导图社区 化工原理实验
这是一个关于化工原理实验的思维导图,主要内容包括了离心泵特性曲线测定,流体流动阻力的测定,板框压滤机过滤常数的测定,套管传热实验吸收与解析实验安装与测试实验。
编辑于2023-02-08 08:20:47 浙江省这是一篇关于赏析词语的思维导图,主要内容包括: 1、结合具体语境,说说文中加点词语的含义(文中“XX”词语指的是什么?) 2、XX词语有什么样的表达效果? 3、XX词语能否删去? 4、XX词语能否改换成XX? 5、某两/三个词的顺序能否调换?
这是一篇关于理清记叙顺序的思维导图,主要内容包括: 1、文章运用了哪种记叙顺序,有什么作用/好处? 2、第X段与第X段能否调换顺序? 3、补叙内容能否删去?
这是一篇关于分析文章线索的思维导图,主要内容包括: 1、本文的线索是什么? 2、线索的作用(“XX”在文中多次出现,有何作用?)。
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化工原理实验
离心泵特性曲线测定
目的
熟悉离心泵的操作方法,了解离心泵的构造及其安装要求
学会离心泵在一定转速下的特性曲线测定方法
明确离心泵特性曲线测定在生产实践中的意义与作用
基本原理
离心泵工作原理 依靠叶轮旋转时产生的离心力输送液体,叶轮内液体受到叶片的推动与叶片一起旋转。在离心力作用下,液体由叶轮中心向叶轮外周运动,并被甩到泵壳的流道中。同时,在叶轮吸入口处形成低压区,使得水池内的液体被不断的吸入和压出,产生连续的输送作用。
保护措施
气缚 在启动离心泵之前,需要向离心泵和吸入管内灌注液体。为了保证灌满液体,安装液面之上的离心泵需在吸入管的进口安装一个单向阀。
正常工作 进口处安装一个过滤器,以拦截液体中的固体杂质进入输送管路中。
汽蚀 离心泵入管阻力要小,进口管路上不能安装流量调节阀,且液体的温度要低。
液体汽化到液化降温,电化学腐蚀,造成震动噪音。
泵的特性曲线
在转速n固定不变的情况下,离心泵实际扬程H、轴功率N轴及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线
最高点:设计点,最高效率点 泵正常工作时,流量应该调节至设计点流量附近,一般在ηmax± 10~20%。 轴功率曲线表明泵的轴功率随流量的增大而增大,为了降低离心泵的启动负荷,启动前应先关闭流量调节阀,等启动后再缓缓打开;否则离心泵的电机会因启动瞬间电流过大而烧毁。
反映出泵的运行性能,可作为选择离心泵的依据
工艺流程
数据处理
流量Q 由涡轮流量计测得
扬程H~Q曲线
轴功率N轴~Q曲线
泵效率η~Q曲线
泵的功率
有效功率(泵对流体作的实际功):单位时间内流体经过泵时所获的的实际机械能
轴功率:单位时间内泵轴从电机得到的机械能
离心泵特性曲线的修正
实际操作中,感应电动机在负载转矩改变时,其转速也会发生略微变化; 需将试验实测数据换算为某一转速n2(一般取2900rpm)下的数据。 流量Q、扬程H、轴功率N轴改变,而效率η基本保持不变
比例定律
应用条件
换算关系
注意事项
启动离心泵前确保阀MV101处于全开状态
启动离心泵前需要向离心泵及进口管路内引水排气
离心泵在启动前需要将流量调节阀MV102关闭,功率表开关拨至“关”,防止离心泵的电机和功率表被烧毁,同时应避免离心泵长时间(<5min)空载或低负荷运转
请勿改变变频器的参数设置
请勿改变无纸记录仪的参数设置
如果实验装置长时间不使用时,请将各容器和管道内的液体排空
思考题
流体流动阻力的测定
板框压滤机过滤常数的测定
目的
通过实验,加深对过滤单元操作的理解,掌握压滤操作的全过程:调料、组装、过滤、洗涤(吹气)、卸料、洗涤等实际操作
学习并掌握过滤方程式中常数K、qe及θe的测定方法
了解板框压滤机的结构特点
熟悉板框压滤机的实验流程,以及流程中各机械设备的基本结构和作用
基本原理
过滤机理
基本概念
过滤 分离液固或者气固非均相混合物的常用方法 利用过滤介质,使只能通过液体或气体而不让固体颗粒通过,从而实现分离 推动力有重力、压力(或真空)、离心力
滤浆:待分离的悬浮液
滤液:透过过滤介质得到的清液
滤饼:截留在过滤介质上的颗粒层
过滤介质
过滤过程的基本构件,用来截留非均相混合物中的固体颗粒等多孔性物质
常用:织物介质(如滤布)、多孔固体介质(素烧陶瓷、烧结金属等)、堆积介质(木炭、石棉粉等)、多孔膜(由高分子材料制成)等
过滤设备
常见典型:板框压滤机、加压叶滤机、转筒真空过滤机等
新型:板式密封过滤机、卧式密封过滤机、排渣过滤机、袋式过滤机和水平纸板精滤机等
过滤机理
滤饼过滤:固体颗粒在过滤介质的表面积累,在很短时间内发生架桥现象,不断沉积的滤饼层也起到了过滤介质的作用,颗粒在滤层表面被拦截下来
深层过滤:固体离子在过滤介质的孔隙内被截留,分离过程发生在过滤介质的内部
实际过滤:两种机理同时发生或前后发生
影响过滤速度的主要因素:势能差(△P)、滤饼厚度、滤饼和悬浮液性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等
