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1、中南大学化学化工学院化工专题实验(2012)实验报告学生姓学专业班同组成名 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _号级员 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _T1.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CC2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CO2的P V T数据，在P V图上绘出CO?等温线3.掌握低温恒温浴和活塞式压力计的使用方法。二.实
2、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（）和最高压力点（已）。纯物质所处的温度高于则不存在液相；压力高于Pc，则不存在汽相；同时高于T c和Pc，则为超临界区。本实验测量T K三种温度条件下等温线。其中T 等温线，为一光滑曲线；T=K等温线，在临界压力附近有一水平拐点，并出现汽液不分现象；T 2 未能与外界进行充分的热交换，其温度下降），c o2状态点不是沿等温线，而是沿绝热线降到二相区，管内C O 2 出现了明显的液面。这就是说，如果这时管内C O 2 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C O?时，这液面又立即消失了。这就告诉我们，这时
3、C C 2 液体离汽相区也很近，是接近气态的液体。这时C C 2 既接近气态，又接近液态，所以只能是处于临界点附近。临界状态流体是一种汽液不分的流体。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 =4 0 左右）将恒温水套温度调至T=3 9 ,按上述5 相同的方法和步骤进行。五、实验数据处理表 1.1原始数据表2 4 3 0.9 3 9 压强(M p a)V (m L)压强(M p a)V (m L)压强(M p a)V (m L)42 4 742 8 043 0 94.52 0 14.52 2 94.52 5 351 6 651 9 452 1 45.51 3 75
4、.51 6 45.51 8 261 1 361 3 961 5 66.59 46.51 1 86.51 3 776 571 0 071 1 87.54 97.58 27.51 0 17.84 27.87 57.89 783 986 488 98.23 78.25 78.28 38.43 38.44 98.47 78.83 18.64 48.67 29.22 98.84 28.86 89.62 793 98.96 61 0.42 59.23 796 49.33 59.16 29.83 39.25 91 0.33 19.35 79.45 59.55 39.65 09.74 89.94 61 0.1
5、4 4将数据绘图如下:110 50 100 150 200 250 300 350V109876543图 1.2 C02等温P-V实验曲线图 1.3 C0等温P-V标准曲线六、实验结果讨论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 .实验压力不能超过1 0.0 M P a,实验温度不高于4 0。2 .应缓慢摇进活塞螺杆，否则
6、来不及平衡，难以保证恒温恒压条件。3 .一 般，按压力间隔0.3 M P a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。严格讲，温度一定时，在汽液二相同时存在的情况下，压力应保持不变。4 .准确测出2 5 C,7.8 M P a时C 0 2液柱高度Ah。准确测出2 5 c下出现第1个小液滴时的压力和体积（高度）及最后一个小汽泡将消失时的压力和体积（高度）。5 .压力表读得的数据是表压，数据处理时应按绝对压力（=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）一、实验目的1.了解高性能陶瓷材料应用领
7、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，模压成型法是利用压力将干粉坯料在模型中压成致密坯体的一种成型方法。由一于模压成型的坯料水分少，压力大，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力，在模具中将粉状坯料压制而成的。压力的传递是通过坯料颗粒的接触来传递的。当压力加在坯料上时，物料受到压力的挤压作用，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
8、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一，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，经过一系列物理化学变化，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
9、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。加、一 加i 4-Lx：Pit.Q HP桂4叫4)H式中：W 一 样品的吸水率;P a 一 样品的气孔率；0样一样品的体积密度(g/c m 3)P水一 浸 渍 蒸 储 水 的 密 度(g/c m：i);n i i一 样 品 的 干 重(g);m2一样品饱含水在空气中的重量(g)；D一样 品 直 径(c m);H一样 品 的 高(c m)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其*P计算公式如下：P=E x l O-式中：P 样品的抗压强度(M p a)；F一样品的破坏载荷(N)
