化工原理实验思考题答案

2026/4/28 19:16:19

⑺ 为什么在双对数坐标系中准数关联式近似为一条直线?

答:因为只有在双对数坐标系中才能将非线性的准数关联式转化为线性关系。 ⑻ 什么情况下用双对数坐标系作图? 答:(1)测量的数据范围大。(2)在双对数坐标系中函数关系为线性关系。

⑼ 气-汽换热的结果是什么?

答:冷空气变成热空气;水蒸气变为冷凝水。

⑽ 为什么在套管换热器上安装有一通大气的管子? 答:为使不凝性的气体排出。

⑾ 实验中使用的孔板流量计的设计原理是什么? 答:设计原理是柏努利方程。

⑿ 使用孔板流量计时应注意什么? 答:不要超出测量范围。

⒀ 对组成孔板流量计的U形管中的指示液有何要求? 答:不与被测流体反应,互溶。

⒁ 所测压差与U形管的粗细有无关系? 答:没关系。

⒂ 所测压差与U形管中的指示液的密度有无关系? 答:有关系。

⒃ 压差与U形管中的指示液的高度差有无关系? 答:有关系。

⒄ 旁路阀中的空气流量与传热管中的空气流量的关系是什么? 答:反比关系。

⒅ 为什么每改变一次流量都要等5-6分钟才能读取数据? 答:为使系统的换热充分恒定。

⒆ 本实验是由哪几大装置组成?

答:空气鼓风系统,热交换器,温度控制与测量系统,流量测量系统。

m0.4

⒇ 准数关联式 Nu=ARePr应用范围? 答:(1)流体无相变,(2)在圆形直管内流动,(3)作强制湍流

实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定

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:t?(tF?tb)2

⑶ 在实验过程中,发生瀑沸的原因是什么?如何防止溶液瀑沸?如何处理? 答;① 初始加热速度过快,出现过冷液体和过热液体交汇,釜内料液受热不均匀。

② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾,再缓慢加大加热电压。

③ 出现瀑沸后,先关闭加热电压,让料液回到釜内,续满所需料液,在重新开始加热。

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

5

冷凝器出现第一滴液滴时,开启塔身保温电压,开至150 V,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。

⑻ 在操作过程中,如果塔釜分析时取不到样品,是何原因? 答:可能的原因是:釜内料液高度不够,没有对取样口形成液封。

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。

⑽ 操作过程中,若发生淹塔现象,是什么原因?怎样处理?

⑾ 实验过程中,预热速度为什么不能升高的太快? 答:釜内料液受热不均匀,发生瀑沸现象。

⑿ 在观察实验现象时,为什么塔板上的液层不是同时建立?

答:精馏时,塔内的蒸汽从塔底上升,下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体;塔顶出现回流液体,

从塔定下降,塔顶先建立液层,随下降液体通过各层塔板,板上液层液逐渐建立。 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xD下降,xW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xD上升,xW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。

⒅ 在实验过程中,何时能观察到漏夜现象?

答:在各层塔板尚未建立稳定的液层之前,可观察到漏液现象。

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xD下降,xW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。

精馏实验

一、简答题

1、电加热开关何时开启?精馏过程如何调节电压?

待塔釜料液加好后,将加热电压调节旋钮全关,再开电加热开关,以免启动功率过大,烧坏电加

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热管。刚开始加热电压可高些如200~220V,等塔釜温度稳定在九十几度也即釜温达泡点时,电压降至100~120V左右,注意加热电压不能太高,否则会出现淹塔现象。 2、其他条件都不变,只改变回流比,对塔性能会产生什么影响? 3、进料板位置是否可以任意选择,它对塔的性能有何影响? 4、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? 5、将本塔适当加高,是否可以得到无水酒精?为什么? 6、为什么精馏开车时,常先采用全回流操作?

精馏塔要保持稳定高效操作,首先必须使精馏塔从下到上建立起一整套与给定操作条件对应的逐板递升的浓度梯度和逐板递降的温度梯度。即使全塔的浓度梯度和温度梯度按需要渐变。所以,在精馏塔开车时,常先采用全回流操作,待塔内情况基本稳定后,再开始逐渐增大进料流量,逐渐减小回流比,同时逐渐增大塔顶塔底产品流量。

7、精馏塔操作时,若精馏段的高度已不能改变,要提高塔顶产品易挥发组分的浓度,则采用什么方法?

