化工原理實(shí)驗(yàn)思考題答案(參考版)
2025-06-27 04:01本頁(yè)面
【正文】 注：上式Q0=下式V測(cè) 空氣摩爾流量校正 氨氣壓強(qiáng) 氨氣的校正流量 氨氣摩爾流量校正 進(jìn)塔氣相組成 。答： 原始數(shù)據(jù)記錄表大氣壓 1030 hPa 塔徑 70 mm 填料層高度 39 cm 標(biāo)準(zhǔn)酸濃度 mol/l 環(huán)境溫度 22 ℃1）噴淋密度： 0 （l/h） 2）噴淋密度： 25 （l/h） 表1～2空氣流量（m3/h）.空氣壓力R（cmCCl4）全塔壓差R全（cmH2O）流量計(jì)后空氣溫度（℃）填料層壓降ΔP（Pa/m）2264931183630183823空塔氣速u（m/s） 空氣U型差壓計(jì)讀數(shù)（cmCCl4）左 R右 R28空氣溫度（℃）流量計(jì)前流量計(jì)后3838流量計(jì)讀數(shù)V示（m3/h）氨氣U型差壓計(jì)讀數(shù)（cmCCl4）左 R20右 R氨氣溫度（℃）流量計(jì)讀數(shù)V示 （l/h）325325出塔尾氣尾氣溫度（℃）濕式流量計(jì)讀數(shù)V初（l）625濕式流量計(jì)讀數(shù)V終（l）標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液濃度Ma（mol/l）標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液用量 Va （ml）塔底溶液塔底溶液溫度（℃）用水量水流量計(jì)讀數(shù)V示 （l/h）塔頂壓強(qiáng)（表壓）U型差壓計(jì)讀數(shù)（cmH2O）左 R右 R全塔壓強(qiáng)ΔPU型差壓計(jì)讀數(shù)（cmH2O）左 R右 R注： 按理論，塔內(nèi)的空氣流量應(yīng)進(jìn)行校正，但由于流量計(jì)后的空氣壓力略高于塔系統(tǒng)總壓力，而流量計(jì)后空氣溫度卻也相應(yīng)的高于塔系統(tǒng)空氣溫度（塔系統(tǒng)且無(wú)溫度監(jiān)測(cè)），因此為計(jì)算方便，可用流量計(jì)顯示的流量讀數(shù)直接代入，計(jì)算空塔氣速（本環(huán)節(jié)已經(jīng)過(guò)驗(yàn)算誤差小可忽略不計(jì)）。本裝置的主要熱阻是空氣的對(duì)流熱阻，如此即可提高空氣的湍流程度，也可增加管壁的傳熱面積，使空氣側(cè)傳熱系數(shù)α1增大（即主要熱阻降低），從而使K值有明顯的提高。3． 分析強(qiáng)化傳熱過(guò)程有哪些途徑？在不改變本系統(tǒng)中套管式換熱器型式的前提下，如何提高其傳熱速率？答：按照傳熱速率方程Q=KSΔtm（化原教材上冊(cè)P229公式443）可知，強(qiáng)化傳熱的途徑有：1） 增加傳熱面積S（既單位體積的傳熱面積）；2）增大傳熱溫差Δtm（提高載熱體的溫度或降低冷流體的溫度；若兩流體溫度一定時(shí)，盡量采用逆流）；3）主要提高傳熱系數(shù)K，由K值的計(jì)算公式可知（化原教材上冊(cè)P227公式442）： 在上述各項(xiàng)熱阻中，應(yīng)重點(diǎn)降低主要熱阻數(shù)值。K) 空氣進(jìn)、出口側(cè)對(duì)應(yīng)的換熱管管壁溫度 tw1=℃、tw2=20℃ 由于質(zhì)量流速 質(zhì)量流量/流通截面，因此：求：該流量狀態(tài)下的雷諾值： 該流量狀態(tài)下的努塞爾準(zhǔn)數(shù)： （℃) （W/）2． 為何要把實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)聯(lián)成Nu— Re的準(zhǔn)數(shù)方程式的形式，而不用α — W來(lái)關(guān)聯(lián)？答：影響對(duì)流傳熱系數(shù)α的因素太多，如：流體的種類和相變化；流體的特性（λ、μ、ρ、cp、β）；流體溫度；流體的流動(dòng)狀態(tài)；流體流動(dòng)的原因；傳熱面的形狀、位置和大小。2 =（℃）查表得：空氣黏度μ=10－5（ Padi注：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表tw2為空氣進(jìn)口側(cè)換熱管壁溫，tw1為空氣出口側(cè)換熱管壁溫答：計(jì)算條件 質(zhì)量流量 W=（kg/s）； 換熱管內(nèi)徑 di=－2=1
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