化工原理實(shí)驗(yàn)上冊(cè) 知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 歸納 華東理工大學(xué) 華理 實(shí)驗(yàn)考試適用
8、吸收(氣液)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:測(cè)定填料吸收塔氣液傳質(zhì)系數(shù),考察氣體流量、吸收劑流量和溫度的變化對(duì)吸收效果和傳質(zhì)系數(shù)的影響。
1、要求熟悉填料吸收塔的基本結(jié)構(gòu)、裝置流程和正常的水力學(xué)操作狀況;
收集塔壁附近的液體
空氣穿越丙酮,使其溶解在液膜(液體在填料表面形成),溶解過(guò)程放熱,所以低溫,高壓。2、了解工業(yè)常用散堆填料和規(guī)整填料的基本性能;
填料分類(lèi):散堆填料(拉西環(huán)、階梯環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍形、環(huán)矩鞍)
規(guī)整填料(孔板波紋填料、絲網(wǎng)波紋填料
填料的作用:增大汽液接觸面積;增大汽液接觸面的湍動(dòng)程度。填料性能評(píng)價(jià)指標(biāo):比表面積↑、空隙率↑、壓降↓
3、掌握并分析吸收劑的三要素(流量、溫度、組成)對(duì)吸收效果的影響規(guī)律高流量G,低溫,低濃度,有利!
4、規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定傳質(zhì)系數(shù)并分析判斷傳質(zhì)阻力的控制步驟。
9、精餾(液液)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:在全回流操作條件下測(cè)定精餾塔的全塔效率,在部分回流的情況下連續(xù)操作,分離乙醇體積濃度為15%的乙醇水混合液,要求獲得500mL合格的塔頂流出產(chǎn)品(乙醇體積濃度大于93%),塔釜排出的殘液中乙醇體積濃度要小于2%。1、要求熟悉板式塔的基本結(jié)構(gòu)、裝置流程和正常的水力學(xué)操作狀況;
總體逆流,板上錯(cuò)流。避免漏液,液泛。
利用液相中不同組分揮發(fā)度不同。物料守恒,能量守恒,氣液復(fù)合
精餾操作穩(wěn)定的因素主要有回流比;塔頂溫度、壓力;進(jìn)料溫度,組分組成;塔底再沸器回流溫度,組分組成;整體塔的塔板數(shù);中間循環(huán)回流及抽出物料等等,但最主要因素有下面幾點(diǎn):(1).物料平衡的影響和制約
在精餾塔的操作中,需維持塔頂和塔底產(chǎn)品的穩(wěn)定,保持精餾裝置的物料平衡是精餾塔穩(wěn)態(tài)操作的必要條件。通常由塔底液位來(lái)控制精餾塔的物料平衡。(2)、塔頂回流的影響
回流比是影響精餾塔分離效果的主要因素,生產(chǎn)中經(jīng)常用回流比來(lái)調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品的質(zhì)量(3).進(jìn)料熱狀況的影響
當(dāng)進(jìn)料狀況(xF和q)發(fā)生變化時(shí),應(yīng)適當(dāng)改變進(jìn)料位置,并及時(shí)調(diào)節(jié)回流比R。一般精餾塔常設(shè)幾個(gè)進(jìn)料位置,以適應(yīng)生產(chǎn)中進(jìn)料狀況,保證在精餾塔的適宜位置進(jìn)料。(4).塔釜溫度的影響
釜溫是由釜壓和物料組成決定的。精餾過(guò)程中,只有保持規(guī)定的釜溫,才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。(5).操作壓力的影響
在精餾操作中,常常規(guī)定了操作壓力的調(diào)節(jié)范圍。塔壓波動(dòng)過(guò)大,就會(huì)破壞全塔的氣液平衡和物料平衡,使產(chǎn)品達(dá)不到所要求的質(zhì)量。2、了解工業(yè)常用塔板的基本性能;
3、分析判斷影響精餾塔正常操作和分離能力的各種因素并掌握相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法,
物料不平衡:a、塔頂采出率D/F過(guò)大:釜溫合格,頂溫上升---》不變T,減小D,加大W和Fb、塔底采出率W/F過(guò)大:釜溫下降,頂溫合格》不變回流量,加大D,加大T分離能力不夠:塔頂溫度升高,塔底溫度降低。調(diào)節(jié)方法:加大回流比R。4、了解靈敏板溫度和塔釜壓力作為操作和控制參數(shù)的重要作用;
對(duì)于物料不平衡和分離能力不夠造成的產(chǎn)品不合格現(xiàn)象,可早期通過(guò)靈敏板溫度的變化得到預(yù)測(cè)。因?yàn)橹卸嗡宸蛛x度大。
