化工原理仿真实验思考题
化工原理下仿真实验思考题
精馏实验
1、精馏操作回流比:C
A、越大越好
B、越小越好
C、以上两者都不对
2、精馏段与提馏段的理论板:D
A、精馏段比提馏段多
B、精馏段比提馏段少
C、两者相同
D、不一定
3、当采用冷液进料时,进料热状况q值:A
A、q>1
B、q=1
C、0 D、q=0 E、q<0 4、全回流在生产中的意义在于：ABC A、用于开车阶段采用全回流操作 B、产品质量达不到要求时采用全回流操作 C、用于测定全塔效率 5、精馏塔塔身伴热的目的在于：B A、减小塔身向环境散热的推动力 B、防止塔的内回流 C、加热塔内液体 6、全回流操作的特点有：A A、F=0，D=0，W=0 B、在一定分离要求下NT最少 C、操作线和对角线重合 7、本实验全回流稳定操作中，温度分布与哪些因素有关？A A、当压力不变时，温度分布仅与组成的分布有关 B、温度分布仅与塔釜加热量有关系 C、当压力不变时，温度分布仅与板效率、全塔物料的总组成及塔顶液与釜液量的摩尔量的比值有关 8、判断全回流操作达到工艺要求的标志有：AC A、浓度分布基本上不随时间改变而改变 B、既不采出也不进料 C、温度分布基本上不随时间改变而改变 9、塔压降变化与下列因素有关：AB A、气速 B、塔板型式不同 10、如果实验采用酒精-水系统塔顶能否达到98%（重量）的乙醇产品？(注:95.57%酒精-水系统的共沸组成)CD A、若进料组成大于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精 B、若进料组成大于95.57% 塔釜可达到98%以上的酒精 C、若进料组成小于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精 D、若进料组成大于95.57% 塔顶不能达到98%以上的酒精 11、冷料回流对精馏操作的影响为：A A、XD增加，塔顶T降低 B、XD增加，塔顶T升高 C、XD减少，塔顶T升高 12、当回流比R A、不能操作 B、能操作，但塔顶得不到合格产品 13、在正常操作下，影响精馏塔全效率的因素是：A A、物系，设备与操作条件 B、仅与操作条件有关 C、加热量增加效率一定增加 D、加热量增加效率一定减少 E、仅与物系和设备条件有关 14、精馏塔的常压操作是怎样实现的？C A、塔顶连通大气 B、塔顶冷凝器入口连通大气 C、塔顶成品受槽顶部连通大气 D、塔釜连通大气 E、进料口连通大气 15、全回流操作时，回流量的多少受哪些因素的影响？A A、受塔釜加热量的影响 B、受塔顶冷剂量的影响 16、为什么要控制塔釜液面高度？ABC A、为了防止加热装置被烧坏 B、为了使精馏塔的操作稳定 C、为了使釜液在釜内有足够的停留时间 D、为了使塔釜与其相邻塔板间的足够的分离空间 E、为了使釜压保持稳定 17、塔内上升气速对精馏操作有什么影响？BCE A、上升气速过大会引起漏液 B、上升气速过大会引起液泛 C、上升气速过大会造成过量的液沫夹带 D、上升气速过大会造成过量的气泡夹带 E、上升气速过大会使塔板效率下降 18、板压降的大小与什么因素有关？AB A、与上升蒸气速度有关 B、与塔釜加热量有关 填空题 1、部分回流操作时，不需要采集原料液的样品，这是因为：全回流时已经采集了原料液的 样品。 2、在部分回流的操作中，应将回流比调整到一个固定数值，这个数值的选取范围是：2~2.5 3、半段部分回流操作过程以纪念馆稳定的条件有：再沸器压力，回流液流量，产品流量均 以稳定。 4、如图所示，欲将原料液送入再沸器，开启输液泵后，应如何调整送液路上的阀门？打开 1号阀门。 5、需要测量视比重的样品有：全回流操作的原料，产品，残夜;部分回流操作的产品和残夜。 6、步骤：配制原料液——将原料液送入再沸器——加热原料液——打开冷水——全回流操 作——部分回流操作——测量样品的视比重 气体扩散系数实验 1、下面操作正确的是。AD A、开始测量数据后，不要改变水浴温度。 B、开始测量数据后，需要改变水浴温度。 C、测量过程中要关闭泵。 D、测量过程中泵要一直开启。 2、实验中使用的游标卡尺的精度为。C A、0.01mm。 B、0.001mm。 C、0.1mm D、1.0mm 填空题 液体扩散系数实验 1、下列操作正确的是。AD A、开始搅拌后应尽快测量数据，否则测量数据不准确。 B、开始搅拌后应等待一段时间后测量数据，否则测量数据不准确。 C、测量数据时应该关闭搅拌器，否则测量的电导值会有较大误差。 D、测量中途不要关闭搅拌器，否则测量的电导值会有较大误差。 2、充液的次序是。B A、先充搅拌容器l再充扩散容器。 B、先充扩散容器l再充搅拌容器。 氨水吸收实验 1、下列关于体积传质系数与液泛的关系正确的是：C A、液泛越厉害，Kya越小 B、液泛越厉害，Kya越大 C、Kya随液泛程度先增加后减少 D、Kya随液泛程度无变化 2、正确应用亨利定律与拉乌尔定律计算的过程是：AD A、吸收计算应用亨利定律 B、吸收计算应用拉乌尔定律 C、精馏计算应用亨利定律 D、精馏计算应用拉乌尔定律 3、判别填料塔压降Δp与气速u和喷淋量l的关系：AC A、u越大，Δp越大 B、u越大，Δp越小 C、l越大，Δp越大 D、l越大，Δp越小 4/判断下列诸命题是否正确？C A、喷淋密度是指通过填料层的液体量 B、喷淋密度是指单位时间通过填料层的液体量 C、喷淋密度是指单位时间通过单位面积填料层的液体体积 5、干填料及湿填料压降-气速曲线的特征：AC A/对干填料u增大△P/Z增大 B、对干填料u增大△P/Z不变 C、对湿填料u增大△P/Z增大 D、载点以后泛点以前u增大△P/Z不变 E、泛点以后u增大△P/Z急剧增大 6、测定压降-气速曲线的意义在于：D A、确定填料塔的直径 B、确定填料塔的高度 C、确定填料层高度 D、选择适当的风机 7、测定传质系数kya的意义在于：BC A、确定填料塔的直径 B、计算填料塔的高度 C、确定填料层高度 D、选择适当的风机 8、为测取压降-气速曲线需测下列哪组数据？C A、测流速、压降和大气压 B、测水流量、空气流量、水温和空气温度 C、测塔压降、空气转子流量计读数、空气温度、空气压力和大气压 9、传质单元数的物理意义为：AC A、反映了物系分离的难易程序 B、它仅反映设备效能的好坏（高低） C、它反映相平衡关系和进出口浓度状况 10、HoG的物理意义为：B A、反映了物系分离的难易程序 B、它仅反映设备效能的好坏（高低） C、它反映相平衡关系和进出口浓度状况 11、温度和压力对吸收的影响为：AB A、T增高P减小，Y2增大X1减小 B、T降低P增大，Y2减小X1增大 C、T降低P增大，Y2增大X1减小 D、T增高P减小，Y2增大X1增大 12、气体流速U增大对KYa影响为：A A、U增大，KYa增大 B、U增大，KYa不变 C、U增大，KYa减少 填空题 1、为期分析需要配制硫酸溶液，用移液管取出的硫酸体积是：1毫升 2、分析尾气时使用的分析盒，在配置硫酸溶液前是否需要清洗？用什么水清洗？答：需要 用蒸馏水清洗。 3、在吸收操作中，“稳定”的含义是：水、空气、氨气流量稳定。 4、实验完成后，关闭各流体的顺序是：氨气——空气——水 5、湿式流量计上的空气压力表压和温度应该什么时候读取：尾气分析正在进行的时候读取。 6、氨气减压阀打开的方向：逆时针旋转；空气表压的单位是：mmHg；尾气分析时，在分析盒中与硫酸的反应是;氨气。 