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化工原理萃取知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 萃取和分液教案(5篇)

總結(jié)不僅僅是總結(jié)成績(jī),更重要的是為了研究經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)做好工作的規(guī)律,也可以找出工作失誤的教訓(xùn)。這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是非常寶貴的,對(duì)工作有很好的借鑒與指導(dǎo)作用,在今后工作中可以改進(jìn)提高,趨利避害,避免失誤。大家想知道怎么樣才能寫一篇比較優(yōu)質(zhì)的總結(jié)嗎?那么下面我就給大家講一講總結(jié)怎么寫才比較好,我們一起來(lái)看一看吧。

化工原理萃取知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 萃取和分液教案篇一

分液和萃取

教學(xué)設(shè)計(jì)

馮雪媃 一.教材分析

萃取是高中化學(xué)必修1第一章《從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)》的基本實(shí)驗(yàn)操作方法。萃取是一種新方法。學(xué)習(xí)這種方法,主要是讓學(xué)生對(duì)物質(zhì)分離和提純的有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

二、教學(xué)目標(biāo)(1)、知識(shí)與技能

⒈ 知道什么是分液,初步學(xué)會(huì)分液的基本操作,理解其適用范圍。⒉ 了解分液漏斗的種類和適用范圍,學(xué)會(huì)使用分液漏斗。⒊ 知道什么是萃取、萃取劑,初步學(xué)會(huì)萃取的基本操作。⒋ 學(xué)會(huì)應(yīng)用萃取和分液操作從碘水中提取碘。(2)、過(guò)程與方法

在化學(xué)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,逐漸養(yǎng)成問(wèn)題意識(shí),能夠發(fā)現(xiàn)和提出有價(jià)值的化學(xué)問(wèn)題,學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)和反思,逐步形成獨(dú)立思考的能力,提高自主學(xué)習(xí)能力,善于與他人合作。(3).情感、態(tài)度和價(jià)值觀

建立提出問(wèn)題、分析問(wèn)題以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的科學(xué)思維。

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn):分液、萃取 教學(xué)難點(diǎn):萃取

四、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí),先讓學(xué)生預(yù)習(xí),找出問(wèn)題,再做探究性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中分析問(wèn)題,思考問(wèn)題,再由實(shí)驗(yàn)上升到知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。這樣就更加便于學(xué)生學(xué)習(xí),學(xué)生也因此更加容易理解每個(gè)知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)中突出以下特點(diǎn):

1、以實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)驗(yàn)證推論,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。

2、以思維為核心

通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析,引導(dǎo)學(xué)生開展積極的思維活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的辨析能力。

3、以學(xué)生為主體

通過(guò)組織討論,發(fā)揮群體的智慧,完成知識(shí)的構(gòu)建

五、儀器、藥品

鐵架臺(tái)、燒杯、鐵圈、分液漏斗(球形、錐形)、試管、試管架、膠頭滴管;四氯化碳、苯、碘水、油水混合物。

六、教學(xué)過(guò)程

【ppt投影】引導(dǎo)學(xué)生指出蒸餾裝置中的錯(cuò)誤之處!緦W(xué)生活動(dòng)】觀看、思考、回答。

【設(shè)計(jì)意圖】檢查學(xué)生對(duì)蒸餾知識(shí)的掌握情況。有利于知識(shí)的鞏固。【問(wèn)題引入】同學(xué)們,在前面我們共同學(xué)習(xí)了過(guò)濾、蒸發(fā)和蒸餾等混合物的分離和提純方法,今天我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)剩下的兩種分離和提純方法,即分液和萃取。首先請(qǐng)大家根據(jù)所預(yù)習(xí)的知識(shí)回答以下問(wèn)題? 【ppt投影】

1、分離油和水的混合物用什么分離方法?

2、四氯化碳、苯、酒精、汽油等是有機(jī)溶劑,溶于水,不溶于水。

3、從碘水里如何提取碘?

【學(xué)生活動(dòng)】結(jié)合預(yù)習(xí)的內(nèi)容。學(xué)生積極思考,討論、自由回答。【設(shè)計(jì)意圖】了解學(xué)生學(xué)習(xí)的需要,營(yíng)造了民主寬松的氣氛。檢查預(yù)習(xí)成果,潛意識(shí)強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)的作用。培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)能力!具^(guò)渡】我們來(lái)學(xué)習(xí)分離油水混合物的方法——分液。

【演示實(shí)驗(yàn)】介紹分液漏斗,演示分液操作(分離油水混合物)。⑴ 分液漏斗

球形分液漏斗——滴加反應(yīng)液 錐形分液漏斗——分液 ⑵ 分液操作

① 檢查分液漏斗是否漏水;

② 混合液體倒入分液漏斗,將分液漏斗置于鐵圈上靜置(如教材p9 圖1-8)

③ 打開分液漏斗活塞,再打開旋塞,使下層液體(水)從分液漏斗下端放出,待油水界面與旋塞上口相切即可關(guān)閉旋塞; ④ 把上層液體(油)從分液漏斗上口倒出。【學(xué)生活動(dòng)】?jī)A聽、觀察、思考!驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生掌握分液漏斗的使用方法。

【歸納小結(jié)】我們已經(jīng)知道什么是分液漏斗,也初步學(xué)會(huì)了分液操作。那么你能否總結(jié)出分液的適用分離什么樣的混合物?

【學(xué)生活動(dòng)】思考、交流,個(gè)別回答:分液適用于分離互不相溶的液體混合物。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納。

【問(wèn)題引入】四氯化碳、苯不溶于水,故四氯化碳與水的混合物、苯與水的混合物用分液的方法分離。哪四氯化碳、苯它們的密度比水大還是?

【學(xué)生活動(dòng)】積極討論,各抒己見。

【實(shí)驗(yàn)探究1】取一支試管,先加適量的水,再加少量的四氯化碳,最后加少量的苯,觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察,從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象容易得出結(jié)論:四氯化碳不溶于水,密度比水大,在水的下一層。苯不溶于水,密度比水小,在水的上一層。

【實(shí)驗(yàn)探究2】取2支試管,分別注入少量水和四氯化碳,然后均投入小粒碘,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【提問(wèn)】從實(shí)驗(yàn)中你能得出什么結(jié)論?