10、;D一样品直径(c m)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:实验工艺说明：(1)本次实验所选用的原料均为干磨后过1 2 0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，然后在压力试验机上以规定的压力压制成型。(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2 0%（占尾矿质量的2 0%,下同）的碳，再 加入1 0%的木质素磺酸钠，搅拌均匀后加入1 0%的水，再次搅拌均匀；然后称出2 g 一组，在成型压力为8 M p a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
11、矿中加入3 0%的煤（占尾矿质量的3 0%,下同），再加入1 0%的木质素磺酸钠，搅拌均匀后加入1 0%的水，再次搅拌均匀；然后称出 2 g 一组，在成型压力为8 M p a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：将待测样品放入印期内，以以下方式进行程序升温：在 3 0 m i n 内由3 0-1 0 0 C,保温2 0 m i n;在 1 5 0 m i n 内由 1 0 0-6 0 0,保温 3 0 m i n；在 1 2 0 m i n 内由 6 0 0-1 1 2 0 ,保温 6 0 m i n。4待制品烧结完成后，取出制品分别准确
12、测取制品的质量、直径、高 度（分别记为m l,D.,H）o5将测量好的样品放入小烧杯中，放到真空干燥箱中抽真空3 0 m i n。开门后，向小烧杯中倒入蒸储水，水没过样品，再次抽真空3 0 m i n。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 m 2）。6.将上一步实验所浸湿的制品拿出在8 0 C 的干燥箱中烘干后测试制品的抗压强度，并记录制品的破坏载荷F.六、数据处理编号制品干重m l /g制品湿重m 2 /g制品直径D/cm制品高度H/cm制品气孔率 P a制品吸水率 W a制品体积密度夕样/g/cm3制品破坏载荷F/N制品抗压强度P/M p a11
13、.4 5 481.8 6 511.1 920.9 120.4 1 050.2 8 201.4 5 91 3 6 2.9 031 2.2121.3 7 541.9 1 471.2 120.9 40.5 4 030.3 9 211.2 6 833 8 3.6 8 33.3 3七、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
14、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，指导教师可根据已有条件酌情安排。一、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
15、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 0.4 5 m22）螺旋板式换热器0.6 5 m23）列管式换热器 1.0 5 m22 .电加热器总功率（名义）7.5 k W3 .热水泵1）允许工作温度8 0 2）电机：2 2 0 V4 .转子流量计测量范围（0-2 0 0 k g/s）三、实验操作1 .实验前准
16、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8 0 以下的某一指定温度，一般为5 0 ；3）将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入使用；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
17、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工况（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：Q =C pi i D （1-丁 2）W 冷流体吸热量：Q 2=C p2 m 2（t2-t
18、i）W 平均换热量：Q=Q2+Q|W 热平衡误差：=Q=Q 2xlOO%Q W 对数传热温差：AT2-AT,AT,-AT2Z A L 一,AT,AT,AT】AT2 传热系数：K QFx At W/（m2 ）式中：Cpl Cp2热、冷流体的定压比热；CP1=CP2=4178 J/kg n h、n i 2 热、冷流体的质量流量热 kg/s ；、丁 2 热流体的进出口温度 t2冷流体的进出口温度 ；F 换热器的换热面积 n f 温差逆流顺流单.位AL=Tt2Trt,C A 丁 2 二丁 2-匕T2-t2E 3 .绘制传热性能曲线，并作比较1）采用O rig in软件,以传热系数为纵坐标，冷 水（热水
19、）流 速（或流量）为横坐标绘制传热性能曲线。两条曲线要绘制到同一个图中;2）对不同型式的换热器性能、对同种换热器在不同工况卜 的传热性能进行比较和讨论；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80。2.实验台使用前应加接地线，以确保安全。六、实验结果表 3T 实验数据螺旋板式换热器热流体冷流体流量计读数 L/hT1 进口温度。C出口温度。C流量计读数L/h3进口温度 C2出口温度 C顺流4 05 03 48 02 53 36 05 03 58 02 53 48 05 03 78 02 53 61 0 05 03 88 02 53 71 2 05 0
20、3 98 02 53 8逆流4 05 02 88 02 53 66 05 03 18 02 53 88 05 03 38 02 53 91 0 05 03 58 02 54 11 2 05 03 68 02 54 3列管式换热器顺流4 05 03 68 02 53 16 05 03 88 02 53 38 05 04 08 02 53 41 0 05 04 18 02 53 51 2 05 04 28 02 53 7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 传热系数kW/(m2)0.7 4 2 80.3 7 1 40.5 5 7
21、10.6 6 6 6 6 72 517.4 5 6 0 1 90.1 1 4 9 5 11.0 4 4 50.6 2 6 70.8 3 5 60.5 02 517.4 5 6 0 1 90.1 7 2 4 1 61.2 0 71.0 1 2 31.1 0 9 6 5 0.1 7 5 4 6 12 517.4 5 6 0 1 90.2 2 8 9 6 31.3 9 2 71.3 9 2 71.3 9 2 702 517.4 5 6 0 1 90.2 8 7 3 6 71.5 3 1 91.8 1 0 51.6 7 1 2-0.1 6 6 7 12 517.4 5 6 0 1 90.3 4 4 8
