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化工原理实验复习1.填空题1．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是开循环冷却水。2．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是塔顶温度稳定3．干燥过程可分为等速干燥和降速干燥。4．干燥实验的主要目的之一是掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。5．实验结束后应清扫现场卫生，合格后方可离开。6．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是:要有一组数据处理的计算示例。7.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。8.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。9.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在0.005mPa，如果达到0.008～0.01mPa，可能出现液泛，应该减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。10.在精馏实验中，确定进料状态参数q需要测定进料温度，进料浓度参数。11.某填料塔用水吸收空气中的氨气，当液体流量和进塔气体的浓度不变时，增大混合气体的流量，此时仍能进行正常操作，则尾气中氨气的浓度增大12.在干燥实验中，提高空气的进口温度则干燥速率提高;若提高进口空气的湿度则干燥速率降低。13.常见的精馏设备有填料塔和板式塔。14.理论塔板数的测定可用逐板计算法和图解法。15.理论塔板是指离开该塔板的气液两相互成平衡的塔板。16.填料塔和板式塔分别用等板高度和全塔效率来分析、评价它们的分离性能。2.简答题一.精馏实验1.其它条件都不变，只改变回流比，对塔性能会产生什么影响？答：精馏中的回流比R，在塔的设计中是影响设备费用（塔板数、再沸器、及冷凝器传热面积）和操作费用（加热蒸汽及冷却水消耗量）的一个重要因素，所以应该选择合适的回流比。在操作中，它是一对产品的质量与产量有重大影响而又便于调节的参数。2．进料板的位置是否可以任意选择？它对塔的性能有何影响？答：冷液进料时，q线斜率大于零，所以提馏段操作线原理平衡线，与其他进料状况相比要想达到相同的分离效果，必须减少板数，但实际板数不会变，使得分离效果更好。进料位置会上移。3.为什么酒精蒸馏采用常压操作而不采用加压蒸馏或真空蒸馏？答：最根本的是由物料的性质决定的,因为乙醇-水体系沸点很低,常压下,100℃以内就可以实现精馏操纵.常压操作,加热用的蒸汽品质要求不高,有助于控制操作成本；常压操作,设备的制造费用就能省很多,不需要要求特别高的材质.加压就要费燃料.用减压法要用真空设备，费用大.4.将本塔适当加高,是否可以得到无水酒精?为什么?答：不会得到无水酒精.酒精与水形成恒沸混合物,酒精与水完全互溶，存在共沸点，精馏操作无法得到无水酒精。5.料状态对精馏塔操作有何影响？确定q线需测定哪几个量？答：在回流比R、xf、xd、xw一定的情况下，q值减小，即进料前经过预热或者部分汽化，精馏段操作线不变，但提馏段操作线斜率变大越靠近平衡线，所需的理论板数N越多。6.塔顶冷液回流对塔操作有何影响？答：冷凝液成为回流液的一部分，由于这部分的冷凝，上升到精馏段的蒸汽量比提留段少，费蒸汽。7.全回流操作在生产中有何实际意义？答：塔顶上升的蒸汽经冷凝后全部回流到塔内，这种操作方式叫全回流；塔顶和塔底产品产量均为零，既不想塔内进料也不从塔内取料，无精馏段和提馏段之分，操作线为yn+1=yn,所需理论板数最少；在精馏生产停车时利用全回流可以调整塔使塔稳定8.精馏操作中为什么塔釜压力是一个重要参数？它与哪些因素有关？答：塔压反映了塔内部组分的变化、塔负荷情况等。9.本实验中，进料状况为冷态进料，当进料量太大时，为什么会出现精馏段干板，甚至出现塔顶既无回流也无出料的现象？应如何调节？答：进料过大容易导致塔釜部热量负荷升高，引起三点温度下滑；可以换热或提高釜部热量10.操作中增加回流比的方法是什么？能否采用减少塔顶出料量D的方法？答：相同的物系，达到相同的分离要求，若进料状况参数q值越小，对应的最的回流比越大；同一物系分离，进料组成及热状况相同，xd越大，Rmin就越大，最小回流比与一定分离要求是紧密联系的。11.在间歇精馏实验中，为了得到合格产品，保持恒定的回流比可以吗？为什么？如果要增加回流比，可采取何种措施，请具体说明。答：间歇精馏为非定态过程，若保持R恒定，则采出产品的浓度下降，得不到合格产品。要增加R，可采取减少塔顶采出量的办法。二.吸收1.测定吸收系数KYa和△P/Z—u关系曲线有何实际意义？答：△P/Z—u曲线是描述流体力学的特性也是吸收设备主要参数，为了计算填料塔的动力消耗也需流体力学特性，确定填料塔适宜操作范围及选择适宜的气液负荷。