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1、中南大学化学化工学院化工专题实验(2012) 实验报告学生姓名学号专业班级同组成员Tl.气体PVT关系的研究（热力学,指导教师:李海普）一.实验目的1 .观测。临界状态现象,增加对临界状态概念的感性认识;2 .加深对纯流体热力学状态:汽化、冷凝、饱和态和超临流体等基本概念的理 解;测定COZ的PVT数据,在PV图上绘出COZ等温线3 .掌握低温恒温浴和活塞式压计的使用方法。二.实验原理纯物质的临界点表示汽液二相平衡共存的最高温度（K）和最高压力点（P（：）。 纯物质所处的温度高于Tc,则不存在液相;压高于Pc,则不存在汽相;同时 高于T,:和Pc，则为超临界区。本实验测量T三种温度条 件下等温
2、线。其中T等温线,为光滑曲线；T = 等温线,在临界压 附近有一水平拐点,并出现汽液不分现象;T2柱的高度除以质面比常数计算得到。 试剂：高纯度二氧化碳。图2-3-1 C02 PVT关系实验装置图2-3-2试验台本体1.高压容器2玻璃杯3压油4水银5密封填料6填料压盖7恒温水套8承压玻璃管9-C0210一精密温度计四、实验操作步骤1 .按图2-3-1装好试验设备。2 .接通恒温浴电源,调节恒温水到所要求的实验温度(以恒温水套内精密温度 计为准)。3 .加压前的准备抽油充油操作(1)关闭压表下部阀门和进入本体油路的阀门,开启压台上油杯的进油阀。(2)摇退压台上的活塞螺杆,直至螺杆全部退出。此时压
3、台上油筒中抽满 了油。(3)先关闭油杯的进油阀,然后开启压表下部阀门和进入本体油路的阀门。(4)摇进活塞杆,使本体充油。直至压表上有压读数显示,毛细管下部出 现水银为止。(5)如活塞杆已摇进到头,压表上还无压读数显示,毛细管下部未出现水 银,则重复(1) - (4)步骤。(6)再次检查油杯的进油阀是否关闭,压表及其进入本体油路的二个阀门是 否开启。温度是否达到所要求的实验温度。如条件均已调定,则可进行实验测定。4 .测定低于临界温度下的等温线（T=20或25C）（1）将恒温水套温度调至T=25C左右,并保持恒定。（2）逐渐增加压,压为4.0MPa左右（毛细管下部出现水银面）开始读取 相应水银柱
4、上端液面刻度,记录第一个数据点。读取数据前,一定要有足够的平 衡时间,保证温度、压和水银柱高度恒定。（3）提高压约0.3MPa,达到平衡时,读取相应水银柱上端液面刻度,记录第 二个数据点。注意加压时,应足够缓慢的摇进活塞杆,以保证定温条件,水银柱 高度应稳定在定数值,不发生波动时,再读数。（4）按压间隔0.3MPa左右,逐次提高压,测量第三、第四数据点, 当出现第一小滴CO液体时,则适当降低压,平衡一段时间,使CO温度和 压恒定,以准确读出恰出现第一小液滴CO时的压。（5）注意此阶段,压改变后CO状态的变化,特别是测准出现第一小滴CO? 液体时的压和相应水银柱高度及最后一个CO2小汽泡刚消失时
5、的压和相应 水银柱高度。此二点压改变应很小，要交替进行升压和降压操作,压应按出 现第一小滴CO2液体和最后个CO小汽泡刚消失的具体条件进行调整。（6）当COa全部液化后,继续按压间隔0.3MPa左右升压,直到压达到8.0MPa为止（承压玻璃管最大压应小于8.0MPa） 5 .测定临界等温线和临界参数，观察临界现象（1）将恒温水套温度调至T=31.1C左右（本实验升温至30.9。）,按上述4的 方法和步骤测出临界等温线,注意在曲线的拐点（P=7.376MPa）附近,应缓慢 调整压（调压间隔可为0.05MPa）,以较准确的确定临界压和临界比容,较 准确的描绘出临界等温线上的拐点。（2）观察临界现象
6、a.临界乳光现象保持临界温度不变,摇进活塞杆使压升至Pc附近处,然后突然摇退活塞杆（注意 勿使试验台本体晃动）降压,在此瞬间玻璃管内将出现圆锥型的乳白色的闪光现象, 这就是临界乳光现象。这是由于CO2分子受重力场作用沿高度分布不均和光的 散射所造成的。可以反复几次观察这个现象。b,整体相变现象临界点附近时，汽化热接近于零,饱和蒸汽线与饱和液体线接 近合于一点。此时汽液的相互转变不象临界温度以下时那样逐渐积累,需要一定 的时间,表现为个渐变过程;而是当压稍有变化时,汽液是以突变的形式相 互转化。c.汽液二相模糊不清现象处于临界点附近的CO具有共同的参数（P，V, T）,不能区别此时CO是汽 态还