22、 3 21.0 2 1 30.5 1 6 40.7 6 8 8 5 0.6 5 6 6 9 51 437.1 4 0 7 9 40.1 6 5 6 4 61.3 2 30.9 0 5 21.1 1 4 10.3 7 5 0 1 11 268.6 5 6 1 70.1 9 8 0 0 91.5 7 8 41.2 9 9 81.4 3 9 10.1 9 3 5 9 31 189.4 2 0 5 2 10.2 3 5 0 1 91.7 4 0 81.8 5 6 91.7 9 8 8 5-0.0 6 4 5 491 09.4 9 1 2 2 20.2 9 1 5 8 11.9 4 9 72.5 0 6
23、 82.2 2 8 2 5-0.2 5 0 0 271 18.8 4 9 8 4 90.3 8 7 3 60.6 4 9 90.2 7 8 50.4 6 4 20.8 0 0 0 8 62 551 2.4 2 6 70.0 3 5 5 7 60.8 3 5 60.5 5 7 10.6 9 6 3 5 0.3 9 9 9 4 32 551 2.4 2 6 70.0 5 3 3 6 80.9 2 8 40.8 3 5 60.8 8 20.1 0 5 2 1 52 561 3.3 1 3 5 60.0 6 3 0 9 41.0 4 4 51.1 6 0 61.1 0 2 5 5-0.1 0 5 32
24、 561 3.3 1 3 5 60.0 7 8 8 7 11.1 4 11.6 7 1 21.4 0 6 1-0.3 7 7 0 72 551 2.4 2 6 70.1 0 7 7 6 3一 螺 旋 管 顺 流 3螺 旋 管 逆 流A列 管 顺 流图 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%1 0%左右。从整个实验的的过程中，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；而且，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
25、计的刻度是0.2 C 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）一、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）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，干涉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 膜 5.不锈钢
26、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804504802金黄1105806003玫瑰红1406507504墨绿1905005605柠檬黄240560 5806玫瑰红260650 750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，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：2 H 4 e=4 H +
27、0 2 t (1)阴极反应：M o O/+4 I f +2 e=M o Oa+2 H,0 (2)2 H+2 e=H2 t (3)三、着色基本配方1、着色溶液成分：铝酸钠1 0 0 g/L,着色液温度4 0,电流密度0.1 5 0.2 A/d m:不锈钢为阴极,铅板为阳极2、电解抛光溶液硫 酸(H 2 s 0 D 1 0%,少量添加剂，电流密度0.1 5-0.2A/d n)2,室温，时 间35分，阳极不锈钢，阴极铅板四、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：不锈钢板一磨板水洗f电解抛光处理一着色一烘干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
28、程中，随着时间的变化，颜色呈现规律性变化：褐色蓝色一金黄色一紫红色一鲜绿色一紫红色一草绿色一紫红色一深绿色一黑色，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h p-20 0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h p-20 0精密色差仪可测量不锈钢颜色的L、A、B和X、Y、Z值。在1 9 3 1年C I E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，
29、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=0.1 9 0 2,Y=0.23 0 2,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，即丫值大小
30、。众所周知，光反射率P=物体表面的亮度/入射光源的亮度=丫/丫。所以亮度因数丫=1 0 0 P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一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）图像表不。图3色度坐标图本实验色差检测按照C I E （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C I E _ L a b色空间。C I E _ L a b色空间以L值表示颜色的明度、a值表示颜色的绿红值、b值表示颜色的蓝黄值。如果单纯以一组L a b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