【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察,從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中容易的出結(jié)論:碘不易溶于水但易溶于四氯化碳!驹O(shè)疑】

若在盛有四氯化碳和水的混合物中投入小粒碘,并不斷振蕩試管,現(xiàn)象會(huì)如何呢?請(qǐng)說(shuō)出你的猜想和運(yùn)用的依據(jù)!緦W(xué)生分組討論、師生交流】

組織學(xué)生對(duì)以上分組問(wèn)題展開討論,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的討論后,給機(jī)會(huì)學(xué)生發(fā)表見解,然后收集各組意見整理,大致有以下幾種猜想:

猜想一:認(rèn)為碘溶于四氯化碳而不溶于水,依據(jù)是碘最后落在四氯化碳層;

猜想二:認(rèn)為碘溶于水而不溶于四氯化碳,依據(jù)是碘下落時(shí)先經(jīng)過(guò)水層;

猜想三:認(rèn)為碘溶于四氯化碳而不溶于水,依據(jù)是碘易溶于四氯化碳,而不易溶于水;

【實(shí)驗(yàn)探究3】在盛有四氯化碳和水的混合物的試管中投入小粒碘,并不斷振蕩試管,靜置后觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察,從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出結(jié)論:水層基本無(wú)色。實(shí)驗(yàn)證明猜想三是正確的!緦(shí)驗(yàn)探究4】

[學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)]把四氯化碳加入碘水中、振蕩,注意觀察、比較振蕩前后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳苡惺裁磫l(fā)?

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、相互交流。個(gè)別回答:振蕩前上層棕黃色,下層無(wú)色,振蕩后上層無(wú)色,下層紫紅色;碘會(huì)從溶解度較小的(水)溶劑中轉(zhuǎn)移到溶解度較大的(四氯化碳)溶劑中。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)問(wèn)題引入,實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生了解新知,培養(yǎng)學(xué)生觀察和思考能力!咎剿餍轮科鋵(shí)剛才所做的實(shí)驗(yàn)就是從碘水中用四氯化碳萃取碘。那么你能否歸納出萃取的定義呢?

【學(xué)生活動(dòng)】?jī)A聽、思考、交流。個(gè)別回答:利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度的差別,用溶解度叫大的溶劑把溶質(zhì)從溶解度較小的溶劑中提取出來(lái)的操作叫萃取!驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納。

【講解】在萃取中,溶解度較大的溶劑我們把它稱做萃取劑,那么可以用作萃取劑的物質(zhì)有那些特殊的要求?請(qǐng)從剛才的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考!緦W(xué)生活動(dòng)】思考、交流。個(gè)別回答:①與原溶劑互不溶;②與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);③溶質(zhì)在其中的溶解度遠(yuǎn)大于溶質(zhì)在原溶劑中的溶解度。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析問(wèn)題,學(xué)會(huì)由特殊到一般的規(guī)律!舅伎寂c交流】大家知道碘酒嗎?我們能否利用酒精萃取碘水中的碘?為什么?我們還可以選擇哪些物質(zhì)來(lái)萃取碘水中的碘?已知碘在有機(jī)溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度。

【學(xué)生活動(dòng)】思考、交流。個(gè)別回答:①不能用酒精萃取,因?yàn)榫凭c水互溶;②還可以利用汽油、煤油、苯等。【設(shè)計(jì)意圖】鞏固新知,拓展新知。

【歸納小結(jié)】這節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)習(xí)了分離互不相溶的液體混合物的方法——分液,也學(xué)會(huì)了利用萃取劑把溶質(zhì)從原溶劑中提取出來(lái)的方法——萃取。通過(guò)學(xué)習(xí)你知道萃取和分液的關(guān)系嗎? 【學(xué)生活動(dòng)】?jī)A聽、思考、交流。個(gè)別回答:萃取之后經(jīng)常會(huì)利用分液作進(jìn)一步的分離、提純!菊n堂檢測(cè)】見導(dǎo)學(xué)案

【設(shè)計(jì)意圖】檢測(cè)學(xué)生對(duì)本節(jié)課的課堂效果是否達(dá)到高效!菊n后作業(yè)】復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容

七、板書設(shè)計(jì)

§1—1化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法

二、混合物的分離和提純

4、分液

⑴ 適用范圍:分離互不相溶的液體混合物。如油水混合物。⑵ 儀器:分液漏斗 ⑶ 操作要點(diǎn):

① 檢查分液漏斗是否漏水;

② 混合液體倒入分液漏斗,將分液漏斗置于鐵圈上靜置; ③ 打開分液漏斗活塞,再打開旋塞,使下層液體從分液漏斗下端放出,待油水界面與旋塞上口相切即可關(guān)閉旋塞; ④ 把上層液體從分液漏斗上口倒出。

5、萃取 ⑴ 定義:

利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度的差別,用溶解度叫大的溶劑把溶質(zhì)從溶解度較小的溶劑中提取出來(lái)的操作叫萃取。⑵ 萃取劑的要求 ① 與原溶劑互不溶; ② 與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);

③ 溶質(zhì)在其中的溶解度遠(yuǎn)大于溶質(zhì)在原溶劑中的溶解度。常用萃取劑:四氯化碳、苯、汽油、煤油

八、教學(xué)反思

、

化工原理萃取知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 萃取和分液教案篇二

結(jié)晶、萃取

1.結(jié)晶器

用于結(jié)晶操作的設(shè)備。結(jié)晶器的類型很多,按溶液獲得過(guò)飽和狀態(tài)的方法可分蒸發(fā)結(jié)晶器和冷卻結(jié)晶器;按流動(dòng)方式可分母液循環(huán)結(jié)晶器和晶漿(即母液和晶體的混合物)循環(huán)結(jié)晶器;按操作方式可分連續(xù)結(jié)晶器和間歇結(jié)晶器。一種槽形容器,器壁設(shè)有夾套或器內(nèi)裝有蛇管,用以加熱或冷卻槽內(nèi)溶液。結(jié)晶槽可用作蒸發(fā)結(jié)晶器或冷卻結(jié)晶器。為提高晶體生產(chǎn)強(qiáng)度,可在槽內(nèi)增設(shè)攪拌器。結(jié)晶槽可用于連續(xù)操作或間歇操作。間歇操作得到的晶體較大,但晶體易連成晶簇,夾帶母液,影響產(chǎn)品純度。這種結(jié)晶器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)強(qiáng)度較低,適用于小批量產(chǎn)品(如化學(xué)試劑和生化試劑等)的生產(chǎn)。