丙酮吸收实验 1、下列关于体积传质系数与液泛的关系正确的是：C A、液泛越厉害，Kya越小 B、液泛越厉害，Kya越大 C、Kya随液泛程度先增加后减少 D、Kya随液泛程度无变化 2、正确应用亨利定律与拉乌尔定律计算的过程是：AD A、吸收计算应用亨利定律 B、吸收计算应用拉乌尔定律 C、精馏计算应用亨利定律 D、精馏计算应用拉乌尔定律 3、判别填料塔压降Δp与气速u和喷淋量l的关系：AC A、u越大，Δp越大 B、u越大，Δp越小 C、l越大，Δp越大 D、l越大，Δp越小 4、判断下列诸命题是否正确？C A、喷淋密度是指通过填料层的液体量 B、喷淋密度是指单位时间通过填料层的液体量 C、喷淋密度是指单位时间通过单位面积填料层的液体体积 5、干填料及湿填料压降-气速曲线的特征：AC A、对干填料u增大△P/Z增大 B、对干填料u增大△P/Z不变 C、对湿填料u增大△P/Z增大 D、载点以后泛点以前u增大△P/Z不变 E、泛点以后u增大△P/Z急剧增大 6、测定压降-气速曲线的意义在于：D A、确定填料塔的直径 B、确定填料塔的高度 C、确定填料层高度 D、选择适当的风机 7、测定传质系数kya的意义在于：BC A、确定填料塔的直径 B、计算填料塔的高度 C、确定填料层高度 D、选择适当的风机*/ 8、为测取压降-气速曲线需测下列哪组数据？C A、测流速、压降和大气压 B、测水流量、空气流量、水温和空气温度 C、测塔压降、空气转子流量计读数、空气温度、空气压力和大气压 9、传质单元数的物理意义为：AC A、反映了物系分离的难易程序 B、它仅反映设备效能的好坏（高低） C、它反映相平衡关系和进出口浓度状况 10、HoG的物理意义为：B A、反映了物系分离的难易程序 B、它仅反映设备效能的好坏（高低） C、它反映相平衡关系和进出口浓度状况 11、温度和压力对吸收的影响为：AB A、T增高P减小，Y2增大X1减小 B、T降低P增大，Y2减小X1增大 C、T降低P增大，Y2增大X1减小 D、T增高P减小，Y2增大X1增大 12、气体流速U增大对KYa影响为：A A、U增大，KYa增大 B、U增大，KYa不变 C、U增大，KYa减少 流化床实验 1、固体流态化的过程包括ABD A、固定床 B、流化床 C、移动床 D、气力输送 2、下列叙述正确的是BC A、固体颗粒层用气体进行的流态化的形式为散式流态化 B、固体颗粒层用气体进行的流态化的形式为聚式流态化 C、固体颗粒层用液体进行的流态化的形式为散式流态化 D、固体颗粒层用液体进行的流态化的形式为聚式流态化 3、聚式流化床的不正常操作现象主要有沟流与节涌，其中沟流产生的原因BCD A、颗粒粒度大 B、颗粒粒度小 C、气流速度小 D、分布板开孔率小 4、聚式流化床的不正常操作现象主要有沟流与节涌，其中节涌产生的原因为ABD A、颗粒粒度大 B、气流速度大 C、气流速度小 D、床层高径比大 5在实验过程中，空气经过预热器后，未发生变化的参数为C A、干球温度 B、湿球温度 C、湿度 D、饱和湿度 6、在实验过程中，测得的床层温度与物料表面温度较为近似，在恒速干燥阶段，其值与下列选项中的哪些参数相同：BC A、干球温度 B、湿球温度 C、绝热饱和湿度 D、露点 7、在干燥过程中，若增加干燥介质空气的流速，则有ABD A、气速增加，物料的干燥速度变大 B、气速增加，临界湿含量的值变大 C、气速增加，平衡湿含量的值变小 D、气速增加，平衡湿含量的值不变 8、在实验过程中，若进口空气的性质恒定，预热器的出口温度越高，则BD A、干燥速度越低 B、干燥速度越高 C、临界湿含量越低 D、临界湿含量越高 9、在降速干燥阶段，若空气的干球温度为t，湿球温度为tW，露点为td，物料表面温度为tm，则有D A、tm = t B、tm = td C、tm = tw D、tm > tw 10、在干燥过程中，若待干燥物料一定，改变干燥介质空气的性质，下列参数不发生变化的是B A、平衡水分 B、结合水分 C、自由水分 D、干燥速度 洞道干燥实验 1、空气湿度一定时，相对湿度φ与温度T的关系是：B A、T越大，φ越大 B、T越大，φ越小 C、T与φ无关 2、临界含水量与平衡含水量的关系是：A A、临界含水量>平衡含水量 B、临界含水量=平衡含水量 C、临界含水量<平衡含水量 3、下列关于干燥速率u的说法正确的是：B A、温度越高，u越大 B、气速越大，u越大 C、干燥面积越大，u越小 4、干燥速率是：B A、被干燥物料中液体的蒸发量随时间的变化率 B、被干燥物料单位表面积液体的蒸发量随时间的变化率 C、被干燥物料单位表面积液体的蒸发量随温度的变化率 D、当推动力为单位湿度差时, 单位表面积上单位时间内液体的蒸发量 5、若干燥室不向外界环境散热时，通过干燥室的空气将经历什么变化过程？BC A、等温过程 B、绝热增湿过程 C、近似的等焓过程 D、等湿过程 6、本实验中如果湿球温度计指示温度升高了，可能的原因有：AB A、湿球温度计的棉纱球缺水 B、入口空气的焓值增大了，而干球温度未变 C、入口空气的焓值未变，而干球温度升高了 7、本实验装置采用部分干燥介质（空气）循环使用的方法是为了：A A、在保证一定传质推动力的前提下节约热能 B、提高传质推动力 C、提高干燥速率 8、本实验中空气加热器出入口相对湿度之比等于什么？C A、入口温度：出口温度 B、出口温度：入口温度 C、入口温度下水的饱和和蒸气压：出口温度下水的饱和蒸气压 D、出口温度下水的饱和和蒸气压：入口温度下水的饱和蒸气压 9、物料在一定干燥条件下的临界干基含水率为：B A、干燥速率为零时的干基含水率 B、干燥速率曲线上由恒速转为降速的那一点上的干基含水率 C、干燥速率曲线上由降速转为恒速的那一点上的干基含水率 D、恒速干燥线上任一点所对应的干基含水率 10、等式(t-tw)a/r=k (Hw-H)在什么条件下成立？ABC A、恒速干燥条件下 B、物料表面温度等于空气的湿球温度时 C、物料表面温度接近空气的绝热饱和和温度时 D、降速干燥条件下 E、物料升温阶段 11、下列条件中哪些有利于干燥过程进行？ABC A、提高空气温度 B、降低空气湿度 C、提高空气流速 D、提高入口空气湿度 12、若本实验中干燥室不向外界散热，则入口和出口处空气的湿球温度的关系是：D A、入口湿球球温度>出口湿球温度 B、入口湿球球温度>出口湿球温度 C、入口湿球球温度<出口湿球温度 D、入口湿球球温度=出口湿球温度 填空题 1、开机的顺序是：首先打开电源开关，接着打开加热开关，最后打开继电器开关。 2、给干纸板加水：使纸板完全湿透，并且不能有水滴下。 3、实验开始时，向装置上的天平中加入的砝码质量比湿纸板的质量：少2克。 4、在干燥实验中，干燥室前的干球温度控制在：80度左右 5、关机的顺序：先关加热开关，再关继电器开关，最后关电源开关。 6、测量干纸板的数据有：干纸板的质量 7、试验中，需要控制的因数有：控制干燥室前的干球温度，湿球质量，流量值及向湿球温度计加水。 8、记录干燥时间从：湿纸板置于干燥室门前，当打开干燥室门即开始计时。 9、空气流量的选取范围是：40-50mm 10正确的实验步骤：测量干纸板的尺寸——台式天平调零——称干纸板的质量——干纸板加水——开机前准备——开机顺序——称湿纸板的质量——实验开始——平衡计时——关机顺序 萃取 1．萃取操作所依据的原理是（）不同。 A. 沸点 B. 熔点 C. 吸附力 D. 溶解度 答案：D 2．萃取操作后的富溶剂相,称为（）。 A. 萃取物 B. 萃余物 C. 滤液 D. 上萃物 答案：B 3．油脂工业上,最常来提取大豆油,花生油等的沥取装置为（）。 A. 篮式萃取塔 B. 