7、是液态。如果说它是气体,那么,这气体是接近液态的气体;如果说它是液 体,那么,这液体又是接近气态的液体。下面用实验证明这结论。因为此时是处 于临界温度附近,如果按等温过程,使CO压缩或膨胀,则管内什么也看不到。现在,按绝热过程进行,先调 节压处于7.4 MPa （临界压）附近,突然降压（由于压很快下降,毛细管 内的CO2未能与外界进行充分的热交换,其温度下降），co2状态点不是沿等 温线,而是沿绝热线降到二相区,管内CO2出现了明显的液面。这就是说,如 果这时管内CC2是气体的话，那么,这种气体离液相区很近，是接近液态的气 体;当膨胀之后,突然压缩CO2时,这液面又立即消失了。这就告诉我们,这
8、 时C5液体离汽相区也很近,是接近气态的液体。这时C既接近气态,又接 近液态,所以只能是处于临界点附近。临界状态流体是种汽液不分的流体。这 就是临界点附近汽液二相模糊不清现象。7.测定高于临界温度的等温线（T = 40左右）将恒温水套温度调至T=39C,按上述5相同的方法和步骤进行。五、实验数据处理表!. 1原始数据表2430. 939 压强 (Mpa)V (mL)压强 (Mpa)V (mL)压强 (Mpa)V (mL)4247428043094.52014. 52294.52535166519452145.51375. 51645. 51826113613961566.5946. 51186
9、. 5137765710071187.5497. 5827. 51017.8427. 8757.8978398648898.2378. 2578. 2838.4338.4498. 4778.8318. 6448. 6729.2298. 8428. 8689.6279398. 96610.4259. 2379649. 3359. 1629. 8339. 25910. 3319. 3579. 4559. 5539. 6509. 7489. 94610. 144将数据绘图如下:11050100150200250300350图1. 2 C02等温P-V实验曲线图1.3 CO等温P-V标准曲线六、实验结
10、果讨论1 .由于实验仪器经搬迁损坏,水银与油状液体混合,使得上升的不是水银而是透 明的油状液体,读数较不准确,误差太大。且由于实验器材的老化,实验数据本 身的准确度不高,所以根据实验数据画出来的曲线误差较大。2 .加压的时候要缓慢加,不能过快,实验操作的时候有一组加压不够缓慢出现了 较小的气泡,使得实验数据不够准确。七.注意事项1 .实验压不能超过10.0 MPa,实验温度不高于40。2 .应缓慢摇进活塞螺杆,否则来不及平衡,难以保证恒温恒压条件。3 . 一般，按压间隔0.3MPa左右升压。但在将要出现液相,存在汽液二相和 汽相将完全消失以及接近临界点的情况下,升压间隔要很小,升压速度要缓慢。
11、 严格讲,温度一定时,在汽液二相同时存在的情况下,压应保持不变。4 .准确测出25, 7. 8MPa时C02液柱高度h。准确测出25c下出现第1个 小液滴时的压和体积（高度）及最后一个小汽泡将消失时的压和体积（高度）。5 .压表读得的数据是表压,数据处理时应按绝对压（=表压+大气压）。T2.高性能陶瓷材料的制备实验（反应工程,指导教师:曹占芳）、实验目的1 .了解高性能陶黴材料应用领域以及制备方法2 .掌握万能电子试验机的原理和使用方法二、实验任务1 .掌握陶瓷材料吸水率、气孔率及体积密度的测量方法2 .熟练运用万能电子试验机对陶瓷材料抗压强度的测试三、基本原理本实验采用模压成型法,模压成型法
12、是利用压将干粉坯料在模型中压成致 密坯体的种成型方法。由一于模压成型的坯料水分少,压大,坯体比较致密, 该法适用于形状简单的小型坯体。模压成型原理是利用较大压,在模具中将 粉状坯料压制而成的。压的传递是通过坯料颗粒的接触来传递的。当压加在 坯料上时,物料受到压的挤压作用，开始移动,收缩,将空气驱出。多孔陶瓷工艺的最终目的是制成气孔率高且有足够机械强度的制品。经过成 型制成的生坯中的颗粒之间只有很小的附着力因而强度很低。要使颗粒相互结合 使坯体形成较高的强度,只有在无液相或有液相的烧结温度下才能实现。烧成是 通过高温处理,使坯体发生一系列物理化学变化,形成预期的物质组成和显微结 构，从而达到固定