1.1強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器

一種晶漿循環(huán)式連續(xù)結(jié)晶器(圖1)。操作時(shí),料液自循環(huán)管下部加入,與離開結(jié)晶室底部的晶漿混合后,由泵送往加熱室。

1.2dtb型蒸發(fā)結(jié)晶器

即導(dǎo)流筒-擋板蒸發(fā)結(jié)晶器,也是一種晶漿循環(huán)式結(jié)晶器。1.3奧斯陸型蒸發(fā)結(jié)晶器

又稱為克里斯塔爾結(jié)晶器,一種母液循環(huán)式連續(xù)結(jié)晶器。2.萃取

液-液萃取又稱溶劑萃取,是向液體混合物中加入適當(dāng)溶劑(萃取劑),利用原混合物中各組分在溶劑中溶解度的差異,使溶質(zhì)組分a從原料液轉(zhuǎn)換到溶劑s的過(guò)程,它是三十年代用于工業(yè)生產(chǎn)的新的液體混合物分離技術(shù)。隨著萃取應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,回流萃取,雙溶劑萃取,反應(yīng)萃取,超臨界萃取以及液膜分離技術(shù)相繼問(wèn)世,使得萃取成為分離液體混合物很有生命力的單元操作之一。蒸餾和萃取均屬分離液體混合物的單元操作,對(duì)于一種具體的混合物,要會(huì)經(jīng)濟(jì)合理化的選擇適宜的分離方法。一般工業(yè)萃取過(guò)程分為如下三個(gè)基本階段:

1.1混合過(guò)程 將一定量的溶劑加入到原料液中,采取措施使之充分混合,以實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)由原料向溶劑的轉(zhuǎn)移的過(guò)程;

1.2沉降分層 分離出萃取相與萃余相。1.3脫出溶劑 獲得萃取液與萃余液,回收的萃取劑循環(huán)使用。翠取過(guò)程可在逐級(jí)接觸式或微分接觸式設(shè)備中進(jìn)行,可連續(xù)操作也可分批進(jìn)行。

3.1 液-液萃取設(shè)備

和氣-液傳質(zhì)過(guò)程類似, 在液-液萃取過(guò)程中, 要求在萃取設(shè)備內(nèi)能使兩相密切接觸并伴有較高程度的湍動(dòng),以實(shí)現(xiàn)兩相之間的質(zhì)量傳遞;而后,又能較快地分離.但是, 由于液液萃取中兩相間的密度差較小,實(shí)現(xiàn)兩相的密切接觸和快速分離.要比氣液系統(tǒng)困難的多.為了適應(yīng)這種特點(diǎn),出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)型式的萃取設(shè)備。目前,為了工業(yè)所采用的各種類型設(shè)備已超過(guò)30種,而且還不斷開發(fā)出新型萃取設(shè)備。根據(jù)兩相的接觸方式,萃取設(shè)備可分為逐級(jí)接觸式和微分接觸式兩大類;根據(jù)有無(wú)外功輸入,又可分為有外能量和無(wú)外能量?jī)煞N。工業(yè)上常用萃取設(shè)備的分類情況如下表: 本接簡(jiǎn)要介紹一些典型的萃取設(shè)備及其操作特性。

3.2混合-澄清槽

混合-澄清槽是最早使用,而且目前仍廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的一種典型逐級(jí)接觸式萃取設(shè)備。它可單級(jí)操作,也可多級(jí)組合操作.每個(gè)萃取級(jí)均包括混合槽和澄清槽兩個(gè)主要部分。為了使不互溶液體中的一相被分散成液滴而均勻分散到另一相中,以加大相際接觸面積并提高傳質(zhì)速率,混合槽中通常安裝攪拌裝置.也可用脈沖或噴射器來(lái)實(shí)現(xiàn)兩相的充分混合。澄清器的作用是將已接近于平衡狀態(tài)的兩液相進(jìn)行有效的分離.4.塔式萃取設(shè)備

習(xí)慣上,將高徑比很大的萃取裝置統(tǒng)稱為塔式萃取設(shè)備.為了獲得滿意的萃取效果, 塔設(shè)備應(yīng)具有分散裝置,以提供兩相混合和分離所采用的措施不同,出現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)型式的萃取塔。

4.1填料萃取塔

用于萃取的填料塔與用于氣-液傳質(zhì)過(guò)程的填料塔結(jié)構(gòu)上基本相同,即在塔體內(nèi)支承板上充填一定高度的填料層。萃取操作時(shí),連續(xù)相充滿整個(gè)塔中,分散相以液滴狀通過(guò)連續(xù)相。5.萃取設(shè)備的選擇

各種不同類型的萃取設(shè)備具有不同的特性,萃取過(guò)程中物系性質(zhì)對(duì)操作的影響錯(cuò)綜復(fù)雜.對(duì)于具體的萃取過(guò)程選擇適宜設(shè)備的原則是:首先滿足工藝條件和要求,然后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)總和趨于最低.萃取設(shè)備的選擇, 應(yīng)考慮如下的因素: 5.1所需的理論級(jí)數(shù)

當(dāng)所需的理論級(jí)數(shù)不大于2-3級(jí)時(shí),各種萃取設(shè)備均可滿足要求;當(dāng)所需的理論級(jí)數(shù)較多(如大于4-5級(jí))時(shí),可選用篩板塔;當(dāng)所需的理論級(jí)數(shù)再多(如10-20級(jí))時(shí), 可選用有能量輸入的設(shè)備, 5.2生產(chǎn)能力

當(dāng)處理量較小時(shí),可選用填料塔,脈沖塔.對(duì)于較大的生產(chǎn)能力,可選用篩板塔, 轉(zhuǎn)盤塔及混合-澄清槽.離心萃取器的處理能力也相當(dāng)大.5.5其它

在選用設(shè)備時(shí),還需考慮其它一些因素,如:能源供應(yīng)狀況,在缺電的地區(qū)應(yīng)盡可能選用依重力流動(dòng)的設(shè)備;當(dāng)廠房地面受到限制時(shí),宜選用塔式設(shè)備, 而當(dāng)廠房高度受到限制時(shí),應(yīng)選用混合澄清槽。

四、課堂小結(jié)

