【正文】 觸狀況的不同而變化。這兩個轉(zhuǎn)折點將Δ P～ u 關(guān)系分為三個區(qū)段：恒持液量區(qū)、載液區(qū)與液泛區(qū)。壓強(qiáng)降與氣液流量有關(guān)，不同噴淋量下填料層的壓強(qiáng)降Δ P與空塔氣速 u的關(guān)系如下圖所示： u , m / s 0123L 3 L 2 L 1L 0 =＞ ＞0 圖 61 填料層的Δ P～ u 關(guān)系 當(dāng)無液體噴淋即噴淋量 L0=0 時，干填料的Δ P～ u 的關(guān)系是直線，如圖中的直線 0。 2. 固定液相流量和入塔混合氣氨的濃度，在液泛速度以下取兩個相差較大的氣相流量，分別測量塔的傳質(zhì)能力（傳質(zhì)單元數(shù) NOG和回收率 φA）和傳質(zhì)效率（傳質(zhì)單元高度 HOG和體積吸收總系數(shù) KYa）。 學(xué)習(xí)填料吸收塔傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測定方法。 六、附錄 儀表常數(shù)： 塔內(nèi)徑 : 37 mm；溶質(zhì) A:苯甲酸；稀釋劑 B:煤油；萃取劑 S:水；重相密度 : 1000 kg／ m3 輕相密度 : 800 kg／ m3；流量計轉(zhuǎn)子密度ρ f: 7900 kg／ m3；塔的有效高度 : 苯甲酸在水和煤油中的分配曲線 分配曲線00 X(kg苯甲 酸/kg煤 油）Y(kg苯甲酸/kg水）系列1 20 實驗 6 填料吸收塔實驗 (選做 ) 一、實驗?zāi)康? 了解填料吸收塔的構(gòu)造并實際操作。 3. ∏管的位置調(diào)節(jié)一定要慢，避免造成水相回流至煤油回收箱中。 五、注意事項 1. 轉(zhuǎn)速不能太快，避免損壞設(shè)備，調(diào)節(jié)時調(diào)節(jié)幅度要小一些。 6. 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，再次進(jìn)行測量。 5. 穩(wěn)定操作半小時 或全塔水相和溶劑相均置換 倍有效體積，進(jìn)入測試階段。 4. 調(diào)節(jié)∏管的位置，使得兩相界面在合適處。 2. 檢查所有閥門，使之關(guān)閉。 4. 流量計校正 (54) 式中： V1—廠家標(biāo)定時所用液體（本流量計為水）流量， m3； V2—實際液體流量， m3； ρ1—廠家標(biāo)定時所用液體密度， kgm3； ρ2—實際液體密度， kgm3； ρf—轉(zhuǎn)子流量計密度， kgm3。 ⒊ 按萃取相計算的體積總傳質(zhì)系數(shù) （ 53） 式中： L—萃取相中純?nèi)軇┑牧髁浚?kg 水 / h； S—萃取塔截面積， m2； HOE—按萃取相計算的體積總傳質(zhì)系數(shù)。 操作線，即經(jīng)過點（ YEt， XRt）和點（ YEb， XRb）的直線。 18 用 YE─XR圖上的分配曲線 (平衡曲線 )與操作線可求得 ）（ EE YY ?*1YE 關(guān)系 圖線 。 ⒈ 按萃取相計算的傳質(zhì)單元數(shù) ? ????EbEtYY EEEOE YY dYN * (51) 式中： YEt─苯甲酸在進(jìn)入塔頂?shù)妮腿∠嘀械馁|(zhì)量比組成， kg 苯甲酸／ kg 水； 本實驗中 YEt＝ 0。萃取相及萃余相的進(jìn)出口濃度由容量分析法測定之。水相為萃取相（用字母 E 表示，在本實驗中又稱連續(xù)相、重相），煤油相為萃余相（用字母R 表示，在本實驗中又稱分散相）。對一定的實驗設(shè)備（幾何尺寸一定， 隔板 距離大小一定 ），在兩相流量固定條件下， 轉(zhuǎn)速增加 ，傳質(zhì)單元高度降低，塔的分離能力增加。 萃取塔的 分離效率可以用傳質(zhì)單元高度 HOE 或理論級當(dāng)量高度 he 表示。在萃取過程中由于槳葉的攪動，增加了分散相的分散程度，促進(jìn)了相界面的接觸表面積的更新和擴(kuò)大。 塔內(nèi)的攪拌 作用可以使分散相液滴不斷破碎與聚合，以使液滴的表面不斷更新，還可以減少連續(xù)相的軸向混合。 4. 轉(zhuǎn)子流量計的校正，計算煤油的質(zhì)量流量。 2. 分別采用圖解法和辛普森積分法計算在兩個不同流速下萃取塔的傳質(zhì)單元數(shù) NOE。 4. 學(xué)會用數(shù)學(xué)方法處理圖形問題。 2. 掌握槳葉式萃取塔的性能測定方法。 ，一定要按給出的質(zhì)量百分濃度 ——折光指數(shù)關(guān)系曲線的要求控制折光儀的測量溫度，在讀取折光指數(shù)時，一定要同時記錄其測量溫度。 ，隨時注意回流管和接收瓶是否溢出。 4. 實驗結(jié)束后，停止加熱，待塔釜溫度冷卻至室溫后， 關(guān)閉冷卻水，一切復(fù)原，并打 16 掃實驗室衛(wèi)生，將實驗室水電切斷后，方能離開實驗室。