化工基礎(chǔ)實驗

1、 序序 言言1 1. .管路阻力實驗管路阻力實驗2 2. .孔板流量計的校核實驗孔板流量計的校核實驗3 3. .離心泵性能實驗離心泵性能實驗4 4. .強制對流給熱系數(shù)的測定實驗強制對流給熱系數(shù)的測定實驗5 5. .填料吸收塔的水力學(xué)性能測定實驗填料吸收塔的水力學(xué)性能測定實驗6.6.精餾實驗精餾實驗7.7.板式塔精餾實驗板式塔精餾實驗8 8三釜串聯(lián)反應(yīng)測定實驗三釜串聯(lián)反應(yīng)測定實驗9 9. .無梯度反應(yīng)器測定實驗無梯度反應(yīng)器測定實驗1010流化床基本特性測定流化床基本特性測定 化工生產(chǎn)中，生產(chǎn)各種產(chǎn)品的流程千差萬別，都是由若干個化工生產(chǎn)中，生產(chǎn)各種產(chǎn)品的流程千差萬別，都是由若干個單元操作構(gòu)成的，

2、而這些單元操作的共同的特點是改變了物料的單元操作構(gòu)成的，而這些單元操作的共同的特點是改變了物料的狀態(tài)，未改變它們的化學(xué)性質(zhì)。可歸納為動量傳遞、熱量傳遞和狀態(tài)，未改變它們的化學(xué)性質(zhì)。可歸納為動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞三種傳遞過程。質(zhì)量傳遞三種傳遞過程。 生產(chǎn)中的物料絕大多數(shù)是流體，而流體的流動和輸送是生產(chǎn)生產(chǎn)中的物料絕大多數(shù)是流體，而流體的流動和輸送是生產(chǎn)中必不可少的。流體在流動時，受流體的性質(zhì)、阻力、輸送設(shè)備中必不可少的。流體在流動時，受流體的性質(zhì)、阻力、輸送設(shè)備等因素的影響，必須研究流體的流動形態(tài)和阻力，了解和正確使等因素的影響，必須研究流體的流動形態(tài)和阻力，了解和正確使用輸送設(shè)備，測量流

3、體流動過程中的各種參數(shù)，對設(shè)備性能進(jìn)行用輸送設(shè)備，測量流體流動過程中的各種參數(shù)，對設(shè)備性能進(jìn)行評比、選擇，為強化設(shè)備提供理論依據(jù)。評比、選擇，為強化設(shè)備提供理論依據(jù)。 熱量傳遞是化工生產(chǎn)和控制化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的重要的條件，了熱量傳遞是化工生產(chǎn)和控制化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的重要的條件，了解傳熱的基本原理、過程、傳熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析影解傳熱的基本原理、過程、傳熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析影響傳熱的各種因素，通過實驗，加深對傳熱過程和傳熱設(shè)備的了響傳熱的各種因素，通過實驗，加深對傳熱過程和傳熱設(shè)備的了解，掌握如何提高設(shè)備的傳熱能力和強化傳熱的途徑。解，掌握如何提高設(shè)備的傳熱能力和強化傳熱的途徑。序 言

4、質(zhì)量傳遞是通過流體間的相界面而完成物質(zhì)的傳遞。塔設(shè)質(zhì)量傳遞是通過流體間的相界面而完成物質(zhì)的傳遞。塔設(shè)備是兩相傳質(zhì)的場所，按結(jié)構(gòu)分為填料塔和板式塔。填料塔是備是兩相傳質(zhì)的場所，按結(jié)構(gòu)分為填料塔和板式塔。填料塔是氣氣-液兩相在床中逆向流動傳質(zhì)的；板式塔是氣液兩相在床中逆向流動傳質(zhì)的；板式塔是氣-液兩相或液液兩相或液-液液在塔板上錯流或逆流傳質(zhì)的。氣體吸收和液體精餾兩種單元操在塔板上錯流或逆流傳質(zhì)的。氣體吸收和液體精餾兩種單元操作是傳質(zhì)過程的典型實例，為觀察塔內(nèi)流體的流動情況，了解作是傳質(zhì)過程的典型實例，為觀察塔內(nèi)流體的流動情況，了解傳質(zhì)設(shè)備的操作原理和結(jié)構(gòu)特點，對填料塔或板式塔的壓降、傳質(zhì)設(shè)備的操

5、作原理和結(jié)構(gòu)特點，對填料塔或板式塔的壓降、液泛氣速、傳質(zhì)效率等參數(shù)的測定，考察塔的流體力學(xué)性能、液泛氣速、傳質(zhì)效率等參數(shù)的測定，考察塔的流體力學(xué)性能、傳質(zhì)速率、傳質(zhì)系數(shù)等，為合理選用和使用塔提供理論依據(jù)。傳質(zhì)速率、傳質(zhì)系數(shù)等，為合理選用和使用塔提供理論依據(jù)。 化學(xué)反應(yīng)工程研究的是工業(yè)規(guī)模下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。要把化學(xué)反應(yīng)工程研究的是工業(yè)規(guī)模下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。要把一個化學(xué)反應(yīng)從實驗室到放大為工業(yè)規(guī)模，就必須結(jié)合化學(xué)反一個化學(xué)反應(yīng)從實驗室到放大為工業(yè)規(guī)模，就必須結(jié)合化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)過程的特點，研究工業(yè)規(guī)模下影響反應(yīng)的各種因素，應(yīng)和反應(yīng)過程的特點，研究工業(yè)規(guī)模下影響反應(yīng)的各種因素，而不是其在理想條件下的反

6、應(yīng)過程。而不是其在理想條件下的反應(yīng)過程。 反應(yīng)器的類型繁多，反應(yīng)過程中不但包括化學(xué)反應(yīng)，還伴反應(yīng)器的類型繁多，反應(yīng)過程中不但包括化學(xué)反應(yīng)，還伴隨有熱量的傳遞、物料的流動和混合等過程。反應(yīng)器的構(gòu)形及隨有熱量的傳遞、物料的流動和混合等過程。反應(yīng)器的構(gòu)形及器內(nèi)流動狀態(tài)、流動條件和停留時間對反應(yīng)體系有極大的影響，器內(nèi)流動狀態(tài)、流動條件和停留時間對反應(yīng)體系有極大的影響，這些過程影響著化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果。這些過程影響著化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果。 內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)器是一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，判斷器內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)器是一個連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，判斷器內(nèi)流體是否達(dá)到無梯度，即流體在器內(nèi)是否達(dá)到完全返混，通內(nèi)流體是否達(dá)到

7、無梯度，即流體在器內(nèi)是否達(dá)到完全返混，通過測定流體在器內(nèi)的停留時間分布，就能確定是否為全混流。過測定流體在器內(nèi)的停留時間分布，就能確定是否為全混流。而而物料在連續(xù)流動攪拌釜式反應(yīng)器中的停留時間分布，可反映物料在連續(xù)流動攪拌釜式反應(yīng)器中的停留時間分布，可反映器內(nèi)物料的流動情況，而流況又對反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的器內(nèi)物料的流動情況，而流況又對反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的質(zhì)量等產(chǎn)生影響，測定反應(yīng)器的停留時間分布，可改進(jìn)反應(yīng)器質(zhì)量等產(chǎn)生影響，測定反應(yīng)器的停留時間分布，可改進(jìn)反應(yīng)器的性能，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品的收率，為在以后的科研或的性能，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品的收率，為在以后的科研或工作中能正確選用反應(yīng)