本節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)比較多,但應(yīng)分清主次,應(yīng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)需掌握結(jié)晶和萃取的定義,了解相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理。

五、布置作業(yè)

課后習(xí)題3(34-46)。

化工原理萃取知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 萃取和分液教案篇三

12萃取

本章學(xué)習(xí)要求

1.熟練掌握萃取過(guò)程的原理;部分互溶物系的液-液相平衡關(guān)系;萃取過(guò)程(包括單級(jí)萃取、多級(jí)錯(cuò)流萃取和多級(jí)逆流萃取)的計(jì)算;對(duì)于組分b、s部分互溶體系,要會(huì)熟練地利用杠桿規(guī)則在三角形相圖上迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行萃取過(guò)程計(jì)算;對(duì)于組分b、s不互溶體系,則可仿照吸收的計(jì)算方法。

2.理解溶劑選擇的原則;影響萃取操作的因素;萃取劑和操作條件的合理選擇;萃取過(guò)程的強(qiáng)化措施。

3.了解萃取操作的經(jīng)濟(jì)性;萃取操作的工業(yè)應(yīng)用;液-液萃取設(shè)備及選用。

12.1 概述

液-液萃取又稱溶劑萃取,是向液體混合物中加入適當(dāng)溶劑(萃取劑),利用原混合物中各組分在溶劑中溶解度的差異,使溶質(zhì)組分a從原料液轉(zhuǎn)換到溶劑s的過(guò)程,它是三十年代用于工業(yè)生產(chǎn)的新的液體混合物分離技術(shù)。隨著萃取應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,回流萃取,雙溶劑萃取,反應(yīng)萃取,超臨界萃取以及液膜分離技術(shù)相繼問(wèn)世,使得萃取成為分離液體混合物很有生命力的單元操作之一。

蒸餾和萃取均屬分離液體混合物的單元操作,對(duì)于一種具體的混合物,要會(huì)經(jīng)濟(jì)合理化的選擇適宜的分離方法。

一般工業(yè)萃取過(guò)程分為如下三個(gè)基本階段:

1.混合過(guò)程 將一定量的溶劑加入到原料液中,采取措施使之充分混合,以實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)由原料向溶劑的轉(zhuǎn)移的過(guò)程;

2.沉降分層 分離出萃取相與萃余相。

3.脫出溶劑 獲得萃取液與萃余液,回收的萃取劑循環(huán)使用。

萃取過(guò)程可在逐級(jí)接觸式或微分接觸式設(shè)備中進(jìn)行,可連續(xù)操作也可分批進(jìn)行。

12.2 液液相平衡 12.2.1三角形相圖

根據(jù)組分間的互溶度,三元混合體系可分為兩類:

(1)ⅰ類物系組分a、b及a、s分別完全互溶,組分b、s部分互溶或完全不互溶;(2)ⅱ類物系 組分a、s及組成b、s形成兩對(duì)部分互溶體系 本章重點(diǎn)討論ⅰ類物系連續(xù)操作的逐級(jí)接觸萃取過(guò)程。

12.2.1 三元體系的相平衡關(guān)系

萃取過(guò)程以相平衡為極限。相平衡關(guān)系是進(jìn)行萃取過(guò)程計(jì)算和分析過(guò)程影響因素的基本依據(jù)之一。

對(duì)于組分b、s部分互溶物系,相的組成、相平衡關(guān)系和萃取過(guò)程的計(jì)算,采用等腰三角形相圖最為方便。常用質(zhì)量百分率或質(zhì)量分率表示相組成。1 相組成在三角形相圖上的表示

三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別表示純組分a、b、s。

三角形的邊ab、as和sb依次表示組分a與b、a與s以及s與 b的二元混合液。

三角形內(nèi)任意一點(diǎn)代表三元混合液的組成。2 相平衡關(guān)系在三角形相圖上的表示

⑴溶解度曲線、聯(lián)結(jié)線、輔助曲線和臨界混熔點(diǎn)

要能夠根據(jù)一定條件下測(cè)得的溶解度數(shù)據(jù)和共軛相的對(duì)應(yīng)組成在三角形相圖上準(zhǔn)確作出溶解度曲線、聯(lián)結(jié)線、輔助曲線(又稱共軛曲線),并確定臨界混溶點(diǎn)。會(huì)利用輔助曲線由一已知相組成點(diǎn)確定與之平衡的另一相組成點(diǎn)的坐標(biāo)位置。

溶解度曲線將三角形分成單相區(qū)(均相區(qū))與兩相區(qū),萃取操作只能在兩相區(qū)中進(jìn)行。

① 不同物系在相同溫度下具有不同形狀的溶解度曲線。

② 同一物系,當(dāng)溫度變化時(shí).可引起溶解度曲線和兩相區(qū)面積的變化,甚至發(fā)生物系的轉(zhuǎn)化。一般溫度升高,組分間互溶度加大,兩相區(qū)面積縮小,不利于萃取分離。

一定溫度下,同一物系的聯(lián)結(jié)線傾斜方向隨溶質(zhì)組成而變,即各聯(lián)結(jié)線一般互不平行,少數(shù)物系聯(lián)結(jié)線的傾斜方向也會(huì)發(fā)生改變(等溶度體系)。⑴分配系數(shù)和分配曲線

① 分配系數(shù) 在一定溫度下,溶質(zhì)a在平衡的萃取相和萃余相中組成之比稱為分配系數(shù),即

同樣,對(duì)干組分b也可寫出相應(yīng)表達(dá)式:

在操作條件下,若組分b、s互不相溶,則以質(zhì)量比表示相組成的分配系數(shù)可改寫成如下式,即

② 分配曲線 若主要關(guān)心溶質(zhì)a在平衡的兩液相中的組成關(guān)系,則可在直角坐標(biāo)圖上表示相組成,即在直角坐標(biāo)圖畫出x-y關(guān)系曲線,此即分配曲線。在操作條件下,若組分b、s不互溶,則可仿照吸收中平衡曲線的方法作出以質(zhì)量比表示相組成的xy相圖。再若在操作范圍內(nèi),以質(zhì)量比表示相組成的分配系數(shù)k為常數(shù),平衡關(guān)系可表示為直線方程,即