突變:回流比(能量)緩變:采出率(物質(zhì))
壓降反應(yīng)塔內(nèi)氣液兩相的流體力學(xué)狀況。P大,液泛,P小,漏液。增大回流比R=L/D:D-,T↑-L+D↑5、掌握精餾塔效率的測(cè)定方法。
測(cè)定全回流總板效率要測(cè)定塔頂濃度和塔底濃度,分別在塔頂回流液處、塔底處取樣;同時(shí)還應(yīng)已知相平衡關(guān)系,全塔實(shí)際板數(shù)。
部分回流單板效率要測(cè)定yn、yn+1、xn;分別取第n塊塔板上下汽相樣及第n塊板降液管內(nèi)的液樣;同時(shí)還應(yīng)已知相平衡關(guān)系。10、萃。ㄒ阂海
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:測(cè)定振動(dòng)篩板萃取塔在不同振動(dòng)頻率下的傳質(zhì)單元高度。
1、要求熟悉萃取塔的基本結(jié)構(gòu)、裝置流程和正常的操作狀況;安全:接通電源前關(guān)調(diào)速器、泵。物料衡算通過(guò)界面恒定來(lái)調(diào)控。
液液萃取設(shè)備的特點(diǎn):液液系統(tǒng)比重差小,界面張力小導(dǎo)致強(qiáng)化過(guò)程的慣性力不大,分散的兩相分離困難,因此需要外加能量以及分層空間。362S45xCxD1FxF1加料磁力泵2水槽3煤油槽4轉(zhuǎn)子流量計(jì)5振動(dòng)篩板塔6振動(dòng)泵
2、掌握萃取過(guò)程分散相和連續(xù)相的選擇原則,
分散相的選擇:流量大;不潤(rùn)濕設(shè)備;成本高,易燃;表面張力正系統(tǒng),選擇傳質(zhì)方向從分散相到連續(xù)相的。
直流調(diào)速電源---油。泵---水。
3、掌握萃取塔的操作和測(cè)定傳質(zhì)單元高度的方法;
萃取塔的操作萃取塔在開(kāi)車(chē)時(shí),應(yīng)首先將連續(xù)相注滿塔中,然后開(kāi)啟分散相,分散相必須經(jīng)凝聚后才能自塔內(nèi)排出。
NA=KymxAxC
4、分析外加能量對(duì)液液相傳質(zhì)效果以及塔的通量的影響規(guī)律。
合適的外加能量:有利于液滴分散,提高相際接觸面積,有利于傳質(zhì)。
過(guò)量的外加能量:軸向混合增加,且液滴尺寸過(guò)小,內(nèi)循環(huán)消失,傳質(zhì)系數(shù)下降,不利于傳質(zhì)。易發(fā)生液泛。
在連續(xù)逆流萃取操作中,萃取塔的通量取決于連續(xù)相的流速,其上限為最小的分散相液滴處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的連續(xù)相速度。這時(shí)塔剛處于液泛點(diǎn)。
往復(fù)振動(dòng)篩板塔外加能量大小的標(biāo)志是振幅與振動(dòng)頻率的乘積。Af。
11、干燥(固液)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:在一定的操作條件下,測(cè)定變色硅膠的干燥速率曲線。1、要求了解流化床干燥實(shí)驗(yàn)設(shè)備的流程和工作原理;
如果先開(kāi)電熱器,產(chǎn)生的熱量如果沒(méi)有鼓風(fēng)機(jī)吹,將會(huì)使設(shè)備燒壞。
2、掌握干燥過(guò)程各階段的特征和影響干燥速率的各種因素,了解測(cè)定干燥速率的工程意義;預(yù)熱段:物料在預(yù)熱段中,含水率略有下降,溫度則升至濕球溫度tW
恒速:該段物料水分不斷汽化,含水率不斷下降,物料表面始終保持為濕球溫度tW。
干燥速率與空氣的溫度濕度氣速、流動(dòng)方式及物料表面水分的汽化速率有關(guān)。應(yīng)減小干燥面積,提高空氣傳給物料的總熱量。
降速:物料內(nèi)部水分移動(dòng)到表面的速度趕不上表面水分的氣化速率。
干燥速率受物料本身的形狀,結(jié)構(gòu)大小等影響,與外部干燥條件無(wú)關(guān)。
研究干燥速率曲線,可以據(jù)此使干燥速度控制在恒定干燥階段,防止被干燥物開(kāi)裂等不希望出現(xiàn)的情況發(fā)生。
3、規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定變色硅膠的干燥曲線并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要處理獲得干燥速率曲線。
進(jìn)口溫度:在同一濕度下,t1上升,則相對(duì)濕度↑,有利于干燥。有利于干燥:增加進(jìn)口溫度,增加空氣流量,增加接觸面積。放大到工業(yè):1、設(shè)備相似、2、戒指了條件相似、3、物系相同