喷雾萃取塔 C. 孔板萃取塔 D. 填充萃取塔 答案：A 4．萃取液与萃余液的比重差愈大,则萃取效果（）。 A. 愈好 B. 愈差 C. 不影响 D. 不一定 答案：A 5．将植物种籽的籽油提取,最经济的方法是（）。 A. 蒸馏 B. 萃取 C. 压榨 D. 干燥 答案：B 6．萃取操作的分配系数之影响为（）。 A. 分配系数愈大,愈节省溶剂 B. 分配系数愈大,愈耗费溶剂 C. 分配系数愈大,两液体的分离愈容易 D. 分配系数愈小,两液体愈容易混合接触. 答案：C 7．选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,这中萃取剂应具备的性质是( ). A. 溶于水,且必须易与碘发生化学反应 B. 不溶于水,且比水更容易使碘溶解 C. 不溶于水,且必须比水密度大 D. 不溶于水,且必须比水密度小 答案：B 8．在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为（）。 A.浓度比 B.萃取率 C.分配系数 D.分配比 答案：C 9．有4 种萃取剂，对溶质A 和稀释剂B 表现出下列特征，则最合适的萃取剂应选择____ A. 同时大量溶解A 和B B. 对A 和B 的溶解都很小 C. 对A 和B 的溶解都很小 D. 大量溶解B 少量溶解A 答案：D 10．对于同样的萃取相含量，单级萃取所需的溶剂量____ A. 比较小 B. 比较大 C. 不确定 D. 相等 答案：B 11．将具有热敏性的液体混合物加以分离常采用______方法 A. 蒸馏 B. 蒸发 C. 萃取 D. 吸收 答案：C 12．萃取操作温度一般选___A__ A. 常温 B. 高温 C. 低温 D. 不限制 干燥 化工原理实验报告 Prepared on 22 November 2020 实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 式中： 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由U 型压差计的液位差可 知） （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 222121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管：内径15mm 。 四、实验操作步骤与注意事项 1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。 2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。 3、打开阀5，观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、将流量控制阀开到一定大小，观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差△h 1…△h 4。要注意其变化情况。继续开大流量调节阀，测压孔正对水流方向，观察并记录各测压管中液位差△h 1…△h 4。 5、实验完毕停泵，将原始数据整理。 实验二 离心泵性能曲线测定 一、实验目的 1. 了解离心泵的构造和操作方法 2. 学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法 化工原理实验模拟试 题4 流体流动阻力实验 一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是： A、只有这样才能保证有充足的供水量。 B、只有这样才能保证位压头的恒定。 C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。 二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为： A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。 B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。 C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。 三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上？ A、一定能。 B、一定不能。 C、只要温度相同就能。 D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。 E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。 四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体？ A、无论什么流体都能直接应用。 B、除水外什么流体都不能适用。 C、适用于牛顿型流体。 五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同，才相同。 C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。 D、放置角度不同，能量损失就不同。 六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是： A、两测压点之间静压头的差。 B、两测压点之间位压头的差。 C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。 D、两测压点之间总压头的差。 E、两测压点之间速度头的差。 七、什么是光滑管？ A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。 C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力 不再减小的管子）。 八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是： A、水流过突然扩大处后静压头增大了。 B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。 C、水流过突然扩大处后总压头增大了。 D、水流过突然扩大处后速度头增大了。 E、水流过突然扩大处后位压头增大了 BCECAAAA 化工原理实验试题3 1、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。 2、在一实际精馏塔内，已知理论板数为5块，F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料，在某一回流比下得到D ＝0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4，现下达生产指标，要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下，增加馏出液产量，有人认为，由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕，因此，完全可以采取操作措施，提高馏出物的产量，并有可能达到D ＝0.56kmol/h ，你认为： （1） 此种说法有无根据？