分配曲線為通過(guò)原點(diǎn)的直線。3 萃取過(guò)程在三角形相圖上的表示(1)萃取過(guò)程的三個(gè)基本階段

萃取過(guò)程的三個(gè)基本階段可在三角形相圖上清晰地表達(dá)出來(lái)。① 混合

將skg的萃取劑加到 f kg的料液中并混勻,即得到總量為 m kg 的混合液,其組成由點(diǎn)m的坐標(biāo)位置讀取。

式中,f為料液量,kg或kg/s;s為萃取劑的量,kg或 kg/s;m為混合液的總量,kg或kg/s;xf為原料液中溶質(zhì)的質(zhì)量分率; ys為溶劑中溶質(zhì)的質(zhì)量分率,對(duì)于純?nèi)軇,ys=0 xm為混合液中溶質(zhì)的質(zhì)量分率。② 沉降分層

混合液沉降分層后,得到平衡的兩液相e、r,其組成由圖上讀得,各相的量由杠桿規(guī)則及總物料衡算求得,即

式中 e為萃取相的量,kg或kg/s;

r為萃余相的量,kg 或kg/s、分別代表線段的長(zhǎng)度。

圖中的m點(diǎn)稱為和點(diǎn),r、e或f、s稱為差點(diǎn)。③ 脫除溶劑

和萃余液,若將得到的萃取相及萃余相完全脫除溶劑,則得到萃取液其組成由圖上讀得,其量利用杠桿規(guī)則確定,即

f=+

杠桿規(guī)則是物料衡算過(guò)程的圖解表示,萃取過(guò)程在三角形相圖上的表示和計(jì)算,關(guān)鍵在干熟練地運(yùn)用杠桿規(guī)則。(2)萃取劑的選擇

萃取劑的選擇是萃取操作分離效果和是否經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。選擇萃取劑時(shí)時(shí)主要考慮如下因素。

① 萃取劑的選擇性和選擇性系數(shù)

選擇性是指萃取劑s對(duì)原料液中兩個(gè)組分溶解能力的差異,可用選擇性系數(shù)來(lái)表示,其對(duì)應(yīng)于蒸餾中的相對(duì)揮發(fā)度,統(tǒng)稱為分離因子。萃取操作中值均應(yīng)大于1。值越大,越有利于組分的分離;若=1,萃取相和萃余相脫除溶劑s后將具有相同的組成,且均等于原料液的組成,無(wú)分離能力,說(shuō)明所選擇的萃取劑是不適宜的。

當(dāng)在操作條件下組分b、s可視作不互溶時(shí),② 組分b、s間的互溶度

組分b、s間的互溶度愈小愈有利萃取分離,完全不互溶為理想情況。③ 萃取劑回收的難易 易于回收可降低能量消耗。④ 其它

兩相密度差要大,界面張力適中,粘度與凝固點(diǎn)要低,化學(xué)及熱穩(wěn)定,無(wú)毒不易燃,來(lái)源充,價(jià)格低廉等。

=0,選擇性系數(shù)趨于無(wú)窮大。

12.2 萃取過(guò)程的計(jì)算

重點(diǎn)討論級(jí)式接觸萃取過(guò)程的計(jì)算,且假設(shè)各級(jí)均為理論級(jí)。1.單級(jí)接觸萃取

單級(jí)萃取操作中,通常有兩種類型計(jì)算:(1)已知原料液組成及其處理量,規(guī)定萃余相組成,要求計(jì)算萃取劑用

。量、萃余相的量及、萃取相的組成萃取劑的用量可利用杠桿規(guī)則確定:

萃取相的組成由其坐標(biāo)位置從圖上讀得,e相和r相的量用杠桿規(guī)則和物料衡算式計(jì)算。(2)已知原料液的組成及其處理量、要求計(jì)算萃取相、萃余相的量及兩相的組成。此類計(jì)算需利用輔助曲線通過(guò)和點(diǎn)m試差法作聯(lián)結(jié)鮮.兩相組成由聯(lián)結(jié)線兩端的坐標(biāo)位置讀得,兩相的量用杠桿規(guī)則和物料衡算式計(jì)算。當(dāng)組分b、s可視作完全不互溶時(shí),則以質(zhì)量比表示相組成的物料衡算式為

一般可由點(diǎn)s作溶解度曲線的經(jīng)過(guò)單級(jí)萃取后所能獲得的最高萃取液組成切線而確定。

2.多級(jí)錯(cuò)流接觸萃取

多級(jí)錯(cuò)流接觸萃取操作的特點(diǎn)是:每級(jí)都加入新鮮溶劑,前級(jí)的萃取相為后級(jí)的原料,傳質(zhì)推動(dòng)力大。只要級(jí)數(shù)足夠多,最終可獲得所希望的萃取率,其缺點(diǎn)是溶劑用量較多。

多級(jí)錯(cuò)流接觸萃取設(shè)計(jì)型計(jì)算中,通常已知f、xf。及各級(jí)溶劑用量si,規(guī)定最終萃余相組成,要求計(jì)算所需理論級(jí)數(shù)。

根據(jù)組分b、s的互溶度,萃取理論級(jí)數(shù)的計(jì)算有如下三種方法: ①

② 組分b、s不互溶時(shí)的直角坐標(biāo)圖解法

設(shè)各級(jí)溶劑用量相等,則各級(jí)萃取相中的溶劑和萃余相中的稀釋劑b均可視作常量,在xy坐標(biāo)上求解萃取級(jí)數(shù)非常簡(jiǎn)便。

錯(cuò)流萃取的操作線方程式為

在x-y坐標(biāo)圖上求解萃取理論級(jí)數(shù)的步驟略。③ 解析法求解理論級(jí)數(shù)

若在操作條件下,組分b、s可視作完全不互溶,且以質(zhì)量比表示相組成的分配系數(shù)k可視作常數(shù),再若各級(jí)溶劑用量相等,則所需萃取級(jí)數(shù)可用下式計(jì)算:

⑶ 多級(jí)逆流接觸萃取

多級(jí)逆流接觸萃取操作的特點(diǎn)是:大多為連續(xù)操作,平均推動(dòng)力大、分離效率高、達(dá)到規(guī)定萃取率溶劑用量最少。

多級(jí)逆流萃取的設(shè)計(jì)型計(jì)算中,原料液處理量f及其組成成均由工藝條件規(guī)定,溶劑用量s及其組成所需的理論級(jí)數(shù)。、最終萃余相組

