化工基础实验考试.docx

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化工基础实验考试

化工基础实验考试

LT

压差计的测压导管的粗细、长短对测量有无影响？

为什么？

答：

没有影响。

测压管的粗细对于测量压差没有影响，因为被测压差的测量值只水银柱的高度有关而与测压管截面积无关；U型管长度对测量压差的读数无影响，但是其长度需超过理论的最大压差，否则可能导致无法测量过大的实验数据，甚至有可能损坏仪器。

3差压计上装的平衡阀和排气旋塞有何作用？

U压差计中水银在什么情况下会被冲走，应如何防止？

答：

通过打开平衡阀，可以使得U型压差计两管连通，从而使两端水银面的压力相等，可以防止水银被冲走；排气旋塞用于实验开始时排出装置里的空气。

在水流过大或是在平衡阀关闭的情况下打开泵进行管路的排气时，水银会被冲走。

我们应该在确认在平衡阀开着的情况下，将流量小心缓慢地从小到大进行排气，严防水银被冲走；同时，在进行实验测量时也应随时注意压差计读数的变化，防止其超过最大量程。

4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？

答:

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，所以对静压的测量没影响。

3离心泵特性曲线测定实验

1．为什么流量越大，入口处真空表的读数越大？

出口处的压力表的读数越小？

流量越大流速就越大,而管道的压力丧失通常可认为与流速的平方成正比。

水泵入口处于真空即负压状态，随着流量增大，压力丧失增大，即压力变小，使本来处于真空状态的压力进一步减小，真空度就增大了。

压力表读数反响的是水泵的出水扬程。

要使流量增大，只有在实际扬程降低时才有可能，这时水泵的工作点往扬程降低、流量增大的方向移动，所以压力表读数减小。

2.离心泵的操作，为什么要：

1）先出液？

2）封闭启动?

3）选在高效区操作？

1、离心泵工作前，先将泵内充满液体，然后启动离心泵，叶轮快速转动，叶轮的叶片驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，叶轮因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

若泵内不充满液体而是空气，因空气密度很小，叶轮因空气的排出而形成的真空很小，这样不足以将密度大的水吸进叶轮内。

2、离心泵的轴功率随流量的增大而增大，在关死点功率最小，对电动机来说是最安全的，因此常采用关阀启动，待转速稳定后再开阀，使泵在高效区运行。

3.如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？

答：

（1）入水管中有空气，负压太低；

仪器老化，泵的密闭性差，运转过程中有空气进入泵中；

离心泵的入口没有装逆止阀，或者安装高度过高；

电路问题或是泵本身已损坏

4.为什么用泵的出口阀门调节流量？

这种方法有什么优缺点？

是否还有其他方法调节流量？

答：

阀门是通过改变流通面积来调节流量。

其优点是操作简便，缺点是容易造成边界层分离，增大机械能损失。

其他调节方法有改变叶轮直径、调节转速、切割叶轮，泵的串并联等方法来调节流量。

5.泵启动后，出口阀门不开，压力表读数是否会逐渐上升？

为什么？

答：

泵启动后，出口阀门如果不开，压力表读数会随着叶轮的转速变大而增大，到叶轮转速达到正常时，压力表的读数就会稳定。

这是由于出口阀门关闭时，出口压力与泵内流体所受的离心力有关。

6.正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？

为什么？

答：

合理，可以方便调试和检修，但通常情况下进口阀门要处于全开状态，否则容易产生节流损失，导致压力降低，易造成汽蚀的发生。

5对流传热膜系数

1假定入口空气温度不变，随着空气流量的增加，出口温度有何变化？

为什么？

答：

入口温度不变，空气流量增加，出口温度会降低。

由关联式Q=WCP（T2-T1），Q恒定，W变大，则温差变小。

T1不变，就只有T2变小。

2如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对a关联式有何影响？

答：

没有影响。

因为本实验采用的是量纲分析法，蒸汽的压强变化会同时反映在雷诺数Re、流量q、传热膜系数a、努赛尔准数Nu等数据上，可以得到不同的Re值下的Nu/Pr0.4值，所以仍然可以进行关联。

离心泵特性曲线的测定

1.为什么启动离心泵前要向泵内注水？

如果注水排气后泵仍启动不起来，你认为可能是什么

原因？

答：

为了防止打不上水、即气缚现象发生。

如果注水排完空气后还启动不起来。

①可能是泵入口处的止逆阀坏了，水从管子又漏回水箱。

②电机坏了，无法正常工作。

2.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。

还可以用双泵并联操作

3.为什么流量越大，入口处真空表的读数越大，而出口处压强表的读数越小？

答：

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，入口处强压就应该越小，而真空度越大，离心泵的轴功率N是一定的N=电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率，而轴功率N又为：