13、外形并获得所要求性能的工序。烧成是陶瓷滤料制造工艺过程 中最重要的工序之，对于球坯来说,成过程就是将成形后的生球坯在一定条件 下进行热处理,经过系列物理化学变化,得到具有一定矿物组成和显微结构, 达到水处理要求的理化性能指标的球坯。通过间接方法测量,根据阿基米德原理测定。多孔陶瓷的干湿质量差值就是 水的质量,就可以求得水的体积,水的体积就是多孔陶瓷中气孔的体积;制备的 多孔陶瓷近似规则的圆柱体,体积可以通过测量直径、高度求出,两者的比值就 是气孔率。按如下公式计算吸水率、气孔率及体积密度。A = -x：P Hw _叫叫网刎P特=2 -7UJ H式中:W 样品的吸水率;Pa 一样品的气孔率;。样
14、样品的体积密度（g/cm3）P水一浸渍蒸储水的密度（g/cm（） ;nii一样品的干重（g） ；n）2 样品饱含 水在空气中的重量（g） ；D样品直径（cm） ;H样品的高（cm）通过万能电子测试机,在计算机中输入样品的底面积,直接给出样品的抗压 强度P。其中P计算公式如下:尸=上X1。2加式中:P 样品的抗压强度（Mpa） ； F样品的破坏载荷（N） ;D样品直径 （cm）四、实验流程本次实验为材料制备实验,总体流程如下图所示:实验艺说明:（1）本次实验所选用的原料均为干磨后过120目筛。（2）配料时应干混后在加水湿混,务必搅拌均匀。（3）将搅拌后的物料称重,加入到不锈钢模具中,然后在压试验
15、机上以规定 的压压制成型。（4）本次实验烧结采用程序升温的方式进行。五、实验操作1准确称取一定量的尾矿,在尾矿中加入20% （占尾矿质量的20%,下同）的 碳,再加入10%的木质素磺酸钠,搅拌均匀后加入10%的水,再次搅拌均匀;然 后称出2g 组,在成型压为8Mpa下压制成型,平行压制两个制品待测。2准确称取一定量的尾矿,在尾矿中加入30%的煤（占尾矿质量的30%,下同）, 再加入10%的木质素磺酸钠,搅拌均匀后加入10%的水,再次搅拌均匀;然后称 出2g一组,在成型压为8Mpa下压制成型,平行压制两个制品待测。3将以上两种不同配方所制备的制品放入马弗炉中烧结,烧结方式:将待测 样品放入生塀内
16、,以以下方式进行程序升温:在30min内由30-100C,保温 20min;在 150min 内由 100C-600,保温 30min；在 120min 内由 600C -1120,保温 60min。4待制品烧结完成后,取出制品分别准确测取制品的质量、直径、高度（分 别记为ml, D. ,H） 5将测量好的样品放入小烧杯中,放到真空干燥箱中抽真空30min。开门后, 向小烧杯中倒入蒸镭水，水没过样品，再次抽真空30min。取出来,将样品在饱 和的湿毛巾上滚动,使其表面水分被毛巾吸走,然后再次称重（记为m2）。6.将上一步实验所浸湿的制品拿出在80c的干燥箱中烘干后测试制品的抗 压强度,并记录制
17、品的破坏载荷F.六、数据处理编 号制品 干重 ml / g制品 湿重 m2 / g制品 直径 D/cm制品 高度 H/cm制品 气孔 率Pa制品 吸水 率Wa制品 体积 密度 样/ g/cm3制品破 坏载荷F /N制品 抗压 强度 P/ Mpa11.45481.86511. 1920. 9120.41050.28201. 4591362. 90312. 2121. 37541. 91471. 2120. 940. 54030. 39211. 2683383.6833. 33七、实验结果与讨论由实验数据可知:加炭添加剂后陶瓷的破坏载荷和抗压强度比加煤添加剂大 三倍左右;加炭添加剂的陶瓷体积密度也
18、比加煤添加剂的稍大点。而陶瓷的气孔 率和吸水率在加煤添加剂后效果稍好点。总的来说陶瓷加炭添加剂后性能好很 多。T3.换热器综合传热系数的测定（传递工程,指导教师:叶红齐）换热器性能测试实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热器 套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器,进行其性能的测试。其中,对 套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试。换热器性能实验的内容为测定换热器的总传热系数,对数传热温差和热平衡 误差等,并就不同换热器、不同两种流动方式、不同工况的传热情况和性能进行 比较和分析。实验的拓展部分是借助FLUENT软件对套管换热器的工作状况进行模拟计 算,