31、过这两个颜色的L a b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A E值。当A E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 A E值与色差分析之间的关系色差A E范围色差分析0 A E 0.250.25 A E 0.50.5 A E 1.0一级：色差非常小或没有；非常理想匹配二级：色差微小；可接受的匹配三级：微小到中等；在一些应用中可接受1.0 A E 2.02.0 A E 4.0四级：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六级：较大差距；在大部分应用
32、中不可接受图4精密色差仪2、耐蚀性表征本实验按G B/T 10127 2002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F e C 13溶液，将100g分析纯F e C 13溶 于9 00m l的0.05 m o l/L盐酸溶液水溶液制得。其次，将样板裁成规定试样尺寸为5 0m m X25 m mX 5 m m,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2 0 m l以上。常温下浸泡-定时间后，取出样板，清洗干净，烘 干2 4小时后称量终重。用下列
33、公式计算失重腐蚀速率，式中:R-失重腐蚀速率，单位为克每平方米小时（g/m2h）；M前 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（m?）;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=3 7.7 0Y=3 9.6 2Z=l l.6 2X=3 7.9 1Y=4 5.1 6Z=1 6.4 0X=3 7.6 2Y=4 4.2 1Z=l l.2 4色差值4 E（以不锈钢板中心为参考点）2.1 12.0 21.7 62.1 41.8 5色差分析五级：有差距；在特定应用中可接受五级：有差距；在特定应用中可接
34、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/m2h）5.1 1 2 95.0 9 7 2 50.0 1 5 6 50.0 0 0 1 52 3.54.4 3 9 7 1 6 3 1 24.6 0 3 64.5 8 4 50.0 1 9 10.0 0 0 1 52 3.55.4 1 8 4 3 9 7 1 65.0 6 0 35.0 5 10.0 0 9 30.0 0 0 1 52 3.52.6 3 8 2 9 7 8 7 2七、
35、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-2 0 0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C I E （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C I E _ L ab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A E值。当A E值为一级时，我们认定产
36、品之间没有色差。4、耐蚀性测定方法。答：本实验按GB/T10127 2002即不锈钢三氯化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
37、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G e l d a rt 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A B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下降。图5.1 G e ld a r t 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
38、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小”。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，并与流体一起从床层吹出，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公。(2)临界流化速度U m f临界流化速度可以通过与“关系进行测定，也可以用公式计算，常用的经验计算式有：/、094Utnf-0.88 0.06 Pg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。最大流化速度也最大流化速度心亦称颗粒带出速度，理论上应等于颗粒的沉降速度。按不
39、同情况可用下式计算：Utp gRe00.40.4500dpUtPg其中，Re,=-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）压力测量系统，包括压力传感器（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。床层压力降可通过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型压差计中
40、的水被冲出。3、床层不能太高，分布板要清洗，以免堵塞。图5.2流态化实验装置示意图四、实验步骤及方法实验步骤：1）检查流化床的气密性，压力测量系统是否正常;2）将实验物料装入流化床；3）将压缩机的压力阀调到最小位置，开压缩机；4）调节流量计从小到大，记录压力降和床高度；5）回调流量计从大到小，记录压力降和床高度；6）关压缩机、总电源。五、实验数据处理1、记录不同条件下的压降与气体流量的变化值，在双对数坐标纸上进行标绘;表 1f=O H z空床Q(m 3/h)u(m/s)P.P2空床A PI g A P0.0 60.0 1 35 7 3 55 1 6 05 7 52.7 5 9 6 6 80.0
41、 80.0 1 85 4 3 05 1 0 53 2 52.5 1 1 8 8 30.10.0 2 25 5 0 05 0 4 54 5 52.6 5 8 0 1 10.1 20.0 2 75 5 4 54 9 9 55 5 02.7 4 0 3 6 30.1 40.0 3 15 5 9 04 9 6 06 3 02.7 9 9 3 4 10.1 60.0 3 55 6 2 54 9 2 07 0 52.8 4 8 1 8 90.1 80.0 45 6 4 54 8 9 57 5 02.8 7 5 0 6 10.20.0 4 45 6 2 54 9 2 07 0 52.8 4 8 1 8 90