，当N=恒量，Q与H之间关系为：

Q↑H↓而

而H↓P↓所以流量增大，出口处压强表的读数变小。

4.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。

5.为什么离心泵启动时要关闭出口阀门？

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。

6．正常工作的离心泵，在其进口管上设置阀门是否合理，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，由于进口管，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。

7.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？

为什么？

答：

泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数会随着叶轮转速的变大而增大，到叶轮转速达到正常时，压力表的读数就达稳定。

这是由于当出口阀关闭时，出口压力与泵内流体所受到的离心力有关。

对流传热膜系数

1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？

答：

无影响。

因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变。

2.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响，如何及时排走冷凝水？

如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？

答：

冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。

在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走。

在不同压强下测试得到的数据，将会对α产生影响，因为PV=nRT，P与V是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，△tm也会改变。

实验3操作和塔效率的测定（吸收）

⑴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，而两相的平衡组成已知。

⑵求解q线方程时，Cp，m，γm需用何温度？

答：

需用定性温度求解，即：

⑷取样分析时，应注意什么？

答：

取样时，塔顶、塔底同步进行。

分析时，要先分析塔顶，后分析塔底，避免塔顶乙醇大量挥发，带来偶然误差。

⑸写出本实验开始时的操作步骤。

答：

①预热开始后，要及时开启塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大。

②记下室温值，接上电源，按下装置上总电压开关，开始加热。

③缓慢加热，开始升温电压约为40～50伏，加热至釜内料液沸腾，此后每隔5～10min升电压5V左右，待每块塔板上均建立液层后，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150V，整个实验过程保持保温电压不变。

④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。

⑹实验过程中，如何判断操作已经稳定，可以取样分析？

答：

判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。

⑺分析样品时，进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列？

答:

折光率由高到底的顺序是：

塔底，进料，塔顶。

⑼若分析塔顶馏出液时，折光率持续下降，试分析原因？

答：

可能的原因是：

塔顶没有产品馏出，造成全回流操作。

⒀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

浓度如何改变？

答：

塔顶

下降，

上升

⒁如果加大回流比，其它操作条件不变，塔顶、塔底产品的浓度如何改变？

答：

塔顶

上升，

下降。

⒂如果操作时，直接开始部分回流，会有何后果？

答：

塔顶产品不合格。

⒃为什么取样分析时，塔顶、塔底要同步进行？

答：

打开进料转子流量计，开启回流比控制器，塔顶出料，打开塔底自动溢流口，塔底出料。

⒄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。

⒆在操作过程中，若进料量突然增大，塔釜、塔顶组成如何变化？

答：

塔顶

下降，

上升。

⒇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，避免塔顶乙醇大量挥发，带来偶然误差。

实验1　单项流动阻力测定

（1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？

答：

由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。

（2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？

答：

阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。

（3）流量为零时，U形管两支管液位水平吗？

为什么？

答：

水平，当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程：

（4）怎样排除管路系统中的空气？

如何检验系统内的空气已经被排除干净？

答：

启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。

关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。

（5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？

答：

因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。

（6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？

它们各有什么特点？

答：

测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。

转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。

U形管压差计结构简单，使用方便、经济。

差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

（7）读转子流量计时应注意什么？

为什么？

答：

读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。

如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。

（8）两个转子能同时开启吗？

为什么？

答：

不能同时开启。

因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。

（9）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯？

答：

顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。

当然阀门制造商也满足客户的要求，阀门制做成顺关逆开。

（10）使用直流数字电压表时应注意些什么？

答：

使用前先通电预热15分钟，另外，调好零点（旧设备），新设备，不需要调零点。

如果有波动，取平均值。

（11）假设将本实验中的工作介质水换为理想流体，各测压点的压强有何变化？

为什么？

答：

压强相等，理想流体u=0，磨擦阻力F=0，没有能量消耗，当然不存在压强差。

∵d1=d2∴u1=u2又∵z1=z2（水平管）∴P1=P2

（13）本实验用水为工作介质做出的λ－Re曲线，对其它流体能否使用？

为什么？

答：

能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、

、变化。

（15）测试时为什么要取同一时刻下的瞬时数据？

答：

流体流动时，由于诸种原因，各参数的值是波动的，为了减少误差，应取瞬时值、即同时读数。

（16）作λ－Re图时，依点画线用什么工具？

点在线的一侧还是两侧？

怎样提高做图的精确度？

做图最忌讳什么？

答：

用曲线板或曲线尺画曲线，直尺画直线。

点应在线的两侧，以离线的距离最近为原则。

最忌讳徒手描。

（17）实验结果讨论中，应讨论什么？

答：

（1）讨论异常现象发生的原因；

（2）你做出来的结果（包括整理后的数据、画的图等）与讲义中理论值产生误差的原因。

（3）本实验应如何改进。

（18）影响流动型态的因素有哪些？

用Re判断流动型态的意义何在？

答：

影响流动类型的因素有：

内因：

流动密度

、粘度

；外因：

管径d、流速u,即

。

用它判断流动类型，什么样的流体、什么样的管子，流速等均适用，这样，就把复杂问题简单化了，规律化了，易学、易用易于推广。

（19）直管摩擦阻力的来源是什么？

答：

来源于流体的粘性

流体在流动时的内摩擦，是流体阻力的内因或依据。

其外因或内部条件可表示为：

内摩擦力F与两流体层的速度差Δ

成正比；与两层之间的垂直距离Δy成反比；与两层间的接触面积A与成正比。

（20）影响直管阻力的因素是什么？

如何影响？

答：

根据

直管助力与管长

、管经d、速度u、磨擦系数

有关系。

它与

、

、u2成正比，与d成反比。

实验2离心泵特性曲线的测定

⑴为什么启动离心泵前要向泵内注水？

如果注水排气后泵仍启动不起来，你认为可能是什么原因？

答：

为了防止打不上水、即气缚现象发生。

如果注水排完空气后还启动不起来。

①可能是泵入口处的止逆阀坏了，水从管子又漏回水箱。

②电机坏了，无法正常工作。

⑵为什么离心泵启动时要关闭出口阀门？

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。

⑶离心泵特性曲线测定过程中

点不可丢，为什么？

答：

Q=0点是始点，它反映了初始状态，所以不可丢。

丢了，做出来的图就有缺憾。

⑷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。

⑸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。

还可以用双泵并联操作。

⑹正常工作的离心泵，在其进口管上设置阀门是否合理，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，由于进口管，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。

⑺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。

⑻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，另外也起到保护泵进口处底阀的作用

⑼离心泵的特性曲线是否与连结的管路系统有关？

答：

离心泵的特性曲线与管路无关。

当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关。

⑽为什么流量越大，入口处真空表的读数越大，而出口处压强表的读数越小？

答：

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，入口处强压就应该越小，而真空度越大，离心泵的轴功率N是一定的N=电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率，而轴功率N又为：

，当N=恒量，Q与H之间关系为：

Q↑H↓而

而H↓P↓所以流量增大，出口处压强表的读数变小。

⑿离心泵的送液能力为什么可以通过出口阀的调节来改变？

往复泵的送液能力是否采用同样的调节方法？

为什么？

答：

离心泵用出口阀门的开、关来调节流量改变管路特性曲线，调整工作点。

往复泵属正位移泵，流量与扬程无关，单位时间排液量为恒定值。

若把出口阀关小，或关闭，泵内压强便会急剧升高，造成泵体、管路和电机的损坏。

所以往泵不能用排出管路上的阀门来调节流量，一定采用回路调节装置。

⒂离心泵铭牌上标的参数是什么条件下的参数？

在一定转速下测定离心泵的性能参数及特

性曲线有何实际意义？

为什么要在转速一定的条件下测量？

答：

离心泵铭牌上标出的性能参数是指该泵运行时效率最高点的性能参数。

因为

，

，

根据以上比例定律，转速对Q、H、N均有影响。

只有转速一定，离心泵性能曲线才能确定。

⒃扬程的物理意义是什么？

答：

它是指离心泵对单位重量（1N）的液体能提供的有效能量，其单位为m。

即把1N重的流体从基准水平面升举的高度。

⒄泵的效率为什么达到最高值后又下降？

答：

由

当Q升高超过设计点后，Q与H的乘积就会减少所以效率会下降。

⒅离心泵特性曲线测定时，两转子流量计如何使用？

为什么？

答：

两转子流量计开一关一，轮流使用，因为大流量会把小转子冲击到最上面，损坏转子流量计。

⒆启动泵前，为什么先切断排出管路测压口至压强表的通路？

如何切断？

答：

为保护压强表的指针，用夹子夹住通往压强表的管子。

⒇记录实验数据时，为什么同时取瞬时值？

答：

因为流量在波动，各表上读数均在波动，为减少误差，必须同时读数取瞬时值。