19、指导教师可根据已有条件酌情安排。、实验目的1、熟悉换热器性能的测试方法:2、了解套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的 差别;3、加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识;4、深入了解传热的微观过程。二、实验装置实验装置采用（换热器综合试验台）,其流程及如图3.1所示。换热形式为 热水/冷水换热。图3. 1试验台流程图图3. 2试验台实物图试验台的实物如图3. 2所示,热水加热采用自动限温和自动控温,冷、热流 体的进出温度采用温度显仪,可以通过琴键开关来切换测温点。试验台参数:1 .换热器换热面积（F）：1）套管式换热器0.45 11122）螺旋板式换热器0
20、. 65 m23）列管式换热器!.05 m22 .电加热器总功率（名义）7.5 kW3 .热水泵1）允许工作温度V802）电机:220V4 .转子流量计测量范围（200 kg/s）三、实验操作1.实验前准备1）熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能;2）切换到需要测试的换热器;3）按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组的各阀门;4）热水箱充水,冷水系统与循环水路连接。2,进行实验1）接通电源,开启冷水,启动热水泵（为了提高热水温升速度,也可稍后开 冷水）,并调节好合适的流量；2）调整控温仪，使其能使加热水温控制在80c以下的某一指定温度,一般为 50；3）将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入
21、使用；4）待自动电加热器第一次动作之后,切断手动电加热器开关,此后,加热系 统进入自动控温状态。5）利用温度测点选择琴键开关和温度数显仪,观测和检查换热器冷、热流体 的进出口温度；6）待冷、热流体的温度基本稳定后,即可测读出这些测温点的温度数值,同 时在流量计测读冷、热流体的流量读数；把这些测试结果记录在事先设计 好的实验记录表中（见下页）。7）如需要改变流动方向（顺、逆流）的试验、或需要绘制换热器传热性能曲 线而要求改变况（如改变冷水（热水）流速（或流量）进行实验、或 需要重复进行实验时,都要重新安排试验。实验过程与上述基本相同,分 别记录下这些试验的测试数据。8）实验结束后,首先关闭电加热
22、器,5分钟后切断全部电源。四、实验数据处理要求1 .实验数据记录表（见实验原始数据记录）；2 .数据计算热流体放热量:Qi-Cpinii (Ti-T2)W冷流体吸热量:Q2ni2热、冷流体的质量流量热kg/s ;丁、丁2热流体的进出口温度C3、t2冷流体的进出口温度； F换热器的换热面积nV温差逆流顺流单位AT,=Ti-t2Ti-tiA T2 =丁2-3T2T23 .绘制传热性能曲线,并作比较1）采用Origin软件,以传热系数为纵坐标，冷水（热水）流速（或流量）为 横坐标绘制传热性能曲线。西条曲线要绘制到同二!皿;2）对不同型式的换热器性能、对同种换热器在不同工况下的传热性能进行比 较和讨论
23、;3）分析热平衡误差,讨论实验结果。五、实验注意事项1 .热流体在热水箱中加热温度不得超过80C。2 .实验台使用前应加接地线,以确保安全。六、实验结果表3-1实验数据螺旋板式 换热器热流体冷流体流量计读 数L/h进温 度。C七出口温 度。C流量计读数L/h脑进口温 度“t-2出口温 度C顺 流40503480253360503580253480503780253610050388025371205039802538逆流40502880253660503180253880503380253910050358025411205036802543列管式换热器顺流405036802531605038
