化工原理實驗多媒體課件

化工原理實驗多媒體課件第1頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1實驗數(shù)據(jù)的處理2

MATLAB處理化工實驗數(shù)據(jù)舉例3實驗部分流體阻力測定流量計性能測定離心泵性能測定恒壓過濾實驗板框過濾仿真實驗氣─汽對流傳熱綜合實驗連續(xù)精餾實驗氣體吸收液─液萃取流化床干燥第2頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.1實驗數(shù)據(jù)的誤差分析1.1.1誤差的基本概念1.實驗數(shù)據(jù)的誤差分類誤差是實驗測量值（包括間接測量值）與真值（客觀存在的準確值）之差別。誤差可分為三類：（1）系統(tǒng)誤差（2）隨機誤差（偶然誤差）（3）過失誤差第3頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.實驗數(shù)據(jù)的精準度精準度與誤差的概念是相反相成的，精確度高，誤差就??；誤差大，精確度就低。（1）數(shù)據(jù)的真值與平均值真值是待測物理量客觀存在的確定值，由于測量時不可避免地存在一定誤差，故真值是無法測得的。但是經(jīng)過細致地消除系統(tǒng)誤差，經(jīng)過無數(shù)次測定，根據(jù)隨機誤差中正負誤差出現(xiàn)幾率相等的規(guī)律，測定結果的平均值可以無限接近真值?；ぶ谐Ｓ玫钠骄涤校核阈g平均值均方根平均值幾何平均值對數(shù)平均值第4頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.誤差的表示法（1）絕對誤差（2）相對誤差（3）算術平均誤差（4）標準誤差(均方誤差)

標準誤差是目前最常用的一種表示精確度的方法，它不但與一系列測量值中的每個數(shù)據(jù)有關，而且對其中較大的誤差或較小的誤差敏感性很強，能較好地反映實驗數(shù)據(jù)的精確度，實驗愈精確，其標準誤差愈小。第5頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.1.2實驗數(shù)據(jù)的有效數(shù)字有效數(shù)的運算(1)加減法運算。各不同位數(shù)有效數(shù)相加減，其和或差的有效數(shù)等于其中位數(shù)最少的一個。例如測得設備進出口的溫度分別為65.58℃與30.4℃，則溫度和：65.58(?)℃＋30.4(?)℃＝95.9(?)8(?)℃溫度差：65.58(?)℃－30.4(?)℃＝35.1(?)8(?)℃結果中有兩位欠準值，這與有效值規(guī)則不符，故第二次欠準數(shù)應舍去，按四舍五入法，其結果應為96.0℃與35.2℃。第6頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一（2）乘除法計算。乘積或商的有效數(shù)，其位數(shù)與各乘、除數(shù)中有效數(shù)位數(shù)最少的相同。如測得管徑D＝50.8mm，其面積A為：

A＝πD2/4=3.14/4×50.82mm2=2.03×103×103mm2。（3）乘方與開方運算。

乘方、開方后的有效數(shù)與其底數(shù)相同。（4）對數(shù)運算。

對數(shù)的有效數(shù)位與其真數(shù)相同。如lg2.35＝3.71×10－1；lg4.0＝6.0×10－1。（5）一般在工程計算中取三位有效數(shù)已足夠精確，在科學研究中根據(jù)需要和儀器的可能，可以取到四位有效數(shù)字。第7頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.2實驗數(shù)據(jù)處理方法由實驗測得的大量數(shù)據(jù)，必須進行進一步的處理，數(shù)據(jù)處理方法有三種。列表法圖示法回歸分析法第8頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.MATLAB處理化工實驗數(shù)據(jù)舉例過濾實驗繪制Δθ/Δq—q曲線。在MATLAB命令窗口輸入：x=[0.01880.03760.05640.07530.09410.11290.13170.15050.16930.1882];e=[1980.2522145.5382379.9162883.2173243.0213482.7134010.4624234.214647.6925051.077];r=[1796.8951517.3431734.7131861.2032191.2452262.9932535.6362766.8252932.6433105.371];t=[996.50351187.301883.83221337.7061520.5311538.071751.722140.7552100.3642312.951];plot(x,e,'×',x,r,'o',x,t,'x')第9頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一萃取實驗

將獲得的實驗數(shù)據(jù)在MATLAB命令窗口輸入：X=0:0.0001:0.001;Y=[13401414150716251778198022572656327443546696];Z=trapz(X,Y)%梯形法計算數(shù)值積分第10頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.實驗部分第11頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.1流體阻力測定

(FrictionLossinPipesandFittingLab)第12頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1．學習直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系數(shù)λ的測定方法。2．掌握直管摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re和相對粗糙度之間的關系及其變化規(guī)律。3．掌握局部阻力的測量方法。4．學習壓強差的幾種測量方法和技巧。5．掌握坐標系的選用方法和對數(shù)坐標系的使用方法，用MATLAB作圖。第13頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗內(nèi)容(Assignment)1．測定實驗管路內(nèi)流體流動的阻力和直管摩擦系數(shù)λ。2．測定實驗管路內(nèi)流體流動的直管摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re和相對粗糙度之間的關系曲線。3．測量閥門的局部阻力系數(shù)。第14頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗原理(Theory)1．直管摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re的測定式中：d—管徑，m；△Pf—直管阻力引起的壓強降，Pa；l—管長，m；u—流速，m／s；ρ—流體的密度，kg／m3；μ—流體的粘度，Pa·s。第15頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.局部阻力系數(shù)ζ的測定