8、器、確定最佳的反應(yīng)條件和實現(xiàn)反應(yīng)過工作中能正確選用反應(yīng)器、確定最佳的反應(yīng)條件和實現(xiàn)反應(yīng)過程的優(yōu)化，提供可靠的理論依據(jù)。程的優(yōu)化，提供可靠的理論依據(jù)。實驗原理實驗原理 雷諾數(shù)的測定雷諾數(shù)的測定 流體在管道內(nèi)流動時，其流動形態(tài)與平均流速流體在管道內(nèi)流動時，其流動形態(tài)與平均流速u u、密度密度 、粘度、粘度 和管徑和管徑d d等有關(guān)。該實驗是以水為介質(zhì)，在管道等有關(guān)。該實驗是以水為介質(zhì)，在管道中改變流量，觀察水的質(zhì)點依次呈直線、彎曲線、紊亂線三種中改變流量，觀察水的質(zhì)點依次呈直線、彎曲線、紊亂線三種狀態(tài)，并用所測的流量、管徑及、當(dāng)時溫度下的密度和粘度，狀態(tài)，并用所測的流量、管徑及、當(dāng)時溫度下的密度和

9、粘度，計算出相應(yīng)的雷諾系數(shù)。計算出相應(yīng)的雷諾系數(shù)。 gudlgphf221局部阻力損失可表示為局部阻力損失可表示為流體的流動形態(tài)和管路阻力實驗流體的流動形態(tài)和管路阻力實驗實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?了解流體的流動，建立流型概念；通過測定流量，計算雷諾了解流體的流動，建立流型概念；通過測定流量，計算雷諾數(shù)，判斷流形，測定不同流況下的雷諾數(shù)數(shù)，判斷流形，測定不同流況下的雷諾數(shù); ; 測定流體在管內(nèi)流測定流體在管內(nèi)流動時的阻力損失，繪出動時的阻力損失，繪出 與與R Re e的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線管路阻力的測定管路阻力的測定 當(dāng)流體在管內(nèi)流動時，流體內(nèi)存在粘性剪應(yīng)力當(dāng)流體在管內(nèi)流動時，流體內(nèi)存在粘性剪應(yīng)力和渦流，

10、引起壓力損失，壓力損失包括流體流經(jīng)直管阻力及局部和渦流，引起壓力損失，壓力損失包括流體流經(jīng)直管阻力及局部阻力，直管損失的壓頭可用下式表示：阻力，直管損失的壓頭可用下式表示： 或把流體流過管件或閥門時產(chǎn)生的阻力損失，換算成相當(dāng)于直或把流體流過管件或閥門時產(chǎn)生的阻力損失，換算成相當(dāng)于直管管徑的若干米長的直管，稱為當(dāng)量長度。局部阻力與直管損管管徑的若干米長的直管，稱為當(dāng)量長度。局部阻力與直管損失的壓頭之和可表示為失的壓頭之和可表示為 p/g=p/g=(ll + +lle e) )u u2 2/(2/(2gdgd) ) 從壓差計上測出流體流經(jīng)直管和管件所產(chǎn)生的壓降，即可算從壓差計上測出流體流經(jīng)直管和管

11、件所產(chǎn)生的壓降，即可算得和得和R Re e之值，并關(guān)聯(lián)出和之值，并關(guān)聯(lián)出和R Re e的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 實驗步驟實驗步驟 對照裝置，檢查設(shè)備，熟悉流程。啟動離心泵，打開出口閥對照裝置，檢查設(shè)備，熟悉流程。啟動離心泵，打開出口閥和雷諾管兩端閥門及色線閥，觀測管內(nèi)的流動情況，并測出流和雷諾管兩端閥門及色線閥，觀測管內(nèi)的流動情況，并測出流量；改變流量，記錄觀測的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。量；改變流量，記錄觀測的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。 關(guān)閉雷諾管閥門，打開直管閥門，測定在一定流量下產(chǎn)生的關(guān)閉雷諾管閥門，打開直管閥門，測定在一定流量下產(chǎn)生的壓降，并對不同的管子進(jìn)行測量。調(diào)節(jié)閥門，使流量由大到小壓降，并對不同的管子進(jìn)行測

12、量。調(diào)節(jié)閥門，使流量由大到小變化，每測定一組數(shù)據(jù)后，穩(wěn)定變化，每測定一組數(shù)據(jù)后，穩(wěn)定2 23min3min，再讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。，再讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 Hf =u2/2g綜合流體力學(xué)實驗圖綜合流體力學(xué)實驗圖實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?(1)(1)了解孔板流量計的測量方法和性能。了解孔板流量計的測量方法和性能。 (2)(2)標(biāo)定流量計標(biāo)定流量計( (孔板或文丘里流量計孔板或文丘里流量計) )，作出孔流系數(shù)，作出孔流系數(shù)CCo o與與ReRe的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 實驗原理實驗原理 孔板流量計是利用流體通過銳孔板的節(jié)流作用，使流體的流速增大，壓強孔板流量計是利用流體通過銳孔板的節(jié)流作用，使流體的流速增大，壓強

13、減小，造成孔板前后產(chǎn)生壓強差，而測量流體流量的一種方法?？装迩昂蟮臏p小，造成孔板前后產(chǎn)生壓強差，而測量流體流量的一種方法?？装迩昂蟮膲簭姴铍S流體流量大小發(fā)生變化，作為流量測量的依據(jù)，用柏努利方程表示壓強差隨流體流量大小發(fā)生變化，作為流量測量的依據(jù)，用柏努利方程表示gugpHgugpH2222222211Hguugpp2212221當(dāng)在水平管道上時當(dāng)在水平管道上時, ,由于由于H H1 1= =H H2 2 上式可改寫為上式可改寫為 由于流體在流過孔板流量汁時產(chǎn)生縮脈，縮脈的位置隨流速的大小而由于流體在流過孔板流量汁時產(chǎn)生縮脈，縮脈的位置隨流速的大小而變化，截面積難以確定，而孔板孔徑的面積變化，

14、截面積難以確定，而孔板孔徑的面積S So o為已知，因此，用孔徑處的為已知，因此，用孔徑處的流速流速u uo o來代替式中的來代替式中的u u2 2考慮這種代替會帶來誤差以及對實際流體局部阻力考慮這種代替會帶來誤差以及對實際流體局部阻力造成能量損失，故需用系數(shù)造成能量損失，故需用系數(shù)CC加以校正。式可寫為加以校正。式可寫為 孔板流量計的校正孔板流量計的校正HCuuo2212 對不可壓縮流體，將對不可壓縮流體，將u u1 1=u=uo oS So o/S1/S1代入上式中，整理后得代入上式中，整理后得 令令 Co= 210)(1/2SSHCuo210)(1SSC Qv=uoSo=CoSoH2)(

15、2RgR即可算出其體積流量即可算出其體積流量 CCo o由孔板銳孔的形狀、測壓口位置、孔徑與管徑之比、管壁的粗糙度和流由孔板銳孔的形狀、測壓口位置、孔徑與管徑之比、管壁的粗糙度和流體的流動情況所決定。當(dāng)孔板的體的流動情況所決定。當(dāng)孔板的d d0 0/ /d d1 1為一定值，測壓孔的位置一定，則為一定值，測壓孔的位置一定，則CC0 0與與R Re e有關(guān)，即有關(guān)，即CC0 0與流體的流速有關(guān)。與流體的流速有關(guān)。實驗步驟實驗步驟 熟悉實驗流程，檢查設(shè)備，排除管道內(nèi)壓差計中積存的氣體，調(diào)整好熟悉實驗流程，檢查設(shè)備，排除管道內(nèi)壓差計中積存的氣體，調(diào)整好U U型型測壓計的零點。測壓計的零點。啟動離心泵

