液液傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗裝置的設(shè)計與優(yōu)化
2024-08-29 07:18一、引言
液液傳質(zhì)系數(shù)是衡量液體在固體表面?zhèn)鬟f性質(zhì)的重要指標(biāo),其測定對于了解流體間的傳質(zhì)過程具有重要意義。本文主要介紹一種基于實(shí)驗室的液液傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗裝置,并對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
二、實(shí)驗裝置的設(shè)計
1. 實(shí)驗原理
液液傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗裝置主要包括一個流量計、一個壓力計、一個滴定管和一個滴定瓶。通過測量液體在固體表面的流動速率和壓力變化,可以計算出傳質(zhì)系數(shù)。
2. 實(shí)驗設(shè)備選型
(1)流量計:選擇電磁流量計,用于測量液體的流量。電磁流量計具有精度高、可靠性好的特點(diǎn),適用于各種工業(yè)場合。
(2)壓力計:選擇U形壓力計,用于測量液體的壓力。U形壓力計結(jié)構(gòu)簡單、易操作,適用于實(shí)驗室環(huán)境。
(3)滴定管和滴定瓶:選擇標(biāo)準(zhǔn)滴定管和滴定瓶,用于加入指示劑和收集溶液。標(biāo)準(zhǔn)滴定管和滴定瓶具有精確度高、讀數(shù)方便的優(yōu)點(diǎn)。
3. 實(shí)驗流程設(shè)計
(1)準(zhǔn)備階段:將待測樣品加入滴定瓶中,加入適量的指示劑。
(2)實(shí)驗操作:打開流量計和壓力計的開關(guān),調(diào)節(jié)流量計和壓力計的參數(shù)至合適狀態(tài)。然后從滴定管中滴加樣品至指示劑變色的位置,記錄滴加時間t。在此過程中,不斷檢查壓力計的讀數(shù),確保其穩(wěn)定可靠。最后根據(jù)流量計和壓力計的讀數(shù)計算傳質(zhì)系數(shù)k。
三、實(shí)驗裝置的優(yōu)化
1. 提高測量精度
為了提高實(shí)驗裝置的測量精度,可以采用恒溫水浴控制系統(tǒng)對溫度進(jìn)行控制。通過調(diào)節(jié)恒溫水浴的溫度范圍和穩(wěn)定性,可以使樣品在恒定的溫度下進(jìn)行滴加,從而提高測量精度。此外,還可以采用高精度的壓力傳感器替代傳統(tǒng)的U形壓力計,進(jìn)一步提高壓力測量的精度。
2. 簡化操作流程
為了簡化實(shí)驗操作流程,可以將流量計和壓力計連接到一個總管道上,通過調(diào)節(jié)總管道上的閥門來控制流量和壓力的大小。這樣一來,就可以實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的在線監(jiān)測和控制,大大降低了實(shí)驗操作難度。
液液傳質(zhì)系數(shù)是衡量液體在固體表面?zhèn)鬟f性質(zhì)的重要指標(biāo),其測定對于了解流體間的傳質(zhì)過程具有重要意義。本文主要介紹一種基于實(shí)驗室的液液傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗裝置,并對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
二、實(shí)驗裝置的設(shè)計
1. 實(shí)驗原理
液液傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗裝置主要包括一個流量計、一個壓力計、一個滴定管和一個滴定瓶。通過測量液體在固體表面的流動速率和壓力變化,可以計算出傳質(zhì)系數(shù)。
2. 實(shí)驗設(shè)備選型
(1)流量計:選擇電磁流量計,用于測量液體的流量。電磁流量計具有精度高、可靠性好的特點(diǎn),適用于各種工業(yè)場合。
(2)壓力計:選擇U形壓力計,用于測量液體的壓力。U形壓力計結(jié)構(gòu)簡單、易操作,適用于實(shí)驗室環(huán)境。
(3)滴定管和滴定瓶:選擇標(biāo)準(zhǔn)滴定管和滴定瓶,用于加入指示劑和收集溶液。標(biāo)準(zhǔn)滴定管和滴定瓶具有精確度高、讀數(shù)方便的優(yōu)點(diǎn)。
3. 實(shí)驗流程設(shè)計
(1)準(zhǔn)備階段:將待測樣品加入滴定瓶中,加入適量的指示劑。