式中：ζ—局部阻力系數(shù)，無因次；—局部阻力引起的壓強降，Pa；—局部阻力引起的能量損失，J/kg。第16頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗裝置(ExperimentalEquipment)1、3、4、11、12、14、15、16-閥門2-轉(zhuǎn)子流量計5-光滑管7-局部阻力測試管8-離心泵9-儲水槽10-倒置U型管17-數(shù)字電壓表18-差壓變送器第17頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一五、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)1.向儲水槽內(nèi)注水，直到水滿為止。2.大流量狀態(tài)下的壓差測量系統(tǒng)，應先接電預熱10～15min，調(diào)好數(shù)字表的零點，方可啟動泵做實驗。3．檢查導壓系統(tǒng)內(nèi)有無氣泡存在。第18頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一4．測取數(shù)據(jù)的順序可從大流量至小流量，反之也可，一般測15～20組數(shù)，建議當流量讀數(shù)小于300L/h時，只用空氣—水倒置∪型管測壓差△P。5．局部阻力測定時關閉閥門3和4，全開或半開閥門7，用局部阻力壓差計測量遠端、近端壓差，從而獲得局部阻力系數(shù)。6．待數(shù)據(jù)測量完畢，關閉流量調(diào)節(jié)閥，切斷電源。第19頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.利用壓力傳感器測量大流量下△P時，應切斷空氣—水倒置∪型管，閉閥門13、13’，否則影響測量數(shù)值。2.在實驗過程中每調(diào)節(jié)一個流量之后，應待流量和直管壓降的數(shù)據(jù)穩(wěn)定以后方可記錄數(shù)據(jù)。六、注意事項(Precautions)第20頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一將實驗數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)整理結果列在表格中，并以其中一組數(shù)據(jù)為例寫出計算過程。在合適的坐標系上標繪光滑直管和粗糙直管λ—Re關系曲線。根據(jù)所標繪的λ—Re曲線，求本實驗條件下滯流區(qū)的λ—Re關系式，并與理論公式比較。七、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)第21頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.本實驗用水為工作介質(zhì)做出的λ—Re曲線，對其它流體能否適用？為什么？2.本實驗是測定等直徑、水平直管的流動阻力，若將水平管改為流體自上而下流動的垂直管，從測量兩取壓點間的倒置U形管讀數(shù)R到△Pf的計算過程是否與水平管完全相同？為什么？3.為什么采用差壓變送器和倒置U形管并聯(lián)起來測量直管段的壓差？何時用變送器？何時用倒置U形管？操作時要注意什么？八、思考題（Questions）第22頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯摩擦損失frictionloss/5frikFEn//lCs/動力粘度dynamicviscosity/dai5nAmik//vis5kCsiti/不可壓縮流體incompressiblefluid/7inkEm5presEbl//5flu(:)id/體積流率volumetricflowrate/vRlju5metrik//flEu//reit/第23頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一質(zhì)量通量massflux/mAs//flQks/連續(xù)性方程continuityequation/7kCnti5nju(:)iti//i5kweiFEn/動壓頭kinetichead,velocityhead/kai5netik//hed/，/vi5lCsiti//hed/靜壓頭statichead/5stAtik//hed/位能potentialenergy/pE5tenF(E)l//5enEdVi/第24頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一OverviewIntheseexperimentsyouusearotometer,tomeasurethevolumetricflowrateofwaterthroughpipesandfittings.Knowingtheflowrateandpipediameters,youwillcalculateReynoldsnumbersthroughthepipesandfittingsandmeasurethepressuredrop.Youwilldeterminefrictionfactorsforanumberofpipesandfittings.第25頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.2流量計性能測定

（FluidFlowMeasurements）

第26頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1.了解幾種常用流量計的構造、工作原理和主要特點。2.掌握流量計的標定方法。3.了解節(jié)流式流量計流量系數(shù)隨雷諾數(shù)Re的變化規(guī)律以及流量系數(shù)的確定方法。4.學習合理選擇坐標系的方法，用MATLAB處理實驗數(shù)據(jù)并作圖。第27頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗內(nèi)容(Assignment)1.了解孔板、文丘里及渦輪流量計的構造及工作原理。2.測定節(jié)流式流量計(孔板或文丘里)、轉(zhuǎn)子流量計的流量標定曲線。3.測定節(jié)流式流量計的雷諾數(shù)Re和流量系數(shù)C的關系。第28頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗原理(Theory)

（3.2-1）式中:Vs—被測流體的體積流量，m3/s；C—流量系數(shù)，無因次；Ao—流量計截流孔截面積，m2；ρ—被測流體的密度；(P上-P下)—流量計上、下游兩取壓口之間壓強差。

第29頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗裝置(ExperimentalEquipment)

裝置1：3-文丘里流量計4-放水閥5-液面計6-倒置∪形管壓差計7-回水桶8-計量桶9-儲水槽第30頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一裝置2：1-渦輪流量計2-放水閥3-離心泵4-溫度計5-轉(zhuǎn)子流量計6-孔板流量計7-文丘里流量計8-儲水槽9、10、11、12-流量調(diào)節(jié)閥第31頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一五、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)1.裝置1（1）啟動離心泵前，首先檢查流程中導壓管內(nèi)是否有氣泡存在。（2）關閉泵流量調(diào)節(jié)閥2，啟動離心泵。（3）按流量從小到大的順序進行實驗，即測流量計兩側壓差計讀數(shù)R，同時用體積法測量水的流量。流量較小時，流量計兩側的壓差用倒置∪形管壓差計進行測量。流量較大，流量計兩側壓差將要大于倒置∪形管的量程時，改用差壓變送器進行測量。此時務必將倒置∪形管的閥門D，E關死。（4）實驗結束后，關閉泵出口流量調(diào)節(jié)閥2，停泵。打開倒置∪形管通測壓口的閥門D、E。第32頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.裝置2（1）啟動離心泵前，關閉泵流量調(diào)節(jié)閥（閥門12在離心泵啟動前應關閉，避免由于壓力大將轉(zhuǎn)子流量計的玻璃管打碎）。（2）啟動離心泵。（3）按流量從小到大的順序進行實驗。用流量調(diào)節(jié)閥調(diào)至某一流量，待穩(wěn)定后，讀取渦輪頻率數(shù)，并分別記錄流量、壓強差。（4）實驗結束后，關閉泵出口流量調(diào)節(jié)閥9、12后，停泵。第33頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一裝置1