16、，打開泵出口閥門、調(diào)節(jié)直管閥門，使水能回流到水箱。打開孔啟動離心泵，打開泵出口閥門、調(diào)節(jié)直管閥門，使水能回流到水箱。打開孔板流量計兩側(cè)測壓閥門，測出板流量計兩側(cè)測壓閥門，測出U U型管上的壓差值，并用調(diào)節(jié)閥將回水切換到型管上的壓差值，并用調(diào)節(jié)閥將回水切換到小水箱，記錄流量，同時用秒表計時。小水箱，記錄流量，同時用秒表計時。將泵出口閥逐漸打開，保持穩(wěn)定將泵出口閥逐漸打開，保持穩(wěn)定2 23min3min，由小到大調(diào)節(jié)不同的流量，讀取，由小到大調(diào)節(jié)不同的流量，讀取相應(yīng)數(shù)值。所有參數(shù)測定完畢后，關(guān)閉所有閥門，切斷水源，關(guān)閉電源。相應(yīng)數(shù)值。所有參數(shù)測定完畢后，關(guān)閉所有閥門，切斷水源，關(guān)閉電源?；蚧?Qv

17、=CoSo離心泵性能的測定離心泵性能的測定 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?熟悉離心泵的性能和工作原理。熟悉離心泵的性能和工作原理。 在一定轉(zhuǎn)速下，測定離心泵的特性曲線。在一定轉(zhuǎn)速下，測定離心泵的特性曲線。 實驗原理實驗原理n 離心泵是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種流體輸送設(shè)備，其特性參數(shù)主要包括流離心泵是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種流體輸送設(shè)備，其特性參數(shù)主要包括流量量Q ,揚程揚程He,功率功率N和效率和效率等，這些參數(shù)之間有著一定的關(guān)系。在一定轉(zhuǎn)速下，等，這些參數(shù)之間有著一定的關(guān)系。在一定轉(zhuǎn)速下，He、N和和都隨著輸送液體的流量都隨著輸送液體的流量Q的變化而發(fā)生變化，通過實驗測定不同的的變化而發(fā)生變化，通過實驗測定

18、不同的Q、He、N和和的值就可以作出離心泵在該轉(zhuǎn)速下的特性曲線。的值就可以作出離心泵在該轉(zhuǎn)速下的特性曲線。n 在輸送管路系統(tǒng)中，離心泵壓送的流體量在輸送管路系統(tǒng)中，離心泵壓送的流體量Q由實驗裝置中的流量計測定，壓力由實驗裝置中的流量計測定，壓力表和真空表的讀數(shù)從安裝在裝置中的壓力表和真空表上讀出。根據(jù)柏努利方程，表和真空表的讀數(shù)從安裝在裝置中的壓力表和真空表上讀出。根據(jù)柏努利方程，確定水經(jīng)離心泵后所增加的壓頭，此壓頭通常稱為揚程片確定水經(jīng)離心泵后所增加的壓頭，此壓頭通常稱為揚程片He其計算式為其計算式為eHfohguuhHH22122真壓若很小，若很小，hf0,u1=u2時時,可改寫可改寫 H

19、e=H壓壓+H真真在該實驗裝置中，壓力表的讀數(shù)用裝在該實驗裝置中，壓力表的讀數(shù)用裝置中的壓力表測定，因泵為自灌式，置中的壓力表測定，因泵為自灌式， 真空表的讀數(shù)為零，符合真空表的讀數(shù)為零，符合ho很小，很小，hf0，u1=u2的條件。的條件。離心泵的軸功宰離心泵的軸功宰N足指泵軸所消耗的電功率。其表達(dá)式為足指泵軸所消耗的電功率。其表達(dá)式為 N=N電機電機+傳動傳動+電機電機 綜上所述，在離心泵輸水管路系統(tǒng)中，測定出輸水量及各種情況下的能量變化綜上所述，在離心泵輸水管路系統(tǒng)中，測定出輸水量及各種情況下的能量變化(壓力降壓力降)再測出泵軸功率，即可關(guān)聯(lián)出再測出泵軸功率，即可關(guān)聯(lián)出 He-Q 、N-

20、Q、-Q等曲線來。等曲線來。實驗步驟實驗步驟檢查實驗裝置及電功率表接線情況。檢查實驗裝置及電功率表接線情況。啟動離心泵，打開泵出口閥門，察看水箱中有無回水聲，若無，檢查泵是否工作啟動離心泵，打開泵出口閥門，察看水箱中有無回水聲，若無，檢查泵是否工作或管路系統(tǒng)的閥門是否未打開；若有水回流則關(guān)閉泵出口閥門，記錄或管路系統(tǒng)的閥門是否未打開；若有水回流則關(guān)閉泵出口閥門，記錄Q=0時壓力時壓力表的讀數(shù)。表的讀數(shù)。將泵出口閥逐漸打開，保持穩(wěn)定將泵出口閥逐漸打開，保持穩(wěn)定2-3min，由小到大調(diào)節(jié)不同的流量，變更，由小到大調(diào)節(jié)不同的流量，變更 810次，讀取相應(yīng)數(shù)值；用調(diào)節(jié)閥將回水切換到小水箱，記錄流量，同

21、時用秒表計時，次，讀取相應(yīng)數(shù)值；用調(diào)節(jié)閥將回水切換到小水箱，記錄流量，同時用秒表計時，用功率表測定離心泵的軸功率。用功率表測定離心泵的軸功率。所有參數(shù)測定完畢后，關(guān)閉所有閥門，切斷水源，關(guān)閉電源所有參數(shù)測定完畢后，關(guān)閉所有閥門，切斷水源，關(guān)閉電源。氣體強制對流傳熱系數(shù)的測定氣體強制對流傳熱系數(shù)的測定實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?熟悉傳熱設(shè)備；了解傳熱原理和強化傳熱的途徑，分析熱交換過程熟悉傳熱設(shè)備；了解傳熱原理和強化傳熱的途徑，分析熱交換過程的影響因素。的影響因素。 測定熱空氣與水在并流和逆流條件下的總傳熱系數(shù)測定熱空氣與水在并流和逆流條件下的總傳熱系數(shù)K。測定努塞爾。測定努塞爾數(shù)數(shù) Nu 與雷諾數(shù)與雷諾

22、數(shù)Re之間的關(guān)系，確定它們的關(guān)聯(lián)式。之間的關(guān)系，確定它們的關(guān)聯(lián)式。實驗原理實驗原理 傳熱過程分為傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱和輻射傳熱三種。在工業(yè)生產(chǎn)傳熱過程分為傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱和輻射傳熱三種。在工業(yè)生產(chǎn)中，按冷中，按冷,熱流體的接觸方式分為直接接觸式、問壁式和蓄熱式三種。熱流體的接觸方式分為直接接觸式、問壁式和蓄熱式三種。本實驗采用的套管式換熱器，熱空氣與水在套管內(nèi)進(jìn)行換熱，傳熱本實驗采用的套管式換熱器，熱空氣與水在套管內(nèi)進(jìn)行換熱，傳熱方程為方程為=KAtm 在穩(wěn)定傳熱過程中，熱空氣通過換熱器壁面將熱量傳給冷水，無在穩(wěn)定傳熱過程中，熱空氣通過換熱器壁面將熱量傳給冷水，無熱量損失，兩流體也未發(fā)生相變化

23、，冷流體吸收熱量與熱流體放出熱量損失，兩流體也未發(fā)生相變化，冷流體吸收熱量與熱流體放出的熱量相等，因此，傳熱速率衡算式為的熱量相等，因此，傳熱速率衡算式為 =WgC（T1-T2） 根據(jù)傳熱關(guān)系，傳熱系數(shù)根據(jù)傳熱關(guān)系，傳熱系數(shù)K是由以下幾個分熱阻的倒數(shù)組成，即是由以下幾個分熱阻的倒數(shù)組成，即n 因因冷卻水的給熱系數(shù)冷卻水的給熱系數(shù)2較大，較大，d1/（2d2）值較??；）值較?。恢递^大值較大，d1/dm值值也較小，故也較小，故 d1/（2d2）和）和d1/dm可略去。于是，可認(rèn)為空氣在圓管內(nèi)作強可略去。于是，可認(rèn)為空氣在圓管內(nèi)作強制對流的給熱系數(shù)近似為熱空氣與冷卻水之間的總傳熱系數(shù)，即制對流的給熱

24、系數(shù)近似為熱空氣與冷卻水之間的總傳熱系數(shù)，即K=1當(dāng)熱空當(dāng)熱空氣在圓形直管中作強制湍流流動時，傳熱系數(shù)氣在圓形直管中作強制湍流流動時，傳熱系數(shù)(給熱系數(shù)給熱系數(shù))的關(guān)聯(lián)式可寫為的關(guān)聯(lián)式可寫為 mdddadaK1221111nmeRANuPr 空氣的努塞爾數(shù)受給熱系數(shù)阿的影響，雷諾數(shù)又受空氣在管內(nèi)流速的影空氣的努塞爾數(shù)受給熱系數(shù)阿的影響，雷諾數(shù)又受空氣在管內(nèi)流速的影響，在很高溫度和壓力下，普蘭特數(shù)變化很小，可近似認(rèn)為它是一個常數(shù)，響，在很高溫度和壓力下，普蘭特數(shù)變化很小，可近似認(rèn)為它是一個常數(shù)，因此可改寫為因此可改寫為mBNuRe實驗步驟實驗步驟檢查設(shè)備，做好操做前準(zhǔn)備工作。檢查設(shè)備，做好操做前

25、準(zhǔn)備工作。全開冷水閥門，將水通入換熱器中；開啟鼓風(fēng)機，打開鼓風(fēng)機，打開空氣控全開冷水閥門，將水通入換熱器中；開啟鼓風(fēng)機，打開鼓風(fēng)機，打開空氣控制閥門，將空氣通入實驗裝置的電加熱其中制閥門，將空氣通入實驗裝置的電加熱其中接通加熱電源，將電壓調(diào)至接通加熱電源，將電壓調(diào)至160-200V，井始終保持電壓穩(wěn)定，當(dāng)空氣被加，井始終保持電壓穩(wěn)定，當(dāng)空氣被加熱后，在套管換熱器上的進(jìn)口溫度測量點上顯示溫度為熱后，在套管換熱器上的進(jìn)口溫度測量點上顯示溫度為90左右左右(在穩(wěn)定狀態(tài)在穩(wěn)定狀態(tài)下，下， 3min內(nèi)熱空氣溫度變化不超過內(nèi)熱空氣溫度變化不超過1)時，開始在壓差計上讀取數(shù)值，時，開始在壓差計上讀取數(shù)值，然

26、后查裝置上的然后查裝置上的P-qv圖而獲得空氣流量圖而獲得空氣流量(P-qv圖另給出圖另給出)。熱流體空氣和冷流體。熱流體空氣和冷流體冷卻水的進(jìn)、出口溫度直接從裝置上的各測溫點讀取。冷卻水的進(jìn)、出口溫度直接從裝置上的各測溫點讀取。逐漸由大到小調(diào)節(jié)空氣控制閥門，改變空氣流量逐漸由大到小調(diào)節(jié)空氣控制閥門，改變空氣流量68次，每次改變流量后，次，每次改變流量后，使壓差的變化范圍在使壓差的變化范圍在150200mm液柱內(nèi)，穩(wěn)定液柱內(nèi)，穩(wěn)定35min后，按操作步驟后，按操作步驟 (3)讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。完成所有數(shù)據(jù)測量后，將調(diào)壓器上的電壓指示調(diào)至零處，切斷加熱電源；繼完成所有數(shù)據(jù)測量后，將調(diào)壓

27、器上的電壓指示調(diào)至零處，切斷加熱電源；繼續(xù)通氣、通水，約續(xù)通氣、通水，約5min后關(guān)閉鼓風(fēng)機，最后關(guān)閉冷卻水閥門。后關(guān)閉鼓風(fēng)機，最后關(guān)閉冷卻水閥門。水水填料塔流體力學(xué)性能和傳質(zhì)系數(shù)測定填料塔流體力學(xué)性能和傳質(zhì)系數(shù)測定實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康氖煜ぬ盍纤慕Y(jié)構(gòu)及實驗流程，了解測試儀器設(shè)備。熟悉填料塔的結(jié)構(gòu)及實驗流程，了解測試儀器設(shè)備。觀察氣觀察氣液在填料塔內(nèi)的流動狀態(tài)驗證氣液在填料塔內(nèi)的流動狀態(tài)驗證氣液在填料塔內(nèi)的流體力學(xué)特性。液在填料塔內(nèi)的流體力學(xué)特性。實驗原理實驗原理填料塔流體力學(xué)特性的測定填料塔流體力學(xué)特性的測定 在填料塔中，當(dāng)氣體自下而上通過干填料層時，在填料塔中，當(dāng)氣體自下而上通過干填料層時，與

28、氣體通過其他固體顆粒一樣，其壓降與氣體通過其他固體顆粒一樣，其壓降p與空塔氣速與空塔氣速u的關(guān)系可用式的關(guān)系可用式p=u1.82.0表示，將它們的關(guān)系描繪在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上則為一條直線，其斜率表示，將它們的關(guān)系描繪在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上則為一條直線，其斜率為為1.82.0。對干填料層或濕填料層，氣體以湍流狀態(tài)流過填料塔時，塔壓降。對干填料層或濕填料層，氣體以湍流狀態(tài)流過填料塔時，塔壓降大約與氣速的大約與氣速的18次方成正比。當(dāng)填料塔中有液體噴淋時，氣體通過床層的次方成正比。當(dāng)填料塔中有液體噴淋時，氣體通過床層的阻力降除受空塔氣速和填料特性影響外，還受液體噴淋密度等因素的影響。阻力降除受空塔氣速和填料特

29、性影響外，還受液體噴淋密度等因素的影響。在一定的噴淋密度下，當(dāng)氣體流量較小時，填料塔內(nèi)氣體會在一定的噴淋密度下，當(dāng)氣體流量較小時，填料塔內(nèi)氣體會“平靜平靜”地掠過地掠過被液體所浸潤的填料表面，由于氣體流速小，對液體的流動不會產(chǎn)生影響，被液體所浸潤的填料表面，由于氣體流速小，對液體的流動不會產(chǎn)生影響，當(dāng)氣體流量稍大時，由于填料表面有液膜存在使填料中的空隙減小，空隙當(dāng)氣體流量稍大時，由于填料表面有液膜存在使填料中的空隙減小，空隙中的實際氣速增大，床層阻力降比無液體噴淋。從以上分析看出，在空塔氣中的實際氣速增大，床層阻力降比無液體噴淋。從以上分析看出，在空塔氣速增加的過程中，填料層的卸不斷增加，若將

30、卸與空塔速度。速增加的過程中，填料層的卸不斷增加，若將卸與空塔速度。n在在不同的噴淋密度下，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上得到的一系列接近平行的折線是隨不同的噴淋密度下，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上得到的一系列接近平行的折線是隨著噴淋密度的增加，填料層的載點速度和泛點速度而逐漸下降，一般將轉(zhuǎn)變著噴淋密度的增加，填料層的載點速度和泛點速度而逐漸下降，一般將轉(zhuǎn)變?yōu)橐悍簠^(qū)的氣速稱為液泛速度。為液泛區(qū)的氣速稱為液泛速度。n傳質(zhì)系數(shù)傳質(zhì)系數(shù)KYa的測定的測定 氣體吸收是利用混合氣體中的各組分在同一溶劑中的溶氣體吸收是利用混合氣體中的各組分在同一溶劑中的溶解度不同，通過氣、液充分接觸，溶解度較大的氣體較多地進(jìn)入液相而與其解度不同，

31、通過氣、液充分接觸，溶解度較大的氣體較多地進(jìn)入液相而與其他組分分離的一種操作方式。對低濃度的氣體吸收，其平衡關(guān)系符合亨利定他組分分離的一種操作方式。對低濃度的氣體吸收，其平衡關(guān)系符合亨利定律，平衡線為一條自線。該實驗采用的是水律，平衡線為一條自線。該實驗采用的是水CO2體系。體系。n 在常壓下在常壓下CO2在水中的溶解度很小，用水吸收在水中的溶解度很小，用水吸收CO2的操作屬于液膜控制的的操作屬于液膜控制的吸收過程，氣液接觸面積吸收過程，氣液接觸面積A難以測定，通常認(rèn)為氣液接觸面積難以測定，通常認(rèn)為氣液接觸面積A與填料層的與填料層的體積體積V成正比，可直接用填料層體積計算其接觸面積成正比，可直

32、接用填料層體積計算其接觸面積4/2HdaHaaVA則則 12YYYaYYdYKVH12YYYaYYdYHVK填料層高度的計算式為填料層高度的計算式為mYaYYYHVK21當(dāng)關(guān)系符合亨利定律時，改寫為當(dāng)關(guān)系符合亨利定律時，改寫為12345678910111213141516精餾柱和填料性能的評價精餾柱和填料性能的評價實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康牧私饩s操作過程及填料塔和填料性能的評價方法，測定最佳回流比。了解精餾操作過程及填料塔和填料性能的評價方法，測定最佳回流比。測定精餾柱利用系數(shù)測定精餾柱利用系數(shù)K值；在全回流和部分回流條件下，測定不銹鋼三角壓值；在全回流和部分回流條件下，測定不銹鋼三角壓延環(huán)填料塔等板

33、高度和填料塔流體力學(xué)特性等。延環(huán)填料塔等板高度和填料塔流體力學(xué)特性等。實驗原理實驗原理精餾塔的分離能力，對于板式塔多用塔板效率來表示；對于填料塔多采用一精餾塔的分離能力，對于板式塔多用塔板效率來表示；對于填料塔多采用一米高的填料層所具有的理論塔板數(shù)來表示，或用相當(dāng)于一塊理論塔板的填料米高的填料層所具有的理論塔板數(shù)來表示，或用相當(dāng)于一塊理論塔板的填料層高度，即所謂的等板高度層高度，即所謂的等板高度H.E.T.P來表示來表示 H.E.T.PH/NTR要獲得分離的產(chǎn)物，必須采用連續(xù)穩(wěn)態(tài)的部分回流要獲得分離的產(chǎn)物，必須采用連續(xù)穩(wěn)態(tài)的部分回流(間歇過程除外間歇過程除外)。精餾時。精餾時全回流的理論塔板數(shù)

34、全回流的理論塔板數(shù)NT及部分回流時的理論塔板數(shù)及部分回流時的理論塔板數(shù)NTR常用圖解法和解析法常用圖解法和解析法求取圖解法依據(jù)氣液平衡關(guān)系和操作線關(guān)系，利用圖示曲線代替方程式，簡求取圖解法依據(jù)氣液平衡關(guān)系和操作線關(guān)系，利用圖示曲線代替方程式，簡便而直觀。對于沸點差較大的物系，其便而直觀。對于沸點差較大的物系，其X-Y圖中平衡線與參考線圖中平衡線與參考線(對角線對角線)間間距離較大，分離時所需的距離較大，分離時所需的NY或或NTR相對較小。在一定回流比下，由實驗測得相對較小。在一定回流比下，由實驗測得塔頂塔頂XP和塔底和塔底XW后，可用該法直觀和較準(zhǔn)確地求得理論板數(shù)后，可用該法直觀和較準(zhǔn)確地求得

35、理論板數(shù)。 n對于沸點差較大的物系，則用對于沸點差較大的物系，則用 解析法求理論塔扳數(shù)。計算時，需逐板汁算，解析法求理論塔扳數(shù)。計算時，需逐板汁算，即由塔頂即由塔頂XP開始采用操作線方程和氣液平衡方程逐板訓(xùn)算，直至達(dá)到開始采用操作線方程和氣液平衡方程逐板訓(xùn)算，直至達(dá)到塔底塔底XW為止。對沸點相近的泡點進(jìn)料的理想物系，精餾時所需的理論板數(shù)則采為止。對沸點相近的泡點進(jìn)料的理想物系，精餾時所需的理論板數(shù)則采用捷算法，即用芬斯克用捷算法，即用芬斯克(fnske)方程汁算方程汁算 TN1lg11lgmwwppaXXXXXaXaYmm11111RXXRRYpnn圖解法求理論扳數(shù)時作圖解法求理論扳數(shù)時作Y-

36、X圖，用氣液平衡方程圖，用氣液平衡方程X在在01.0間給定若干值，用上式求對應(yīng)的間給定若干值，用上式求對應(yīng)的Y值，繪出值，繪出X-Y圖。操作線方程圖。操作線方程 實驗步驟實驗步驟熟悉裝置及儀器儀表的使用方法；檢查水、電安裝連接是否正確。熟悉裝置及儀器儀表的使用方法；檢查水、電安裝連接是否正確。將約將約I8L粗配體積比為粗配體積比為1：1(苯：正庚烷苯：正庚烷)的試驗混合液加人塔釜中，再加沸的試驗混合液加人塔釜中，再加沸石石10-20粒。取少量塔釜液，在恒溫粒。取少量塔釜液，在恒溫25oC或或oC時用阿貝折光儀測定其折光率，時用阿貝折光儀測定其折光率，查工作曲線確定原始混合液濃度。查工作曲線確定

37、原始混合液濃度。打開高位水槽上水閥門，注意保持水溢流，再打開轉(zhuǎn)子流量計上的針形閥，打開高位水槽上水閥門，注意保持水溢流，再打開轉(zhuǎn)子流量計上的針形閥， 使冷卻水流量保持在使冷卻水流量保持在40Lh-1 把實驗裝置的電源插頭插入穩(wěn)壓電源的輸出口，接通穩(wěn)壓電源的輸入電源，把實驗裝置的電源插頭插入穩(wěn)壓電源的輸出口，接通穩(wěn)壓電源的輸入電源，光開穩(wěn)壓電源的低壓開關(guān)，預(yù)熱光開穩(wěn)壓電源的低壓開關(guān)，預(yù)熱35min后，開高壓開關(guān)，使電壓表的指針后，開高壓開關(guān)，使電壓表的指針指向指向220V，再接通實驗裝置的電源開關(guān)，使電壓表指針指在，再接通實驗裝置的電源開關(guān)，使電壓表指針指在155V處，電流處，電流表讀數(shù)約表讀數(shù)

38、約3.3A，電熱套上的紅燈亮表明釜內(nèi)物系已開始加熱。，電熱套上的紅燈亮表明釜內(nèi)物系已開始加熱。加熱約加熱約10min后釜內(nèi)物系開始鼓泡，待釜液沸騰后觀察塔內(nèi)填料層濕潤面情后釜內(nèi)物系開始鼓泡，待釜液沸騰后觀察塔內(nèi)填料層濕潤面情況。濕潤面約況。濕潤面約5min可至塔頂，很快出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，此時填料潤濕，將電壓詞可至塔頂，很快出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，此時填料潤濕，將電壓詞至零，防止塔頂冷凝液濫出或釜內(nèi)壓力過高使玻璃磨口沖出。至零，防止塔頂冷凝液濫出或釜內(nèi)壓力過高使玻璃磨口沖出。預(yù)液泛現(xiàn)象消失后，升電壓至預(yù)液泛現(xiàn)象消失后，升電壓至110v進(jìn)行加熱，全回流進(jìn)行加熱，全回流40min以以上待操作穩(wěn)上待操作穩(wěn)定后，記錄

39、各操作參數(shù)，然后把延時斷電器餾出旋鈕右旋至最大，回餾旋鈕定后，記錄各操作參數(shù)，然后把延時斷電器餾出旋鈕右旋至最大，回餾旋鈕左旋至最小，打開回流比扳動開關(guān)，用秒表和量測冷凝液流量；在塔頂取樣左旋至最小，打開回流比扳動開關(guān)，用秒表和量測冷凝液流量；在塔頂取樣后，再在塔釜側(cè)取釜掖后，再在塔釜側(cè)取釜掖1mL，與塔頂液一起放入，與塔頂液一起放入25恒溫槽恒溫約恒溫槽恒溫約5min，測折，測折光率，記錄數(shù)據(jù)，在工作曲線上查出對應(yīng)的濃度。光率，記錄數(shù)據(jù)，在工作曲線上查出對應(yīng)的濃度。取樣完成后，將時間繼電器餾出旋鈕置于取樣完成后，將時間繼電器餾出旋鈕置于0.8處回流液旋鈕放在處回流液旋鈕放在0.8處，電處，電

40、壓穩(wěn)定在壓穩(wěn)定在110v，用秒表測定餾出時間和回餾時間。待過程穩(wěn)定后測定全回流，用秒表測定餾出時間和回餾時間。待過程穩(wěn)定后測定全回流的諸數(shù)據(jù)；然后只改變時問繼電器的回餾旋鈕測出各個不同回流比下的諸數(shù)的諸數(shù)據(jù)；然后只改變時問繼電器的回餾旋鈕測出各個不同回流比下的諸數(shù)據(jù)。注意在部分回流時產(chǎn)品必須由塔釜右側(cè)接口返回釜內(nèi)，各樣測定后的剩據(jù)。注意在部分回流時產(chǎn)品必須由塔釜右側(cè)接口返回釜內(nèi)，各樣測定后的剩余部分傾倒人釜，以便保持物料體系的相對恒定。余部分傾倒人釜，以便保持物料體系的相對恒定。實驗完畢，先關(guān)調(diào)壓器，然后關(guān)裝置電源，關(guān)水閥門。實驗完畢，先關(guān)調(diào)壓器，然后關(guān)裝置電源，關(guān)水閥門。上 水回 水板式塔精

41、餾實驗板式塔精餾實驗實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康挠^察板式塔氣、液流動狀態(tài)觀察板式塔氣、液流動狀態(tài)測定回流比對精餾操作的影響和測定板式塔總板效率與串塔氣速的關(guān)系。測定回流比對精餾操作的影響和測定板式塔總板效率與串塔氣速的關(guān)系。實驗原理實驗原理 扳扳式塔作為氣、液傳質(zhì)設(shè)備，既可用于精餾，也可用于吸收。板式塔的傳式塔作為氣、液傳質(zhì)設(shè)備，既可用于精餾，也可用于吸收。板式塔的傳質(zhì)一般受處理量、板效率、阻力降、彈性和結(jié)構(gòu)等因素影響。在精餾裝置中，質(zhì)一般受處理量、板效率、阻力降、彈性和結(jié)構(gòu)等因素影響。在精餾裝置中，塔板是氣、液兩相接觸的場所，氣相從塔底進(jìn)入，液相從塔頂進(jìn)入，氣、液塔板是氣、液兩相接觸的場所，氣相從塔底進(jìn)

42、入，液相從塔頂進(jìn)入，氣、液兩相逆流或錯流接觸在塔扳上進(jìn)行相際傳質(zhì)，使液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相，兩相逆流或錯流接觸在塔扳上進(jìn)行相際傳質(zhì)，使液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相，氣相小難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相，使混合物得到較完全的分離。從塔頂回流人塔氣相小難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相，使混合物得到較完全的分離。從塔頂回流人塔的液體量與塔頂產(chǎn)品采出量之比稱為回流比，它是精餾操作的一個重要控制的液體量與塔頂產(chǎn)品采出量之比稱為回流比，它是精餾操作的一個重要控制參數(shù)，回流比的大小直接影響精餾操作的分離效果與能耗。參數(shù)，回流比的大小直接影響精餾操作的分離效果與能耗。全回流是一種極限情況下的操作，塔頂冷凝的輕組分全部從塔頂回流到塔內(nèi)全回

43、流是一種極限情況下的操作，塔頂冷凝的輕組分全部從塔頂回流到塔內(nèi)在實際生產(chǎn)中沒有意義。但是，這種操作很容易達(dá)到穩(wěn)定，在裝置開工時和在實際生產(chǎn)中沒有意義。但是，這種操作很容易達(dá)到穩(wěn)定，在裝置開工時和科研中常常采用，由于回流比為無窮大，所需理論塔板數(shù)少，故稱全回流時科研中常常采用，由于回流比為無窮大，所需理論塔板數(shù)少，故稱全回流時所需理淪塔板數(shù)為最少理論塔板數(shù)，通常用芬斯克方程計算最少理論塔板數(shù)所需理淪塔板數(shù)為最少理論塔板數(shù)，通常用芬斯克方程計算最少理論塔板數(shù)。n在一定的分離求下，當(dāng)回流比減小到某一值時，需要無窮多個塔板才能達(dá)到在一定的分離求下，當(dāng)回流比減小到某一值時，需要無窮多個塔板才能達(dá)到分離要

44、求，此時的回流比稱為最小回流比分離要求，此時的回流比稱為最小回流比Rm，它是操作過程的另一個極限，它是操作過程的另一個極限，實際操作小的精餾塔不可能安裝無限多塊塔扳，也不可能選擇實際操作小的精餾塔不可能安裝無限多塊塔扳，也不可能選擇Rm來進(jìn)行操作，來進(jìn)行操作，實際選擇的回流比實際選擇的回流比R應(yīng)為應(yīng)為Rm的一個倍數(shù)，常取的一個倍數(shù)，常取1.22.0。當(dāng)體系的分離要求、。當(dāng)體系的分離要求、進(jìn)料組成和狀態(tài)確定后，進(jìn)料組成和狀態(tài)確定后， 可根據(jù)平衡線作圖求出最小回流比。可根據(jù)平衡線作圖求出最小回流比。n 板效率是評價塔板及操作好壞的重要指標(biāo)其影響因素很多，塔板上的氣、板效率是評價塔板及操作好壞的重要

45、指標(biāo)其影響因素很多，塔板上的氣、液流量是板效率的主要影響因素。當(dāng)塔的上升蒸汽量不夠，塔板上無泡沫層液流量是板效率的主要影響因素。當(dāng)塔的上升蒸汽量不夠，塔板上無泡沫層時，就無法進(jìn)行傳質(zhì)；若上升氣速太大，會產(chǎn)生嚴(yán)重的夾帶甚至液泛，使塔時，就無法進(jìn)行傳質(zhì)；若上升氣速太大，會產(chǎn)生嚴(yán)重的夾帶甚至液泛，使塔的分離效果大大下降。板效率通常用總板效率和單板效率表示的分離效果大大下降。板效率通常用總板效率和單板效率表示?？偘逍省？偘逍蔈eNNEN為理論板數(shù)，為理論板數(shù)，Ne為實際板數(shù)。為實際板數(shù)。 單板效率單板效率Emv即即(氣相莫弗里效率氣相莫弗里效率)11nnnnmvyyyyE總總板效率通常是由實驗測定

46、的，在設(shè)計中應(yīng)用得很廣泛；單板效率足評價塔板效率通常是由實驗測定的，在設(shè)計中應(yīng)用得很廣泛；單板效率足評價塔板好壞的重要數(shù)據(jù)，對不同的板型在實驗時保持相同的體系和操作條件下，板好壞的重要數(shù)據(jù)，對不同的板型在實驗時保持相同的體系和操作條件下，對它們的單板效率進(jìn)行對比就可確定其優(yōu)劣。對它們的單板效率進(jìn)行對比就可確定其優(yōu)劣。流化床基本特性的測定流化床基本特性的測定n實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎 觀察流化床中兩相流動現(xiàn)象測定臨界流化速度觀察流化床中兩相流動現(xiàn)象測定臨界流化速度umf和流化曲線和流化曲線(曲線曲線)。n 利用三點測壓法，校核流化床的動床高度。利用三點測壓法，校核流化床的動床高度。n實驗原理實驗原理n

47、 流流化床是利用氣體或液體通過顆粒狀固體床層使固體顆粒處于懸浮狀態(tài)，化床是利用氣體或液體通過顆粒狀固體床層使固體顆粒處于懸浮狀態(tài)，使固體顆粒具有某些流體特征的一種床型，它是工業(yè)上極為重要的一種操作使固體顆粒具有某些流體特征的一種床型，它是工業(yè)上極為重要的一種操作過程。流化床是將固體顆粒堆放在多孔的分布板上形成一個床層，當(dāng)流體自過程。流化床是將固體顆粒堆放在多孔的分布板上形成一個床層，當(dāng)流體自下而上流過顆粒物料層時，隨著流速的增加，床層依次經(jīng)歷三個階段下而上流過顆粒物料層時，隨著流速的增加，床層依次經(jīng)歷三個階段固定床固定床 床層壓降床層壓降p隨著空床氣速隨著空床氣速u的增加而增加，的增加而增加，

48、p與與u之間的系為之間的系為n p/L=K1u+K2u2 流化床流化床 流速增大到臨界流化速度后，床層內(nèi)粒子開始松動，流速再增則床流速增大到臨界流化速度后，床層內(nèi)粒子開始松動，流速再增則床層空隙率增大，顆粒懸浮在流體中，處于自由狀態(tài)，床內(nèi)顆粒層有明顯的界層空隙率增大，顆粒懸浮在流體中，處于自由狀態(tài)，床內(nèi)顆粒層有明顯的界面，層高度隨流速的增大而引高，但床層的壓降維持不變，等于甲位面積床面，層高度隨流速的增大而引高，但床層的壓降維持不變，等于甲位面積床層的有效量。層的有效量。gELps1實驗步驟實驗步驟檢查裝置，打開氣源前測量靜床高度。檢查裝置，打開氣源前測量靜床高度。將流量計流量由小到大改變，記

49、錄各壓差計和動床高度，注意觀察臨界流將流量計流量由小到大改變，記錄各壓差計和動床高度，注意觀察臨界流化狀態(tài)時的現(xiàn)象。由小到大改變氣量，重復(fù)實驗?；癄顟B(tài)時的現(xiàn)象。由小到大改變氣量，重復(fù)實驗。切斷電源，測量靜床高，比較兩次靜床高度變化切斷電源，測量靜床高，比較兩次靜床高度變化n氣流輸送氣流輸送 當(dāng)氣體流速當(dāng)氣體流速u增加到等廠固體顆粒帶出速度增加到等廠固體顆粒帶出速度u，時，床層顆開始大，時，床層顆開始大量被帶出，形成氣固兩相同向流動，氣體流速越大帶走的顆粒越多，當(dāng)流增量被帶出，形成氣固兩相同向流動，氣體流速越大帶走的顆粒越多，當(dāng)流增大到某一值后，將床內(nèi)所有粒子帶走形成空床，相應(yīng)的流速為帶出速度，

50、即大到某一值后，將床內(nèi)所有粒子帶走形成空床，相應(yīng)的流速為帶出速度，即進(jìn)氣流輸送階段的流速。進(jìn)氣流輸送階段的流速。n 用三點測壓法計算，用三點測壓法計算，p位與位與L相對應(yīng)壓降；相對應(yīng)壓降；p為為b和和c，兩點間的壓降化，兩點間的壓降化降為降為 ppp同理同理gELps1根據(jù)理想流化床的特性根據(jù)理想流化床的特性 gELps1以上兩式相比，得以上兩式相比，得 /LLpp所以所以/ / pLppppLL當(dāng)顆粒雷諾數(shù)當(dāng)顆粒雷諾數(shù)5時，用李伐公式計算流化速度時，用李伐公式計算流化速度umf88. 094. 082. 1/00923. 0sPmfdu連續(xù)流動攪拌釜式反應(yīng)器停留時間分布曲線的測定連續(xù)流動攪拌

51、釜式反應(yīng)器停留時間分布曲線的測定 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎 熟悉連續(xù)流動攪拌單釜和三釜串聯(lián)反應(yīng)熟悉連續(xù)流動攪拌單釜和三釜串聯(lián)反應(yīng)g2裝置的結(jié)構(gòu)、流程及操作特點。裝置的結(jié)構(gòu)、流程及操作特點。了解連續(xù)流動攪拌單釜和三釜串聯(lián)反應(yīng)器內(nèi)物料的流動特性了解連續(xù)流動攪拌單釜和三釜串聯(lián)反應(yīng)器內(nèi)物料的流動特性cn掌握用脈沖輸入法停留時間分布曲線的方法。掌握用脈沖輸入法停留時間分布曲線的方法。 實驗原理實驗原理n 脈沖輸入法足在穩(wěn)定加入反應(yīng)器的物料中，瞬間輸入一定量的示蹤劑，同時脈沖輸入法足在穩(wěn)定加入反應(yīng)器的物料中，瞬間輸入一定量的示蹤劑，同時測定示蹤劑在物料出口中的濃度隨時間的變化關(guān)系。本實驗以測定示蹤劑在物料出口中

52、的濃度隨時間的變化關(guān)系。本實驗以KCl為示蹤劑、為示蹤劑、用電導(dǎo)法測定溶液的電導(dǎo)變化，即用電導(dǎo)法測定溶液的電導(dǎo)變化，即KCl濃度的變化。濃度的變化。KCl為強電解質(zhì)，在中等為強電解質(zhì)，在中等濃度條件下，在水溶被中的電導(dǎo)率近似與其濃度成正比。即濃度條件下，在水溶被中的電導(dǎo)率近似與其濃度成正比。即L=KCn 若將電導(dǎo)率儀的電壓信號輸入記錄儀，在記錄儀上可記錄到脈沖響應(yīng)曲線，若將電導(dǎo)率儀的電壓信號輸入記錄儀，在記錄儀上可記錄到脈沖響應(yīng)曲線，曲線為曲線為與與KCl濃度相對應(yīng)的電信號濃度相對應(yīng)的電信號 (mV)隨時間的變化關(guān)系曲線，縱坐標(biāo)為電隨時間的變化關(guān)系曲線，縱坐標(biāo)為電壓壓U (mV)隨橫坐標(biāo)為記錄

53、紙的移動距離隨橫坐標(biāo)為記錄紙的移動距離S(mm)，記錄儀的走紙速度為，記錄儀的走紙速度為u轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為時間，其關(guān)系坐標(biāo)為為時間，其關(guān)系坐標(biāo)為t=S/un 由于由于KCI溶液的電導(dǎo)率與其濃度成正比，因此，示蹤物的濃度溶液的電導(dǎo)率與其濃度成正比，因此，示蹤物的濃度c/kgm-3與輸入與輸入記錄儀的電壓信號記錄儀的電壓信號(mV)成線性關(guān)系，又與停留時間分布密度函數(shù)成線性關(guān)系，又與停留時間分布密度函數(shù)E(t)之間有之間有以下關(guān)系以下關(guān)系 0/ mcVtEtsn實驗步驟實驗步驟n 單釜反應(yīng)器停留時間分布的測定單釜反應(yīng)器停留時間分布的測定 開啟上水閥開啟上水閥V1，并調(diào)節(jié)使高位槽，并調(diào)節(jié)使高位槽l有適量的

54、水溢出。有適量的水溢出。n 接通電源，打開電導(dǎo)率儀接通電源，打開電導(dǎo)率儀7和記錄儀和記錄儀8，進(jìn)行預(yù)熱和調(diào)整，并調(diào)節(jié)記錄儀的走紙速度，進(jìn)行預(yù)熱和調(diào)整，并調(diào)節(jié)記錄儀的走紙速度為為1200mmh-1。配制飽和的示蹤劑。配制飽和的示蹤劑KCI溶液，并按所需要的數(shù)量吸至注射器中待用。溶液，并按所需要的數(shù)量吸至注射器中待用。n 開啟閥門開啟閥門V2，調(diào)節(jié)水流量到所需值。將電導(dǎo)電極接在第三釜的出口處；用三通閥，調(diào)節(jié)水流量到所需值。將電導(dǎo)電極接在第三釜的出口處；用三通閥將水導(dǎo)向第二釜的入口處；開啟調(diào)速儀開關(guān)，調(diào)至某一轉(zhuǎn)速；調(diào)整好電導(dǎo)率儀的零將水導(dǎo)向第二釜的入口處；開啟調(diào)速儀開關(guān)，調(diào)至某一轉(zhuǎn)速；調(diào)整好電導(dǎo)率儀

55、的零點及記錄儀的基線。點及記錄儀的基線。n 第二反應(yīng)釜的進(jìn)樣口迅速注入第二反應(yīng)釜的進(jìn)樣口迅速注入35mL的的KCl飽和溶夜，同時在記錄儀的記錄紙上作飽和溶夜，同時在記錄儀的記錄紙上作好進(jìn)樣起點標(biāo)記，以走紙速度確定時間；待記錄儀上譜線返回基線后，關(guān)閉記錄儀好進(jìn)樣起點標(biāo)記，以走紙速度確定時間；待記錄儀上譜線返回基線后，關(guān)閉記錄儀的走紙開關(guān)。的走紙開關(guān)。n三釜串聯(lián)反應(yīng)器停留時間分布的測定三釜串聯(lián)反應(yīng)器停留時間分布的測定 用三通閥將水導(dǎo)向第一釜的入口處；打開調(diào)速用三通閥將水導(dǎo)向第一釜的入口處；打開調(diào)速儀開關(guān)，調(diào)節(jié)各釜攪拌轉(zhuǎn)速恒定。儀開關(guān)，調(diào)節(jié)各釜攪拌轉(zhuǎn)速恒定。n打開走紙開關(guān)，調(diào)整電尋率儀及記錄儀使基線

56、平穩(wěn)；在第一釜的進(jìn)樣口迅速注入打開走紙開關(guān)，調(diào)整電尋率儀及記錄儀使基線平穩(wěn)；在第一釜的進(jìn)樣口迅速注入5 ml-的的KCI飽和溶液，同時在記錄紙上作好起點標(biāo)記；待記錄儀上的記錄指示線返回飽和溶液，同時在記錄紙上作好起點標(biāo)記；待記錄儀上的記錄指示線返回基線后，關(guān)閉記錄儀的走紙開關(guān)?；€后，關(guān)閉記錄儀的走紙開關(guān)。n 改變水流量，重復(fù)上述實驗操作。改變水流量，重復(fù)上述實驗操作。n 在恒定水流量下，改變攪拌轉(zhuǎn)速，重復(fù)上述實驗操作。在恒定水流量下，改變攪拌轉(zhuǎn)速，重復(fù)上述實驗操作。n 測量結(jié)束后，關(guān)閉記錄儀、電導(dǎo)儀，將調(diào)速儀調(diào)至零，關(guān)總電源開關(guān)和水閥。測量結(jié)束后，關(guān)閉記錄儀、電導(dǎo)儀，將調(diào)速儀調(diào)至零，關(guān)總電源

57、開關(guān)和水閥。在一定的條件下，在一定的條件下，Vs、m0為定值，實驗曲線縱座標(biāo)電壓為定值，實驗曲線縱座標(biāo)電壓UmV與停留時間與停留時間分布密度函數(shù)正分布密度函數(shù)正E(t)成正比關(guān)系，所得的脈沖響應(yīng)曲線成正比關(guān)系，所得的脈沖響應(yīng)曲線(U-t曲線曲線)，經(jīng)變換得，經(jīng)變換得到停留時間分布密度函數(shù)曲線。到停留時間分布密度函數(shù)曲線。連續(xù)流動釜式反應(yīng)器停留時間分布曲線的測定連續(xù)流動釜式反應(yīng)器停留時間分布曲線的測定圖圖12393344456879KClKClK220V內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)器停留時間分布的測定內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)器停留時間分布的測定 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?了解內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)原理和反應(yīng)器的理想流動模型。了解內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)原理和反應(yīng)器的理想流動模型。 掌握測定停留時間分布和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的無梯度的檢驗方法。掌握測定停留時間分布和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的無梯度的檢驗方法。 實驗原理實驗原理 內(nèi)循環(huán)氣固相催化反應(yīng)器，是通過測定氣體通過反應(yīng)器的停留時間分布，內(nèi)循環(huán)氣固相催化反應(yīng)器，