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液液传质系数测定实验装置的设计与优化

2024-08-29 07:18
一、引言
  液液传质系数是衡量液体在固体表面传递性质的重要指标,其测定对于了解流体间的传质过程具有重要意义。本文主要介绍一种基于实验室的液液传质系数测定实验装置,并对其进行优化设计。
  二、实验装置的设计
  1. 实验原理
  液液传质系数测定实验装置主要包括一个流量计、一个压力计、一个滴定管和一个滴定瓶。通过测量液体在固体表面的流动速率和压力变化,可以计算出传质系数。
  2. 实验设备选型
  (1)流量计:选择电磁流量计,用于测量液体的流量。电磁流量计具有精度高、可靠性好的特点,适用于各种工业场合。
  (2)压力计:选择U形压力计,用于测量液体的压力。U形压力计结构简单、易操作,适用于实验室环境。
  (3)滴定管和滴定瓶:选择标准滴定管和滴定瓶,用于加入指示剂和收集溶液。标准滴定管和滴定瓶具有精确度高、读数方便的优点。
  3. 实验流程设计
  (1)准备阶段:将待测样品加入滴定瓶中,加入适量的指示剂。
  (2)实验操作:打开流量计和压力计的开关,调节流量计和压力计的参数至合适状态。然后从滴定管中滴加样品至指示剂变色的位置,记录滴加时间t。在此过程中,不断检查压力计的读数,确保其稳定可靠。最后根据流量计和压力计的读数计算传质系数k。

DB-DNG05 液液传质系数测定实验装置
液液传质系数测定实验装置

 
 
技术指标 说             明
装置功能 1、了解实验设备的结构和特点,掌握用刘易斯池测定液液传质系数的方法。
2、 学习流动状况、物系性质对液液传质的影响。
3、测定 Co、Cw 对 t 的关系曲线图。
4、计算传质系数 Kw、Ko。
5、讨论搅拌速度与传质系数的关系。
主要配置 玻璃刘易斯池、数显转速表、电动机、超级恒温水浴、分液漏斗、升降台、搅拌装置、温控仪表、高品质铝合金型材框架。 
公用设施 电:电压AC220V,功率1.5KW,标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点(安全地及信号地)。
实验物料:水--醋酸--醋酸乙酯
技术参数 1、玻璃刘易斯池容积:900ml,玻璃留易斯池内径×高度:0.1×0.12m; 聚四氟乙烯界面环,孔径 3.8cm2。 
2、底部升降台可升级调节高度,调节间距50mm。
3、搅拌装置:功率60W,转速0~500转/分。搅拌速度无级调速。 
4、恒温水浴:带循环泵,室温~100℃,控温0.1℃。
5、温度传感器:Pt100,测量精度0.3级 
6、温度智能显示系统1套:采用先进模块化设计,测量精度0.3级,分辨率 0.1℃。
7、管路、管件及阀门均为304不锈钢。
8、电器:接触器、开关、漏电保护空气开关。
9、外形尺寸:1100×520×1700mm(长×宽×高),外形为可移动式设计,带刹车轮,高品质铝合金型材框架,无焊接点,安装拆卸方便,水平调节支撑型脚轮。
10、工程化标识:包含设备位号、管路流向箭头及标识、阀门位号等工程化设备理念配套,使学生处于安全的实验操作环境中,学会工程化管路标识认知,培养学生工程化理念。
测控组成 变量 检测机构 显示机构 执行机构
电机转数 霍尔开关 转数显示仪 调速器
温度 PT100铂电阻 数字温度仪表 自动控温
  三、实验装置的优化
  1. 提高测量精度
  为了提高实验装置的测量精度,可以采用恒温水浴控制系统对温度进行控制。通过调节恒温水浴的温度范围和稳定性,可以使样品在恒定的温度下进行滴加,从而提高测量精度。此外,还可以采用高精度的压力传感器替代传统的U形压力计,进一步提高压力测量的精度。
  2. 简化操作流程
  为了简化实验操作流程,可以将流量计和压力计连接到一个总管道上,通过调节总管道上的阀门来控制流量和压力的大小。这样一来,就可以实现对整个系统的在线监测和控制,大大降低了实验操作难度。

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