由經(jīng)濟(jì)權(quán)衡而選定,要求計(jì)算根據(jù)組分b、s的互溶度及平衡關(guān)系,理論級(jí)數(shù)的計(jì)算可分別采用如下方法。① 組分b、s部分互溶時(shí)的圖解計(jì)算法

對(duì)于組分b、s部分互溶物系,常在三角形坐標(biāo)圖上利用平衡關(guān)系和操作關(guān)系,用逐級(jí)圖解法求解理論級(jí)數(shù)。多級(jí)逆流萃取的操作線方程式為

式中的稱為操作點(diǎn),為各條操作線上的共同點(diǎn),可將其視為通過(guò)各級(jí)的“凈流量”。為虛擬量,通常由

與的延長(zhǎng)線交點(diǎn)來(lái)確定點(diǎn)的位置。

若萃取過(guò)程所需理論級(jí)數(shù)較多時(shí),可在直角坐標(biāo)圖上繪出分配曲線與操作線,在操作線與分配曲線之間畫階梯求解理論級(jí)數(shù)。② 組分b、s不互溶時(shí)理論級(jí)數(shù)的計(jì)算

根據(jù)平衡關(guān)系情況,可用圖解法和解析法求解理論級(jí)數(shù)。

在x-y坐標(biāo)圖上求解理論級(jí)數(shù)的方法與脫吸計(jì)算十分相似。此時(shí)的操作線方程式為

若在操作范圍內(nèi)以質(zhì)量比表示相組成的分配系數(shù)為常數(shù)時(shí),可用下式求解理論級(jí)數(shù):

再若分配曲線與操作線為互相平行的直線時(shí)(即為),所需理論級(jí)數(shù)可表示

③ 溶劑比(或)和萃取劑的最小用量

和精餾中的回流比 r、吸收中的液氣比 l/v相對(duì)應(yīng),萃取中的溶劑比 s/f(或 s/b)表示了萃取用量對(duì)設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)的影響,達(dá)到指定分離程度需要無(wú)窮多個(gè)理論級(jí)時(shí)所對(duì)應(yīng)的萃取劑用量為最小溶劑用量,用在三角形相圖上,出現(xiàn)某條操作線與聯(lián)結(jié)線重合時(shí)對(duì)應(yīng)的量。

表示。

即為最小萃取劑用在x-y或x-y坐標(biāo)圖上,出現(xiàn)某操作線與分配曲線相交或相切時(shí)對(duì)應(yīng)的為最小萃取劑用量。

對(duì)于組分b、s完全不互溶的物系,萃取劑的最小用量可用下式計(jì)算:

適宜的萃取劑用量通常取為s=1,1~2.0⑷ 微分接觸逆流萃取

微分接觸逆流萃取操作常在塔式設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。塔式設(shè)備的計(jì)算和氣液傳質(zhì)設(shè)備一樣,即要求確定塔高及塔徑兩個(gè)基本尺寸。① 塔高的計(jì)算

塔高的計(jì)算有兩種方法,即(a)理論級(jí)當(dāng)量高度法。

式中 hets為理論級(jí)當(dāng)量高度,m; h為萃取段的有效高度,m; n 為逆流萃取所需理論級(jí)數(shù),無(wú)因次

(b)傳質(zhì)單元法(以萃取相為例)假設(shè)在操作條件下組分b、s完全不互溶,用質(zhì)量比表示相組成,再若在整個(gè)萃取段內(nèi)體積傳質(zhì)系數(shù)萃取段的有效高度可用下式計(jì)算: 式中

為萃余相的總傳質(zhì)單元高度,m ;

可視作常數(shù),則

為總體積傳質(zhì)系數(shù),kg/(m3·h·△x)為萃余相的總傳質(zhì)單元數(shù);

萃取相的總傳質(zhì)單元高度或總體積傳質(zhì)系數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定,也可從手冊(cè)查得。萃余相的總傳質(zhì)單元數(shù)可用圖解積分法求得。當(dāng)分配系數(shù)k為常數(shù)時(shí),平均推動(dòng)力法或萃取因子法計(jì)算。萃取因子法的計(jì)算式

可用

當(dāng)時(shí)。

2.塔徑的計(jì)算

塔徑的尺寸取決于兩液相的流量及適宜的操作速度,可用下式計(jì)算:

式中 分別為連續(xù)相與分散相的體積流量,m3/s; 分別為連續(xù)相與分散相的空塔氣速,m/s;

實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),空塔速度可取液泛速度的50%~80%。關(guān)于液泛速度,許多研究者針對(duì)不同類型的萃取設(shè)備提出了經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的公式,還有的繪制成關(guān)聯(lián)線圖。

12.3 液一液萃取設(shè)備

12.3.1 概述

和氣液傳質(zhì)過(guò)程相類似,在液一液萃取過(guò)程中,要求萃取相和萃余相在設(shè)備內(nèi)密切接觸,以實(shí)現(xiàn)有效的質(zhì)量傳遞;爾后,又能使兩相快速、完善分離,以提高分離效率。由于萃取操作兩相密度差較小,對(duì)設(shè)備提出了更高的要求。1.為使兩相密切接觸、適度湍動(dòng)、高頻率的界面更新,可采用外加能量,如機(jī)械攪拌、射流和脈沖等;

2.為兩相完善分離,除重力沉降分離外,還可采用離心分離(離心分離機(jī)、旋液分離器等);

3.萃取設(shè)備的分類屬兩相接觸方式,可分為逐級(jí)接觸式和微分接觸式兩類;根據(jù)有無(wú)外功加入,可分為有回水量和無(wú)外加能量?jī)煞N。工業(yè)上常用萃取設(shè)備的分類情況見相關(guān)章節(jié) 萃取設(shè)備的選擇 根據(jù)物系性質(zhì)、分離的難易和程度、設(shè)備特性等合理選取萃取設(shè)備類型和尺寸。

12.3.2萃取設(shè)備的選擇

各種不同類型的萃取設(shè)備具有不同的特性,萃取過(guò)程中物系性質(zhì)對(duì)操作的影響錯(cuò)綜復(fù)雜.對(duì)于具體的萃取過(guò)程選擇適宜設(shè)備的原則是:首先滿足工藝條件和要求,然后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)總和趨于最低.萃取設(shè)備的選擇, 應(yīng)考慮如下的因素: 1.所需的理論級(jí)數(shù)