24、80253380504080253410050418025351205042802537表3-2数据处理热流体 放热量 kW冷流体 吸热量 kW平均换 热量kW热平衡误 差kWTl T2对流传热 误差。C传热系数 kW/(m2)0. 74280. 37140. 55710. 6666672517.4560190. 1149511.04450.62670. 83560.502517.4560190. 1724161. 2071.01231.109650.1754612517.4560190. 2289631.39271.39271. 392702517.4560190.2873671.53191
25、.81051. 6712-0.166712517.4560190.3448321.02130. 51640. 768850. 6566951437. 1407940. 1656461. 3230. 90521. 11410. 3750111268.656170. 1980091.57841.29981. 43910.1935931189.4205210.2350191. 74081.85691. 79885-0.064549109.4912220.2915811.94972. 50682.22825-0.250027118.8498490. 387360. 64990.27850. 46420
26、. 80008625512.42670. 0355760.83560.55710. 696350. 39994325512.42670. 0533680.92840.83560.8820. 10521525613.313560. 0630941.04451. 16061. 10255-0.105325613.313560.0788711. 1411. 67121.4061-0.3770725512.42670. 107763一螺旋音顺流 3螺旋管逆流 -列管顺流0 00 -I11111!11热水流量图3-1传热性能曲线七、分析与讨论从实验的结果中看,本实验的平衡误差大约早2%10%左右。从整个
27、实验的 的过程中,互查的来源很多:首先,换热器过于陈旧,其内部的结垢和破损,会 导致传热系数的增大导致热量的损失;而月.,实验的条件在一定程度上会影响传 热,流量采用的人工控制,会多少的产生误差,水流的不稳定以及系统的的本身 误差也会使实验结果产生偏差;还有温度计的刻度是0.2C一格,误差非常大, 对本次试验温度测试影响很大。T4.不锈钢表面电化学着色实验（无机化工,指导老师:满瑞林）、实验目的和要求1、了解不锈钢电化学着色基本原理、设施和作色方法;2、了解和掌握作色不锈钢质量测定和表征方法二、实验原理1、作色原理不锈钢经过电化学着色处理后,在表面形成了无色的氧化膜,由于光的干涉 所致（见图1
28、）显示出各种色彩，膜的颜色与膜层厚度和膜的折射率有直接的联 系。当不锈钢表面氧化膜的折射率n一定时,干渉色主要决定于氧化膜的厚度h 和自然光入射角度i。当垂直观看时,膜的厚度n与颜色的关系见表1。1.入射光2.干涉光3.肉眼4.着色股5.不快納图1彩色不锈钢颜色的产生表1膜厚h与颜色的关系序号颜色膜厚h (nm)波长x (nm)1蓝。4504802金黄1105806003玫瑰红1,06507504墨绿1905005605柠檬黄2405605806玫瑰红260650750实验证明,在有效着色范围内,膜层厚度随着着色进程进行而持续增长,最 初薄氧化膜显示棕色、蓝色,进而中等厚度膜显示金黄色、紫红色
29、,后来厚膜则 显示草绿色、黄绿色、黑色。2、电化学作色不锈钢表面形成的无色氧化膜是铝酸盐在电解溶液中被阴极还原的结果,还 原形成的铝氧化物在阴极不锈钢表面沉积,随着膜厚的不断增加,从而显示出不 同的色彩。阳极反应:2H。4e=4H+02 t(1)阴极反应:MoO+4H+2e=Mo()2+2比0(2)2H+ +2e=H2 t(3)三、着色基本配方1、着色溶液成分:铝酸钠100g/L,着色液温度40,电流密度0. 150. 2A/dm2,不锈钢为阴极, 铅板为阳极2、电解抛光溶液硫酸(H2s0”)10%,少量添加剂,电流密度0. 15-0. 2A/dm2,室温，时间35分，阳极不锈钢,阴极铅板四、