進(jìn)行全回流操作至塔頂溫度保持恒定 10～ 15 分鐘后，用注射器分別在塔頂、塔釜和進(jìn)料口分別取樣，待樣品液溫度降至室溫后，用阿貝折光儀測量該樣品折光率（阿貝折光儀的使用方法見本實驗附錄）。 ⒉ 全回流操作 關(guān)閉流量閥，向塔頂冷凝器通入冷卻水，接通塔釜加熱器電源，設(shè)定加熱功率進(jìn)行加熱。 結(jié)合精餾段操作線便可畫出理論塔板數(shù) 四、 實驗步驟 本實驗以測定乙醇 /正丙醇二元物系精餾分離過程中，全回流和部分回流條件下的全塔效率。 x1， x2—— 分別為純組份 1 和組份 2 在進(jìn)料液中的摩爾分率。 r1， r2—— 分別為純組份 1 和組份 2 在泡點溫度下的汽化潛熱， kJ/kg。 Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2 (45) rm=r1M1x1+r2M2x2， (46) 式中： Cp1， Cp2—— 分別為純組份 1 和組份 2 在平均溫度下的比熱， kJ/（ kg Cpm—— 進(jìn)料液體在平均溫度（ tF + tBP） /2 下的比熱， kJ/（ kmol．℃）。 部分回流時，進(jìn)料熱狀況參數(shù)（ q）的計算式為： mmFBPpm r rttCq ??? )( (44) 15 式中： tF—— 進(jìn)料溫度，℃。 部分回流理論塔板： 精餾段操作線方程： (42) 由方程知道該直線經(jīng)過點（ XD， XD），與 Y 軸截距為 (0， XD/（ R+1） )。按照式（ 41）可以得到總板效率 ET，其中 NP 為實際塔板數(shù)。 2. 用作圖法計算出精餾塔在全回流和部分回流的條件下的理論塔板 數(shù)和進(jìn)料方程，并計算出總板效率 ET。 4. 學(xué)會使用阿貝折光儀測定有機(jī)物濃度的方法。 2. 學(xué)習(xí)精餾塔性能參數(shù)的測量方法，并掌握其影響因素。 3. 試分析空氣流量或溫度對恒定干燥速率、臨界含水量的影響。 七、報告內(nèi)容 1. 根據(jù)實驗結(jié)果繪制出干燥曲線、干燥速率曲線，并得出恒定干燥速率、臨界含水量、平衡含水量 。 4. 干燥物料要充分浸濕，但不能有水滴自由滴下，否則將影響實驗數(shù)據(jù)的正確性。 2. 實驗前，應(yīng)檢查濕球溫度計水量是否充足。 六、注意事項 1. 重量傳感器的量程為（ 0200 克），精度較高 ( 克 )。 7. 實驗完畢，先關(guān)閉加熱電 源，待干球溫度降至 45℃以下時，再 關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源和總電源。 6. 在穩(wěn)定的條件下，記錄干燥時間每隔 3 分鐘干燥物料減輕的重量。 4. 在空氣溫度、流量穩(wěn)定的條件下，用重量傳感器測定支架的重量并記錄下來。 3. 用廢氣排出閥 10 和廢氣循環(huán)閥 11 調(diào)節(jié)到指定的流量后，開啟加熱電源。 五、操作方法 1. 將干燥物料（棉布）放入水中充分浸濕，將棉布表面的水分稍微擠壓除去。 ? PACV t ????? 2020 (36） 200 4dA ?? (37） 式中： C0— 流量計流量系數(shù)， C0= A0— 節(jié)流孔開孔面積， m2； d0— 節(jié)流孔開孔直徑， d0= m； Δ P— 節(jié)流孔上下游兩側(cè)壓力差， Pa； ρ — 孔板流量計處 0t 時空氣的密度， kg/m3。 s）； wt — 干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，℃； t — 干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，℃； twr — wt ℃下水的氣化熱， J/ kg。 ???? ??? （ 33） wtwtt rUc???? (34） 式中： ? — 恒速干燥階段物料表面與空氣之間的對流傳熱系數(shù)， W/（ m2 ⒊ 恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定 twwtw rttSdr dQSddWUc )(39。G — 固體濕物料的量， kg； 39。39。 ⒉ 物料干基含水量 39。 h）； S — 干燥面積， m2，（長 ，寬 ）； ?? — 時間間隔， h； 11 39。39。本實驗在恒定干燥條件下對帆布物料進(jìn)行干燥，測定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測定方法及其影響因素。 恒速段的干燥速率和臨界含水量的影響因素主 要有：固體物料的種類和性質(zhì)；固體物料層的厚度或顆粒大小；空氣的溫度、濕度和流速；空氣與固體物料間的相對運(yùn)動方式。故此階段亦稱為內(nèi)部遷移控制階段。 第二個階段為降速干燥階段，當(dāng)物料被干燥達(dá)到臨界濕含量后，便進(jìn)入降速干燥階段。