當(dāng)所需的理論級(jí)數(shù)不大于2-3級(jí)時(shí),各種萃取設(shè)備均可滿足要求;當(dāng)所需的理論級(jí)數(shù)較多(如大于4-5級(jí))時(shí),可選用篩板塔;當(dāng)所需的理論級(jí)數(shù)再多(如10-20級(jí))時(shí), 可選用有能量輸入的設(shè)備,如脈沖塔,轉(zhuǎn)盤塔,往復(fù)篩板塔,混合澄清槽等.2.生產(chǎn)能力

當(dāng)處理量較小時(shí),可選用填料塔,脈沖塔.對(duì)于較大的生產(chǎn)能力,可選用篩板塔, 轉(zhuǎn)盤塔及混合-澄清槽.離心萃取器的處理能力也相當(dāng)大.3.物系的物性性質(zhì)

對(duì)界面張力較小,密度差較大的物系,可選用無(wú)外加能量的設(shè)備.對(duì)密度差小,界面張力小,易乳化的難分層物系,應(yīng)選用離心萃取器.]對(duì)有較強(qiáng)腐蝕性的物系,宜選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的填料塔或脈沖填料塔.對(duì)于放射性元素的提取,脈沖塔和混合澄清槽用得較多.若物系中有固體懸浮物或在操作過(guò)程中產(chǎn)生沉淀物時(shí),需周期停工清洗,一般可采用轉(zhuǎn)盤萃取塔或混合澄清槽.另外,往復(fù)篩板塔和液體脈動(dòng)篩板塔有一定的資清洗能力,在貿(mào)些場(chǎng)合也可考慮選用.4.物系的穩(wěn)定性和液體在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間

對(duì)生產(chǎn)要考慮物料的穩(wěn)定性,要求在萃取設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間短的物系,如抗菌素的生產(chǎn).用離心萃取器合適;反之,若萃取物系中伴有緩慢的化學(xué)反應(yīng), 要求有足夠的反應(yīng)時(shí)間,選用混合-澄清槽為適宜.5.其它

在選用設(shè)備時(shí),還需考慮其它一些因素,如:能源供應(yīng)狀況,在缺電的地區(qū)應(yīng)盡可能選用依重力流動(dòng)的設(shè)備;當(dāng)廠房地面受到限制時(shí),宜選用塔式設(shè)備, 而當(dāng)廠房高度受到限制時(shí),應(yīng)選用混合澄清槽。

化工原理萃取知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 萃取和分液教案篇四

比容:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的流體所具有的體積,用v表示

剪應(yīng)力:?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)摩擦力,以τ

壓強(qiáng):流體的單位表面積上所受的壓力,稱為流體的壓力強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱壓強(qiáng)

流量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)管道任一截面的流體量

體積流量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的體積,質(zhì)量流量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的質(zhì)量,流速:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離,穩(wěn)態(tài)流動(dòng):流體在各截面上的有關(guān)物理量?jī)H隨位置而變,不隨時(shí)間改變。

流動(dòng)邊界層:流體流經(jīng)固體壁面時(shí),由于粘性力的存在,在壁面附近產(chǎn)生了速度梯度,這一存在速度梯度的區(qū)域稱為流動(dòng)邊界層。

局部阻力:流體流經(jīng)一定管件、閥門及管截面的突然擴(kuò)大及縮小等局部地方所引起的阻力。直管阻力:流體流經(jīng)一定管徑的直管時(shí)由于流體的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力。

絕對(duì)粗糙度:壁面凸出部分的平均高度,相對(duì)粗糙度:絕對(duì)粗糙度與管道直徑的比值

水力半徑:流體在流道里的流通截面與潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)度之比,(當(dāng)量直徑為4倍的水力半徑)氣縛:離心泵啟動(dòng)時(shí),泵內(nèi)存有空氣,由于空氣密度很低,旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小,因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)的液體吸入泵內(nèi),雖啟動(dòng)離心泵也不能輸送液體。軸功率n:?jiǎn)挝粫r(shí)間電動(dòng)機(jī)輸入泵軸的能量。

壓頭:也叫揚(yáng)程,是離心泵對(duì)單位重量流體所提供的有效能量。

容積損失:葉輪出口處高壓液體因機(jī)械泄漏返回葉輪入口所造成的能量損失。

水力損失:黏性液體流經(jīng)葉輪通道蝸殼時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力以及在泵局部處因流速和方向改變引起的環(huán)流和沖擊而產(chǎn)生的局部阻力。

機(jī)械損失:由泵軸和軸承之間,泵軸和填料函等產(chǎn)生摩擦引起的能量損失。

均相物系:物系內(nèi)部各處組成均勻且不存在相界面。

床層的自由截面積:?jiǎn)挝淮矊咏孛嫔衔幢活w粒占據(jù)的面積,流體可自由通過(guò)的面積。床層的比表面積:?jiǎn)挝惑w積床層中所具有的固體顆粒表面積。

自由沉降:?jiǎn)我活w粒在粘性流體中不受其他顆粒干擾的沉降。

離心沉降:依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過(guò)程。

過(guò)濾:利用重力或壓差使懸浮液通過(guò)多孔性過(guò)濾介質(zhì),將固體顆粒截留,從而實(shí)現(xiàn)固液分離。過(guò)濾速率:?jiǎn)挝凰募?jí)獲得的濾液體積

過(guò)濾速度:?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液體積。

熱傳導(dǎo):物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移,僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱能傳遞。

熱對(duì)流:流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞過(guò)程

穩(wěn)態(tài)傳熱:傳熱過(guò)程中,如果傳熱系統(tǒng)中各處溫度只隨位置而變,不隨時(shí)間而變。等溫面:溫度場(chǎng)中同一時(shí)刻下溫度相同的各點(diǎn)組成的面。

溫度梯度:等溫面法線方向上的溫度變化率。

化工原理萃取知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 萃取和分液教案篇五

化工原理實(shí)驗(yàn)心得

院系:化學(xué)化工學(xué)院

專業(yè):應(yīng)用化學(xué)(含職教師范)學(xué)號(hào):姓名:

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2023.12.05

化工原理實(shí)驗(yàn)是化工原理中理論與實(shí)踐相聯(lián)系、相結(jié)合的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。其基本任務(wù)是鞏固和加深對(duì)化工原理課程中基本理論只是的理解,通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作喝實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,使我們掌握一定的基本實(shí)驗(yàn)技能。

