化工原理实验上册 知识点总结 归纳 华东理工大学 华理 实验考试适用
8、吸收（气液）
实验内容：测定填料吸收塔气液传质系数，考察气体流量、吸收剂流量和温度的变化对吸收效果和传质系数的影响。
1、要求熟悉填料吸收塔的基本结构、装置流程和正常的水力学操作状况；
收集塔壁附近的液体
空气穿越丙酮，使其溶解在液膜（液体在填料表面形成），溶解过程放热，所以低温，高压。2、了解工业常用散堆填料和规整填料的基本性能；
填料分类：散堆填料（拉西环、阶梯环、鲍尔环、矩鞍形、环矩鞍）
规整填料（孔板波纹填料、丝网波纹填料
填料的作用：增大汽液接触面积；增大汽液接触面的湍动程度。填料性能评价指标：比表面积↑、空隙率↑、压降↓
3、掌握并分析吸收剂的三要素（流量、温度、组成）对吸收效果的影响规律高流量G，低温，低浓度，有利！
4、规划组织实验测定传质系数并分析判断传质阻力的控制步骤。
9、精馏（液液）
实验内容：在全回流操作条件下测定精馏塔的全塔效率，在部分回流的情况下连续操作，分离乙醇体积浓度为15%的乙醇水混合液，要求获得500mL合格的塔顶流出产品（乙醇体积浓度大于93%），塔釜排出的残液中乙醇体积浓度要小于2%。1、要求熟悉板式塔的基本结构、装置流程和正常的水力学操作状况；
总体逆流，板上错流。避免漏液，液泛。
利用液相中不同组分挥发度不同。物料守恒，能量守恒，气液复合
精馏操作稳定的因素主要有回流比；塔顶温度、压力；进料温度，组分组成；塔底再沸器回流温度，组分组成；整体塔的塔板数；中间循环回流及抽出物料等等，但最主要因素有下面几点：（1）．物料平衡的影响和制约
在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。（2）、塔顶回流的影响
回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量（3）．进料热状况的影响
当进料状况（xF和q）发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精馏塔的适宜位置进料。（4）．塔釜温度的影响
釜温是由釜压和物料组成决定的。精馏过程中，只有保持规定的釜温，才能确保产品质量。（5）．操作压力的影响
在精馏操作中，常常规定了操作压力的调节范围。塔压波动过大，就会破坏全塔的气液平衡和物料平衡，使产品达不到所要求的质量。2、了解工业常用塔板的基本性能；
3、分析判断影响精馏塔正常操作和分离能力的各种因素并掌握相应的调节方法，
物料不平衡：a、塔顶采出率D/F过大：釜温合格，顶温上升---》不变T，减小D，加大W和Fb、塔底采出率W/F过大：釜温下降，顶温合格》不变回流量，加大D，加大T分离能力不够：塔顶温度升高，塔底温度降低。调节方法：加大回流比R。4、了解灵敏板温度和塔釜压力作为操作和控制参数的重要作用；
对于物料不平衡和分离能力不够造成的产品不合格现象，可早期通过灵敏板温度的变化得到预测。因为中段塔板分离度大。
突变：回流比(能量)缓变：采出率（物质）
压降反应塔内气液两相的流体力学状况。P大，液泛，P小，漏液。增大回流比R=L/D：D-,T↑-L+D↑5、掌握精馏塔效率的测定方法。
测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系，全塔实际板数。
部分回流单板效率要测定yn、yn+1、xn；分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样；同时还应已知相平衡关系。10、萃取（液液）
实验内容：测定振动筛板萃取塔在不同振动频率下的传质单元高度。
1、要求熟悉萃取塔的基本结构、装置流程和正常的操作状况；安全：接通电源前关调速器、泵。物料衡算通过界面恒定来调控。
液液萃取设备的特点：液液系统比重差小，界面张力小导致强化过程的惯性力不大，分散的两相分离困难，因此需要外加能量以及分层空间。362S45xCxD1FxF1加料磁力泵2水槽3煤油槽4转子流量计5振动筛板塔6振动泵
2、掌握萃取过程分散相和连续相的选择原则，
分散相的选择：流量大；不润湿设备；成本高，易燃；表面张力正系统，选择传质方向从分散相到连续相的。
直流调速电源---油。泵---水。
3、掌握萃取塔的操作和测定传质单元高度的方法；
萃取塔的操作萃取塔在开车时，应首先将连续相注满塔中，然后开启分散相，分散相必须经凝聚后才能自塔内排出。
NA=KymxAxC
4、分析外加能量对液液相传质效果以及塔的通量的影响规律。
合适的外加能量：有利于液滴分散，提高相际接触面积，有利于传质。
过量的外加能量：轴向混合增加，且液滴尺寸过小，内循环消失，传质系数下降，不利于传质。易发生液泛。
在连续逆流萃取操作中，萃取塔的通量取决于连续相的流速，其上限为最小的分散相液滴处于相对静止状态时的连续相速度。这时塔刚处于液泛点。
往复振动筛板塔外加能量大小的标志是振幅与振动频率的乘积。Af。
11、干燥(固液)
实验内容：在一定的操作条件下，测定变色硅胶的干燥速率曲线。1、要求了解流化床干燥实验设备的流程和工作原理；
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。