干燥曲線的意義:1據(jù)此使干燥速度控制在恒定干燥階段,防止被干燥物的開(kāi)裂等。
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量綱分析法
量綱分析法是通過(guò)將變量組合成無(wú)量綱數(shù)群,從而減少實(shí)驗(yàn)自變量的個(gè)數(shù),大幅度地減少實(shí)驗(yàn)次數(shù),不需要對(duì)過(guò)程機(jī)理有深刻全面的了解?梢杂搔卸ɡ砑右宰C明。缺點(diǎn)是降低的工作量有限、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用僅限于實(shí)驗(yàn)范圍,無(wú)法分析各種變量對(duì)過(guò)程的影響。過(guò)程分解與合成法
將一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程分解為聯(lián)系較少或相對(duì)獨(dú)立的子過(guò)程,再聯(lián)系起來(lái)。優(yōu)點(diǎn)是從簡(jiǎn)到繁,先局部后整體,大幅減少試驗(yàn)次數(shù)。n^a+n^b缺點(diǎn)是子過(guò)程的最優(yōu)不等于整個(gè)過(guò)程的最優(yōu)。
數(shù)據(jù)處理:列表法、圖示法(座標(biāo)分度比例的確定)、數(shù)學(xué)函數(shù)法。誤差:系統(tǒng)誤差(一起、環(huán)境)、隨機(jī)誤差(不可控、肉眼,波動(dòng))、過(guò)失誤差
壓力:液柱式壓力計(jì):U型(倒U型)液柱壓力計(jì)、單管液柱壓力計(jì)、傾斜式壓力計(jì)優(yōu):精度高
彈簧式壓力計(jì):彈簧管、膜式微壓計(jì)、波紋管式優(yōu):范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便宜。缺:受溫度影響。電氣式壓力計(jì):快速變化的。穩(wěn)定:3/4不穩(wěn)定:1/32/3
溫度:接觸式:熱膨脹(玻璃液體、桿式精度不高)、熱電偶、熱電阻非接觸式:熱輻射式高溫計(jì)流量:速度式流量計(jì):孔板和文丘利流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)(小流量)、渦輪流量計(jì)。粘度高:耙式體積式流量計(jì):濕式氣體流量計(jì)、皂膜流量計(jì)(氣體,小流量)質(zhì)量式流量計(jì):直接式,補(bǔ)償式。不受壓強(qiáng)、溫度、粘度等影響。
流體流動(dòng)阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:在管壁相對(duì)粗糙度ε/d一定時(shí),測(cè)定流體流經(jīng)直管的摩擦阻力,確定摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系:測(cè)定流體流經(jīng)閥門(mén)或彎頭及其它管件時(shí)的局部阻力系數(shù)ξ。
要求掌握用因次分析法處理管路阻力問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法,并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定λ和Re;流量閥門(mén)開(kāi)度流速流量計(jì)ΔP:2個(gè)壓差計(jì)密度:溫度計(jì)
再配上變頻器、水槽、泵、閥門(mén)、管件等組建成以下循環(huán)管路。
duPu2Plu2計(jì)算:u=q/ARe=得Rehf=得ζ得λ與hf同理h","p":{"h":離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:測(cè)定一定轉(zhuǎn)速下的離心泵特性曲線泵的特性是指泵在一定轉(zhuǎn)速下,其揚(yáng)程、功率、效率與流量關(guān)系。要求熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)并掌握其操作方法;
液體注滿泵殼,葉輪高速旋轉(zhuǎn),液體在離心力作用下產(chǎn)生高速度,告訴液體經(jīng)過(guò)逐漸擴(kuò)大的泵殼通道,動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。
1、離心泵啟動(dòng)前為什么要先灌水排氣?答:為了防止打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。
2、啟動(dòng)泵前為什么要先關(guān)閉出口閥,待啟動(dòng)后,再逐漸開(kāi)大?而停泵時(shí),也要先關(guān)閉出口閥?