這個(gè)學(xué)期我們通過(guò)流體流動(dòng)阻力的測(cè)定、離心泵性能、傳熱系數(shù)的測(cè)定等實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式,我覺得讓我們對(duì)課上的基礎(chǔ)理論知識(shí)有了更為深刻的理解,更加地了解了化工原理的理論與實(shí)踐的結(jié)合,記憶更加深刻,有助于我們?cè)谶@一門課程上的學(xué)習(xí)。

開始的時(shí)候我并不是很了解,也不是很理解許多實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法以及如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證課上學(xué)的理論知識(shí),雖然說(shuō)每次實(shí)驗(yàn)可前,都有可以參考的書籍,但是在沒有真正接觸刀實(shí)驗(yàn)的時(shí)候還是會(huì)有一些一頭霧水的感覺。我覺得課前老師的講解非常重要,自己不明白的地方,通過(guò)老師的講解和操作便會(huì)豁然開朗。如果不知道或是不明白實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法,那么是不會(huì)真正利用到實(shí)驗(yàn)的真正價(jià)值的。

讓我印象最深的是離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)。

第一,這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是了解離心泵的結(jié)構(gòu)與特性,熟悉離心泵的操作和測(cè)定離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的特性曲線。

第二,這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是離心泵的特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程,軸功率及效率與泵的流量之間的關(guān)系曲線,它是流體在泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的宏觀表現(xiàn)形式。

(1)揚(yáng)程h的測(cè)定與計(jì)算

取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1,2截面,列伯努利方程

z1+(p0-p1)/ρg+u1^2/2g+h=z2+(p0+p2)/ ρg+u2^2/2g+hf,1-2(2)軸功率n的測(cè)量與計(jì)算

泵的軸功率=電動(dòng)機(jī)的輸入功率×電動(dòng)機(jī)的效率×傳動(dòng)效率=n電η電η傳(3)效率η的計(jì)算 η=ne/n=hqvρg/n(4)轉(zhuǎn)速改變時(shí)的換算

泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)所得,但實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩的改變時(shí),其轉(zhuǎn)速會(huì)有變化,因此需換算。一般以4~5人為一小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前必須作好組織工作,做到既分工、又合作,每個(gè)組員要各負(fù)其責(zé),并且要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行輪換工作,這樣既能保證質(zhì)量,又能獲得全面的訓(xùn)練。

第三,實(shí)驗(yàn)流程

泵將水箱中的水吸入泵體,吸入導(dǎo)管上裝有泵進(jìn)口壓力傳感器,吸入導(dǎo)管的底端裝有底閥,其作用是防止灌泵時(shí)水漏出,實(shí)驗(yàn)中通過(guò)軟件改變電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)流量,流量值由渦輪流量計(jì)測(cè),離心泵進(jìn),出口處的壓力由壓力傳感器測(cè)。

第四,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

(1)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)應(yīng)流量下的h,n, η。

(2)根據(jù)比例定律,求出轉(zhuǎn)速為2900r/min時(shí),對(duì)應(yīng)流量下泵的h’,n’,η’。

數(shù)據(jù)處理過(guò)程中應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)中由于水的循環(huán)使用,溫度會(huì)不斷升高,這樣水的密度會(huì)隨著變化,所以密度應(yīng)取對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的值。還有繪圖時(shí)應(yīng)盡量使各曲線在同一區(qū)域,是美觀并便于分析。

最后,通過(guò)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)做此實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意以下這些事項(xiàng)

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的啟動(dòng)操作,應(yīng)按教材說(shuō)明的程序逐項(xiàng)進(jìn)行,設(shè)備啟動(dòng)前必須檢查:

(a)對(duì)泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等設(shè)備,啟動(dòng)前先用手扳動(dòng)聯(lián)軸節(jié),看能否正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

(b)設(shè)備、管道上各個(gè)閥門的開、閉狀態(tài)是否合乎流程要求。上述兩點(diǎn)皆為正常時(shí),才能合上電閘,使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)操作過(guò)程中設(shè)備及儀表有異常情況時(shí),應(yīng)立即按停車步驟停車并報(bào)告指導(dǎo)教師,對(duì)問(wèn)題的處理應(yīng)了解其全過(guò)程,這是分析問(wèn)題和處理問(wèn)題的極好機(jī)會(huì)。

(3)操作過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)觀察儀表指示值的變動(dòng),確保操作過(guò)程在穩(wěn)定條件下進(jìn)行。出現(xiàn)不符合規(guī)律的現(xiàn)象時(shí)應(yīng)注意觀察研究,分析其原因,不要輕易放過(guò)。

我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是一個(gè)既快樂而又充滿理性知識(shí)的過(guò)程,就像書本上的知識(shí)能夠用到實(shí)處,不再那么枯燥無(wú)味。通過(guò)自己動(dòng)手操作和計(jì)算將原理進(jìn)行證明,自己親身獎(jiǎng)勵(lì)去學(xué)習(xí)化工原理的相關(guān)知識(shí)。

例如流動(dòng)阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲屛覀兞私饬鲃?dòng)阻力的測(cè)定方法,確定摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系以及局部阻力。由于一開始對(duì)這個(gè)試驗(yàn)不是很了解,所以流體的流量過(guò)小達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果。

化工原理實(shí)驗(yàn)最重要的是將理論付諸實(shí)踐當(dāng)中,平時(shí)我們上化工原理課的時(shí)候,只能通過(guò)老師的講解,自己的想象了解知識(shí),許多時(shí)候我們甚至不能知道為什么就能有這樣的結(jié)論。而化工原理實(shí)驗(yàn)就提供給我們這樣一個(gè)平臺(tái),我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)鍛煉動(dòng)手能力,團(tuán)隊(duì)合作能力不再讀死書,死讀書。學(xué)習(xí)化工原理實(shí)驗(yàn)課程,可以在學(xué)習(xí)化工原理理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步理解一些比較典型的或已被應(yīng)用的化工過(guò)程與設(shè)備的原理和操作,鞏固的深化化工原理理論知識(shí)

以上是我對(duì)這學(xué)期的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的總結(jié),通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)我也確實(shí)從中學(xué)到了不少知識(shí),對(duì)我的生活和學(xué)習(xí)都有很大的幫助。希望在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上能把下學(xué)期的實(shí)驗(yàn)做的更好。

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