30、实验装置和步骤实验装置见图2,包括电源,电化学作色槽,实验步骤为:不锈钢板f磨板f水洗f电解抛光处理f着色f烘干f成品图2不锈钢着色实验室装置图反应槽,铅板,不锈钢板,水浴锅着色过程中,随着时间的变化,颜色呈现规律性变化:褐色蓝色金黄色 f紫红色鲜绿色f紫红色草绿色f紫红色深绿色f黑色,可控性良好,可 直接采用时间控制法。五、产品质量表征1、颜色表征采用hp-200精密色差仪来测定同一批次产品的颜色,若颜色都为金黄色, 则说明着色稳定。同时测定不同批次产品的色差，若没有色差,则说明产品颜色 重现性良好。具体方法如下文所述。采用hp-200精密色差仪可测量不锈钢颜色的L、A、B和X、Y、Z值。在
31、!931 年CIE图中,x色度坐标相当于红原色的比例,y色度坐标相当于绿原色的比例。 在马蹄形的轨道光谱图中,每个波长的位置可以看到:光谱的红色波段集中在图 的右下部,绿色波段集中在图的上部,蓝色波段集中在轨迹图的左下部。中心的 白光点E的饱和度最低,光源轨迹线上饱和度最高。如图所示,如果连接色度图中心的白光点E和不同色光波长点，你可以把不同颜色的彩色区域分开。因此,如果能计算出某颜色的色度坐标x、y,可以明 确地设置其颜色特性的颜色。例如,样品表面蓝色的颜色坐标x=0. 1902,Y-0.2302.它在色度图中的位置为A点,对区域内的蓝绿色。当然,不同的颜色 在色度图坐标将占据不同的位置。因
32、此,色度图可以代表各种颜色的色彩特性的 中点位置。但是前面讨论过的色度坐标只规定了颜色的色度,对颜色的亮度没有规定。 若要唯一地确定颜色,还必须确定其亮度特征,即Y值大小。众所周知,光反射 率P =物体表面的亮度/入射光源的亮度=Y/Y所以亮度因数Y=100p因此,无论是色度坐标x、y,还是颜色的亮度因数Y,颜色外观可以完全唯 确定为了直观地表示,这三个参数的含义,下文用一个立体图（图3）图像表-|0-60 Y图3色度坐标图本实验色差检测按照CIE （国际标准照明委员会）建立的一系列表示可见光 谱的颜色空间标准进行。目前业界最常用的是CIEJab色空间。CIEJab色空间 以L值表示颜色的明度
33、、a值表示颜色的绿红值、b值表示颜色的蓝黄值。如果 单纯以组Lab值来判断某个颜色并没有太大的实际意义，但是当我们对两个颜 色进行比较时,我们可以通过这两个颜色的Lab差值来判断出它们之间的差别。 采用精密色差仪来检测不同批次产品颜色的差异,能够精确测出产品之间颜色的 差值即AE值。当AE值为一级时，我们认定产品之间没有色差。AE值和色差 分析之间的关系如表2所示。精密色差仪如图4所示。表2厶E值与色差分析之间的关系色差AE范围色差分析0AE0. 25级:色差非常小或没有:非常理想匹配0. 25AE0. 5二级:色差微小:可接受的匹配0. 5AE1.0三级:微小到中等；在些应用中可接受1. 0
34、 AE2. 0四级:中等;在特定应用中可接受2. 0 AE4.0六级;较大差距；在大部分应用中不可接受图4精密色差仪2、耐蚀性表征本实验按GB/T101272002即不锈钢三氯化铁隙缝腐蚀试验方法进行耐蚀 性检测。首先,配制10%的FeC13溶液,将!00g分析纯FeC13溶于900ml的 0. 05mol/L盐酸溶液水溶液制得。其次,将样板裁成规定试样尺寸为50mmX25mm X5mm,称量初始重量。再用胶带密封样板的四边和背面,以消除机械破坏带来 的影响。缠好胶带后计算表面积,将试样所需溶液量倒入试验容器中,每平方厘 米试样表面积所需的试验溶液量应在20 ml以上。常温浸泡一定时间后，取出
35、 样板,清洗干净,烘干24小时后称量终重。用下列公式计算失重腐蚀速率,R = -S x T式中:R 失重腐蚀速率,单位为克每平方米小时（g/m?h）； M旗试验前试样的质量,单位为克（g）；M后一试验后试样的质量,单位为克（g）；S -试样的总表面积,单位为平方米（m2）;T 试验时间,单位为小时（h）六、数据处理、色差仪数据三个刺激值X=37. 70丫=39. 62Z=ll. 62X=37. 91Y=45. 16Z=16. 40X=37. 62Y=44. 21Z=ll. 24色差值E（以不锈钢板中心为参考点）2. 112. 021. 762. 141.85色差分析五级:有差 距;在特定 应用