答:防止電機(jī)過(guò)載。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率N。根據(jù)離心泵特性曲線,當(dāng)Q=0時(shí)N最小,電動(dòng)機(jī)輸
出功率也最小,不易被燒壞。而停泵時(shí),使泵體中的水不被抽空,另外也起到保護(hù)底閥的作用。
3、啟動(dòng)離心泵時(shí),為什么先要按下功率表分流開(kāi)關(guān)綠色按鈕?答:為了保護(hù)功率表。
4、離心泵特性曲線測(cè)定過(guò)程中Q=0點(diǎn)不可丟,為什么?答:Q=0點(diǎn)是始點(diǎn),它反映了初始狀態(tài)。
5、離心泵流量增大時(shí),壓力表與真空表的數(shù)值如何變化?為什么?
答:流量越大,入口處真空表的讀數(shù)越大,而出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)越小。流量越大,需要推動(dòng)力即水池面上的大氣壓
強(qiáng)與泵入口處真空度之間的壓強(qiáng)差就越大。大氣壓不變,入口處壓強(qiáng)就應(yīng)該越小,而真空度越大,出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。
6、為什么調(diào)節(jié)離心泵的出口閥門(mén)可調(diào)節(jié)其流量?這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)?是否還有其它方法調(diào)節(jié)泵的流量?
答:調(diào)節(jié)出口閥門(mén)開(kāi)度,實(shí)際上是改變管路特性曲線,改變泵的工作點(diǎn),可以調(diào)節(jié)其流量。這種方法優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷、流量可以連續(xù)變化,缺點(diǎn)是閥門(mén)關(guān)小時(shí),增大流動(dòng)阻力,多消耗一部分能量、不很經(jīng)濟(jì)。也可以改變泵的轉(zhuǎn)速、減少葉輪直徑,生產(chǎn)上很少采用。
7、什么情況下會(huì)出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象?
答:當(dāng)泵的高度過(guò)高,使泵內(nèi)壓力低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí),液體氣化,氣泡形成,破裂等過(guò)程中引起的
剝蝕現(xiàn)象。
8、離心泵應(yīng)選擇在高效率區(qū)操作,你對(duì)此如何理解?
答:離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn),通常稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。離心泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)工作最經(jīng)濟(jì),由于種種因素,離心泵
往往不可能正好在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn),因此,一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍,稱為泵的高效率區(qū)。
9、離心泵在其進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥門(mén)是否合理?為什么?
答:不合理,因?yàn)樗畯乃鼗蛩漭斔偷剿每康氖且好嫔系拇髿鈮号c泵入口處真空度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差,將水從水箱壓
入泵體,在進(jìn)口管安裝閥門(mén),無(wú)疑增大這一段管路的阻力,而使流體無(wú)足夠的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)這一流動(dòng)過(guò)程。
10、為什么在離心泵進(jìn)口管下安裝底閥?從節(jié)能觀點(diǎn)看,底閥的裝設(shè)是否有利?你認(rèn)為應(yīng)如何改進(jìn)?
答:底閥是單向止逆閥,水只能從水箱或水池抽到泵體,而絕不能從泵流回水箱,目的是保持泵內(nèi)始終充滿水,防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。從節(jié)能觀點(diǎn)看,底閥的裝設(shè)肯定產(chǎn)生阻力而耗能。既不耗能,又能防止水倒流,這是最好不過(guò)的了。
11、為什么停泵時(shí),要先關(guān)閉出口閥,再關(guān)閉進(jìn)口閥?答:使泵體中的水不被抽空,另外也起到保護(hù)底閥的作用
學(xué)會(huì)用直接實(shí)驗(yàn)法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)并測(cè)定離心泵的特性曲線;
對(duì)泵的進(jìn)出口取1-1截面與2-2截面,建立機(jī)械能衡算式:
2u12u2P1P2+h1++He=+h2+(1)gg2g2g2P2P1u2u12∴He=(2)h2h1gg2g2g從方程式(2)可見(jiàn),實(shí)驗(yàn)規(guī)劃方法是:
P1-——實(shí)驗(yàn)裝置中在泵的進(jìn)口管上裝有真空表;P2———實(shí)驗(yàn)裝置中在泵的出口管上裝有壓力表;ρ———和溫度有關(guān),由溫度計(jì)測(cè)量流體溫度;η———由功率表計(jì)量電機(jī)輸入功率Pa;