42、.2 40.0 5 35 6 7 04 8 7 57 9 52.9 0 0 3 6 70.2 80.0 6 25 7 2 54 8 3 08 9 52.9 5 1 8 2 30.3 20.0 7 15 7 9 54 7 6 01 0 3 53.0 1 4 9 40.3 60.0 85 8 6 54 6 9 01 1 7 53.0 7 0 0 3 80.40.0 8 85 9 5 54 6 0 01 3 5 53.1 3 1 9 3 93.2 r3.1-3.0-2.9-Q.2.8-02.7-2.6-OHz(空床)Iguf=O H z床层初高=6.6 c m物 料 1 0 gQ (m 3/h)u(
43、m/s)I g uP：,Pt加料A PI g A P通气后床高HI g H0.0 60.0 1 3-1.8 8 6 0 65 3 9 05 1 5 02 4 02.3 8 0 2 1 16.7 50.8 2 9 3 0 40.0 80.0 1 8-1.7 4 4 7 35 4 5 05 0 9 03 6 02.5 5 6 3 0 36.7 50.8 2 9 3 0 40.10.0 2 2-1.6 5 7 5 85 5 7 05 0 3 05 4 02.7 3 2 3 9 46.7 50.8 2 9 3 0 40.1 20.0 2 7-1.5 6 8 6 45 5 6 04 9 9 05 7 0
44、2.7 5 5 8 7 57.20.8 5 7 3 3 20.1 40.0 3 1-1.5 0 8 6 45 6 2 54 9 2 57 0 02.8 4 5 0 9 87.20.8 5 7 3 3 20.1 60.0 3 5-1.4 5 5 9 35 6 5 54 8 9 07 6 52.8 8 3 6 6 17.20.8 5 7 3 3 20.1 80.0 4-1.3 9 7 9 45 6 6 04 8 8 07 8 02.8 9 2 0 9 57.50.8 7 5 0 6 10.20.0 4 4-1.3 5 6 5 55 6 9 04 8 7 58 1 52.9 1 1 1 5 87.5
45、0.8 7 5 0 6 10.2 40.0 5 3-1.2 7 5 7 25 7 1 54 8 3 08 8 52.9 4 6 9 4 37.40.8 6 9 2 3 20.2 80.0 6 2-1.2 0 7 6 15 7 7 54 7 7 51 0 0 037.50.8 7 5 0 6 10.3 20.0 7 1-1.1 4 8 7 45 8 3 04 7 1 51 1 1 53.0 4 7 2 7 57.90.8 9 7 6 2 70.3 60.0 8-1.0 9 6 9 15 8 8 54 6 6 51 2 2 03.0 8 6 3 67.90.8 9 7 6 2 70.40.0 8
46、8-1.0 5 5 5 25 9 5 04 6 0 01 3 5 03.1 3 0 3 3 480.9 0 3 0 9OHzIgu表 2f=1 5 H z空床Q(m 3/h)u(m/s)P.P2空床A PI g A P0.0 60.0 1 35 3 8 55 1 6 02 2 52.3 5 2 1 8 30.0 80.0 1 85 4 3 05 1 1 03 2 02.5 0 5 1 50.10.0 2 25 5 0 55 0 4 04 6 52.6 6 7 4 5 30.1 20.0 2 75 5 4 55 0 1 05 3 52.7 2 8 3 5 40.1 40.0 3 15 5 8 0
47、4 9 7 06 1 02.7 8 5 3 30.1 60.0 3 55 6 1 54 9 3 06 8 52.8 3 5 6 9 10.1 80.0 45 6 3 04 9 1 57 1 52.8 5 4 3 0 60.20.0 4 45 6 4 04 9 0 57 3 52.8 6 6 2 8 70.2 40.0 5 35 6 8 04 8 7 08 1 02.9 0 8 4 8 50.2 80.0 6 25 7 3 54 8 1 59 2 02.9 6 3 7 8 80.3 20.0 7 15 7 9 54 7 6 01 0 3 53.0 1 4 9 40.3 60.0 85 8 6 0
48、4 6 9 51 1 6 53.0 6 6 3 2 60.40.0 8 85 9 1 04 6 4 51 2 6 53.1 0 2 0 9 115Hz左床)Iguf=1 5 H z床层初高=6.1 c m物 料 1 0 gQ(m 3/h)u(m/s)I g uP3P i加料A P1 g A P通气后床高HI g H0.0 60.0 1 3-1.8 8 6 0 65 4 1 05 1 3 52 7 52.4 3 9 3 3 36.2 50.7 9 5 8 80.0 80.0 1 8-1.7 4 4 7 35 4 6 55 0 7 53 9 02.5 9 1 0 6 56.50.8 1 2 9 1
49、 30.10.0 2 2-1.6 5 7 5 85 5 4 05 0 1 05 3 02.7 2 4 2 7 66.7 80.8 3 1 2 30.1 20.0 2 7-1.5 6 8 6 45 5 9 54 9 5 56 4 02.8 0 6 1 86.90.8 3 8 8 4 90.1 40.0 3 1-1.5 0 8 6 45 6 3 54 9 1 57 2 02.8 5 7 3 3 27.10.8 5 1 2 5 80.1 60.0 3 5-1.4 5 5 9 35 6 7 54 8 7 08 0 52.9 0 5 7 9 67.20.8 5 7 3 3 20.1 80.0 4-1.3
50、 9 7 9 45 6 4 54 9 0 07 4 52.8 7 2 1 5 67.20.8 5 7 3 3 20.20.0 4 4-1.3 5 6 5 55 6 6 04 8 9 07 7 02.8 8 6 4 9 17.20.8 5 7 3 3 20.2 40.0 5 3-1.2 7 5 7 25 7 1 04 8 4 58 6 52.9 3 7 0 1 67.40.8 6 9 2 3 20.2 80.0 6 2-1.2 0 7 6 15 7 6 04 7 8 59 7 52.9 8 9 0 0 57.60.8 8 0 8 1 40.3 20.0 7 1-1.1 4 8 7 45 8 2