化工原理实验水平测试复习提纲

化工原理实验水平测试复习提纲 2014.12一、处理工程实际问题的方法理论：1、工程问题实验研究方法论的作用：由此及彼。由小见大2量纲分析理论方法的优缺点和步骤： 优点：方法简单，不需要对过程机理深刻理解；实验结果可由此及彼，由小见大。 缺点：不能对过程机理规律进行分析判断；结果不能外推，仅可在实验范围内应用。 步骤：参见教材P10量纲分析方法一节。3、建立数学模型的一般步骤： 参见教材P17-18建立数学模型的一般步骤一节。1） 对过程进行观测研究，概括过程的主要特征；2） 抓住过程主要特征，对过程作适当简化，建立过程物理模型；3） 根据物理模型建立数学模型。4、处理工程问题实验方法的典型应用 1）阻力实验量纲分析理论方法 2）离心泵实验直接实验的方法 3）过滤实验-数学模型方法 4）传热实验过程分解与合成的方法；量纲分析方法。 二、实验数据处理 1、 实验数据误差来源： 系统误差、随机误差、过失误差-P38 2、观测的准确度和精确度： 准确度是指观测数据的系统误差大小，系统误差小就称数据的准确度高； 精确度是指观测数据的随机误差大小，随机误差小就称数据的精确度高。 在实验研究中，应首先要求数据的准确性大，其次考虑数据的精确性。3、实验数据的处理方法： 列表法：表头的设计 图示法：坐标纸的选择 数学模型法：目标函数的表达式；最小二乘法4、坐标纸系的适用场合： 直角坐标纸：线性关系；一般场合； 双对数坐标纸:幂函数关系；两变量数量级相差较大场合 半对数坐标纸：指数函数关系。5、直角坐标纸应用中坐标分度（亦称坐标比例尺）的计算方法-误差计算：实例:p56（例7）请掌握该例题的计算方法。三、阻力实验实验流程实验操作步骤实验需测定哪些数据，分别采用什么仪表？数据处理方法和结果问题：1）压差传感器上平衡阀的作用是：在开车或结束时联通，在此二阶段防止传感器两端脉冲压差多大，损坏传感器2）流量测量采用涡轮流量计，该流量计要水平安装，其前后要有一定的稳定段长度。3）实验开始时系统要排气：防止系统中的气体扰动影响数据的准确性 管路排气：打开管路出口阀门，使水流动片刻即可； 引压管排气：反复开关引压管上的排气阀门数次即可。4）在阻力试验中，采用量纲分析方法组织规划实验；基本量纲有M、L 、T；通过量纲分析，可将hf，d，u，l，等7个变量间的关系转变为hf/u2，du/，l/d，/d等四个无量纲准数之间的关系。5）关于量纲分析方法用于工业放大设计的实例见教材P11-12： 其依据是相似定理：在Re、l/d，/d相等的情况下，实验和工业实际的hf/u2必相等。6）阻力产生的原因？阻力分为直管（沿程）阻力和局部阻力，各是什么原因引起？ 直管阻力和局部阻力一般的表达式？四、离心泵实验实验流程实验操作步骤-特别是开车步骤实验需测定哪些数据，分别采用什么仪表？数据处理方法和结果问题：1） 调节阀安装在装置系统的出口处，不能安装在进口端：一是可保证系统管路满管，二是防止进口管路阻力太大，导致汽蚀现象；2） 离心泵启动前需引水灌泵，防止气缚现象。3） 解释汽蚀现象和气缚现象产生的原因请参考化工原理教材。4）实验需测定哪些数据，分别采用什么仪表？5）离心泵扬程随流量增大而逐渐变小，其原因是什么？五、过滤实验实验流程实验操作步骤实验需测定哪些数据，分别采用什么仪表？数据处理方法和结果问题1）在实验中，泵的作用有二：一是搅拌作用；二是提高过滤压力。2）实验中，某小组测得恒压过滤方程式为:（-9.00）/(q-0.02614)=0.07(q+0.02614)+0.184由此可知：q1=? 1=? K=? qe=?3）过滤常数K的物理意义是？ qe的物理意义是？4）过滤过程液体流动的特征是-爬流。其流动阻力损失主要由流速和流通面积有关； 所以，才可以用长度Le、直径为de的平行细管管束来简化不规则的复杂通道。但这一简化的物理模型必须在一下两方面与真实过程等效：a）相同的流通面积；b ）相同的流动空间。5）数据处理采用最小二乘法关联，直线的斜率是？直线的截距是？6）过滤是在恒压条件下进行的六、传热实验实验流程实验操作步骤实验需测定哪些数据，分别采用什么仪表？数据处理方法和结果问题:1）实验主要设备为套管换热器；实验物系是空气-水蒸汽，空气走管内，蒸汽走管间。2）空气仅、出口温度用热电阻温度计测量；壁温用热电偶温度计测量；蒸汽温度用热电阻温度计直接测定；用压力表间接测定（因为是饱和蒸汽）3）传热速率通过Q=Gc*CP*(t2-t1)测定计算。4）空气流量用转子流量计测定，该流量计须垂直安装，空气自下端进入，从上端出。5）管内空气对流传热的给热系数计算式是？6）实验结果用Nu、Re、Pr准数的关联式表示，请写出Nu、Re、Pr各自的具体变量组合式，各自的物理意义？七、实验设计题1、有一新开发的双管程单壳程换热器，请采用水-水蒸气（或冷水-热水）测试其传热性能。1）请列写出主要测定哪两个参数（传热系数和压降）2）请画出完整的实验流程图（注明主要数据测定点和控制点）3）写出测定计算这两个参数的数学表达式。2、某研究院新开发了一种新型管材，请设计实验装置来测试该管材的流动阻力。1）请列出阻力测定的原始数据和原始数据表；2）请绘制完整的流程图（注明仪器、仪表名称和位置）;3）写出阻力计算主要计算式4）请回答处理后的数据放大至工业应用的方法。3、请设计一套测试新型离心泵的实验流程，画出完整的流程图，写出实验方案和数据处理方法。