用差壓變送器測量時必須把倒置∪形管通取壓口的閥門D，E關閉。

裝置2

水的體積流量Q(m3/h)=渦輪流量計頻率(Hz)×3600/[渦輪流量計儀表常數(shù)(s/l)×1000]。六、注意事項(Precautions)第34頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.將實驗數(shù)據(jù)和整理結果列在數(shù)據(jù)表格中，并以其中一組數(shù)據(jù)計算舉例。2.在合適的坐標系上，標繪節(jié)流式流量計的流量Vs與壓差?P的關系曲線（即流量標定曲線）、流量系數(shù)C與雷諾數(shù)Re的關系曲線。七、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)第35頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.實驗管路及導壓中如果積存有空氣，為什么要排除？2.什么情況下的流量計需要標定？標定方法有幾種？本實驗用的是哪一種？八、思考題（Questions）第36頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯文丘里流量計venturimeter/ven5tuEri//5mi:tE/孔板流量計orificemeter/5Crifis//5mi:tE/轉(zhuǎn)子流量計rotameter/5rEutE7mi:tE/流量系數(shù)dischargecoefficient/dis5tFB:dV//kEui5fiFEnt/第37頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一TheOrificemeterTheorificemetercanbeusedtomeasurethesteadyflowofahomogeneousfluid.Theorificemeteristypicallyusedwherethepressuredropcausedbytheflowmeterisnotimportant.Thepipe,throughwhichfluidisflowing，isobstructedbyaplatewithacircularholesituatedconcentricallywithinthepipeasshowninFigure1.第38頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一Figure1Orificemeterconnectedtoamanometer第39頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一TheVenturimeter

Figure2illustratesthebasicdesignofaVenturimeter.AsfluidpassesthroughthereducedareaoftheVenturithroat,itsvelocityincreases,resultinginapressuredifferentialbetweentheinletandthroatregions.Theportionimmediatelyfollowingthethroatgraduallyincreasesinflowareaand;consequently,thefluid’svelocitydecreases.第40頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一Figure2

Venturimeterconnectedtoamanometer第41頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.3離心泵性能測定實驗

(CentrifugalPump)

第42頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1.熟悉離心泵的操作方法。2.掌握離心泵特性曲線的測定方法、表示方法、加深對離心泵性能的了解。3.練習用MATLAB作離心泵特性曲線。第43頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗內(nèi)容(Assignment)1.練習離心泵的操作。2.測定某型號離心泵在一定轉(zhuǎn)速下，H（揚程）、N（軸功率）、η（效率）、Q（流量）之間的特性曲線。第44頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗原理(Theory)1.H的測定:在泵的吸入口和壓出口之間列柏努利方程

(3.3-1)（3.3-1）式中Hf入-出是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力，與柏努力方程中其它項比較，Hf入-出值很小，故可忽略。(3.3-1)式變?yōu)椋?/p>

(3.3-2)第45頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.N的測定：功率表測得的功率為電動機的輸入功率。由于泵由電動機直接帶動，傳動效率可視為1，所以電動機的輸出功率等于泵的軸功率。即：泵的軸功率N=電動機的輸出功率，kw。電動機的輸出功率=電動機的輸入功率×電動機的效率。泵的軸功率=功率表的讀數(shù)×電動機效率，kw。第46頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.η的測定

(3.3-3)式中：η—泵的效率；N—泵的軸功率，kw； Ne—泵的有效功率，kw；H—泵的壓頭，m；Q—泵的流量，m3/s；ρ—水的密度，kg/m3。第47頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗裝置(ExperimentalEquipment)1-離心泵2-真空表3-壓力表4-變頻器5-功率表

6-流量調(diào)節(jié)閥7-實驗管路8-溫度計9-渦輪流量計10-實驗水箱11-放水閥12-頻率計第48頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一五、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)1.向儲水槽10內(nèi)注入蒸餾水。2.檢查流量調(diào)節(jié)閥6，壓力表3及真空表2的開關是否關閉。3.啟動實驗裝置總電源，用變頻調(diào)速器上∧、∨及＜鍵設定頻率后，按run鍵啟動離心泵，緩慢打開調(diào)節(jié)閥6至全開。待系統(tǒng)內(nèi)流體穩(wěn)定，打開壓力表和真空表的開關，方可測取數(shù)據(jù)。4.測取數(shù)據(jù)的順序可從最大流量至0或反之，一般測10~20組數(shù)據(jù)。5.每次在穩(wěn)定的條件下同時記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。6.實驗結束，關閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。第49頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.啟動離心泵前，關閉壓力表和真空表的開關以免損壞壓強表。2.水的體積流量Q(m3/h)=渦輪流量計頻率(Hz)×3600/[渦輪流量計儀表常數(shù)(s/l)×1000]。六、注意事項(Precautions)第50頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.將實驗數(shù)據(jù)和計算結果列在數(shù)據(jù)表格中，并以一組數(shù)據(jù)進行計算舉例。2.用MATLAB在合適的坐標系上標繪離心泵的特性曲線，并在圖上標出離心泵的各種性能（泵的型號、轉(zhuǎn)速和高效區(qū)）。七、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)第51頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.隨著泵出口流量調(diào)節(jié)閥開度的增大，泵入口真空表讀數(shù)以及泵出口壓強表讀數(shù)是減少還是增加，為什么？2.本實驗中為了得到較好的實驗結果，實驗流量范圍下限應小到零，上限應盡量的大，為什么？3.為什么可以通過出口閥來調(diào)節(jié)離心泵的流量？往復泵的流量是否也可采用同樣的方法來調(diào)節(jié)，為什么？八、思考題（Questions）第52頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯離心泵centrifugalpump/sen5trifju^El//pQmp/葉輪impeller/im5pelE/蝸殼volute/vE5lju:t/特性曲線characteristiccurve/7kAriktE5ristik//kE:v/工作曲線operatingline第53頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一CentrifugalPump

Objectives1.Atconstantpumpspeed,determinethecharacteristiccurve(pressurechangevs.flowrate)ofacentrifugalpump.2.Atconstantpumpspeed,determinetheefficiencyasafunctionofflowrateforacentrifugalpump.3.Atconstantspeed,determinetheefficiencyasafunctionofpoweroutputforanelectricmotor.第54頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.4過濾實驗

(FiltrationExperiment)第55頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1.掌握恒壓過濾常數(shù)K、qe、θe的測定方法，加深對K、qe、θe的概念和影響因素的理解。2.學習濾餅壓縮性指數(shù)s和物料常數(shù)k的測定方法。第56頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗原理(Theory)恒壓過濾方程：