工艺流程
数据处理
过滤基本方程式
滤饼的可压缩性系数S
注意事项
装置I
A和B槽交替使用,不能同时使用
压缩空气调节阀V1不可过高,否则高压危险
如果配料槽内有一定的滤浆,不必急于添加碳酸钙,视配料槽现有料浆的比重大小决定是否添加
测量比重时,要把盛满滤浆量筒拿在配料槽的上方,将玻美计轻轻放入待测的滤浆中,待玻美计在滤浆中稳定后读数,操作者的视线同玻美计的刻度平齐,量筒内的滤浆倒回配料槽
注意安全,不可让头发卷入搅拌电机中
1#不能自主取下;在1#框和2#板间加一块带孔的硅胶垫片,10#板和11#框间加一块无孔的硅胶垫片
安装时,滤布的孔要对准滤框的孔,滤布表面要平整,不能有褶皱,以免漏液
装置II
注意防止顶盖边缘毛刺伤手,若配料桶内已有部分滤浆,要使用玻美计测定比重后视情况确定是否需要继续添加CaCO3
搅拌气量不可过大,防止料浆从配料槽中溅出
测量比重时,要把盛满滤浆量筒拿在配料槽的上方,将玻美计轻轻放入待测的滤浆中,待玻美计在滤浆中稳定后读数,操作者的视线同玻美计的刻度平齐,量筒内的滤浆倒回配料槽
滤布的孔务必与垫片的孔对齐
用螺杆压紧时,千万不要把手压伤,先慢慢转动手轮使板框合上,然后再压紧
要事先熟悉量筒刻度,不要打碎量筒,过滤过程中滤液的液面会有波动
思考题
套管传热实验
吸收与解吸实验
目的
熟悉填料塔的构造与操作
观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线
掌握总传质系数的测定方法并分析影响原因
学习气液连续接触式填料塔的操作,了解利用传质速率方程处理传质问题的方法
基本原理
吸收与解吸
吸收:利用气体混合物中各组分在液体中溶解度的差异,用液体吸收剂分离气体混合物的单元操作,溶质溶于吸收剂中得到溶液的过程
解吸:溶质从吸收液中释放出来,得到纯净溶质或者使得吸收剂再生后循环使用
吸收的应用
回收混合物气体中有价值的组分
除去有害组分,净化气体
制备某种气体的溶液
治理工业废气
吸收的分类
化学反应 物理吸收、化学吸收
吸收组分数 单组分吸收、多组分吸收
温度变化 等温吸收、非等温吸收
填料塔
填料塔流体力学特性
填料作用
气液接触媒介,提供气液传质界面,有利于增大吸收速率,关系着吸收设备的生产能力、分离效率以及操作弹性
对液体:为向下流动的液体起到支撑作用,使其沿着填料表面分散成大面积的液膜,提供充足的相接触面积
对气体:其几何结构使得填料床层的空隙方向不断改变,导致气体湍动增强,减小传质阻力,提高传质速率
填料分类
散堆填料 拉西环、鲍尔环等
规整填料 波纹型(垂直、水平);非波纹型(栅格型、绕圈型)
填料的性能参数
比表面积α:单位体积填料具有的表面积
空隙率ε:单位体积填料具有的空隙体积
填料因子φ:填料比面积与空隙率三次方的比值
填料个数n:单位体积填料个数
填料的性能要求
比表面积必须大;空隙率必须大
液体均匀分布性能好,以避免液体的沟流及壁流
气体在填料层中分布均匀,压降均衡,无死角
制造简便,造价低廉;足够的机械性能
对液体和气体具有化学稳定性
工艺流程
数据处理
流体力学性能测试部分
传质部分数据处理
注意事项
实验过程中防止水倒灌,注意开和关阀门顺序
计算出每次测量的压降,务必湿填料时的压降大于干填料时的压降
传质需要时间,不能调好操作条件后立即取样,等待15~20min后取样
数据处理时,亨利常数E的计算需要带入贫氧水的温度,而非空气的温度,且单位为℃
思考题
全+部分回流精馏实验
安装与测试实验
干燥实验
目的
了解对流厢式干燥器的基本结构、工艺流程及操作方法
掌握物料干燥速率的测定方法,并作出恒定干燥条件下干燥速度曲线:Ui-Xi图
掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法
了解影响干燥速度曲线的因素
基本原理
去湿
从湿的固体物料中除去水或者有机溶剂等湿分
主要方法:机械去湿法、吸附去湿法、热能去湿法(干燥)
干燥
干燥操作是采用某种方式将热量传给含水物料,使含水物料中的水分蒸发分离的操作,同时伴有传质和传热,过程比较复杂,目前仍依赖于实验解决干燥问题。
恒定干燥条件下的干燥操作:用大量空气来干燥少量的物料,可认为湿空气在干燥过程中温度、湿度、气流速度和湿空气与物料的接触方式不变
分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电干燥
干燥曲线
干燥过程分析
预热阶段
恒速干燥阶段(表面汽化控制):去除非结合水
降速干燥阶段(内部扩散控制):去除结合水和部分非结合水 临界湿含量Xc
工艺流程
数据处理
Gc=G干燥-G框-(0.2~0.5)
注意事项
实验开始时,必须先开风机,后开加热器;实验结束后,必须先关加热器,再关风机,否则加热管可能会被烧坏
任何时候都不允许把风速调节阀完全关闭,避免因空气没有流动致使其过热而引起损毁
质量传感器是非常精密的仪器,其负荷量仅为300g,放取毛毡时务必小心,需在实验指导老师的指导下轻拿轻放,绝对不能下拉或用力上提,否则会完全损坏质量传感器导致不能使用
思考题