冷凝管中冷卻水流向問題再研究-免費閱讀
【正文】 4. 結(jié)論綜上所述，對于不易形成液膜的冷凝回流實驗來說，可以選擇逆流進(jìn)水。一般液體的密度越大、黏度越小、冷凝管內(nèi)壁越光滑，冷凝所形成的液膜就越薄，而對于逆向流動的熱蒸氣來說一般流速越快，液膜就越厚，但假如蒸氣流速過快又會吹散冷凝所形成的液膜，會導(dǎo)致液膜厚度變薄。則Δtm(逆) = ( T1 t2) ( T2 t1) / ln[ ( T1 t2) / ( T2 t1) ]；Δtm(并) = ( T1 t1) ( T2 t2) / ln[ ( T1 t1) / ( T2 t2) ]。將油浴溫度繼續(xù)升高至水冷凝管的極限溫度140℃，這時蒸餾燒瓶中的丙酮沸騰非常劇烈，蒸氣的速度非常快，在冷卻水上進(jìn)下出的冷凝管口還能看到有未能冷凝的丙酮蒸氣蒸發(fā)出來，冷卻水下進(jìn)上出的冷凝管的回流高度也基本達(dá)到了出水口位置，在加熱30分鐘后，冷卻水上進(jìn)下出的冷凝管回流百分率僅為46%，而冷卻水下進(jìn)上出的冷凝管回流百分率為86%，兩者的回流百分率相差高達(dá)40個百分點。但在實驗初期控制冷卻水水流速度的時候發(fā)現(xiàn)，采用從下口進(jìn)水的方式，冷卻水很容易充滿冷凝管，但采用從上口進(jìn)水的方式要想充滿整個冷凝管往往需要將冷凝管拿下來橫放或倒放才能順利充滿，然后才能將其豎直固定于鐵架臺上。但在回流實驗中，人們對于冷卻水的流向問題卻有著不同的看法，有人認(rèn)為是采用下進(jìn)上出流向比較自然、合理[2]；但也有人認(rèn)為是上進(jìn)下出流向，利用了逆流原理進(jìn)行熱交換冷凝效果更好[3]。但在大學(xué)有機化學(xué)實驗教材上大都極少明確指出，冷凝回流實驗冷卻水到底是該從上口進(jìn)還是應(yīng)該從下口進(jìn)[4]、[5]。實驗最初選用無水乙醇作為回流試劑，但是當(dāng)控制水流速度為3mL/s，水浴溫度為90℃時，回流60分鐘，冷卻水不論是采用上進(jìn)下出還是下進(jìn)上出，最后的出水口溫度都沒有明顯差異，（因為是趁熱測量，應(yīng)該是熱脹冷縮的緣故）。為什么改變冷卻水流速和升高加熱溫度會導(dǎo)致不同的實驗結(jié)果？本文試著借助于化工原理進(jìn)行分析。由此可知，一般情況下， Δtm(逆)都會大于Δtm(并)，這也就是通常所說的“逆流原理”，即在同樣的進(jìn)、出口溫度條件下，逆流的傳熱溫差比并流的大。又由于
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