u———管路中需安裝流量計(jì),確定流體的流速u(mài),
欲改變u需閥門(mén)控制;除以上儀表外,配上泵、變頻器、管件、閥門(mén)、水槽等部件組合成循環(huán)管路。
實(shí)驗(yàn)操作原理是:按照管路特性曲線和泵特性曲線的交點(diǎn)作為泵的工作點(diǎn)這原理,改變管路阻力可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度加以實(shí)現(xiàn),使管路特性曲線上的工作點(diǎn)發(fā)生移動(dòng),再將一系列移動(dòng)的工作點(diǎn)的軌跡連接起來(lái),就是泵的揚(yáng)程曲線。
2P真P空u2-u12計(jì)算:He=g2g
Pe=HeQρgη=Pe/P軸
熟悉功率表的正確使用方法;
選擇-連接-讀數(shù)
掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差分析確定直角坐標(biāo)分度比例的方法。為了得到理想的圖形,在已知量和并且使
,則
的誤差
與的情況下,比例尺的取法應(yīng)使實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)”的邊長(zhǎng)為
,,X軸的比例尺M(jìn)x為:1/ΔXmm,
過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:在恒壓操作條件下測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K和qe。
要求掌握用數(shù)學(xué)模型法處理過(guò)濾問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法,過(guò)濾問(wèn)題的處理方法
(1)過(guò)濾操作是非定態(tài)操作,但由于濾餅厚度變化緩慢,可視為擬定態(tài)過(guò)程。
(2)過(guò)濾操作阻力大,流體通過(guò)顆粒床層是一種極慢流動(dòng),視為爬流,阻力損失取決于顆粒表面積。數(shù)學(xué)模型的步驟
Ⅰ將復(fù)雜的真實(shí)過(guò)程簡(jiǎn)化成易于用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)的物理模型;Ⅱ?qū)λ玫奈锢砟P瓦M(jìn)行數(shù)學(xué)描述,即建立數(shù)學(xué)模型;Ⅲ通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)學(xué)模型的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)并測(cè)定模型參數(shù)。過(guò)濾問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型方法
將流體通過(guò)真實(shí)的濾餅床層的復(fù)雜過(guò)程簡(jiǎn)化為流體通過(guò)一組平行管束的簡(jiǎn)單過(guò)程,后者一組平行管束即為簡(jiǎn)化了的物理模型,并假設(shè)前后二者:比表面積a相等;空隙率相等。
1qq12q1(qq1)eKK
并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K和qe;
t:計(jì)算機(jī)采集q:清液體積數(shù)K:需要恒定壓力
步驟:1、安裝過(guò)濾器(底座,支撐板(孔面朝下),濾布(先潤(rùn)濕)濾框,分布板,蓋板,螺母)2、先把壓力調(diào)到最大,開(kāi)物料泵,均勻后測(cè)波美度(1.02%-1.04%),檢查濾液放盡閥是否關(guān)閉。3、打開(kāi)軟件,輸入。。。一個(gè)同學(xué)操作計(jì)算機(jī)(一有濾液就按),一個(gè)同學(xué)放氣3次,然后一個(gè)同學(xué)調(diào)節(jié)壓力,恒壓后再按一下鼠標(biāo)。
掌握用最小二乘法和作圖法求取過(guò)濾常數(shù)的方法;熟悉過(guò)濾設(shè)備的一般構(gòu)造。
1、過(guò)濾剛開(kāi)始時(shí),為什么濾液經(jīng)常是渾濁的?
答:因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候?yàn)V布沒(méi)有固體附著,所以空隙較大,渾濁液會(huì)通過(guò)濾布,從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后,待過(guò)濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過(guò)濾布,此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。
2、在恒定過(guò)濾中,初始階段為什么不采取恒定操作?
答:因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)要生成濾餅,等濾餅有一定厚度之后才能開(kāi)始等壓過(guò)濾。
3、恒壓過(guò)濾時(shí),隨著過(guò)濾時(shí)間的增加,過(guò)濾速率如何變化?
答:因?yàn)殡S著時(shí)間的推移,濾餅不斷變厚致使阻力逐漸增加,因而過(guò)濾速率逐漸變小。
4、如果濾液的粘度比較大,你考慮用什么方法改善過(guò)濾速率?答:(1)使用助濾劑,改善濾餅特性;(2)加熱濾漿,降低濾液粘度;(3)使用絮凝劑,改變顆粒聚集狀態(tài);(4)限制濾餅厚度,降低過(guò)濾阻力、5、恒壓過(guò)濾時(shí),欲增加過(guò)濾速率,可行的措施有哪些?