(3.4-1)式中:q—單位過濾面積獲得的濾液體積，m3/m2qe—單位過濾面積上的虛擬濾液體積，m3/m2θ—實際過濾時間，s；θe—虛擬過濾時間，s；K—過濾常數(shù)，m2/s。第57頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗裝置(ExperimentalEquipment)1─調(diào)速器2─電動攪拌器3、4、6、11、14、15─閥門

5、7─壓力表8─板框過濾機9─壓緊裝置10─濾漿槽12─旋渦泵13-計量桶第58頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)1.系統(tǒng)接上電源，打開攪拌器電源開關，啟動電動攪拌器2。將濾液槽10內(nèi)漿液攪拌均勻。2.板框過濾機板、框排列順序為：固定頭-非洗滌板-框-洗滌板-框-非洗滌板-可動頭。用壓緊裝置壓緊后待用。3.全開閥門3，使閥門4、6、11處于全關狀態(tài)。啟動旋渦泵12，調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5達到規(guī)定值。第59頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一4.待壓力表5穩(wěn)定后，打開過濾入口閥6和過濾出口閥15，過濾開始。當計量桶13內(nèi)見到第一滴液體時按表計時。記錄濾液每增加高度20mm時所用的時間。當計量桶13讀數(shù)為160mm時停止計時，并立即關閉入口閥6。5.打開閥門3使壓力表5指示值下降。開啟壓緊裝置卸下過濾框內(nèi)的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)，將濾布清洗干凈。放出計量桶內(nèi)的濾液并倒回槽內(nèi)，以保證濾漿濃度恒定。第60頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一6.改變壓力，從步驟2開始重復上述實驗。7.每組實驗結束后應用洗水管路對濾餅進行洗滌，測定洗滌時間和洗水量。8.實驗結束時，關閉閥門3，閥門11接上自來水，閥門4接通下水，對泵及濾漿進、出口管進行沖洗。第61頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.過濾板與框之間的密封墊應放正，過濾板與框的濾液進出口對齊，用搖柄把過濾設備壓緊，以免漏液。2.計量桶的流液管口應貼桶壁，否則液面波動影響讀數(shù)。3.實驗結束時，要對泵及濾漿進、出口管進行沖洗，切忌將自來水灌入儲料槽中。4.電動攪拌器為無級調(diào)速。使用時首先接上系統(tǒng)電源，打開調(diào)速器開關，調(diào)速鈕一定由小到大緩慢調(diào)節(jié)，切勿反方向調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)過快損壞電機。五、注意事項(Precautions)第62頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.列出全部過濾操作的原始數(shù)據(jù)，表格由各組統(tǒng)一設計。2.由恒壓過濾實驗數(shù)據(jù)求K、qe、θe。3.比較幾種壓強差下過濾常數(shù)K、qe、θe的值，討論壓差變化對它們的影響。4.用MATLAB在雙對數(shù)坐標上標繪-△P曲線，求出s和K。六、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)第63頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.操作壓強增加一倍，其K值是否也增加一倍？2.恒壓過慮時，欲增加過濾速率，可行的措施有哪些？八、思考題（Questions）第64頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯過濾filtration/fil5treiFEn/懸浮液suspension/sEs5penFEn/濾餅cake濾液filtrate過濾介質(zhì)filtrationmedium，filtermedium/fil5treiFEn//5mi:djEm//5filtE/板框壓濾機plate-and-framefilterpress帆布canvas泥漿slurry/5slE:ri/

第65頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一OperatingNotes

Opentheback-flow(recycle)valvebeforestartingthepump!Someliquidshouldremainintheholdingtankafterfiltrationtoavoidairbeingsuckedinbythepump.Stopthepumpwhenthefiltrateflowratebecomes"small".Otherwisethecakewillbecompressedandtherewillbecakebuild-upinflowchannels.Takeoutthecakesfordryingintheoven.Disposeoftheremainingliquidbyfilteringitthroughthefilterpressagainwithnewfilterpapers.第66頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.5板框過濾機仿真實驗

(Computer

SimulationofPlateandFrameFiltration)第67頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗設備及流程

(ExperimentalEquipment)第68頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一設備參數(shù)：板框數(shù)：10

總過濾面積(m2)：0.8

濾板尺寸(mm)：300×300

過濾壓力(MPa)：0.15

電機功率(Kw)：1.1

風機功率(Kw)：1.1

配料桶底面積(m2)：0.5

計量桶底面積(m2)：0.5。第69頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、操作步驟

（Experimentalprocedure）檢查各閥門為全關。1．開自來水閥—啟動離心泵—開泵入口閥—開回流閥。2．攪拌均勻后關自來水閥—開高位槽排氣閥—開采出閥。3．啟動風機—開加壓閥—壓力在0.1-0.3MPa—讓加壓閥、排氣閥保持一致，維持高位槽壓力穩(wěn)定。4．開攪拌機開關—壓緊板框—開過濾閥—點“計量桶”—點“自動記錄”按扭—記錄系列數(shù)據(jù)（v，q）。5．開排氣閥—關閉加壓閥—停風機，關攪拌機開關。6．關閉泵采出閥、入口閥—停泵。第70頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.6氣-汽對流傳熱綜合實驗

(TheHeatExchangeExperiment)

第71頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1.掌握對流傳熱系數(shù)αi及總傳熱系數(shù)K的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解，并應用線性回歸分析方法，確定關聯(lián)式Nu=ARemPr0.4

中常數(shù)A、m的值。2.通過對管程內(nèi)部插有螺旋線圈的空氣-水蒸汽強化套管換熱器的實驗研究，測定其準數(shù)關聯(lián)式Nu=BRem中常數(shù)B、m的值和強化比Nu/Nu0，了解強化傳熱的基本理論和基本方式。第72頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗內(nèi)容(Assignment)實驗1：

