化工原理实验实验报告

篇一:化工原理实验报告吸收实验 姓名

专业 月 实验内容吸收实验 指导教师 一、 实验名称: 吸收实验

二、实验目的:

1.学习填料塔的操作;

2. 测定填料塔体积吸收系数kya. 三、实验原理:

对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 (一)、空塔气速与填料层压降关系

气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关,常通过实验测定。 若以空塔气速uo[m/s]为横坐标,单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标,在z

?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量l0=0时,可知 为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为l1时,?p~uo为一折线,若喷淋量越大,z ?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动,图中l2>l1。每条折线分为三个区段, 液区,?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区,~uo曲zzz ?p值较大时叫液泛区,z线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点a。 姓名

专业 月 实验内容 指导教师?p~uo曲线斜率大于10,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。在液泛区塔已z

无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 (二)、吸收系数与吸收效率

本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨,氨易溶于水,故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小,则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收姓名

专业 月 实验内容 指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示: na?kya???h??ym(1) 式中:na——被吸收的氨量[kmolnh3/h]; ?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m]

?ym——气相对数平均推动力

kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h]

被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2):

na?v(y1?y2)?l(x1?x2) (2) 式中:v——空气的流量[kmol空气/h] l——吸收剂(水)的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气]

x1,x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式(1)和式(2)联解得: kya?v(y1?y2)(3) ??h??ym

为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。 1、y1值的计算:

y1?0.98v01 (4) v02

式中:v01——氨气换算为标态下的流量[m3/h] v02——空气换算为标态下的流量[m3/h]姓名 专业 月 实验内容 指导教师 0.98——氨气中含纯nh3分数 对氨气:

v01?v1t0p0?02p1?p2? (5) ?01t1?t2 式中:v1——氯气流量计上的读数[m3/h] t。,p。——标准状态下氨气的温度[k]和压强[mmhg] t1,p1——氨气流量计上标明的温度[k]和压强[mmhg] t2,p2——实验所用氨气的温度[k]和压强[mmhg] ?0——标准状态下氨气的密度(=0.769kg/m3) ?02——标准状态下空气的密度(=1.293kg/m3) 对空气:

v02?v2t0p0p3?p4 (6) t3?t4

式中:v2——空气流量计读数[m3/h] t。,p。——标准状态下空气的温度[k]和压强[mmhg] t3,p3——空气流量计上标明的温度[k]和压强[mmhg] t4,p4——实验所用空气的温度[k]和压强[mmhg] y1也可用取样分析法确定(略)。 2、y2值分析计算

在吸收瓶内注入浓度为ns的h2so4vs[ml],把塔顶尾气通入吸收瓶中。设从吸收瓶出口的空气体积为v4[ml]时瓶内h2so4vs即被nh3中和完毕,那么进入吸收瓶的nh3体积vo3可用下式计算:

v03?22.1nsvs[ml] (7)姓名

专业 月 实验内容 指导教师通过吸收瓶空气化为标准状态体积为: v04?v4t0p5?[ml] (8) p0t5

式中:v4——通过吸收瓶空气体积[ml],由湿式气量计读取 t。,p。——标准状态下空气的温度[k]和压强[mmhg] t5,p5——通过吸收瓶后空气的温度[k]和压强[mmhg] 故塔顶气相浓度为: y2?v03(9) v04

3、塔底x1~y*1的确定 由式(2)知:x1?

x1?v(y1?y2)?x2,若x2=0,则得: lv(y1?y2) (10) l

x1值亦可从塔底取氨水分析而得。设取氨水vn`[ml],用浓度为ns`的h2so4来滴定,中和后用量为vs`[ml],则: x1?0.018ns`vs` (11) vn`

又根据亨利定律知,与塔底x1成平衡的气相浓度y1*为: y1??ex1 (12) p

式中:p——塔底操作压强绝对大气压(atm)

e——亨利系数大气压,可查下表取得:篇二:化工原理实验报告 实验报告

课程名称:学 院:专 业 班:姓 名:学 号:同组人员:实验时间:

指导教师: 化 工 原 理

生物与化学工程学院 制药专升本101 邵丽菁 310044003

张敏玲 吴宁宇

2011 年 4 月 25 日 诸 爱 士

一、 实验课程名称:化工原理

二、实验项目名称:空气-蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求: 1、 了解间壁式传热元件,掌握给热系数测定的实验方法。

2、 掌握热电阻测温的方法,观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。

3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法,了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 四、实验内容和原理

实验内容:测定不同空气流量下进出口端的相关温度,计算?,关联出相关系数。

实验原理:在工业生产过程中,大量情况下,冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交换,称为间壁式换热。如图(4-1)所示,间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热,

固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 t t

图4-1间壁式传热过程示意图 达到传热稳定时,有

q?m1cp1?t1?t2??m2cp2?t2?t1???1a1?t?tw?m??2a2?tw?t?m?ka?tm (4-1) 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式(4—2)计算, ?t?t???t2?tw2?

(4-2) ?t?tw?m?1w1 t1?tw1ln t2?tw2

式中:tw1 -热流体进口处热流体侧的壁面温度,℃;tw2 -热流体出口处热流体侧的壁面温度,℃。

固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式(4—3)计算, ?t?t???t?t?

?tw?t?m?w11w22(4-3) t?tlnw11 tw2?t2

式中:tw1 - 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度,℃;tw2 - 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度,℃。

热、冷流体间的对数平均温差可由式(4—4)计算, ?t?t2???t2?t1?(4-4) ?tm?1 t?t2ln1

t2?t1当在套管式间壁换热器中,环隙通以水蒸气,内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时,则由式(4-1)得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数,

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