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①选择主要设备
例如在测定离心泵特性曲线的有关实验中,选择不同型号及性能的泵;在精馏实验中选择不同结构的板式塔或填料塔;在传热实验中选择不同结构的换热器等。
②确定主要检测点和检测方法
化工原理实验就是要通过对实验装置进行操作以获取相关的数据,并通过对实验数据的处理获得设备的特性或过程的规律,进而为工业装置或工业过程的设计与开发提供依据。
所以为了获取完整的实验数据,必须设计足够的检测点并配备有效的检测手段。
在实验中,需要测定的数据一般可分为工艺数据和设备性能数据两大类。
工艺数据包括物体的流量、温度、压力及浓度等数据,以及主体设备的操作压力和湿度等数据;设备性能数据包括主体设备的特征尺寸、功率、效率或处理能力等。
需要指出的是,这里所讲的两大类数据是要直接测定的原始变量数据,不包括通过计算获得的中间数据。
③确定控制点和控制手段
一套设计完整的化工原理实验装置必须是可操作和可控制的。
可操作是指既能满足正常操作的要求,又能满足开车和停车等操作的要求;可控制是指能控制外部活动的影响。
为满足这两点要求,设计流程必须考虑完备的控制点和控制手段。
(2)化工原理实验流程设计的一般步骤:
①根据实验的基本原理和实验任务选择主体单元设备,再根据实验需要和操作要求配套附属设备。
②根据实验原理找出所有的原始变量,据此确定检测点和检测方法,并配置必要的检测仪表。
③根据实验操作要求确定控制点和控制手段,并配置必要的控制或调节装置。
④画出实验流程图。
⑤对实验流程的合理性做出评价。
2.化工原理实验流程图的基本形式及要求
在化工原理设计中,通常都要求设计人员给出工艺过程流程图(Pro,PFD)和带控制点的管道流程图(Piping and Iion Diagram,PID)。
这两者都称为流程图,且部分内容相同,但前者主要包括物流走向、主要工艺操作条件、物流组成和主要设备特性等内容;后者包括所有的管道系统以及检测、控制、报警等系统,两者在设计中的作用是不相同的。
在化工原理实验中,要求学生给出带控制点的实验装置流程示意图,一般由三个部分内容组成:
(1)画出主体设备及附属设备(仪器)的示意图。
(2)用标有物流方向的连线(表示管路)将各设备连接起来。
(3)在相应设备或管路上标注检测点和控制点。
检测点用代表物理变量的符号加“I”
表示,例如用“PI”
表示压力检测点,“TI”
表示温度检测点,“FI”
表示流量检测点,“LI”
表示液位检测点等,控制点则用代表物理量的符号加上“C”
表示。
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