36、中可接 受五级;有差 距;在特定 应用中可接 受四级;中等; 在特定应用 中可接受五级;有差 距;在特定 应用中可接 受四级;中等； 在特定应用 中可接受二、三氯化铁隙缝腐蚀试验初始重量（g）最终质量（g）失重量（g）面积（m2）时间（h）失重腐蚀速率（g/mh）5. 11295.097250.015650. 0001523. 54.4397163124. 60364.58450. 01910. 0001523. 55.4184397165. 06035.0510. 00930. 0001523. 52.638297872七、问题与讨论1、不锈钢着色原理以及影响因数;答:不锈钢经过电化学着色处
37、理后,在表面形成了无色的氧化膜,由于光的 干涉所致,显示出各种色彩铝酸钠浓度,硫酸浓度,着色时间,着色温度2、着色时间与不锈钢颜色关系;答:随着浸渍时间的延长,颜色逐渐加深3、颜色测定与表征;答:采用hp-200精密色差仪可测量不锈钢颜色的L、A、B和X、Y、Z值。本实验色差检测按照CIE （国际标准照明委员会）建立的一系列表示可见光 谱的颜色空间标准进行。目前业界最常用的是CIE_Lab色空间。采用精密色差仪 来检测不同批次产品颜色的差异,能够精确测出产品之间颜色的差值即AE值。 当E值为级时,我们认定产品之间没有色差。4、耐蚀性测定方法。答:本实验按GB/T101272002即不锈钢三氯化
38、铁隙缝腐蚀试验方法进行耐 蚀性检测。用公式计算失重腐蚀速率。腐蚀速率越快,越不耐腐蚀。T5.纳米颗粒流化床(反应工程,指导老师:周涛)一.实验目的流化床反应器的重要特征是细颗粒催化剂在上升气流作用下作悬浮运动,固 体颗粒剧烈地上下翻动。这种运动形式使床层内流体与颗粒充分搅动混和,避免 了固定床反应器中的热点”现象,床层温度分布均匀。然而,床层流化状态与 气泡现象对反应影响很大,尽管有气泡模型与两相模型的建立,但设计中仍以经 验方法为主。本实验旨在观察和分析流化床的操作状态,目的如下(1)观察流化床反应器中的流态化过程;(2)掌握流化床压降的测定并绘制压降与气速的关系图;(3)计算临界流化速度及
39、最大流化速度并与实验结果作比较。.实验原理(1)流态化现象气体通过Geldart A类颗颗粒床层的压降与气速的关系如图1所示。当流体 流速很小时,固体颗粒在床层中固定不动。在双对数坐标纸上床层压降与流速成 正比,如图AB段所示。此时为固定床阶段。当气速略大于B点之后,因为颗粒 变为疏松状态排列而使压降略有降。10dg（ I ai o.2 气徳,U(狼/秒)图5.1 Geldart A类颗粒气体流化床的”与“关系图该点以后,流体速度继续增加,床层压降保持不变,床层高度逐渐增加,固 体颗粒悬浮在流体中并随气体运动而上下翻滚,此为流化床阶段,称为流态化现 象。开始流化的最小气速称为临界流化速度”时。
40、当流体速率更高时，如超过图中的E点时,整个床层将被流体所带走,颗粒 在流体中形成悬浮状态的稀相,并与流体起从床层吹出,床层处于气流输送阶 段。E点之后正常的流化状态被破坏,压降迅速降低,与E点相应的流速称为最 大流化速度r。(2)临界流化速度”对临界流化速度可以通过即与关系进行测定，也可以用公式计算,常用的经验计算式有:Umf=0.695dp ()0.88Pg0.060.940. 4 Re500Re。500通过经验式计算常有一定偏差，在条件满足的情况下，常常通过实验直接测 定颗粒的临界流化速度。最大流化速度最大流化速度亦称颗粒带出速度，理论上应等于颗粒的沉降速度。按不同 情况可用下式计算:Re。. 4二 dppgdpUtPg其中,Rep =卩三.实验装置及流程流态化实验装置由以下三个部分组成:（1）供气系统,包括空气压缩机、空 气干燥器、除油器、流量计及阀门;（2）流化床,包括分布板、床体（有机玻 璃）、法兰等;（3）压测量系统，包括压传感器（气固）和数据采集。实验用的固体物料是不同粒度的纳米颗粒,气体用空气。由空气压缩机来的空气,经稳压阀稳压后,由转子流量计调节计量。随后可 通入装有固体颗粒的流化床反应器。气体经分布板吹入床层,从反应器上部引出 后放空。床层压降可通过U型压差计测得。注意事项1、注意风量的调节,以免将颗粒吹出;2、注意U