1.測定5-6個不同流速下簡單套管換熱器的對流傳熱系數(shù)αi。

2.對αi的實驗數(shù)據(jù)進行線性回歸，求關聯(lián)式

Nu=ARemPr0.4中常數(shù)A、m的值實驗2：

1.測定5-6個不同流速下強化套管換熱器的對流傳熱系數(shù)αi。

2.對αi的實驗數(shù)據(jù)進行線性回歸，求關聯(lián)式

Nu=BRem中常數(shù)B、m的值。

3.同一流速下，按實驗1獲得的準數(shù)關聯(lián)式求得

Nu0，計算傳熱強化比Nu/Nu0。第73頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗原理(Theory)實驗1：

1.對流傳熱系數(shù)αi的測定對流傳熱系數(shù)αi可以根據(jù)牛頓冷卻定律用實驗來測定。

式中：

ai—管內(nèi)流體對流傳熱系數(shù)，W/(㎡.℃)；

Qi—管內(nèi)傳熱速率,W,Si—管內(nèi)換熱面積，㎡；△tm—對數(shù)平均溫差，℃。第74頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一對數(shù)平均溫差由下式確定：

式中：△t1=(tw-ti1)，△t2=(tw-ti2)，

ti1，ti2—冷流體的入口、出口溫度，℃；

tw—壁面平均溫度，℃。第75頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.對流傳熱系數(shù)準數(shù)關聯(lián)式的實驗測定流體在管內(nèi)作強制湍流，被加熱狀態(tài)，準數(shù)關聯(lián)式的形式為

Nui=AReimPrin(3.5-6)

對于管內(nèi)被加熱的空氣，普蘭特準數(shù)Pri變化不大，可以認為是常數(shù)，則關聯(lián)式的形式簡化為：

Nui=AReimPri0.4

（3.5-7）第76頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗裝置(ExperimentalEquipment)1—普通套管換熱器2—內(nèi)插有螺旋線圈的強化套管換熱器3—蒸汽發(fā)生器4—旋渦氣泵5—旁路調(diào)節(jié)閥6—孔板流量計7—風機出口溫度（冷流體入口溫度）測試點

8、9—空氣支路控制閥10、11—蒸汽支路控制閥12、13—蒸汽放空口14—蒸汽上升主管路15—加水口16—放水口17—液位計18—冷凝液回流口第77頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一五、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)1.實驗前準備工作(1)向電加熱釜加水至液位計上端紅線處。(2)向冰水保溫瓶中加入適量冰水，并將冷端補償熱電偶插入其中。(3)檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開，電壓調(diào)節(jié)電位器是否旋至最左端(逆時針方向)。(4)檢查蒸汽管支路各控制閥是否已打開，保證蒸汽和空氣管線的暢通。(5)接通電源總閘，設定加熱電壓(不得大于200V)，啟動電加熱器開關，開始加熱。第78頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一

2.實驗開始(1)一段時間后水沸騰，水蒸汽自行充入普通套管換熱器外管，觀察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，在整個實驗過程中始終保持換熱器出口處有水蒸氣。(2)約加熱十分鐘后，可提前啟動鼓風機，保證實驗開始時空氣入口溫度t1(℃)比較穩(wěn)定。第79頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一(3)用放空閥來調(diào)節(jié)流量(當旁路閥全開時，通過傳熱管的空氣流量為所需的最小值，全關時為最大值)。在一定流量下，穩(wěn)定3-5分鐘后分別測量空氣流量、空氣進、出口溫度、換熱器內(nèi)管壁面的溫度（轉(zhuǎn)動各儀表選擇開關讀取t1、t2

和E值，第1個數(shù)據(jù)點必須穩(wěn)定足夠的時間)。(4)重復步驟(3)，在改變流量（共做5～6個空氣流量值，最小、最大流量值必須做。）穩(wěn)定后分別測量空氣的流量，空氣進、處口溫度，壁面溫度。第80頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一(5)整個實驗過程中，加熱電壓可以保持(調(diào)節(jié))不變，也可隨空氣流量的變化作適當?shù)恼{(diào)節(jié)。(6)轉(zhuǎn)換支路，重復步驟（3）的內(nèi)容，進行強化套管換熱器的實驗。測定5～6組實驗數(shù)據(jù)。3.實驗結束(1)關閉加熱器開關。(2)過5分鐘后關閉鼓風機，并將旁路閥全開。(3)切段總電源。(4)若需幾天后再做實驗，應將電加熱釜和冰水保溫瓶中的水放干凈。第81頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一六、實驗數(shù)據(jù)處理（DataAnalysis-Calculation）

1.空氣流量的計算

在實驗條件下傳熱管內(nèi)的空氣流量V(m3/h)則需按下式計算:

式中，V—實驗條件（管內(nèi)平均溫度）下的空氣流量，m3/h；tm—管內(nèi)平均溫度，℃；t1—傳熱內(nèi)管空氣進口溫度，℃。第82頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.溫度測量與計算

管外壁面平均溫度Tw(℃)由數(shù)字式毫伏計測出對應的熱電勢E(mv)，再由E根據(jù)公式:Tw(℃)=8.5＋21.26×E(mv)