A.添加助濾劑B.控制過(guò)濾溫度C.選擇合適的過(guò)濾介質(zhì)D.控制濾餅厚度
6、當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時(shí),其K值是否也增大一倍,是得到同樣的過(guò)濾量時(shí),其過(guò)濾時(shí)間是否縮短一半?
答:不是的,dv/dθ=A2ΔP/μrv(v+ve),dv/dθ是代表過(guò)濾速率,它隨著過(guò)濾的進(jìn)行,它是一個(gè)逐漸減少的過(guò)程,雖然ΔP增大一倍,表面上是時(shí)間減少一倍,但過(guò)濾速率減少,所以過(guò)濾得到相同的濾液,所需的時(shí)間不是原來(lái)的一半,比一半要多。
流體對(duì)流給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:測(cè)定飽和水蒸汽和冷水在套管換熱器中對(duì)流傳熱管內(nèi)、管外的對(duì)流給熱系數(shù)αi和αo;測(cè)定總傳熱系數(shù)K。要求掌握用因次分析法處理流體對(duì)流傳熱問(wèn)題、用過(guò)程分解與合成的方法解決整個(gè)傳熱過(guò)程問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法,并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定α1、α0和K,qc----空氣流量計(jì)1個(gè);
t1、t2-----冷流體進(jìn)、出口溫度計(jì)2個(gè);T-----水蒸汽溫度計(jì)1個(gè);
tw上、tw下-----上壁溫、下壁溫?zé)犭娕紲囟扔?jì)2個(gè);P---裝1個(gè)壓力表;實(shí)驗(yàn)步驟:
流程:蒸汽發(fā)生爐電加熱板產(chǎn)生蒸汽,通過(guò)管道輸送到套管換熱器,進(jìn)入套管殼層,進(jìn)行熱交換產(chǎn)生冷凝液沿銅管管壁流回蒸汽發(fā)生爐。冷空氣通過(guò)氣源,經(jīng)過(guò)流量計(jì)(旁路,出去的多進(jìn)來(lái)的就少),送到換熱器底部(t1),熱交換后到頂層(t2)。水蒸氣溫度設(shè)定為105℃,由溫控儀控制。測(cè)壁溫的2個(gè)熱電偶溫度計(jì)在銅管表面。一共5個(gè)溫度。t2穩(wěn)定5分鐘后采集一組。
配上套管換熱器、蒸汽發(fā)生爐、疏水器、閥門(mén)管路、涼水塔系統(tǒng)組成如下實(shí)驗(yàn)裝置。
通過(guò)作圖和(或)最小二乘法求取努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re和普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr之間的關(guān)系;了解并分析影響對(duì)流給熱系數(shù)的工程因素和強(qiáng)化傳熱的途徑,A流體的物理性質(zhì):密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度D、流體的相態(tài)變化B引起對(duì)流的原因:自然、強(qiáng)制E、傳熱面的幾何尺寸C、流體的流動(dòng)形態(tài)層流比湍流小傳熱的阻力主要在邊界層
強(qiáng)化傳熱:1)增大傳熱面積A2)增大平均溫度差3)增大傳熱系數(shù)K計(jì)算:
熱量衡算式:Qqcccpc(t2t1)傳熱速率式:QKAtm
熱量衡算式:Qqcccpc(t2t1)傳熱速率式:QcAtmc其中:tmc
(Tt)(T2t1)其中:tm12
T1t2lnT2t1(tw上t2)(tw下t1)
tw上t2lntw下t1dducpf(,)Nua0RebPrc1、蒸汽和空氣進(jìn)入通道,在測(cè)K和α?xí)r為什么不同呢?
答:因?yàn)樵跍y(cè)給熱系數(shù)K時(shí)僅考慮間壁一側(cè)的傳熱,而傳熱系數(shù)α則考慮了從熱流體到冷流體的整個(gè)傳熱過(guò)程。2、走向改變:影響平均溫差
3、蒸汽冷凝時(shí)有不凝性氣體:a、不凝氣在換熱器占據(jù)部分換熱面積,導(dǎo)致蒸汽冷凝量達(dá)不到期望值,降低傳熱系數(shù),造成冷卻水的浪費(fèi)。B、增大了系統(tǒng)消耗:由于系統(tǒng)是自控的。C、長(zhǎng)期的話會(huì)破壞設(shè)備
4、壁溫接近于傳熱系數(shù)較大側(cè)流體(空氣ac)的溫度,因?yàn)樵搨?cè)的溫度對(duì)傳熱壁的影響更大(a大則熱阻。
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