因此，干燥速率為物料表面上水分的氣化速率所控制，故此階段亦稱為表面氣化控制階 段。 第一個階段為恒速干燥階段。 三、實驗原理 當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時，物料表面的水分開始?xì)饣?，并向周圍介質(zhì)傳遞。 二、實驗內(nèi)容 1. 在固定的空氣流量和固定的空氣溫度下測量一種物料干燥曲線、干燥速率曲線和臨界含水量。 3. 加深對物料臨界含水量 Xc的概念及其影響因素的理解。 10 實驗 3 干燥速率曲線測定實驗 一、實驗?zāi)康? 1. 掌握干燥曲線和干燥速率曲線的測定方法。 ⒉ 實驗 22 的原始數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)整理表（換熱量、傳熱系數(shù)、各準(zhǔn)數(shù)、 Nu0 和強(qiáng)化比，還包括重要的中間計算結(jié)果）、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的回歸結(jié)果，以其中一組數(shù)據(jù)的計算舉例。 ⒍ 為了 保持上升蒸汽量的穩(wěn)定，不應(yīng)改變加熱電壓，且保證蒸汽放空口一直有蒸汽放出。在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源，然后開啟和關(guān)閉控制閥。 ⒋ 必須保證空氣管線的暢通。即在給蒸汽加熱釜電壓之前，兩蒸汽支路控制閥（見圖 22）之一 必須全開。特別是每個實驗結(jié)束后，進(jìn)行下一實驗之前，如果發(fā)現(xiàn)水位過低，應(yīng)及時補(bǔ)給水量。檢查熱電偶的冷端，是否全部浸沒在冰水混合物中。管程蒸汽由加熱釜發(fā)生后自然上升，經(jīng)支路控制閥選擇逆流進(jìn) 入換熱器殼程，由另一端蒸汽出口 12 或 13 自然噴出，達(dá)到逆流換熱的效果。蒸汽空氣上升管路，使用三通和球閥分別控制氣體進(jìn)入兩個套管換熱器。實驗的蒸汽發(fā)生釜為電加熱釜，內(nèi)有 2 根 螺旋形電加熱器，用 200 伏電壓加熱（可由固態(tài)調(diào)壓器調(diào)節(jié)）。需要說明的是，如果評判強(qiáng)化方式的真正效果和經(jīng)濟(jì)效益，則必須考慮阻力因素，阻力 系數(shù)隨著換熱系數(shù)的增加而增加，從而導(dǎo)致?lián)Q熱性能的降低和能耗的增加，只有強(qiáng)化比較高，且阻力系數(shù)較小的強(qiáng)化方式，才是最佳的強(qiáng)化方法。 在本實驗中，采用實驗 21 中的實驗方法確定不同流量下的 Rei 與 iNu ， 用線性回歸方法可確定 B 和 m 的值。螺旋線圈是以線圈節(jié)距 H 與管內(nèi)徑 d 的比值以及管壁粗糙度（ hd/2 ）為主要技術(shù)參數(shù)，且長徑比是影響傳熱效果和阻力系數(shù)的重要因素。在近壁區(qū)域，流體一面由于螺旋線圈的作用而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，一面還周期性地受到線圈的螺旋金屬絲的擾 圖 21 螺旋線圈強(qiáng)化管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7 動，因而可以使傳熱強(qiáng)化。 螺旋線圈的結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示，螺旋線圈由直徑 3mm 以下的銅絲和鋼絲按一定節(jié)距繞成。 實驗 2強(qiáng)化套管換熱器傳熱系數(shù)、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式及強(qiáng)化比的測定 強(qiáng)化傳熱又被學(xué)術(shù)界稱為第二代傳熱技術(shù)，它能減小設(shè)計的傳熱面積，以減小換熱器的體積和重量；提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力；使換熱器能在較低溫差下工作；并且能夠減少換熱器的阻力以減少換熱器的動力消耗，更有效地利用能源和資金。 ⒉ 對流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實驗確定 流體在管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為 nimii ANu PrRe? . (26） 其中： iiii dNu ??? ， iiiii du ???Re ， iipii c???Pr 物性數(shù)據(jù) λi、 cpi、 ρi、 μi 可根據(jù)定性溫度 tm 查得。 cpi和 ρi 可根據(jù)定性溫度 tm 查得， tm=( ti1+ ti2)/2