可采取的操作措施是什么？ （2） 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些？ 答：在一定的范围内，提高回流比，相当于提高了提馏段蒸汽回流量，可以降低xW ，从而提高了馏出液的产量；由于xD 不变，故进料位置上移，也可提高馏出液的产量，这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD 化工原理计算机仿真实验 6 计算机仿真实验教学是当代非常重要的一种教学辅助手段，它形象生动且快速灵活， 集知识掌握和能力培养于一体，是提高实验教学效果的一项十分有力的措施。 本套软件系统包括8个单元仿真实验与演示实验： 实验一离心泵仿真实验 实验二阻力仿真实验 实验三传热仿真实验 实验四流体流动形态的观察 实验五柏努利方程演示实验 实验六吸收仿真实验 实验七干燥仿真实验 实验八精馏仿真实验 首先进入要运行的单元操作所在的子目录，待屏幕显示版本信息后，连续按回车键或 空格键直至显示如下菜单： 1.仿真运行 2.实验测评 3.数据处理 4.退出。 根据指导教师要求选择相应的内容进行操作。 1. 当显示菜单后，按“1”键，屏幕显示流程图，并且在屏幕下部显示操作菜单，根据化 工原理实验操作程序的要求，选择操作菜单提示的各项控制点依次进行操作。每项控制点 由数字代码表示，选定后按?或者?键进行开、关或量的调节。每完成一项操作按回车键 又回到主菜单。 当需要记录数据时，按R或W键自动将当前状态的数据记录下来并存入硬盘中，以便 数据处理时调用。 2. 按“2” 键，选择实验测评，此时屏幕显示第一大题，可按?或?键选择每小题进行 回答，选中小题后即在题号左端出现提示符，认为对的按Y键，错的按N键，可以反复按 Y键或N健。测评题目要求全判断，即多项双向选择。做完一大题后，可按PgDn键选择 55 下一大题，也可按PgUp键选上一大题，可对选中的小题进行修改，即更正原先的选择。按 数字“0” 键选择答题总表，以便观察各题解答情况。 整个操作在屏幕下方有详细说明。当做题时间满15分钟或按Ctrl+End键，计算机自动退出并给出测评分数，再接回车键返回主菜单。 3. 化工原理实验报告 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: ? 实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。 ２、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件（如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体,在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔(即测压孔）与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中: 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (ｍ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截 面积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由Ｕ型压差计的液位 差可知) （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 离心泵特性曲线的测定 1.泵壳的作用是：汇集液体 2.轴封的作用是：减少高压液体漏出泵外 3.密封环的作用是：减免高压液体漏回吸入口 4.叶轮的作用是：传递机械能 5.离心泵是由：_叶轮、泵壳、密封环、轴封装置_、和_平衡盘装置五个主要部件所组 成的。 6.离心泵的流量又称为：送液能力 7.泵能给予（1牛顿）_液体的能量称为泵的扬程。 8.每秒钟泵对（输送液体）所作的功，称为有效功率。 9.泵若需自配电机，为防止电机超负荷，常按实际工作的最大流量计算轴功率N，取 （1.1-1.2）N作为选电机的依据。 10.离心泵性能的标定条件是：20℃，101.3kPa的清水 11.为了防止电机烧坏现象发生，启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀。 12.由离心泵的特性曲线可知：流量增大则扬程_减少 13.对应于离心泵特性曲线_____的各种工况下数据值，一般都标注在铭牌上。效率最大。 14.根据生产任务选用离心泵时，一般以泵效率不低于最高____的90%为合理，以降低能 量消耗。效率 15.根据生产任务选用离心泵时，应尽可能使泵在____点附近工作。效率最大 孔板流量计校验实验 1.孔板流量计前后压力: 前>后 2.孔板流量计的孔流系数与流动形态的关系:随Re的减小而减小 3.下列关于孔板流量计的说法正确的是: 构造简单、制造安装方便 流体阻力实验 1.流体流过管件的局部阻力系数主要与下列哪些条件有关：管件的几何形状、流体的Re 数 2.同一直管分别按下列位置摆放 (1)垂直 (2)水平 (3)倾斜同样的流体流动状 态下摩擦阻力关系是：倾斜=水平=垂直 3.在本实验中必须保证高位水槽始终有溢流，其原因是：只有这样才能保证位压头的恒 定 4.本实验中首先需排除管路系统中的空气，是因为：空气的存在，使管路中的水成为不 连续的流体、测压管中存有空气，使测量数据不准确、管路中有空气则其中水的流动不再是单相的流动 填料吸收塔吸收操作及体积吸收系数的测定 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1.了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作。 2.观察填料吸收塔的液泛显现，测定泛点空塔气速。 3.测定填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。 4.测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K Yα。 二、实验装置 1.本实验装置的流程示意图见图5-1。主体设备是内径70毫米的吸收塔，塔内装10×9×1陶瓷拉西环填料。 2.物系是（水—空气—氨气）。惰性气体空气由漩涡气泵提供，氨气由液氨钢瓶供应，吸收剂水采用自来水，它们分别通过转子流量计测量。水葱塔顶喷淋至填料层与自下而上的含氨空气进行吸收过程，溶液由塔底经液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。 1—填料吸收塔2—旋涡气泵3—空气转子流量计4—液氨钢瓶5—氨气压力表6—氨气减压阀7—氨气稳压罐8—氨气转子流量计9—水转子流量计10—洗气瓶11—湿式流量计12—三通旋塞13、14、15、16—U型差压计17、18、19—温度计 20—液位计 图5-1 填料塔吸收操作及体积吸收系数测定实验装置流程示意图 三、基本原理 （一）填料层压力降ΔP 与空塔气速u 的关系 气体通过干填料层时（喷淋密度L =0），其压力降ΔP 与空塔气速u 如图6中直线A 所示，此直线斜率约为1.8，与气体以湍流方式通过管道时ΔP 与u 的关系相仿。如图6可知，当气速在L 点以下时，在一定喷淋密度下，由于持液量增加而使空隙率减小，使得填料层的压降随之增加，又由于此时气体对液膜的流动无明显影响，在一定喷淋密度下，持液量不随气速变化，故其ΔP ~u 关系与干填料相仿。 在一定喷淋密度下，气速增大至一定程度时，随气速增大，液膜增厚，即出现“拦液状态”（如图6中L 点以上），此时气体通过填料层的流动阻力剧增；若气速继续加大，喷淋液的下流严重受阻，使极具的液体从填料表面扩展到整个填料层空间，谓之“液泛状态”（如图6中F 点），此时气体的流动阻力急剧增加。图6中F 点即为泛点，与之相对应的气速称为泛点气速。 原料塔在液泛状态下操作，气液接触面积可达最大，其传质效率最高。但操作最不稳定，通常实际操作气速取泛点气速的60%~80%。 塔内气体的流速以其体积流量与塔截面积之比来表示，称之为空塔气速u 。 Ω = ' V u （1） 式中： u ——空塔气速，m/s V’——塔内气体体积流量，m 3/s Ω——塔截面积，m 2。 实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定 相同，故转子流量计的读数值必须进行校正，校正方法详见附录四。 填料层压降ΔP 直接可由U 型压差计读取，再根据式（1）求得空塔气速u ，便可得到 一系列ΔP ~u 值，标绘在双对数坐标纸上，即可得到ΔP ~u 关系曲线。 （二）体积吸收系数K Y α的测定 1.相平衡常数m 对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系式为： mx y =* （2） 相平衡常数m 与系统总压P 和亨利系数E 的关系如下： 《化工原理》（上册）模拟试卷 一、判断题（对的打√，错的打×，每题1分，共15分） 1. 因次分析的目的在于用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。 2. 边长为0.5m的正方形通风管道，其当量直径为0.5m。 3. 根据流体力学原理设计的流量计中，孔板流量计是恒压差流量计。 4. 当计算流体由粗管进入细管的局部阻力损失时，公式中的流速应该取粗管中 的流速。 5. 离心泵的轴功率随流量的增大而增大。 6. 当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生气缚现象。 7. 对于低阻输送管路，并联优于串联组合。 8. 为了获得较高的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶片。 9. 间歇过滤机一个操作周期的时间就是指过滤时间。 10. 过滤介质应具备的一个特性是多孔性。 11. 过滤常数K与过滤压力无关。 12. 滴状冷凝的给热系数比膜状冷凝的给热系数大，所以工业冷凝器的设计都按 滴状冷凝考虑。 13. 多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差也最小。 14. 对于温度不宜超过某一值的热敏性流体，在与其他流体换热过程中宜采用逆 流操作。 15. 实际物体的辐射能力总是小于黑体的辐射能力。 二、选择题（每题1个正确答案，每题2分，共20分） 1. 当不可压缩流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径 缩小的地方，其静压力（）。 A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 不确定 2. 水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温度升高 时，Re值将（）。 A.变小 B.变大 C.不变 D.不确定 3. 如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差计中 的汞面将（）。 A. 左低右高 B. 等高 C. 左高右低 D. 无法确定 4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（）。 A. 最高效率点对应值 B. 操作点对应值 C. 最大流量下对应值 D. 计算值 5. 操作中的离心泵，将水由水池送往敞口高位槽。若管路条件不变，水面下降（泵能正常工作）时，泵的压头、泵出口处压力表读数和泵入口处真空表读数将分别（）。 A. 变大，变小，变大 B. 变小，变大，变小 C. 不变，变大，变小 D. 不变，变小，变大 6. 在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（） A.粒子几何形状 B.粒子几何尺寸 C.粒子及流体密度 D.流体的流速 7. 当其他条件都保持不变时，提高回转真空过滤机的转速，则过滤机的生产能 力（）。 A.提高 B.降低 C.不变 D.不一定 8. 当间壁两侧流体的对流传热系数存在下列关系α1＜＜α2，则要提高总传热系 数K应采取的有效措施为（）。 A.提高α1 B.提高α2 C.提高α1，降低α2 D.不确定 9. 根据因次分析法，对于强制对流传热，其准数关联式可简化为（） A. Nu＝f（Re，Pr，Gr） B. Nu＝f（Re，Gr） C. Nu＝f（Pr，Re） D. Nu=f（Pr，Gr） 化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测 压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化这一现象说明了什么这一高度的物理意义是 什么 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度为什么 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H /并回 答以下问题： （1） 各H /值的物理意义是什么 答：当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲；当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静；两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。 （2） 对同一测压点比较H 与H /各值之差，并分析其原因。 答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大 （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出2 2 u d l H f ??=λ与 管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u =22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145.036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145 .036004 16.0360042 2=???=???=ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 半 （m/s ） 一、实验目的 1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。 2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3.掌握总传质系数K x a的测定方法并分析其影响因素。 4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、实验原理 本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得K x a=AL a V b的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。 1.填料塔流体力学特性 气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。 图1 填料层压降-空塔气速关系 2.传质实验 填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行。需要完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。 本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。得速率方程式： m p X A x V a K G ???= m p A x X /V G a K ?=? 2 211ln ) 22()11(e e e e m x x x x x x x x x --?---= )x -L(x G 21A = Ω?=Z V p 相关的填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z ?=-Ω=?12 OL OL N Z H = 其中， m x x e OL x x x x x dx N ?-= -=?2 11 2 Ω=a K L H x OL 由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即Kx=kx 。由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数Kxa ，应增大液相的湍动程度。 在y-x 图中，解吸过程的操作线在平衡系下方，在实验是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。 三、实验装置流程 1.基本数据 解吸塔径φ=0.1m,吸收塔径φ=0.032m ，填料层高度0.8m （陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹网填料）和0.83m （金属θ环）。 1、填料吸收实验思考题 （1）本实验中，为什么塔底要有液封液封高度如何计算 答：保证塔内液面，防止气体漏出,保持塔内压力. 设置液封装置时，必须正确地确定液封所需高度，才能达到液封的目的。 U形管液封所需高度是由系统内压力(P1 塔顶气相压力)、冷凝器气相的压力(P2)及管道压力降(h,)等参数计算确定的。可按式(4.0.1-1)计算: H =(P1一P2)Y一h- 式中 H.,- —最小液封高度，m; P1,—系统内压力; P2—受液槽内压力; Y—液体相对密度; h-—管道压力降(液体回流道塔内的管线) 一般情况下，管道压力降(h-)值较小，可忽略不计，因此可简化为 H=(P1一P2)Y 为保证液封效果，液封高度一般选取比计算所需高度加0. 3m-0. 5m余量为宜。 （2）测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义 答：是确定最适宜操作气速的依据 （3）测定Kxa 有什么工程意义 答：传质系数Kxa是气液吸收过程重要的研究的内容，是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一 （4）为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制 答：易溶气体的吸收过程是气膜控制，如HCl，NH3，吸收时的阻力主要在气相，反之就是液膜控制。对于CO2的溶解度和HCl比起来差远了，应该属于液膜控制 （5）当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数 答：液体温度。因为是液膜控制，液体影响比较大。 2对流给热系数测定 1. 答：冷流体和蒸汽是并流时，传热温度差小于逆流时传热温度差，在相同进出口温度下，逆流传热效果大于并流传热效果。 2.答：不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低。并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增大，冷凝压力升高，从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高，还会减少压缩机的使用寿命。应把握好空气的进入，和空气的质量。 3.答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了热阻，降低传热速率。 在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。 4.答：靠近蒸气温度因为蒸气冷凝传热膜系数远大于空气膜系数。 5. 答：基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t均增加，其它参数不变，故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。 3、离心泵特性曲线测定 1、关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机。 2、离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 3、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置，很好用的。 4、当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。 5、不合理，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性 6、本题是研究密度对离心泵有关性能参数的影响。由离心泵的基本方程简化式可以看出离心泵的压头，流量、效率均与液体的密度无关，但泵的轴功率随流体密度增大而增大即：密度增大N增大，又因为其它因素不变的情况下Hg↓而安装高度减小。 4、流体流动阻力的测定 1、是的，因为由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。 2、在流动测定中气体在管路中，对流动的压力测量产生偏差，在实验中一定要排出气体，让流体在管路中流动，这样流体的流动测定才能准确。当流出的液体无气泡是就可以证明空气已经排干净了。 流体流动阻力实验 一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是： A、只有这样才能保证有充足的供水量。 B、只有这样才能保证位压头的恒定。 C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。 二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为： A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。 B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。 C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。 三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上 A、一定能。 B、一定不能。 C、只要温度相同就能。 D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。 E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。 四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体 A、无论什么流体都能直接应用。 B、除水外什么流体都不能适用。 C、适用于牛顿型流体。 五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同，才相同。 C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。 D、放置角度不同，能量损失就不同。 六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是： A、两测压点之间静压头的差。 B、两测压点之间位压头的差。 C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。 D、两测压点之间总压头的差。 E、两测压点之间速度头的差。 七、什么是光滑管 A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。 C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管 子）。 八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是： A、水流过突然扩大处后静压头增大了。 B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。 C、水流过突然扩大处后总压头增大了。 D、水流过突然扩大处后速度头增大了。 E、水流过突然扩大处后位压头增大了 BCECAAAA 化工原理实验仿真软件简介 在教育领域中，计算机不仅是一门学科，而且正逐渐成为有效的教学媒体和教育管理的有力工具。计算机辅助教学是以计算机为媒介，通过学生——计算机之间的交互活动达到教学目的的一种手段。 1. 化工原理实验模拟的发展 实验模拟(Experiment Imitation)是利用计算机的高级图形功能模拟真实的实验环境，通过计算机与操作者之间的交互活动，达到辅助实验教学的目的。实验模拟既是计算机辅助教学的一个重要组成部分，也可以自成体系，这种现代化的新方法，有助于培养学生分析问题、处理问题、解决问题的能力。 化工原理实验模拟系统为辅助化工原理实验教学而设计的软件包。近年来，国内许多高校在化工原理实验模拟方面做了大量的工作，因为化工原理实验模拟必须依托实际的实验装置，而各高校的化工原理实验装置不尽相同，再加上实验模拟投资小、运行费用低、安全、高效等特点，因而受到了高度的重视。北京化工大学早在1985年就开发了一套多功能的单元操作实验模拟软件系统，该系统具有动态画面、音响效果、启发教学、错误处理、自动评分等功能特点。由于开发时间较早，其最大的缺陷是不能独立于西文DOS系统运行，而需要CCDOS 中文汉字系统支撑。华南理工大学开发的化工原理实验模拟系统则较先进，该系统自带中文字库，可以脱离中文汉字系统运行，并且具有窗口式中文界面提示、画面清晰、动画与声响结合。此外，浙江大学开发的化工原理实验模拟系统软件的特点是以该校的实际装置为依托，图像具有3D立体效果。从以上的开发成果可以看出，化工原理实验模拟软件从最初的非中文界面，发展到依托中文操作系统，再发展到自带中文字库脱离汉字操作系统，最后发展到充分利用多媒体技术和3Ｄ图像技术，而且界面日趋友好，功能日渐增多。 2. 化工原理实验模拟的特点 化工原理实验模拟通过计算机模拟真实的实验操作，使学生能快速地掌握如何操作化工单元过程，熟练地测定、整理实验数据，而且可以提高学生对化工原理理论课程的学习兴趣。它具有如下特点： (1) 实验模拟可以模拟传统实验过程，形象生动、简明易懂，既有科学性又富有趣味性，有利于增强教学效果，可在较短的时间内使学生了解化工原理实验单元操作的方法和技巧。 (2) 实验模拟可以快速完成耗费时间很长的实验，并可不断地重复各个实验过程，有利于提高实验教学效果，降低实验运行费用。 (3) 实验模拟可以按实验者的意图任意改变“实验条件”，模拟许多非正常的操作，有利于改善学生在实验装置上操作的安全性。 (4) 实验模拟可以清晰地观察实验的变化规律，使学生获得更多的感性认识，有利于培养学生理论联系实际的能力。 3. 化工原理实验模拟系统的组成 开发化工原理实验模拟系统的目的在于将先进的模拟技术与传统的实验教学相结合，改进实验教学的效果，提高实验教学水平。该模拟系统以基于Windows 实验一伯努利实验 、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利 方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能一一位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒 的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨 擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 2 2 gz 1 -pι We = gz 2 l h f 1 2 2 式中： 乙、Z2 —各截面间距基准面的距离（m U1、U2 ――各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面积求得）（m∕s） R、P2——各截面中心点处的静压力（可由U型压差计的液位差可知）（Pa） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 2 2 gz 1 ? u「?也=gz 2 ? 4 ?卫丄测出通过管路的流量,即可计 2 P 2 P V2 算出截面平均流速V及动压2g ,从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 5 8 7 6 泵额定流量为10L∕min,扬程为8m,输入功率为80W.实验管：内径15mm 四、实验操作步骤与注意事项 1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。 2 、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测 压管水 面是否齐平，若不平则进行排气调平（开关几次）。 3 、打开阀5,观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头 之间的相 互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、将流量控制阀开到一定大小，观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方 向的液 位差△ h ι???A h4。要注意其变化情况。继续开大流量调节阀，测压孔正对 水流方向，观察并记录各测压管中液位差△ h ι???A h4。 5、实验完毕停泵，将原始数据整理。 实验二离心泵性能曲线测定 、实验目的 1. 了解离心泵的构造和操作方法 2.学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法 实验原理 离心泵的主要 功率N 和效率η 泵的扬程用下 性能参数有流量 Q （也叫送液能力）、扬程H （也叫压头）、轴 。 离心泵的特性曲线是 Q-H 、Q-N 及Q- η之间的关系曲线。 式计算： 2 2 He=H 压力表+H 真空表+H o +（u 岀-U 入）∕2g 1 化工原理实验试卷 注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3 ?考试形式：闭卷； 4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间90分钟。 一、填空题 1. 在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 2. 实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 3. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等 4. 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案（1）增加空 气流速（2）在空气一侧加装翅片（3）定期排放不 凝气体。 5. 用皮托管放在管中心处测量时，其U形管压差计的读数R反映管中心处的静压头。 6. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为稀硫酸，指示剂为甲基红。 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，如果达到?， 可能出现液泛，应减 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. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，它主要由取样管、吸收盒和湿式体积流量计组成的，吸收剂为稀硫酸，指示 剂为甲基红。 11. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 12. 在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起） 为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液 位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。 13. 测量流体体积流量的流量计有转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计。 14. 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。 15. 在本实验室的传热实验中，采用套管式换热器加热冷空气，加热介质为饱和水蒸汽，可通过增加空气流量达到提高传热系 数的目的。 16. 在干燥实验中，要先开风机，而后再打开加热以免烧坏加热丝。 17. 在流体流动形态的观察实验中，改变雷诺数最简单的方法是改变流量。 18. （1）离心泵最常用的调节方法是出口阀门调节；（2）容积式泵常用的调节方法是旁路调节。 19. 在填料塔流体力学特性测试中，压强降与空塔气速之间的函数关系应绘在双对 前言 据了解，目前国内好多高校都根据自身的教学需求建立了仿真实验室。典型的有：中国科技大学在仿真实验室的建设和使用方面形成的如物理实验仿真实验软件，广播电视大学物理仿真实验、几何光学设计实验平台、大学物理仿真实验远程教学系统，同济大学建筑学院的可以对建筑景观、结构进行仿真的仿真显示实验室等，化工原理仿真实验现在也有许多高校建立了仿真实验系统，如天津大学化工原理仿真实验，浙江大学化工原理仿真实验。 化工原理仿真实验通过利用计算机图形技术在显示器屏幕上创建一个虚拟的化工原理实验装置环境，通过计算机的输人设备（鼠标或键盘）来表达对实验装置的操作过程，再借助于实验装置的数学模型和计算机的数值计算能力来模拟实验装置各种参数在操作过程的变化，构成了一个有效的仿真实验系统。学习者通过仿真系统的操作，可以对实验过程获得直接的感性体验，尤其对实验步骤和操作程序产生深刻的印象。本次设计以flash软件为平台,对新购置的化工原理实验装置，进行实验装置流程认识、实验操作步骤等内容进行动画设计与仿真模拟,为化工原理实验这一实践教学环节提供辅助教学，以提高实验教学效果与效率。基于flash平台仿真的实验项目有:离心泵性能测定实验、流体阻力实验、传热综合实验。 1 总论 1.1仿真实验的概述 1.1.1 仿真实验的定义 关于“仿真实验”的概念，人们往往从不同层面给予了不同的定义和表述。 从技术层面上看，仿真实验可以表述为：在计算机系统中采用仿真技术、数字建模技术和多媒体技术实现的各种仿真环境的软件，实验者可以像在真实环境中一样完成各种指定的实验项目，所取得的效果也等价甚至优于在真实环境中所取得的效果。 从功能角度来看，仿真实验是一个创造和引导模拟实验的交互环境，也就是实验场所。它可以辅助、部分替代传统实验各操作环节的相关操作环境。以上的解释和定义分别从不同侧面揭示了仿真实验的内涵，为我们更好的把握仿真实验的定义提供了依据。所谓“仿真实验”，是相对于真实实验而存在的，两者的主要差别在于：实验过程中所触及的对象与事物是否真实。在真实实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的；而在仿真实验中，不存在实物形态的实验工具与实验对象，实验过程主要是对虚拟的实验仪器及设备进行操作。 以技能训练为主的实验教学中，相应的辅助软件却甚少。而仿真实验软件正是属于技能领域学习软件。应用于教学的仿真实验软件是以教学理论、计算机技术等为基础，采用面向对象的思想构建的、能实时操作的、非实在的实验空间。在这个环境中，学生可以像在真实环境中一样来完成各种实验项目，其本质是由计算机模拟实现的一个过程，提供一个虚拟的实验环境。 随着现代教育技术的发展，仿真实验已经成为计算机辅助教学的一个新的发展方向，它除了具备计算机辅助教学软件的一般特点之外，主要还有以下特征： ①仿真性 仿真实验中的实验环境和实验仪器具有高度的真实感，学生在计算机上进行操作如同置身于真实的实验环境，对真实的实验仪器进行操作。 ②交互性 仿真实验使实验变成学生与计算机的双向交流，学生利用鼠标或键盘可以自己对仪器进行操作，自由选择实验内容和实验进程等，可以极大地调动学生的学习积极性。 ③开放性、经济性、灵活性化工原理实验仿真选择题
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