影响塔顶产品质量的诸因素中,影响最大而且最容易调节的是回流比。所以若需提高塔顶产品易挥发组分的浓度,常采用增大回流比的办法。

8、精馏塔操作时,若提馏段的高度已不能改变,要提高塔底产品中难挥发组分的浓度,则采用什么办法?

最简便的办法是增大再沸器上升蒸汽的流量与塔底产品的流量之比。

(由7、8题可见,在精馏塔操作中,产品的浓度要求和产量要求是相互矛盾的,为此必须统筹兼顾,不能盲目地追求高浓度或高产量。一般是在保证产品浓度能满足要求以及能稳定操作的前提下,尽可能提高产量。此时提高产量的办法是在允许的范围内采用尽可能小的回流比和尽可能大的再沸器加热量。)

9、精馏操作稳定的必要条件是什么?

精馏操作中的传质过程是否稳定与塔内流体流动过程是否稳定有关。因为精馏操作中有热交换和相变化,所以传质过程是否稳定还与塔内传热过程是否稳定有关,因此精馏操作稳定的必要条件是:①维持进出系统的总物料量和各组分的物料平衡且稳定;②回流比稳定;③再沸器的加热蒸汽压或加热电压稳定,维持塔顶冷凝器的冷却水流量和进口温度稳定;④使塔系统与环境之间的散热情况稳定;⑤使进料的热状态稳定。 10、如何判断精馏操作是否已经稳定?

通常是观测监视塔顶产品质量用的塔顶温度计读数是否稳定,塔釜温度及回流流量(部分回流时回流比)是否稳定。

7

11、开停工时冷凝器和再沸器操作顺序如何?

开工时,务必先向冷凝器中通冷却水,然后再对再沸器加热。停工时,则先停止再沸器的加热再停止向冷凝器通冷却水。

12、精馏实验结束时,何时关冷却水阀?为什么?

待塔内无液体回流时即可管冷却水阀,以避免塔内的物料蒸汽外逸,造成环境污染、火灾或浪费。 13、精馏塔顶全凝器冷却水的流量控制到何程度?为什么?

塔顶全凝器冷却水的流量不宜过大,控制到使物料蒸汽能够全部冷凝且全凝器出口水温<45℃以防结垢为宜。其目的一是为了节约用水,二是为了避免塔顶回流液的温度过低,造成实际的回流比偏离设计值或测量值。

14、为什么填料精馏塔操作需要让塔达到液泛状态? 目的是充分润湿填料,提高填料表面的利用率。

15、测定全回流和部分回流总板效率或等板高度时各需测几个参数?取样位置在何处? 测定全回流总板效率或等板高度时需要测塔顶及塔釜中易挥发组分的含量,即xD,xW,及塔顶、塔釜温度。测定部分回流总板效率或等板高度时需要测xF,xD,xW,进料温度、塔顶温度、塔釜温度及进料流量F、回流流量L、塔顶产品流量D。全回流在塔顶和塔釜取样,部分回流在塔顶、塔釜和进料口三处取样。

16、在本实验室的精馏实验过程,打开回流阀,却没有回流,试分析原因并提出解决的方法。

(1) 可能回流阀开得太大,而冷凝回流液不足:应关小回流阀,检查冷却水是否正常,

适当开大冷却水阀。

(2) 可能是回流管存在不凝性气体,应作排不凝性气体处理。 17、精馏塔顶为何需要放空?

排放出不凝气,以保证为常压精馏;另外也为了设备安全。 18、塔身为何需要保温?

因为塔内温度大于环境温度,塔体热损失造成塔内气相的冷凝,这种现象称为内回流,内回流轻则导致塔效率下降,重则塔顶将无产品,所以保温以减轻内回流。 19、塔顶回流管为何使用U形管?

塔顶回流管为正U形管,是防止塔顶蒸汽直接串入塔顶产品贮罐。 20、全回流操作转为部分回流操作时,为何需要增加电加热功率?

由全回流转为部分回流时,塔顶、塔釜均匀热物料采出,且加料板有冷物料加入,这样一定会破坏原来的热平衡,使上升气量下降,轻则导致漏液及板效率下降,重则塔顶将无产品。所以必须

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