計算得到。第83頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.實驗前將加熱器內(nèi)的水加到指定位置，防止電熱器干燒損壞電器。2.剛剛開始加熱時，加熱電壓在(180V)左右。3.由于采用熱電偶測溫，所以實驗前要檢查冰桶中是否有冰水混合物共存。檢查熱電偶的冷端，是否全部浸沒在冰水混合物中。4.檢查蒸汽加熱釜中的水位是否在正常范圍內(nèi)。特別是每個實驗結束后，進行下一實驗之前，如果發(fā)現(xiàn)水位過低，應及時補給水量。七、注意事項(Precautions)第84頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一5.必須保證蒸汽上升管線的暢通，即在給蒸汽加熱釜電壓之前，兩蒸汽支路控制閥之一必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應先開啟需要的支路閥，再關閉另一側，且開啟和關閉控制閥必須緩慢，防止管線截斷或蒸汽壓力過大突然噴出。6.必須保證空氣管線的暢通，即在接通風機電源之前，兩個空氣支路控制閥之一和旁路調(diào)節(jié)閥必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應先關閉風機電源，然后開啟和關閉控制閥。第85頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一八、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)1.普通換熱的原始數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)結果表（換熱量、傳熱系數(shù)、各準數(shù)以及重要的中間計算結果）、準數(shù)關聯(lián)式的回歸過程（以lgRe為橫坐標，以lgNu/Pr0.4為縱坐標作圖，求出準數(shù)關聯(lián)式系數(shù)）、結果與具體的回歸方差分析，并以其中一組數(shù)據(jù)的計算舉例。2.強化換熱的原始數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)整理表（換熱量、傳熱系數(shù)、各準數(shù)和強化比，包括重要的中間計算結果）、準數(shù)關聯(lián)式的回歸結果。第86頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯套管換熱器double-pipeheatexchanger/5dQbl//paip//hi:t//iks5tFeindVE/強制對流forcedconvection/fC:st//kEn5vekFEn/傳熱速率heattransferrate/hi:t//trAns5fE://reit/熱通量(熱流密度)heatflux/hi:t//flQks/總傳熱系數(shù)overallheattransfercoefficient/5EuvErC:l//hi:t//trAns5fE://kEui5fiFEnt/對數(shù)平均溫差logarithmicmeantemperaturedifference/lC^E5riWmik,//mi:n,min//5tempritFE(r)//5difErEns/第87頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一算術平均溫差arithmeticmeantemperaturedifference/E5riWmEtik/并流(同向流)co-currentflow/kEu//5kQrEnt//flEu/逆流countercurrentflow/5kauntE7kQrEnt//flEu/錯流crossflow/krCs//flEu/傳熱單元數(shù)(NTU)numberofheattransferunits傳熱單元高度(HTU)heightofheattransferunits傳熱膜系數(shù)filmheattransfercoefficient/film//hi:t//trAns5fE://kEui5fiFEnt/第88頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一TheexperimentsgoalsaretofamiliarizethestudentswiththeconceptsofReynoldsandNusseltnumbers,andhowthesedimensionlessgroupsfullycharacterizetheheattransportprocess.Thestudentsshould,forexample,beabletoidentifyasimplecorrelationwhichaccuratelyaccountsfortheobervedlog-meantemperaturechangesofthefluids.Thisexperimentshouldtie-inwiththeoriesofheattransporttaughtinthesecondtransportcourse.Introduction第89頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.7連續(xù)精餾實驗

(ContinuousDistillation)

第90頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1.利用計算機采集和控制系統(tǒng)具有的快速、大容量和實時處理的特點，進行精餾過程多實驗方案的設計，并進行實驗驗證，以掌握實驗研究的方法。2.學會識別精餾塔內(nèi)出現(xiàn)的幾種操作狀態(tài)，并分析這些操作狀態(tài)對塔性能的影響。3.學習精餾塔性能參數(shù)的測量方法，并掌握其影響因素。4.測定精餾過程的動態(tài)特性，提高學生對精餾過程的認識。第91頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗內(nèi)容(Assignment)1.研究開車過程中，精餾塔在全回流條件下，塔頂溫度等參數(shù)隨時間的變化情況。2.測定精餾塔在全回流、穩(wěn)定操作條件下，塔體內(nèi)溫度沿塔高的分布。3.測定精餾塔在全回流和某一回流比連續(xù)精餾時，穩(wěn)定操作后的全塔理論塔板數(shù)、總板效率、單板效率。第92頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一4.在部分回流、穩(wěn)定操作條件下：(1)測定塔體內(nèi)溫度沿塔高的分布和塔頂濃度隨回流比的變化情況。(2)測定塔體內(nèi)溫度沿塔高的分布和塔頂濃度隨進料流量的變化情況。(3)測定塔體內(nèi)溫度沿塔高的分布和塔頂濃度隨進料組成的變化情況。(4)測定塔體內(nèi)溫度沿塔高的分布和塔頂濃度隨進料熱狀態(tài)的變化情況。第93頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗原理(Theory)部分回流時，進料熱狀況參數(shù)的計算式為

q=[Cpm(tbp－tF)+rm]/rm

式中：tF―進料溫度，℃；

tbp―進料的泡點溫度，℃；

Cpm―進料液體在平均溫度(tF+tbp)/2下的比熱，kJ/(kmol.℃)；

rm―進料液體在其組成和泡點溫度下的汽化潛熱，kJ/kmol。

第94頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/(kmol.℃)rm=r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol式中：Cp1、Cp2―分別為純組分１和組分２在平均溫度下的比熱，kJ/(kg.℃)；r1、r2―分別為純組分１和組分２在泡點溫度下的汽化潛熱，kJ/kg；M1、M2―分別為純組分１和組分２的kmol質(zhì)量，kg/kmol；x1、x2―分別為組分１和組分２在進料中的摩爾分數(shù)。第95頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗裝置(ExperimentalEquipment)1-進料槽2-進料泵3-進料加熱器4-塔釜取樣口5-塔釜6-塔頂取樣口7-回流比控制器第96頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一五、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)一.實驗前準備工作

1.將與阿貝折光儀配套的超級恒溫水浴調(diào)整運行到所需的溫度，并記下這個溫度(30℃)。30℃下質(zhì)量分率與阿貝折光儀讀數(shù)之間關系可按下列回歸式計算:

Ｗ＝58.844116－42.61325×nD，其中Ｗ為乙醇的質(zhì)量分率，nD為折光指數(shù)。檢查取樣用的注射器和擦鏡頭紙是否準備好。第97頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.檢查實驗裝置上各個旋塞、閥門均應處于關閉狀態(tài)，電流、電壓表及電位器位置均應為零。3.用化學或分析純配制一定濃度(質(zhì)量濃度20％左右)的乙醇─正丙醇混合液，倒入高位瓶。4.打開進料轉(zhuǎn)子流量計的閥門，向精餾釜內(nèi)加料到指定的高度，而后關閉流量計閥門。第98頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二.人工實驗操作1.全回流操作（1）打開塔頂冷凝器的冷卻水，冷卻水量要足夠大(約8L/min)。（2）記下室溫值。接上電源閘（220V），按下裝置上總電源開關。（3）調(diào)解電位器至75-85V左右(如：按加熱電壓的SET鍵30s，設定SU為75，開電加熱開關)，待塔板上建立液層時，可適當加大電壓(如100V)，使塔內(nèi)維持正常操作。（4）待各塊塔板上鼓泡均勻后，保持加熱釜電壓不變，在全回流情況下穩(wěn)定20分鐘左右，期間仔細觀察全塔傳質(zhì)情況，待操作穩(wěn)定后，用注射器分別在塔頂、塔釜取樣口同時取樣，用阿貝折射儀分析樣品濃度。第99頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一2.部分回流操作（1）打開塔釜冷卻水，冷卻水流量以保證釜餾液溫度接近常溫為準。（2）調(diào)節(jié)進料轉(zhuǎn)子流量計閥，以1.5-2.0(L/h)的流量向塔內(nèi)加料，用回流比控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)回流比R＝4（開回流比開關，按SET鍵30s，調(diào)至表上顯示0104，即回流時間4s，產(chǎn)品流出時間1s）；餾出液收集在塔頂容量管中。（3）塔釜產(chǎn)品經(jīng)冷卻后由溢流管流出，收集在容器內(nèi)。（4）待操作穩(wěn)定后，觀察板上傳質(zhì)狀況，記下加熱電壓、電流、塔頂溫度等有關數(shù)據(jù)，整個操作中維持進料流量計讀數(shù)不變，用注射器取下塔頂、塔釜和進料三處樣品，用折光儀分析樣品濃度并記錄進原料液的溫度(室溫)。第100頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.結束實驗（1）檢查數(shù)據(jù)合理后，停止加料并將加熱電壓調(diào)為零，關閉回流比調(diào)節(jié)器開關。（2）根據(jù)物系的t-x-y平衡關系（見附表三），確定部分回流下進料的泡點溫度。（3）停止加熱后10分鐘，關閉冷卻水，一切復原。第101頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三.計算機采集和控制1.將乙醇和正丙醇(化學純)混合液乙醇體積濃度在(15-25%)2500mL倒入高位槽中，打開轉(zhuǎn)子流量計，將混合液加入到再沸器指定位置。向塔頂冷凝器，塔底冷卻器通入冷卻水。2.全回流操作：接通設備總電源，按下（打開）控制面板上的電加熱開關，開啟計算機，啟動精餾塔控制軟件，單擊“操作狀態(tài)/全回流”，計算機提示設置參數(shù)：電壓，85（加熱＜160V，開始加熱時在75-100V），單擊“確定”。單擊“操作狀態(tài)/開始實驗”。待塔內(nèi)操作穩(wěn)定后，測定出全回流條件下塔體溫度分布和塔頂溫度動態(tài)響應曲線并確定操作的穩(wěn)定時間。第102頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.部分回流操作：按下（打開）控制面板上的回流比開關，計算機提示設置參數(shù)：電壓，100；進料量，1-2L/h；回流比（即回流時間：產(chǎn)品流出時間，s），4~16，單擊“確定”。單擊“操作狀態(tài)/部分回流”以及“操作狀態(tài)/開始實驗”。隨后進行連續(xù)精餾操作，計算機自動操作得出實驗結果。4.實驗結束時，單擊“操作狀態(tài)/結束實驗”。按照計算機的要求退出控制程序并關機。關閉選擇開關，閉總電源，在無上升蒸氣后關閉冷卻水。實驗完畢，一切復原。第103頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.實驗過程中要注意安全，實驗所用物系是易燃物品，操作過程中避免灑落以免發(fā)生危險。嚴禁干燒加熱器，以免發(fā)生觸電事故。2.本實驗設備加熱功率由電位器來調(diào)解，故在加熱時應注意不要過快，以免發(fā)生爆沸(過冷沸騰)，使釜液從塔頂沖出。若遇此現(xiàn)象應立即斷電，重新加料到指定液面，再緩慢升電壓，重新操作。升溫和正常操作中釜的電功率不能過大。六、注意事項(Precautions)第104頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.開車時先開冷卻水，再向塔釜供熱，停車時則反之。4.為便于對全回流和部分回流的實驗結果(塔頂產(chǎn)品和質(zhì)量)進行比較，應盡量使兩組實驗的加熱電壓及所用料液濃度相同或相近。連續(xù)開出實驗時，在做實驗前應將前一次實驗時留存在塔釜、塔頂和塔底產(chǎn)品接受器內(nèi)的料液均倒回原料液瓶中。第105頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.畫出全回流條件下，塔頂溫度隨時間的變化曲線。2.畫出精餾塔在全回流和部分回流穩(wěn)定操作條件下，塔體內(nèi)溫度和濃度沿塔高的分布曲線。3.計算出全回流和部分回流條件下的總板效率。4.寫出選做的實驗結果。七、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)第106頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.在精餾操作過程中，回流溫度發(fā)生波動，對操作會產(chǎn)生什么影響？2.在板式塔中，氣體、液體在塔內(nèi)流動中，可能會出現(xiàn)幾種操作現(xiàn)象？3.如何判斷精餾塔內(nèi)的操作是否正常合理？4.如何判斷塔內(nèi)的操作是否處于穩(wěn)定狀態(tài)？八、思考題（Questions）第107頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯連續(xù)蒸餾continuousdistillation/kEn5tinjuEs//7disti5leiFEn/餾出液distillate/5distilit,-leit/殘液residue/5rezidju:/精餾rectification/7rektifi5keiFEn/第108頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一精餾段rectificationsection/7rektifi5keiFEn//5sekFEn/提餾段strippingsection/5stripiN//5sekFEn/理論(塔)板，理論級theoreticalstage/WiE5retikEl//steidV/實際(塔)板actualplate/5AktjuEl//pleit/第109頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一再沸器reboiler/ri5bCilE/冷凝器condenser/kEn5densE/操作線operatingline回流比refluxratio/5ri:flQks//5reiFiEu/全回流totalreflux/5tEutl//5ri:flQks/二元混合物binarymixture/5bainEri//5mikstFE/第110頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一篩板sievetray/siv//trei/降液管downcomer/`daun9kQmE(r)/溢流堰overflowweir/5EuvE5flEu//wiE/堰高weirheight/wiE//hait/塔板效率plateefficiency，trayefficiency/pleit//i5fiFEnsi//trei/第111頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一MinimumReportRequirements

