本文格式為Word版，下載可任意編輯——傳質(zhì)與分開(kāi)工程試驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)

《傳質(zhì)與分開(kāi)工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)課程編號(hào)：1038021018

撰寫(xiě)人：劉平樂(lè)艾秋紅審核人：謝放華

湘潭大學(xué)化工學(xué)院

二○○七年十二月十八日

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前言

一、試驗(yàn)總體目標(biāo)

傳質(zhì)與分開(kāi)工程試驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的基本環(huán)節(jié)，本課程的總體目標(biāo)是：

1.培養(yǎng)學(xué)生初步具備進(jìn)行分開(kāi)工藝試驗(yàn)研究及分開(kāi)過(guò)程試驗(yàn)開(kāi)發(fā)的能力，包括試驗(yàn)方案的制定以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)(包括流程、設(shè)備、試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)采集等)；

2.使學(xué)生了解化工分開(kāi)過(guò)程試驗(yàn)的基本特點(diǎn)，要求學(xué)生能初步運(yùn)用各種試驗(yàn)研究的手段和方法，如采用模型模擬試驗(yàn)等方法進(jìn)行創(chuàng)造性的試驗(yàn)研究；

3.把握分開(kāi)過(guò)程試驗(yàn)中常用儀器、設(shè)備、測(cè)試技術(shù)及基本的試驗(yàn)研究技巧；4.加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理、文字表達(dá)、口頭表達(dá)等能力的訓(xùn)練；5.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

二、適用專(zhuān)業(yè)年級(jí)

適用于化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)三年級(jí)學(xué)生三、先修課程

高等數(shù)學(xué)，化工原理，化工熱力學(xué)

四、試驗(yàn)項(xiàng)目及課時(shí)分派

試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)一試驗(yàn)二試驗(yàn)三試驗(yàn)四試驗(yàn)五篩板精餾塔全塔效率的測(cè)定縝密填料精餾塔等板高度的測(cè)定共沸精餾制備無(wú)水乙醇萃取精餾試驗(yàn)連續(xù)酯化反應(yīng)精餾試驗(yàn)要求必修必修必修選修選修試驗(yàn)類(lèi)型綜合性綜合性綜合性綜合性綜合性每組人數(shù)試驗(yàn)學(xué)時(shí)2～42～42～42～43～444444

五、試驗(yàn)環(huán)境

要求配備兩間試驗(yàn)用房，各類(lèi)型試驗(yàn)裝置2套。

六、試驗(yàn)總體要求

1．試驗(yàn)前要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)，必需對(duì)本次試驗(yàn)課的目的、裝置流程、試驗(yàn)中要測(cè)取哪些數(shù)據(jù)、為什

么要測(cè)取這些數(shù)據(jù)、試驗(yàn)中要用到那些儀器設(shè)備、這些儀器設(shè)備的原理如何等有明白的了解方可進(jìn)行試驗(yàn)；

2．每個(gè)學(xué)生必需親自動(dòng)手獨(dú)立完成試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中正確操作、確鑿讀取數(shù)據(jù)，并要具備處理試驗(yàn)

過(guò)程中出現(xiàn)的簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象能夠給予解釋?zhuān)?/p>

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3．學(xué)生應(yīng)具備對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和處理的能力，按要求獨(dú)立完成試驗(yàn)報(bào)告；4．對(duì)本次試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出自己的見(jiàn)解。

七、本課程的教學(xué)方法建議

傳質(zhì)與分開(kāi)工程試驗(yàn)面向?qū)W生采用全開(kāi)放形式。針對(duì)學(xué)生的能力不同，以學(xué)生獨(dú)立試驗(yàn)為主，教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行示范改正。要求學(xué)生認(rèn)真觀(guān)測(cè)并記錄試驗(yàn)現(xiàn)象、解釋試驗(yàn)過(guò)程的現(xiàn)象，最終按要求寫(xiě)出試驗(yàn)報(bào)告。