(2)實(shí)驗操作:打開流量計和壓力計的開關(guān),調(diào)節(jié)流量計和壓力計的參數(shù)至合適狀態(tài)。然后從滴定管中滴加樣品至指示劑變色的位置,記錄滴加時間t。在此過程中,不斷檢查壓力計的讀數(shù),確保其穩(wěn)定可靠。最后根據(jù)流量計和壓力計的讀數(shù)計算傳質(zhì)系數(shù)k。
DB-DNG05 液液傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗裝置
技術(shù)指標(biāo) | 說 明 | |||
裝置功能 |
1、了解實(shí)驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),掌握用劉易斯池測定液液傳質(zhì)系數(shù)的方法。 2、 學(xué)習(xí)流動狀況、物系性質(zhì)對液液傳質(zhì)的影響。 3、測定 Co、Cw 對 t 的關(guān)系曲線圖。 4、計算傳質(zhì)系數(shù) Kw、Ko。 5、討論攪拌速度與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系。 |
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主要配置 | 玻璃劉易斯池、數(shù)顯轉(zhuǎn)速表、電動機(jī)、超級恒溫水浴、分液漏斗、升降臺、攪拌裝置、溫控儀表、高品質(zhì)鋁合金型材框架。 | |||
公用設(shè)施 |
電:電壓AC220V,功率1.5KW,標(biāo)準(zhǔn)單相三線制。每個實(shí)驗室需配置1~2個接地點(diǎn)(安全地及信號地)。 實(shí)驗物料:水--醋酸--醋酸乙酯 |
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技術(shù)參數(shù) |
1、玻璃劉易斯池容積:900ml,玻璃留易斯池內(nèi)徑×高度:0.1×0.12m; 聚四氟乙烯界面環(huán),孔徑 3.8cm2。 2、底部升降臺可升級調(diào)節(jié)高度,調(diào)節(jié)間距50mm。 3、攪拌裝置:功率60W,轉(zhuǎn)速0~500轉(zhuǎn)/分。攪拌速度無級調(diào)速。 4、恒溫水。簬аh(huán)泵,室溫~100℃,控溫0.1℃。 5、溫度傳感器:Pt100,測量精度0.3級 6、溫度智能顯示系統(tǒng)1套:采用先進(jìn)模塊化設(shè)計,測量精度0.3級,分辨率 0.1℃。 7、管路、管件及閥門均為304不銹鋼。 8、電器:接觸器、開關(guān)、漏電保護(hù)空氣開關(guān)。 9、外形尺寸:1100×520×1700mm(長×寬×高),外形為可移動式設(shè)計,帶剎車輪,高品質(zhì)鋁合金型材框架,無焊接點(diǎn),安裝拆卸方便,水平調(diào)節(jié)支撐型腳輪。 10、工程化標(biāo)識:包含設(shè)備位號、管路流向箭頭及標(biāo)識、閥門位號等工程化設(shè)備理念配套,使學(xué)生處于安全的實(shí)驗操作環(huán)境中,學(xué)會工程化管路標(biāo)識認(rèn)知,培養(yǎng)學(xué)生工程化理念。 |
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測控組成 | 變量 | 檢測機(jī)構(gòu) | 顯示機(jī)構(gòu) | 執(zhí)行機(jī)構(gòu) |
電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) | 霍爾開關(guān) | 轉(zhuǎn)數(shù)顯示儀 | 調(diào)速器 | |
溫度 | PT100鉑電阻 | 數(shù)字溫度儀表 | 自動控溫 |
1. 提高測量精度
為了提高實(shí)驗裝置的測量精度,可以采用恒溫水浴控制系統(tǒng)對溫度進(jìn)行控制。通過調(diào)節(jié)恒溫水浴的溫度范圍和穩(wěn)定性,可以使樣品在恒定的溫度下進(jìn)行滴加,從而提高測量精度。此外,還可以采用高精度的壓力傳感器替代傳統(tǒng)的U形壓力計,進(jìn)一步提高壓力測量的精度。
2. 簡化操作流程
為了簡化實(shí)驗操作流程,可以將流量計和壓力計連接到一個總管道上,通過調(diào)節(jié)總管道上的閥門來控制流量和壓力的大小。這樣一來,就可以實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的在線監(jiān)測和控制,大大降低了實(shí)驗操作難度。