否关联同一条曲线？ 一次改变一个变量，是可以关联出曲线的，一次改变多个变量时不可以的。另外，不要奢望可以做出一个多项式之类的好的曲线，这是不可能的，因为λ ～ Re 本身就是分段的。
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5 如果测压口，孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？
没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定. 如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响.
6.假设两段管路的管长、管径、相对粗糙度及管内流速均相同，一根水平放置，另一根倾斜放置。流体流过这两段管路的摩擦阻力损失及管子两段的压差是否相同?为什么？
阻力相同，压差不同。
机械能守恒 水平 W f =(P 1-P 2 )/ρ =(ρHg -ρ)gR/ρ 倾斜 W f =(P 1-P 2 )/ρ+g(z 1-z 2)= [ρg(z 2-z 1+ρ
Hg -ρ)gR]/ρ=(ρHg -ρ)gR/ρ 由于直管中 W f =λl/d*u 2
/(2g) 由于管长：管径、粗糙、流速相同，所以,
流动阻力相同。 由于水的流动阻力未发生改变，即U 型压差计仅仅反映流体流动 阻力的大小，因而读数R 不变。 水平时,ΔP=p 2-p 1 =(ρHg -ρ)gR；倾斜时,Δ P=p 2-p 1=(ρHg -ρ)gR+ρg(z 2-z 1)。
实验五离心泵特性曲线的测定
1 离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？
离心泵有个重要特性：当压力(扬程)很低时，其流量会很大，这从泵的特性曲线上可以看出。而泵的功率与流量成正比，泵起动时，管道内没有压力，则造成泵的流量很大，则泵的功率很大，加上电机、泵的转动部分从静止到高速运转，需要很大的加速度，这样势必造成起动电流很大，因此采取关闭出口阀门的方法，使泵在起动时不输出水量，使泵的功率最小，当泵达到额定转速后，慢慢开启出口阀，逐渐增加水流量，使电机电流逐渐增加到额定电流。另一方面，泵进口管道上的水开泵之前是
静止的，如突然加速，后面的水“跟不上”，会使进口压力突降，使水汽化，而使离心泵抽空。(因为离心泵是利用泵叶轮带动水的旋转产生离心力，而汽(气)的质量很轻，根据F= ma，则其离心力很小，使泵无法把水送出)。
2 启动离心泵时为什么要饮水灌泵？如果泵依然不能启动可能是什么原因？
草莓托离心泵在运转时，如果泵内没有充满液体或者在运转中漏入了空气，由于空气的密度比液体的密度小得多，产生的离心力小，在吸入口出所形成的真空度较低，不足以将液体吸入泵内，这时，虽然叶轮转动，却不能输送液体，这种现象叫“气缚”。为了消除“气缚”现象，通常在泵启动前要灌泵，使泵内和吸入管道内充满液体，这样，才能使泵正常运转原因1，空气没排完，2，电源没电，3，进出口阀门没开，4，叶轮或轴锈死
3 为什么用泵的出口阀门来调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他调节流量的方法？
离心泵在固定的转速下扬程是固定的，调节出口阀就调节了导流面积，可以使用这种方法调节流量。优点是简单易行，缺点是节流阀消耗能量。使用变频器调节电机转速也可以调节流量，优点是节约电能。
4 泵启动时出口阀如果打不开，压力表示数是否会逐渐上升？为什么？
上升到一定程度保持稳定。因为达到了平衡点。
5 分析用清水泵输送密度为1200Kg/m3 的盐水，在相同流量下泵的压力是否变化?轴功率是否变化？
压力变大（因为液体密度增大了），轴功率不变，轴功率来自于带动泵的机器。
6 根据测定的特性曲线分析如果要增加泵的流量范围可采取哪些措施？
根据离心泵的流量Q－扬程H 特性曲线，最有效的方法是提高入口压力或降低出口阻力，进出口压差减小，即泵实际工作点的扬程H 降低，泵的流量增大。不过，要注意的是，泵的轴功率一般会增加，效率有可能降低。
1 为什么开始过滤时滤液有点浑浊，待过滤一段时间后才能变澄清？
这是过滤的机理造成的必然结果。过滤刚开始时滤液透过滤网的同时一部分细小颗粒会和滤液一起透过滤网形成比较浑浊的滤液，而随着过滤过程的进行，滤网上会形成一层垫层从而阻碍细小颗粘的透过。其结果就是滤液越来越清。但由于垫层会堵塞滤水通道，滤液量会越来越小。要提高板框式过滤机的效率需要在进过滤机的过滤介质中加一定量的化学品提高滤水速度。
2 过滤浆液浓度和过滤压强对K 值有什么影响？
滤浆浓度越大，过滤常数K 越小，滤浆浓度越小，K 越大。过滤压强Δ p 越大，过滤常数K 也越大，反之则越小
3 在恒压过滤中，初级阶段为什么不采取恒压操作？
因为刚开始要生成滤饼，等滤饼有一定的厚度之后才能开始等压过滤
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4 如果滤液的粘度比较大，应采取什么方法改善过滤速率？
（1）使用助滤剂，改善滤饼特性；（2）加热滤浆，降低滤液粘度；（3）使用絮凝剂，改变颗粒聚集状态；（4）限制滤饼厚度，降低过滤阻力（针对难过滤物料）。
5 洗涤速率与最终过滤速率在数值上有什么关系？为什么？
由于板框过滤机采用的是横穿洗涤法，洗涤速率约为过滤终了时速率的1/4。
6 当操作压强增加一倍时，其K 值是否也相等？要得到同样的滤液量，其过滤时间是否缩短了一半？
不是的，dV/dθ =A^2Δ p/μ rv(V+Ve)，dV/dθ 是代表的过滤速率，它随着过滤的进行，它是一个逐渐
减小的过程，虽然Δ p 增加一倍，表面上是时间减少一倍，单过滤速率减小，所以过滤得到相同的滤液，所需的时间不是原来的一半，比一半要多。
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7 恒压过滤时欲增加过滤速率可行的措施有哪些？
恒压的话就不能抽滤了。搅拌防止沉淀堵塞。增加滤纸与溶液接触的表面积，或者说换大漏斗、大滤纸，甚至折成菊花状滤纸或者索性换更高级的滤纸??
实验七水蒸气-空气套管换热实验
1 蒸气冷凝过程中若存在不冷凝气体对传热有什么影响？应采取什么措施？冷凝水不及时排走会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？
会由于空气中含有水分造成冰堵。冰堵不单使制冷效率下降。而且会导致系统停机。压力不断降低，还会损坏压缩机。2、空气混入压缩腔，由于空气中含有不凝性气体，如氮气。这些不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低。3、并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增大，冷凝压力升高，从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高，还会减少压缩机的使用寿命空气中含有水份，水份中有氧气水份在压缩机里会腐蚀电机、电机线圈、控制线路..... 具体方法是：关闭蒸汽进口阀门，打开装置下面的排冷凝水阀，需要蒸汽压力把管道中的冷凝水带走。
2 如果采取不同压强的蒸汽进行试验对α关联式有什么影响？
有影响，如果温度边看不大，影响不会太大。可以忽略。
3 空气和水蒸气的流向对传热效果有什么影响？所测定的壁温是接近水蒸气还是接近空气的温度？为什么？
用饱和蒸汽加热空气，壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值，而总传热系数K 接近于空气侧的对流传热系数。壁温是靠近蒸汽侧温度.因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系数，而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度，所以壁温是靠近蒸汽侧温度。.
4 本实验为什么蒸气在套管的环隙流动而空气在管内流动？
从传热上来讲，这个传热过程的的热阻主要在空气侧，要减小空气侧的热阻，可以用加大流速的方法，空气走管内便于提高速度；另外从蒸汽侧来讲，凝结换热后的凝结水需要及时从管壁上出去，便于减小蒸汽侧热阻，如果蒸汽走内的话，你咋个除去液膜呢？水会越积越多，严重影响后面的换热。
5 实验过程中如何保持蒸汽压强的恒定？如何判断传热达到稳定状态？
通过进系统的蒸气调节阀来控制压力，使蒸汽缓缓进入换热器环隙。仔细调节进系统蒸气调节阀的开
度，使蒸汽压力稳定保持在0.02MPa以下，可通过微调惰性气体排空阀使压力达到需要的值，以保证在恒压条件下操作。
在实验进行一段时间后，如果在温度显示仪上蒸汽的温度和空气的出口温度都为稳定值，即表示传热达到稳定。
6 在本实验中的换热操作中，对于热流体管路与冷流体管路，应先开通哪一路？
先开冷流体管路
实验十筛板式精馏塔实验
1 什么是全回流？全回流操作的标志有哪些? 全回流在精馏塔操作中有哪些实际意义？
什么是全回流：在化工生产中要用到精馏塔，精馏塔上部是产品出口，与此连接的有冷凝器。冷凝后的液体全部回流至塔内，这称作全回流。简单来说，就是塔顶蒸汽冷凝后全部又回到了塔中继续精馏。标志：至于标志，不知道你要什么样的答案，我的回答是，回流比R 等于无穷大。R=L/D L 是塔顶回流量，D 是塔顶产品量。此时塔顶产品量D 为0。意义：由上述，D=0，实际生产是没有意义的，但一般生产之前精馏塔都要进行全回流操作，因为刚开始精馏时，塔顶的产品还不合格，而且让气液充分接触，使精馏塔尽快稳定、平衡。
2 改变回流比对塔的操作有什么影响？
其他条件不变单改变回流比是塔顶得到的产出纯度会提高，同时由于回流比的增加导致塔内回流的液体量也增加，显然再沸器的热负荷和塔顶冷凝器的热负荷都会增加，那么成本也增加
3 改变进料位置对塔的操作有什么影响？
当进料口位置高于最佳进料口时，会使在此状态下的进料板的液相组成中的轻组分高于最佳位置下该板的液相组成的轻组分，重组分低于最佳位置下的液相组成，相对于最佳位置而言，精馏段的塔板数减少，提留段的塔板数增加，所以此时塔顶产品质量会下降（轻组分含量），塔釜重组分的质量会提高（重组分含量），同理，当进料口位置低于最佳进料口时，会使在此状态下的进料板的液相组成中的轻组分低于最佳位置下该板的液相组成的轻组分，重组分高于最佳位置下的液相组成，相对于最佳位置
而言，精馏段的塔板数增加，提留段的塔板数减少，所以此时塔顶产品质量会提高（轻组分含量），塔釜重组分的质量会下降（重组分含量）。
4 塔顶冷液回流对塔的操作有什么影响？
回流液温度一般情况下是饱和液体温度，即为泡点温度，这个好像比大改变，不知道你要做什么，怎
么涉及这个的变化了，这个只有过低，没有过高吧，再高也就饱和液体，温度降低的话可能就要加大汽化量，也就是耗能
5 如何确定精馏塔操作的回流比 如果操作时把回流比调到比计算时的回流值小 会产生什么结果？ 理想二元组分情况下，一般取最小回流比1.1~2 倍，最小回流比有进料Q 线方程和平衡相图求得。实际情况还需考虑设备费用和操作费用 如果在最小回流比下操作，物料达不到平衡.或浓度达不到要求
6 精馏塔在操作过程中， 塔顶采出率太高造成产品不合格， 恢复正常的最快最有效的方法是什么？ 对于此种D/F 过大的情况，可保持塔釜加热负荷不变，增大进料量和塔釜出料量，减小塔顶采出量，使得精馏塔在塔顶采出量<；进料量- 塔釜出料量的条件下操作一段时间，以迅速弥补塔内的轻组分量，使之尽快达到正常的浓度分布。待塔顶温度迅速下降至正常值时，再将进料量和塔顶、塔釜出料量调节至正常操作数值。
7 精馏塔操作实验中， 若进料状况为冷态进料，当进料量过大时为什么会出现精馏段干板甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象？ 应如何调节？
进料量太大，在提馏段的塔板上，蒸发量太小或者没了，自然就干了
8 精馏塔操作实验中， 若回流液温度低于泡点 为冷液回流， 计算回流比时需考虑回流液增量， 如何计算？
当回流液进入塔顶第一块塔板上时，要吸收上升蒸气的热量而被加热到泡点。塔顶上升蒸气把热量传给回流液后自身被冷凝一部分和回流液一起加到第一块板上，这部分冷凝下来的蒸气量就是回流液增量Δ L 。因此整个回流量L=L 外+ΔL ，实际回流比R=L/D ，L 外为回流流量计读数。 根据传热原理，
冷回流液升温所需热量应等于蒸气冷凝所放出的热量，即：Q=L 外C p （T D ─T R ）=ΔL ΥD
式中，C p 为平均温度下回流液比热；T D 为塔顶温度；T R 为回流液温度；ΥD 为回流液汽化潜热 9 全回流时测得精馏塔上第n 、n-1层塔板液相组成，如何求得x n * ？部分回流时又如何计算？ 如果为全回流，则x n *为所测的液相组成数据。若为部分回流，需得蒸馏塔的塔顶、塔釜的液相组成，求解其相平衡方程，代入方程即可求得x n * 。魔盒防晒霜
实验十二 干燥操作和干燥速率曲线的测定
1 什么是恒定干燥条件？ 在本实验操作中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定条件下进行？
指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定 在物料恒定干燥的条件下干燥时 空气的温度T 适度H 流速及与物料接触的方式不变。
2 控制恒速和降速干燥阶段的因素各是什么？
恒速干燥阶段所汽化的水分，全部为非结合水分。在降速干燥阶段，物料的含水量低于临界含水量，干燥速率的变化规律与物料的性质和结构尤其是水分的存在方式有关。这时水分在固体物料内部的扩散起重要作用。减薄物料的厚度或减小其粒度，能够有效地提高干燥速率。 降速干燥阶段汽化除去的水分包括剩余的非结合水分和部分结合水分。物料的温度在干燥过程中逐渐升高。
3 为什么要先启动风机再启动电加热器？ 而在干燥结束时要先关闭电热器 而后在停止风机？
干燥过程中，如果先开电热器，产生的热量如果没有鼓风机吹，将会使设备烧坏。先将风机打开，电热器散发的热量便能及时地被风带走。鼓风机起动需要很大的起动电流，如果电热器开着，可能会造成线路过载。但如果先开鼓风机，起动电流中便少了电热器的电流量，这样对于电路更安全。 4 如何判断干燥传质速率已经降为零？
当称重传感器读数不再下降时。
5 如果分别加大热空气流量、降低热空气温度、降低热空气湿度进行同样的实验，干燥速率曲线有什么变化？恒速干燥速率、临界含水量和平衡含水量又如何变化？为什么？
若加大热空气流量，干燥曲线的起始点将上升，下降幅度变大，并且到达临界点的时间缩短，临界湿含量降低。这是因为风速增加后，加快了热空气的排湿能力。
6 测定干燥速率曲线有什么意义？ 它对设计干燥器及指导生产有什么帮助？
研究干燥速率曲线，可以据此使干燥速度控制在恒定干燥阶段，防止被干燥物开裂等不希望出现的情况发生 选择最佳工况，主要是寻最佳负荷、节能降耗，归根结底就是多赚钱、最省钱
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