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試驗(yàn)一篩板精餾塔全塔效率的測(cè)定

一、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求

1、觀(guān)測(cè)板式塔（熱模）氣、液滾動(dòng)狀態(tài)。

2、測(cè)定篩板塔總板效率與空塔氣速（或壓力、回流液量）的關(guān)系。3、了解精餾流程安裝及操作。二、試驗(yàn)原理

板式塔是使用量大、運(yùn)用范圍廣的重要?dú)猓ㄆ┮簜髻|(zhì)設(shè)備，評(píng)價(jià)塔板好壞一般根據(jù)處理量、板效率、阻力降、彈性和結(jié)構(gòu)等因素。目前出現(xiàn)的多種塔板中鼓泡式塔板（以篩板塔、浮閥塔為代表）和噴射式塔板（以舌形、斜孔、網(wǎng)孔為代表）在工業(yè)上使用較多，板式塔作為氣、液傳質(zhì)設(shè)備，既可用于吸收，也可用于精鎦，用得最多的是精鎦。在精鎦裝置中，塔板是汽、液兩相接觸的場(chǎng)所。氣相從塔底進(jìn)入，回流從塔頂進(jìn)入，氣液兩相逆流接觸在塔板上進(jìn)行相際傳質(zhì)。精餾塔所以能使液體混合物得到較完全的分開(kāi)，關(guān)鍵在于回流的運(yùn)用。全回流是一種極限狀況，它不加料也不出產(chǎn)品。塔頂冷凝量全部從塔頂回到塔內(nèi)，這在生產(chǎn)上沒(méi)有意義。但是這種操作簡(jiǎn)單達(dá)到穩(wěn)定，故在裝置開(kāi)工和科學(xué)研究中往往采用。全回流時(shí)由于回流比為無(wú)窮大，當(dāng)分開(kāi)要求一致時(shí)比其它回流比所需理論板要少，故稱(chēng)全回流時(shí)所需理論板為最少理論板數(shù)。尋常計(jì)算最少理論板用芬斯克方程。

板效率是反映塔板及操作好壞的重要指標(biāo)。影響板效率的因素好多，當(dāng)板型、體系決定以后，塔板上的氣、液量是板效率的主要影響因素，當(dāng)塔的上升蒸汽量不夠，塔板上建立不了液層；若上升氣速太大，又會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重夾帶甚至于液泛，這時(shí)塔的分開(kāi)效果大大下降。表示全塔效率的方法有總板效率η：

η=N理N實(shí)

5全塔效率的數(shù)值在設(shè)計(jì)中應(yīng)用得廣泛，它常由試驗(yàn)測(cè)定。三、試驗(yàn)裝置流程與試劑

1、試驗(yàn)裝置

篩板精餾塔一套，塔內(nèi)徑30mm，板間距4mm，篩孔1mm；阿貝折光儀一臺(tái)；恒溫水浴一臺(tái)；

N實(shí)為10塊。2、試劑

苯（化學(xué)純），四氯化碳（化學(xué)純）其物性數(shù)據(jù)參見(jiàn)試驗(yàn)。四、試驗(yàn)方法與步驟

1、檢查設(shè)備是否完好，各處磨口是否靈活好用，電器部分是否正常，并向釜內(nèi)參與苯-四氯化碳二元混合溶液，參與量約為釜體積的1/2，并參與幾粒沸石以防爆沸。

2、先向冷凝器內(nèi)通入少量冷卻水，開(kāi)啟電源，啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，緩慢加熱（切不可加熱太快），控制加熱電壓約在100～200V之間。

3、調(diào)理加熱系統(tǒng)，細(xì)心觀(guān)測(cè)塔板上氣液接觸狀況，尋覓適合的操作范圍，記錄下來(lái)其上下限壓降。

2431圖1篩板精餾塔

1.電熱套1000W2.精餾燒瓶3.塔節(jié)（20塊板）4.受液管5.冷凝器

4、在上下限壓降范圍內(nèi)，選取不同壓降點(diǎn)操作，待操作穩(wěn)定后，同時(shí)取塔底液體樣品作折光率分析，并按要求作好記錄。每改變一次條件，須穩(wěn)定后，才取樣分析（取三至五組數(shù)據(jù)）。

5、數(shù)據(jù)取完后，中止精餾，首先切斷電源，待塔頂冷至40℃以下，關(guān)掉冷卻水。清潔室內(nèi)衛(wèi)生。

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五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

1、數(shù)據(jù)計(jì)算整理可參考下表?；亓髁空羝账俣刃蛱?hào)Lm/h

2、按下表作好試驗(yàn)記錄試驗(yàn)序號(hào)

3、作出L～η、P～η、u0～η曲線(xiàn)，并探討之。（根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析回流量對(duì)精餾操作的影響）六、思考題

1、在精餾塔正常操作時(shí)，假使回流裝置出現(xiàn)毛病，中斷了回流，此時(shí)操作狀況會(huì)發(fā)生什么變化？2、在同一操作條件下，全回流與部分回流的板效率會(huì)如何變化？同是全回流為什么在不同的回流液量下板效率不同？

3、如何判斷精餾操作是否穩(wěn)定？它受哪些因素影響？4、編一個(gè)計(jì)算機(jī)作圖的程序。

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