2.测定曲线和吸收系数分别需测哪些量？答：空塔气速u；填料层压降△P；塔顶表压大小；吸收系数KYa；空气流量；氨气流量；进塔和出塔气体浓度；操作状态下的温度、压强；塔顶、塔底液相浓度。3.试分析实验过程中气速对KYa和△P/Z的影响。答：由△P/Z—u曲线可知，当l=0时，随u增大，△P/Z也增大，两者呈直线关系；当l≠0时，随u增大，△P/Z也增大，在截点与液泛点之间呈微小变化，△P/Z增加相对较快，在液泛点以上u稍微增加一些，△P/Z有明显变化，阻力增加，不能下流，而对KYa由于随u增大在一定范围内吸收增大反而不吸收，KYa变为0。4.当气体温度与吸收剂温度不同时，应按哪种温度计算亨利系数？答：以为E随物系而变，一定物系T增加E增大，当气体温度与吸收剂温度不同时应用吸收剂温度来计算亨利系数5.分析实验结果：在其他条件不变的情况，增大气体流量（空气的流量），吸收率、吸收系数KYa及传质单元数NOG、传质单元高度HOG分别如何变化？是否与理论分析一致，为什么？答：由记录测定两组体积吸收系数可以看出，若是增大空气流量吸收系数KYa减小，那么增大V（空气流量）时则GA必增大，传质单元高度HOG不变，与理论分析差不多。6.在不改变进塔气体浓度的前提下，如何提高出塔氨水浓度？答：当Y1不变时X1=(Y1-Y2)/(L/G)+X2知在Y1、Y2都不变时增大X2，即吸收剂所含溶质组成，则可使X1增大，则提高了出塔氨水浓度。7.填料吸收塔塔底为什么必须设置液封管路？答：为了防止塔外气体进入塔内影响吸收效率，同时还可以起到稳定塔内气体压力的作用。三.干燥1.在70℃～80℃的空气流中干燥，经过相当长的时间，能否得到绝干物料？为什么？通常要获得绝干物料采用什么方法？答：不能。当物料中所含水分降至平衡含水量时，干燥过程终止，而平衡含水量对应的湿度不为0，为得到绝干物料可以把物料磨成粉末增大干燥面积，也可以换用其它的干燥设备。2.测定干燥速率曲线有何意义？它对设计干燥器及指导生产有些什么帮助？答：可确定干燥的几个阶段，预热阶段，恒速阶段，降速阶段，以及干燥所需要的大概时间。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.使用废气循环对干燥作业有什么好处？干燥热敏性物料或易变形、开裂的物料为什么多使用废气循环？怎样调节新鲜空气和废气的比例？答：节约能源，提高热效率，同时有利于维持干燥介质的温度和湿度不变。在干燥热敏性物料或易变形、开裂的物料使用废气循环可以降低干燥介质的温度及提高干燥介质的湿度，降低干燥速率防止物料经历过高的温度变质。4.为什么在操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器？答：因为若先开电热器加热会使干燥器中流过空气温度开始偏高，从而使空气入口温度测量出现误差。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。5.试分析空气流量或温度对恒定干燥速率、临界含水量的影响。答：空气流量增大，恒定干燥速率增大，临界含水量不变6.试分析在实验装置中，将废气全部循环可能出现的后果？答：如果将废气全部循环，水分将不能由实验装置中排出。这样直到热气流中水分达到一定含量，气流水分的分压不再小于干燥物料水分的分压，会导致干燥介质为水气所饱和，推动力为零，气流就不能将汽化的水汽带走，干燥就无法进行。7.某些物料在热气流中干燥，希望热气流相对湿度要小；某些要在相对湿度较大的热气流中干为什么？答：在化工生产中，由于被干燥物料的形状和性质各不相同，对于干燥后的产品要求也不尽相同，因此对于干燥介质的要求也不同。对于需要在热气流中干燥的物料，如果希望干燥过程的平均推动力较大，干燥介质水汽的分压较小，有一个较大的干燥速率。以较快完成干燥操作，则希望热气流相对湿度要小；相反，如果需要减少空气消耗量及传热量，降低操作费用，则可在相对湿度较大的热气流中干燥。8.物料厚度不同时，干燥速率曲线又如何变化？答：AB——预热段；与物料厚度无关；BC——恒速段，与物料厚度也无关；C点——临界点，物料越厚，XC越大CD—降速段，由于是同一物料，物料越厚，X*不变，但C’D将在CD曲线下方。9.干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分是什么水分？实验过程中除去的又是什么水分？二者与哪些因素有关。答：当干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分，实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度，湿度及物料的种类有关。10.在保证干燥质量的前提下，怎样可以合理地提高干燥速率?答：影响干燥速率的主要因素有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的湿度、温度和流速；空气与固体物料的相对运动方式。因此，提高空气温度和流速，降低空气的湿度，减少物料层的厚度或增大物料层的表面积都可以提高干燥速率.