UsetheRayleighequation(eqn.11.3-10inGeankopolis)tocalculatethevolumeofliquidleftinthestillafterthefirstpartofthebatchdistillation.Comparebatchcolumnperformanceatrefluxratesof1.0and2.0.Discussandexplainanydifferences,observations,etc.UseMcCabe-Thieleanalysistocomparecontinuouscolumnperformancetotheory.Fullyexplainanydifferences.Calculatetrayefficienciesandexplainyourresultsintermsofyourobservations.第112頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一3.8氣體吸收

（AbsorptionExperiment）

第113頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一一、實驗目的(Objectives)1.了解填料吸收塔的構造并練習操作。2.了解填料塔的流體力學性能。3.了解填料塔的返混。4.學習填料吸收塔傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測定方法。第114頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一二、實驗內(nèi)容(Assignment)1.觀察流體在填料吸收塔的操作狀況，測定△P~u關系曲線并確定液泛氣速。2.測定固定液體流量下，兩種不同氣體流量時，填料吸收塔的傳質(zhì)單元高度、體積吸收系數(shù)和回收率。第115頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一三、實驗原理(Theory)第116頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一四、實驗裝置(ExperimentalEquipment)1-鼓風機2-空氣流量調(diào)節(jié)閥3-空氣轉(zhuǎn)子流量計4-空氣溫度5-液封管6-吸收液取樣口7-填料吸收塔8-氨瓶閥門9-氨轉(zhuǎn)子流量計10-氨流量調(diào)節(jié)閥11-水轉(zhuǎn)子流量計12-水流量調(diào)節(jié)閥13-U型管壓差計14-吸收瓶15-量氣管16-水準瓶17-氨氣瓶18-氨氣溫度20-吸收液溫度21-空氣進入流量計處壓力第117頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一五、實驗方法及步驟

(ExperimentalProcedure)1.測量干填料層(△P/Z)—u關系曲線:

全開調(diào)節(jié)閥2，啟動鼓風機，用閥2調(diào)節(jié)進塔空氣流量，按空氣流量從小到大的順序讀取填料層壓降△P、轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)和流量計處空氣溫度。

2.測量某噴淋量下填料層(△P/Z)─u關系曲線水噴淋量為40L/h時，用上面相同方法讀取填料層壓降△P、轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)和流量計處空氣溫度，并注意觀察塔內(nèi)的操作現(xiàn)象，一旦看到液泛現(xiàn)象時記下對應的空氣轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)。第118頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一⑴選澤適宜的空氣流量和水流量，建議水流量為30L/h。根據(jù)空氣轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)，為保證混合氣體中氨組分為0.02-0.03左右摩爾比，計算出氨氣流量計流量讀數(shù)。(2)先調(diào)節(jié)好空氣流量和水流量，打開氨氣瓶總閥8調(diào)節(jié)氨流量，使其達到需要值。在空氣、氨氣和水的流量不變的條件下，操作一定時間，待基本穩(wěn)定后，記錄各流量計讀數(shù)和溫度，記錄塔底排出液的溫度，并分析塔頂尾氣及塔底吸收液的濃度。(3)尾氣分析方法

a.排出兩個量氣管內(nèi)空氣，使其中水面達到最上端刻度線零點處，并關閉三通旋塞。

b.用移液管向吸收瓶內(nèi)裝入5mL濃度為0.005mol/L左右的硫酸，并加入1─2滴甲基橙指示液。第119頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一

c.將水準瓶移至下方的實驗架上，緩慢地旋轉(zhuǎn)三通旋塞，讓塔頂尾氣通過吸收瓶，旋塞的開度不宜過大，以能使吸收瓶內(nèi)液體以適宜的速度不斷循環(huán)流動為限。從尾氣開始通入吸收瓶起就必需始終觀察瓶內(nèi)液體的顏色，中和反應達到終點時立即關閉三通旋塞，在量氣管內(nèi)水面與水準瓶內(nèi)水面齊平的條件下讀取量氣管內(nèi)空氣的體積。若某量氣管內(nèi)已充滿空氣，但吸收瓶內(nèi)未達到終點，可關閉對應的三通旋塞，讀取該量氣管內(nèi)的空氣體積，同時啟用另一個量氣管，繼續(xù)讓尾氣通過吸收瓶。第120頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一

d.用下式計算尾氣濃度Y2反應式:2NH3

＋H2SO4＝(NH4)2SO4

第121頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.啟動鼓風機前，務必先全開放空閥2。2.做傳質(zhì)實驗時，水流量不能超過40L/h，否則尾氣的氨濃度極低，給尾氣分析帶來麻煩。3.兩次傳質(zhì)實驗所用的進氣氨濃度必需一樣。六、注意事項(Precautions)第122頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.在雙對數(shù)坐標上以空塔氣速u為橫坐標，以單位高度的壓降△P/Z為縱坐標，標繪干填料層(△P/Z)─u關系曲線。2.在對數(shù)坐標上標出不同液體噴淋量下(△P/z)─u關系曲線，確定液泛氣速并與觀察的液泛氣速相比較。3.實驗計算結果與計算示例。七、報告內(nèi)容

(MinimumReportRequirements)第123頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一1.測定KYa和△P有何實際意義？為測定KYa需測哪些數(shù)據(jù)？2.實驗中氣速對KYa及△P有何影響？八、思考題（Questions）第124頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一*核心詞匯填料塔packedcolumn/pAk//5kRlEm/吸收absorption/Eb5sC:pFEn/吸收速率absorptionrate/Eb5sC:pFEn//reit/溶解度solubility/7sClju5biliti/溶液solution/sE5lju:FEn/溶質(zhì)solute/5sClju:t/第125頁，共160頁，2023年，2月20日，星期一溶劑solvent/5sClvEnt/傳質(zhì)速率masstransferrate傳質(zhì)單元數(shù)(NTU)numberofmasstransferunits傳質(zhì)單元高度(HTU)heightofmasstransferunits/hait//mAs//trAns5fE: