2. 在过滤初始阶段，为什么可见滤液是由浑浊变清？

答：过滤介质中微孔通道的直径可能大于悬浮液中部分颗粒直径，因此，过滤初期会有一些小颗粒穿过而使滤液浑浊，但是颗粒会在孔道中迅速地发生“架桥”现象，使小于孔道直径的细小颗粒也能被拦截，并开始形成滤饼，由此滤液变清，过滤才有效进行。 3. 请阐述板框压滤机的优、缺点和适用场合。

答：板框压滤机优点：结构简单、制造方便、占地面积较小过滤面积较小，操作强度高，适应能力强。缺点；间歇操作，生产效率低，劳动强度大，滤布损耗也比较快。适应与中小规模的生产场合。

4. 实验板框压滤机的操作分哪几个阶段？

答:按实验要求配制滤浆 滤浆搅拌 开泵将滤浆打入衡压罐并搅拌 组装板框压滤机

衡压罐加压将滤浆按实验设定的压力打入板框压滤机进行压滤 对设定的单位滤液量进行 计时并记录 过滤结束用衡压水罐的水对滤饼进行清洗 打开板框压滤机取出滤饼并对板框压滤机及管路进行清洗。

5. 若操作压力提高一倍，过滤效率是否增加一倍？

答: 不。根据单位过滤面积获得的滤液体积计算公式可知： q?K??2k?p21?s?，

k—滤浆特性常数，因此相同滤浆和时间 q??p，结论：过滤效率与压力成正比但不成倍数。

???

实验六 管内强制对流传热膜系数的测定

1. 根据实验数据，列举某一设定的空气质量流量W状态下，Re、Nu的计算过程。注：实验数据

表tw2为空气进口侧换热管壁温，tw1为空气出口侧换热管壁温

－

答：计算条件 质量流量 W=0.023（kg/s）； 换热管内径 di=32.8－2×3.5=25.8×103 m

－－

换热管长度 l =1.45m; 换热管流通截面积 S=（25.8×103）2×0.7854=5.23×104

－

换热面积 A1=π·di·l=π×25.8×103×1.45=0.1175（m2）

进、出换热器的空气温度 T1=80℃、T2=52.5℃；热空气进、出口的算术平均温度（定性温度）： T平均（80＋52.5）÷2 =66.25（℃）

－

查表得：空气黏度μ=2.04×105（ Pa·s）比热Cp=1.008kJ/kg.℃ 导热系数λ=2.94×10-2 (W/m·K) 空气进、出口侧对应的换热管管壁温度 tw1=33.5℃、tw2=20℃

由于质量流速 u??W 质量流量/流通截面，因此： Sdiu?求：该流量状态下的雷诺值： Rei??diW25.8?10?3?0.023???55618 S?5.23?10?4?2.04?10?5

该流量状态下的努塞尔准数：

Q?W?Cp(T1?T2)?0.023?1008(80?52.5)?637.34?W??t1?T1?tw1?80?33.5 ?tm??46.5?oC??t2?T2?tw2?52.5?20 ?1??32.5?0C??t1??t246.5?33.5??39.65（℃) ?t146.5lnln32.5?t2Q637.34??136.82 （W/m2.K） A1?tm0.1175?39.65?1di136.82?25.8?10?3Nu???120

?2.94?10?22． 为何要把实验结果关联成Nu— Re的准数方程式的形式，而不用α — W来关联？

答：影响对流传热系数α的因素太多，如：流体的种类和相变化；流体的特性（λ、μ、ρ、cp、β）；流体温度；流体的流动状态；流体流动的原因；传热面的形状、位置和大小。因此要以质量流量W来关联，建立一个通式来求各种条件下的α是很困难的，所以通过实验结果关联成Nu— Re的准数间的关系形式，即可求得不同情况下的α的关联式。

3． 分析强化传热过程有哪些途径？在不改变本系统中套管式换热器型式的前提下，如何提高其传热速率？

答：按照传热速率方程Q=KSΔtm（化原教材上册P229公式4-43）可知，强化传热的途径有： 1） 增加传热面积S（既单位体积的传热面积）；2）增大传热温差Δtm（提高载热体的温度或降

低冷流体的温度；若两流体温度一定时，尽量采用逆流）；3）主要提高传热系数K，由K值的计算公式可知（化原教材上册P227公式4-42）：

K?1?1?RS1?1b??RS2?1

?2在上述各项热阻中，应重点降低主要热阻数值。

在不改变本系统中套管式换热器型式的前提下，强化传热速率途径可用螺纹管或翅片管代替原有的光滑管（化原教材上册P276）。本装置的主要热阻是空气的对流热阻，如此即可提高空气的湍流程度，也可增加管壁的传热面积，使空气侧传热系数α1增大（即主要热阻降低），从而使K值有明显的提高。

实验七 填料吸收塔的操作及体积吸收系数的测定

1． 根据实验采集的数据提供原始数据表，列举某一状态下填料层压力降ΔP与气速u的计算示例，

表列完整的计算结果，并绘制ΔP~u的关系曲线图。 答：

原始数据记录表

大气压 1030 hPa 塔径 70 mm 填料层高度 39 cm 标准酸浓度 0.2115 mol/l 环境温度 22 ℃ 1）喷淋密度： 0 （l/h） 2）喷淋密度： 25 （l/h） 表1～2

空气流量（m3/h） 空气压力R（cmCCl4） 全塔压差R全（cmH2O） 5.0 2.0 0.3 12.5 19.5. 13.0 3.6 24.2 31.5 9.0 23.5 5.0 2.1 0.8 24.3 6.5 3.9 1.2 30.5 8.0 5.6 2.1 31.0 9.5 7.8 2.8 32.0 10.5 9.7 4.1 33.0 13.0 15.4 7.3 34.0 14.5 21.0 12.0 35.0 15.5 26.4 15.2 36.0 流量计后空气温度（℃） 23.0 填料层压降ΔP（Pa/m） 75.46 905.5 2264 201.2 301.8 528.2 704.3 931 1836 3018 3823 空塔气速u（m/s） 0.361 0.901 1.444 0.361 0.469 0.578 0.686 0.758 0.939 1.047 1.119 空 气 氨 气 出 塔 尾 气 U型差压计读数 左 R （cmCCl4） 右 R 流量计后 流量计读数V示（m3/h） U型差压计读数 左 R （cmCCl4） 右 R 氨气温度（℃） 流量计读数V示 （l/h） 尾气温度（℃） 湿式流量计读数V初（l） 湿式流量计读数V终（l） 空气温度 （℃） 流量计前 21.3 28 38 6.5 20 29.5 28.0 325 26.7 625 631.85 21.7 37.7 38 7.5 19.6 29.5 28.0 325 26.8 631.85 636.34 0.2115 5.0 27.5 25.0 28.4 20.3 25.4 27.4 标准硫酸溶液浓度M（ 0.2115 amol/l）标准硫酸溶液用量 Va （ml） 5.0 25.5 25.0 27.7 22.9 25.6 27.3 塔底溶液 塔底溶液温度（℃） 用水量 水流量计读数V示 （l/h） 塔顶压强 U型差压计读数 左 R （cmH2O） （表压） 右 R 全塔压强 U型差压计读数 左 R ΔP （cmH2O） 右 R 注： 按理论，塔内的空气流量应进行校正，但由于流量计后的空气压力略高于塔系统总压力，

而流量计后空气温度却也相应的高于塔系统空气温度（塔系统且无温度监测），因此为计算方便，可用流量计显示的流量读数直接代入，计算空塔气速（本环节已经过验算误差小可忽略不计）。 数据处理：塔内流通截面 ???4d2?0.7854?0.072?0.003847?m2?

?P? 填料层单位压降

R?水gZ0.003?1000?9.81 同理各压降计算结果见上表1～2 ?0.39?75.46?Pa/m?Q3600?5 空塔气速 ? 同理各空塔气速计算结果见表1～2

3600?0.003847?0.361?m/s?u?

P顶?R顶?水g?P0 塔顶压力

??27.7?22.9??10?2?1000?9.81?103000 ?103470.88?Pa?P全?R全?水g 全塔压力

??27.3?25.6??10?2?1000?9.81 ?166.77?Pa?塔底压力 P 顶?P底?P全?103470.88?166.77?103637.65?Pa? 系统总压 P?P顶?P底103470.88?103637.65??103554.3?Pa? 22 塔底溶液绝对温度 T?25.5?273.15?298.65?K?

求亨利系数

lgE?11.648?E?105.212371922?5.21237 T?163068.5（Pa） 求相平衡常数 m?E163068.5??1.5747 P总103554.3P0空气?R空气?CCl4g?P 空气压强

??28?21.3??10?2?1595?9.81?103000 ?104048?Pa? 根据流量计校正公式： 《化工工艺设计手册》上册P1139

Q0?Q测空气的校正流量

P0T测P测T0101325??273?38? 104048?293?6.5?1.0166883?6.5??6.6085?m3/h?流量计出厂时标定的绝对压力1.01325×10，绝对温度273+20=293K。 注：上式Q0=下式V测

5

V01? 空气摩尔流量校正

V测T0P测22.4?T测P06.6085?293?103554.3

? 氨气压强

氨气的校正流量

氨气摩尔流量校正

进塔气相组成

22.4?（273?38）?103000?0.279442?kmol/h?P氨气?R氨气?CCl4g?P0??29.5?20??10?2?1595?9.81?103000 ?104486.5?Pa?QP0T测MA0?Q测P?0测T0M测?0.325?101325??273?28?29 104486.5?293?17?0.325?1.0166883?1.3061?0.432?m3/h?V测T0P测A1?VA22.4?TA测P0?0.432?293?103554.322.4?（273?28）?103000

?0.01848?kmol/h?YVA11?V?0.01848?0.06277?kmolA/kmolB?10.279442