2、掌握干燥过程各阶段的特征和影响干燥速率的各种因素，了解测定干燥速率的工程意义；预热段：物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度tW
恒速：该段物料水分不断汽化，含水率不断下降，物料表面始终保持为湿球温度tW。
干燥速率与空气的温度湿度气速、流动方式及物料表面水分的汽化速率有关。应减小干燥面积，提高空气传给物料的总热量。
降速：物料内部水分移动到表面的速度赶不上表面水分的气化速率。
干燥速率受物料本身的形状，结构大小等影响，与外部干燥条件无关。
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。
3、规划组织实验测定变色硅胶的干燥曲线并对实验数据进行必要处理获得干燥速率曲线。
进口温度：在同一湿度下，t1上升，则相对湿度↑，有利于干燥。有利于干燥：增加进口温度，增加空气流量，增加接触面积。放大到工业：1、设备相似、2、戒指了条件相似、3、物系相同
干燥曲线的意义：1据此使干燥速度控制在恒定干燥阶段，防止被干燥物的开裂等。
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化工原理实验上册知识点归纳Veeny
量纲分析法
量纲分析法是通过将变量组合成无量纲数群，从而减少实验自变量的个数，大幅度地减少实验次数，不需要对过程机理有深刻全面的了解。可以由π定理加以证明。缺点是降低的工作量有限、实验结果的应用仅限于实验范围，无法分析各种变量对过程的影响。过程分解与合成法
将一个复杂的过程分解为联系较少或相对独立的子过程，再联系起来。优点是从简到繁，先局部后整体，大幅减少试验次数。n^a+n^b缺点是子过程的最优不等于整个过程的最优。
数据处理：列表法、图示法（座标分度比例的确定）、数学函数法。误差：系统误差（一起、环境）、随机误差（不可控、肉眼，波动）、过失误差
压力：液柱式压力计：U型（倒U型）液柱压力计、单管液柱压力计、倾斜式压力计优：精度高
弹簧式压力计：弹簧管、膜式微压计、波纹管式优：范围大、结构简单、便宜。缺：受温度影响。电气式压力计：快速变化的。稳定：3/4不稳定：1/32/3
温度：接触式：热膨胀（玻璃液体、杆式精度不高）、热电偶、热电阻非接触式：热辐射式高温计流量：速度式流量计：孔板和文丘利流量计、转子流量计(小流量)、涡轮流量计。粘度高：耙式体积式流量计：湿式气体流量计、皂膜流量计（气体，小流量）质量式流量计：直接式，补偿式。不受压强、温度、粘度等影响。
流体流动阻力摩擦系数的测定实验内容：在管壁相对粗糙度ε/d一定时，测定流体流经直管的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系：测定流体流经阀门或弯头及其它管件时的局部阻力系数ξ。
要求掌握用因次分析法处理管路阻力问题的实验研究方法，并规划组织实验测定λ和Re；流量阀门开度流速流量计ΔP：2个压差计密度：温度计
再配上变频器、水槽、泵、阀门、管件等组建成以下循环管路。
duPu2Plu2计算：u=q/ARe=得Rehf=得ζ得λ与hf同理h","p":{"h":离心泵特性曲线的测定实验内容：测定一定转速下的离心泵特性曲线泵的特性是指泵在一定转速下，其扬程、功率、效率与流量关系。要求熟悉离心泵的结构并掌握其操作方法；
液体注满泵壳，叶轮高速旋转，液体在离心力作用下产生高速度，告诉液体经过逐渐扩大的泵壳通道，动压头转变为静压头。
1、离心泵启动前为什么要先灌水排气？答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？
答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率N。根据离心泵特性曲线，当Q=0时N最小，电动机输
出功率也最小，不易被烧坏。而停泵时，使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护底阀的作用。
3、启动离心泵时，为什么先要按下功率表分流开关绿色按钮？答：为了保护功率表。
4、离心泵特性曲线测定过程中Q=0点不可丢，为什么？答：Q=0点是始点，它反映了初始状态。
5、离心泵流量增大时，压力表与真空表的数值如何变化？为什么？
答：流量越大，入口处真空表的读数越大，而出口处压强表的读数越小。流量越大，需要推动力即水池面上的大气压
强与泵入口处真空度之间的压强差就越大。大气压不变，入口处压强就应该越小，而真空度越大，出口处压强表的读数变小。
6、为什么调节离心泵的出口阀门可调节其流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其它方法调节泵的流量？
答：调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，可以调节其流量。这种方法优点是方便、快捷、流量可以连续变化，缺点是阀门关小时，增大流动阻力，多消耗一部分能量、不很经济。也可以改变泵的转速、减少叶轮直径，生产上很少采用。
7、什么情况下会出现“汽蚀”现象？
答：当泵的高度过高，使泵内压力低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的
剥蚀现象。
8、离心泵应选择在高效率区操作，你对此如何理解？
答：离心泵在一定转速下有一最高效率点，通常称为设计点。离心泵在设计点时工作最经济，由于种种因素，离心泵
往往不可能正好在最佳工况下运转，因此，一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区。
9、离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理？为什么？
答：不合理，因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气压与泵入口处真空度产生的压强差，将水从水箱压
入泵体，在进口管安装阀门，无疑增大这一段管路的阻力，而使流体无足够的压强差实现这一流动过程。
10、为什么在离心泵进口管下安装底阀？从节能观点看，底阀的装设是否有利？你认为应如何改进？
答：底阀是单向止逆阀，水只能从水箱或水池抽到泵体，而绝不能从泵流回水箱，目的是保持泵内始终充满水，防止气缚现象发生。从节能观点看，底阀的装设肯定产生阻力而耗能。既不耗能，又能防止水倒流，这是最好不过的了。
11、为什么停泵时，要先关闭出口阀，再关闭进口阀？答：使泵体中的水不被抽空，另外也起到保护底阀的作用
学会用直接实验法规划实验并测定离心泵的特性曲线；
对泵的进出口取1-1截面与2-2截面，建立机械能衡算式：
2u12u2P1P2+h1++He=+h2+(1)gg2g2g2P2P1u2u12∴He=(2)h2h1gg2g2g从方程式(2)可见，实验规划方法是：
P1－——实验装置中在泵的进口管上装有真空表；P2———实验装置中在泵的出口管上装有压力表；ρ———和温度有关，由温度计测量流体温度；η———由功率表计量电机输入功率Pa；
u———管路中需安装流量计，确定流体的流速u，
欲改变u需阀门控制；除以上仪表外，配上泵、变频器、管件、阀门、水槽等部件组合成循环管路。
实验操作原理是：按照管路特性曲线和泵特性曲线的交点作为泵的工作点这原理，改变管路阻力可以通过调节阀门开度加以实现，使管路特性曲线上的工作点发生移动，再将一系列移动的工作点的轨迹连接起来，就是泵的扬程曲线。
2P真P空u2-u12计算：He=g2g
Pe=HeQρgη=Pe/P轴
熟悉功率表的正确使用方法；
选择-连接-读数
掌握通过实验误差分析确定直角坐标分度比例的方法。为了得到理想的图形，在已知量和并且使
，则
的误差
与的情况下，比例尺的取法应使实验“点”的边长为
，，X轴的比例尺Mx为：1/ΔXmm，
过滤常数的测定实验内容：在恒压操作条件下测定过滤常数K和qe。
要求掌握用数学模型法处理过滤问题的实验研究方法，过滤问题的处理方法
(1)过滤操作是非定态操作，但由于滤饼厚度变化缓慢，可视为拟定态过程。
(2)过滤操作阻力大，流体通过颗粒床层是一种极慢流动，视为爬流，阻力损失取决于颗粒表面积。数学模型的步骤
Ⅰ将复杂的真实过程简化成易于用数学方程式表达的物理模型；Ⅱ对所得的物理模型进行数学描述，即建立数学模型；Ⅲ通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。过滤问题的数学模型方法
将流体通过真实的滤饼床层的复杂过程简化为流体通过一组平行管束的简单过程，后者一组平行管束即为简化了的物理模型，并假设前后二者：比表面积a相等；空隙率相等。
1qq12q1(qq1)eKK
并规划组织实验测定过滤常数K和qe；
t：计算机采集q：清液体积数K：需要恒定压力
步骤：1、安装过滤器（底座，支撑板（孔面朝下），滤布（先润湿）滤框，分布板，盖板，螺母）2、先把压力调到最大，开物料泵，均匀后测波美度(1.02%-1.04%)，检查滤液放尽阀是否关闭。3、打开软件，输入。。。一个同学操作计算机（一有滤液就按），一个同学放气3次，然后一个同学调节压力，恒压后再按一下鼠标。
掌握用最小二乘法和作图法求取过滤常数的方法；熟悉过滤设备的一般构造。
1、过滤刚开始时，为什么滤液经常是浑浊的？
答：因为刚开始的时候滤布没有固体附着，所以空隙较大，浑浊液会通过滤布，从而滤液是浑浊的。当一段时间后，待过滤液体中的固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布，此时的液体就会变得清澈。
2、在恒定过滤中，初始阶段为什么不采取恒定操作？
答：因为刚开始时要生成滤饼，等滤饼有一定厚度之后才能开始等压过滤。
3、恒压过滤时，随着过滤时间的增加，过滤速率如何变化？
答：因为随着时间的推移，滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加，因而过滤速率逐渐变小。
4、如果滤液的粘度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？答：（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、5、恒压过滤时,欲增加过滤速率,可行的措施有哪些?
A.添加助滤剂B.控制过滤温度C.选择合适的过滤介质D.控制滤饼厚度
6、当操作压强增大一倍时，其K值是否也增大一倍，是得到同样的过滤量时，其过滤时间是否缩短一半？
答：不是的，dv/dθ=A2ΔP/μrv(v+ve),dv/dθ是代表过滤速率，它随着过滤的进行，它是一个逐渐减少的过程，虽然ΔP增大一倍，表面上是时间减少一倍，但过滤速率减少，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。
流体对流给热系数和总传热系数的测定实验内容：测定饱和水蒸汽和冷水在套管换热器中对流传热管内、管外的对流给热系数αi和αo；测定总传热系数K。要求掌握用因次分析法处理流体对流传热问题、用过程分解与合成的方法解决整个传热过程问题的实验方法，并规划组织实验测定α1、α0和K，qc----空气流量计1个；
t1、t2-----冷流体进、出口温度计2个；T-----水蒸汽温度计1个；
tw上、tw下-----上壁温、下壁温热电偶温度计2个；P---装1个压力表；实验步骤：
流程：蒸汽发生炉电加热板产生蒸汽，通过管道输送到套管换热器，进入套管壳层，进行热交换产生冷凝液沿铜管管壁流回蒸汽发生炉。冷空气通过气源，经过流量计（旁路，出去的多进来的就少），送到换热器底部（t1），热交换后到顶层（t2）。水蒸气温度设定为105℃，由温控仪控制。测壁温的2个热电偶温度计在铜管表面。一共5个温度。t2稳定5分钟后采集一组。
配上套管换热器、蒸汽发生炉、疏水器、阀门管路、凉水塔系统组成如下实验装置。
通过作图和（或）最小二乘法求取努塞尔准数Nu与雷诺准数Re和普兰特准数Pr之间的关系；了解并分析影响对流给热系数的工程因素和强化传热的途径，A流体的物理性质：密度、比热容、导热系数、粘度D、流体的相态变化B引起对流的原因：自然、强制E、传热面的几何尺寸C、流体的流动形态层流比湍流小传热的阻力主要在边界层
强化传热：1）增大传热面积A2）增大平均温度差3）增大传热系数K计算：
热量衡算式：Qqcccpc(t2t1)传热速率式：QKAtm
热量衡算式：Qqcccpc(t2t1)传热速率式：QcAtmc其中：tmc
(Tt)(T2t1)其中：tm12
T1t2lnT2t1(tw上t2)(tw下t1)
tw上t2lntw下t1dducpf(,)Nua0RebPrc1、蒸汽和空气进入通道，在测K和α时为什么不同呢？
答：因为在测给热系数K时仅考虑间壁一侧的传热，而传热系数α则考虑了从热流体到冷流体的整个传热过程。2、走向改变：影响平均温差
3、蒸汽冷凝时有不凝性气体：a、不凝气在换热器占据部分换热面积，导致蒸汽冷凝量达不到期望值，降低传热系数，造成冷却水的浪费。B、增大了系统消耗：由于系统是自控的。C、长期的话会破坏设备
4、壁温接近于传热系数较大侧流体（空气ac）的温度，因为该侧的温度对传热壁的影响更大（a大则热阻小）
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