中国科学院大学；2015年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题；科目名称：化工原理；考生须知：；1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180；2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿；3．可以使用无字典存储和编程功能的计算器；一．单选题（每题2分，共20分）；1．液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是（；A．从位能大的截面流向位能小的截面；
中国科学院大学
2015年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题
科目名称：化工原理
考生须知：
1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。
2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
3．可以使用无字典存储和编程功能的计算器。
一．单选题 （每题2分，共20分）
1．液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是（ ）
A．从位能大的截面流向位能小的截面；
B．从静压能大的截面流向静压能小的截面；
C．从动能大的截面流向动能小的截面；
D．从总能量大的截面流向总能量小的截面。
2．改变离心泵出口阀门开度时，下列各项不会发生改变的是（ ）
A．管路特性曲线；
B．泵的特性曲线；
C．管路所需压头；
D．工作点。
3．含尘气体通过一水平放置的边长为4m，宽为2m，高为1m的除尘室，若颗
粒的沉降速度为0.2m/s，则该降尘室的处理能力为（ ）
A．0.4 m3/s；
B．0.8 m3/s；
C．1.6 m3/s；
D．2.4 m3/s。
4．用板框过滤机过滤某矿浆，该板框过滤机的过滤面积为50 m2，滤饼厚度为
30mm，当滤饼充满滤室时，过滤得到的滤饼总体积为（ ）
A．1.5 m3；
B．0.75 m3；
C．0.5 m3；
D．0.375 m3。
5．在中央循环管式蒸发器中蒸发某溶液，加热所用饱和蒸汽温度为140℃，蒸发
产生的二次蒸汽温度为86℃，总温差损失为12℃，则该蒸发器的有效温度差为（ ）
6．在操作的吸收塔中，用清水逆流吸收混合气体中的溶质，在其它条件都不变
时仅降低入塔气体的浓度，则吸收率将（ ）
D．不确定。
7．对于精馏过程，若保持F, q, V(塔釜上升蒸汽量)不变，而增大回流比R，则
塔顶产物流率D（ ）
D．不能确定。
8．穿过三层平壁的定态导热过程，已知各层温差为△t1＝30℃，△t2＝20℃，△
t3＝10℃，则第一层热阻R1和第二、三层热阻R2及R3的关系为（ ）
A．R1 ＞（R2+R3）； B．R1 ＝（R2+R3）；C．R1 ＜（R2+R3）； D．R1 ＝（R2-R3）。
9．用纯溶剂单级萃取，进料组成xF及萃余相组成xR一定，若溶质分配系数kA
增大时，则所需溶剂比S/F（ ）
A．增大； B．不变；C．减小； D．不确定。
10．关于湿球温度与绝热饱和温度，下列叙述错误的是（ ）
A．湿球温度是传热和传质速率均衡的结果，绝热饱和温度是热量和物料衡算导
B．湿球温度属于静力学范围，而绝热饱和温度属于静力学范围；
C．湿球温度表达了气体入口状态已确定时与之接触的液体温度的变化极限；
D．对于空气－水系统，可认为湿球温度与绝热饱和温度相等。
二．填空题 （每空1分，共30分）
1．流体流动中受到的力可分为 与 两种。
2．流量qv增加一倍，孔板流量计的阻力损失为原来的
倍，转子流量计的
阻力损失为原来的
3．加快过滤速率原则上有、 以及
三种途径。
4．适用于高粘度液体的搅拌器有、、等。
5．根据冷、热流体的接触情况，工业上的传热过程可分为
三种基本传热方式。
6．固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有
。固体颗粒的自由沉降分为
8．对于接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系E，相平衡常数m，H
9．板式塔操作过程中，可能出现的不正常操作现象有：、、
10．在总压为101.3 kPa下，将不饱和湿空气由温度t1降至温度t2时，该湿空气的湿度H将
，相对湿度φ将
，露点td将
（增大、减小、不变）。
三．简答题 （共30分）
1．何谓量纲分析法，量纲分析法的基础是什么? （4分）
2．采用离心泵从地下贮槽中泵送液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的可能原因。（4分）
3．过滤过程典型的操作方式有哪种？各种操作方式的特点及其基本方程式是什么？（4分）
4．蒸发操作中，引起沸点升高的主要原因有哪几种？（4分）
5．试简述精馏过程中q值（加料热状态参数）大小代表的加料状态。（5分）
6．液体沸腾时有两个阶段，分别是什么，工业过程一般控制在哪个阶段？工业上为强化沸腾给热一般采取什么方法？（5分）
7．分配系数kA＜1是否说明所选择的萃取剂不合适？在萃取操作中，如何判断某溶剂进行萃取分离的难易与可能性？（4分）
四．分析计算题 （共70分）
1．如图所示，两敞口贮槽的底部在同一水平面上，二者底部由一内径为75 mm，长为200 m的水平管和局部阻力系数为0.17的全开闸阀彼此相连，A贮槽直径为7 m，盛水深度为7 m，B贮槽直径5 m，盛水深为3 m，若将闸阀全开。试求（共12分）：（1）A贮槽的水平面与B贮槽水平面相平时水槽的水深（3分）；
（2）当A贮槽水面降低至6m所需的时间（9分）。（设管道摩擦系数??0.02，液体自A贮槽向B贮槽移动时，两槽内液面上升或下降的速率忽略不计） A
2．体积流量为0.95 m3/s，温度为20℃，压强为9.81×104 Pa的含尘气体在进入反应器之前需进入除尘室除尘，并将气体温度预热至260℃（预热前后气体压强不变）。已知气体中尘粒的密度?s=1800 kg/m3，除尘室的底面积为60 m2；20℃时气体密度?=1.205 kg/m3，气体粘度μ=1.81×10-5 Pa?S，260℃时气体密度?=0.6622 kg/m3，气体粘度μ=2.79×10-5 Pa?S。试求（共10分）：
（1）若先预热后进入除尘室除尘，理论上可全部除去的最小颗粒直径（6分）；
（2）若先除尘后预热，为保证除去的最小颗粒直径不变，则气体流量需为多少？（4分）
3．有一台由200根管束组成的单程列管式换热器，管径为?25mm×2.5mm。管内流体流量为50000 kg/h，其平均比热容为4.5 kJ/(kg?℃)，将其由20℃加热到70℃，管内侧的对流传热系数为1.0 kW/(m2?℃)。管外为110℃饱和蒸汽，该蒸汽经换热后冷凝为同温度的水，冷凝的传热系数为11 kW/(m2?℃)，管壁的导热系数λs＝15 W/(m2?℃)。试求(12分)：
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你可能喜欢环己烷沸点 【范文十篇】
环己烷沸点
范文一：1烷烃的熔沸点比较
原始数据（曲线图表）
参考文献：东北师范大学等合编，曾昭琼主编的《有机化学》（第三版）P
参考文献：东北师范大学等合编，曾昭琼主编的《有机化学》（第三版）P35
新戊烷戊烷各异构体的沸点比较分子式CH3(CH2)3CH3(CH3)2CHCH2CH3
(CH3)3CCH3沸点/℃36.1259
参考文献：邢其毅等编《基础有机化学》（第二版）P48，高等教育出版社
引导学生提出问题
1．分析图1和图2，随着碳原子数的增加，直链烷烃的熔点和沸点依次增加，为什么？
2．从图2可以看出直链烷烃的熔点表现出什么规律？怎样解释？
3．为何随着碳原子数的增加，奇数碳原子烷烃的熔点所构成的曲线与偶数碳原子烷烃的熔点所构成的曲线逐渐接近？
4．分析表1，同分异构体的烷烃的沸点，分支越多，沸点越低，为什么？
分析原始数据得到的一般结论
1.由图1和表1可知，烷烃分子中，碳原子数增多，沸点升高。每增加一个CH2所引起的沸点升高值随着分子量增加而变得缓和。同分异构体的烷烃，支链愈多沸点愈低；
2．由图2可知，大于C4的烷烃，碳原子数增加，熔点升高,偶数烷烃升高更迅速；同数碳原子烷烃的异构体，熔点主要取决于对称性。
1.正构烷烃的熔沸点（除C3的熔点以外）随着相对分子质量的增加而升高，这是因为随着相对分子质量的增大，分子间的范德华引力增大；
2.分子量较小的乙烷的熔点反而比分子量较大的丙烷高，这是因为，在晶体中分子间的作用力不仅取决于分子的大小，而且取决于晶体中碳链的空间排列情况。分子对称性高，排列就比较整齐，分子间吸引力就大，熔点也就高。X衍射实验结果表明，直链烷烃晶体为锯齿形，奇数碳原子齿状链中两端甲基同处在一边，如正戊烷，偶数碳链中
两端甲基不在同一边，如正己烷，偶数碳链彼此更为靠近，相互作用力大，故熔点升高值较奇数碳链升高值较大一些；
3.在同分异构体的烷烃中，含支链越多的烷烃，相应沸点越低。这是因为色散力只有在很近的距离内才能有效发挥作用，而且随着距离的增加很快减弱。所以烷烃支链增多时空间阻碍增大，分子间靠得不紧密，相距较远，色散力相应减弱，从而使分子间范德华力减小，沸点必然相应降低。
支持结论与理论解释的实例
CH3(CH2)4CH3(m.p.69℃)＞(CH3)2CHCH2CH2CH3(m.p.60℃)＞(CH3)3CCH2CH3(m.p.49.7℃)
范文二：P.
实验名称：__________ ________________
姓名：____________
学号：______________
五、实验数据记录与处理：
室温：25.5℃
大气压：102.45kPa 阿贝折光仪测量温度：30.0℃ 温良温度计露颈读数：53.7℃ 30℃100%乙醇折光率：1.0%环己烷折光率为1.4202
表2 环己烷（1）-乙醇（2）液态混合物的气-液平衡数据（二） 注：加入环己烷的量为25Ml
折光率校正：
图1 乙醇-环己烷二组分系统沸点-组成相图
六、实验结果与分析：
在oringe中抓点得到：恒沸组成X环=0.550，恒沸温度为65.31℃
文献理论值为：恒沸组成X环=0.550，恒沸温度为64.90℃
从图1 可以看出，向乙醇中滴加环己烷跟向环己烷中滴加乙醇得到的恒沸点并不是完全重合，而且从实验数据可以看得，实验值与理论值还是有一定的偏差。分析本次实验误差如下：
1. 在实验过程中，阿贝折光仪的测量温度并不恒定，中间有±0.2度的偏差，故折射率不是在同一个温度下
测得的，而折射率是温度的函数，所以所测得的数据间会存在偏差，且标准工作曲线的使用条件是30℃，故所得到的混合物组成就有了误差。
2. 溶液沸点跟外界压强有关。实验数据处理时，仅仅做了温度的校正，并未进行压力、纬度等校正，故也会
造成一定的误差。
3. 在测量折光率时候，操作不够迅速，故过程中会有低沸点的样品挥发掉，从而折光率也会存在偏差。 差。
范文三：实验四 环己烷-乙醇双液系相图
一．实验目的
1．绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图，了解相图和相率的基本概念。
2．掌握测定双组分液系的沸点的方法，找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点。
3．掌握用折光率确定二元液体组成的方法。 4．掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。
二．实验原理
液体的沸点是指液体的饱和蒸汽压和外压相等时的温度。在一定外压下，纯液体的沸点有确定的值。但对于完全互溶的双液系，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关。
常温下，两种液态物质以任意比例相互溶解所组成的体系称为完全互溶双液系。在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的相图称为沸点—组成图，即为T－x相图。完全互溶双液系的T－x图可分为三类：
（1）理想双液系，溶液沸点介于两纯物质沸点之间如图（a）；
（2）各组分对拉乌尔定律发生正偏差，溶液具有最低恒沸点(图中最低点)如图（b）；
（3）各组分对拉乌尔定律发生负偏差，溶液具有最高恒沸点(图中最高点)如图（c）；
绘制双液系的T-x图时，需要同时测定气液平衡时溶液的沸点及气相组成、液相组成数据。例如图（a）中，与沸点t1对应的气相组成是气相线上g1点对应的，液相组成是液相线上lgBx1点对应的。实验测定整个浓度范围内不同组成溶液的气液相平衡组成和沸点后，即可绘出T-x图。
本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷-乙醇体系的T-x图。其方法是用Abbe折射仪测定不同组分的体系在沸点时气液两相的折光率。在折光率－组成图（标准曲线）找出未知浓度溶液的折光率，就可从曲线上查出相对应的组成
三．仪器试剂
沸点仪1套；超级恒温水浴1台；阿贝折光仪1台；移液管2支；滴管2支
环己烷(A.R.)；无水乙醇(A.R.)
四．实验步骤
1．沸点仪的安装（如右图所示）；调节恒温槽温度20℃，通恒温水于折光仪中。打开折光仪，预热。
2．绘制标准曲线
按下述比例配置不同体积分数的环己烷-乙醇溶液。每种溶液的总体积为20mL。配好后旋紧盖子摇匀，迅速用阿贝折射仪测定其折光率。 然后做折射率对成分的标准曲线。
3．取20mL环己烷加入蒸馏瓶内，使电热丝浸入液体中，通冷凝水。通电加热，选择合适电压（10—15V）接通电热丝。将冷凝管下部的积液倒回蒸馏瓶，重复2-3次，至沸腾温度。待温度恒定后待温度恒定后，读下该温度值。
4．停止加热，将取样管自冷凝管上端插入冷凝液收集小槽中取气相冷凝液样，迅速用阿贝折射仪测其折光率。 取液相液样，用阿贝折
射仪测其折光率。按下述加入加入乙醇的体积逐步加入乙醇，同法加热是溶液沸腾，记下来沸点，并且迅速测出蒸出液（气相）和蒸馏液（液相）的折射率。
将蒸馏瓶中溶液倒入回收瓶中，并用少许乙醇洗数次。
5． 取20mL乙醇加入蒸馏瓶中，按上述方法测定沸点和折射率，然后按照下述方法加入环己烷，混合均匀，测定其沸点，蒸出液和蒸馏液的折射率。
6．根据环已烷-乙醇的标准溶液的折射率，将上述数据转换成环已烷的摩尔分数，绘制相图。
实验完毕后，关闭冷凝水，关闭电源，清洗仪器，整理实验台。 五．阿贝折光仪的使用
1. 用擦镜纸将镜面擦干，取样管垂直向下将样品滴加在镜面上，注意不要有气泡，然后将上棱镜合上，关上旋钮。
2. 打开遮光板，合上反射镜。
3. 轻轻旋转目镜，使视野最清晰。
4. 旋转刻度调节手轮，使目镜中出现明暗面（中间有色散面）
5. 旋转色散调节手轮，使目镜中色散面消失，出现半明半暗面。
6. 再旋转刻度调节手轮，使分界线处在十字相交点。在下标尺上读
取样品的折光率。
六．数据处理
1．作出环已烷—乙醇标准溶液的折光率与组成的标准曲线
附：25℃时，环己烷浓度与折光率的关系
2．列表记录各体系的沸点温度及折光率数据，并分别确定各测量体系气、液相的组成。
范文四：单体烃的沸点及辛烷值
80～180生产高辛烷值汽油 切除苯的前身 C6
环化成苯 26－98 正己烷：
环化成苯73.4－98 甲基环戊烷 ：
芳构脱氢91－98
芳构脱氢成苯 83－98 苯
生产芳烃60～130
C6环成苯、C7环成甲苯、C8环成二甲苯 正庚烷
环化脱氢 0－＞100 正庚烷
异构 0－42
甲基环己烷
脱氢甲苯 74.8－＞100 乙基环戊烷
芳构脱氢 91.3－＞100 乙基环己烷
67－＞100 正辛烷
-19－＞100
范文五：石油报 学年
苯 正 烷 庚乙
醇 元 三 共沸
曹 新 立韩世 庚
钧浙 江 学大化 学 系
用基 于 精 馏
计 共的 沸点 测 定
接 定 测 了 正苯庚 烷
力 压 的下三元 共
数据沸 研究
三 共 沸元
随 点 力 的 变压化 规
进行程 了 联 关用
度系数 模型 从 相
体应 系 二的 元共 沸数
据预 测 了 该 系体的三 元
实验数 据进
了得 一 致 结 果的
苯 正庚 烷乙 醇
强 由极 性和
成的三 元混 合
子 间 的相 互 作 用 条
下 的汽件液 衡平
甚差 大 有高度 具非 的理想 性 作 者 进行
研了究 当 然。
一 元三体 系 是
也组 象成它
苯 醇 乙和正
烷乙 醇 二 元体 系
引 是 起我们
大极兴 趣 的
液 汽平衡 研究
分测 定 别
下的 汽液 衡平 数 据
出 联关 和预
下为 存却在 最
低 共沸 点 共 沸 温 度 为
正在 烷庚 乙 醇的 共 沸组
分成别 为、
下 共 沸 数的据 作
定并 行进了
原 用试 料 剂 均为分 析 纯 ,
精 效馏 装 进 置一 步 纯 纯提均 度在
沸 取 和点
射折 不 变率
气用相色 谱 分
本工 作 用
馏 原 理 设精计
定 三该 元 体 系的共
沸 高效点精馏 柱
中填 以 玻 璃陶
高提 其 离分效率 系
的压 力 统由 套一自 动控压 装
测 量 体系 的 压力 波
范 围 共内
沸 度 由 温二 级标 准 铂 电 阻 温度 计
字数繁 表用 量测
烷 庚 醇 混乙合
组 成 采用 理 与物化
结相合 的 方 法
量 以氯 高酸催化的 乙
一系列 配制
, 滴 分定 析 再结合
测 得三 的 混元合 物 的 折光
元 体 系折 光
组成 图 得 出 其中 苯
的 量 含该三
成 分析 方法
经 平 均其 绝 对 偏差
摩尔 分数 符
三 合 体 系 组元
元 体 系 相二
共点沸的 测
难每 次 循 环
馏轻分 全 回
流 回的情况
集 轻 收 分 至 馏大约 原 总 液 量 的一
半 浙 省江自 科 然学基 金 资
腾器 中 残 液
19(C)94-0102 hinCaAc aemdi coJurnl alEceronti Pcblisuinh gouse.HAll r ghit sesrrevd.
ww/.wcnik.et
的 轻 馏 分
为 了保 证
取次样 取 到 的确 是
沸共 混合 物
馏循环 中采 用 较 大 的 回 流
并每 次 循 环
采都 样分 析
成和 组 温都度趋于 不变 。
沸 点 共 常通
要 需 次循 环 即 一可到 达
作 测工定 了
体 醇系从六个 压 力
下的三 共元沸点表
一见 和 表
烷庚乙醇体系 的
三共沸元数 据
任‘, 自 , ‘
甘 淤 比日飞 下
日肛 江 日
关 联 与预 测
乙醇三共沸点 元的
Chni Acadeaimc ournJl Ealcetroin Pubclishign oHsue. lAl irhgstrese redv.
http/:/www.nkci.ent
庚正烷乙 醇 三 元 共 沸
联结果列于关表
以实 线绘 于 图
元 共 数 沸 的据
相两 组 成 完全
要只搜 寻 与 液
相达两 平衡
两或 相 中同
组 分一 逸 度的 必须 相
为‘相汽非
用 应 阶二 利 方 程
为第 二维 利 系
相 积体 由 体 密度液
蒸 求 压汽由关
度 活系数 可 由 三
参 量 由数相应
二 体 系元的
据数 汽或液
数 据得 到
庚 烷 乙醇 都 形 成二 元
体 苯系乙 醇
两液 组相成
式该能从 共
与压 力 准确 地 求
得一对 活 度
系数 而 不 需
成 组的数 据
数 和 系共沸
组代入成二 元
对 正 庚烷 苯 系
体方 程 中经
即可求得 一 对
偶 配 量能 参数 在
工 本 中 作这 两
共沸 数 据 取 自 先前
得所三对配
偶 量参能列数 于 表 苯,
在算 计正庚烷 的
度活系 时 将 数引进
的大误 差故 其 模 型 参
用数 非线性 最
据数优化 得
在 本, 作 工实 验 力 下压
是 数优由 化
经 数内 插 外推或而 得 也
列于 表 预测
作对 苯 正 庚 烷乙
醇 体 系 的 元 三 共 数沸
进据行 了 方
的配 能偶参数
根 本 据 工作 实 验结 的
庚烷乙 醇 在
形成低三元最共 混 合沸。
这 证一 结
工 本 作从
据 测 预该了三 元
体 的 系共
的汽 液平 衡
优 化 得 到 据 于
等未报对道的 数据
1 994-0210 hinCa Aacedmi Jcornaul leEtconricPu libsinh Hgoues A.llrigh tsr sereev.d
http:/www.c/kn.nei
卷川参 数和 预测果结别列分于
实验结果 表明
系 体在 压常
的结论和。
及 都形 成共 沸 点下
本 作工的 实 验结
烷 醇 三乙 元
由 受 到于
馏精 柱 效
的 率 制限,
、 论讨与 结 论
同 不的初始
不 同的循 环 次数 ,
增 但多 由于
所 限 要 量尽减
先 好对 三 元 沸共
组成进 行 预
配 初制 始 组
验 率 和 效成功 率 每 次循
环 都采 样 分析
须必达 到 组 成 和 温 度都 不 变 时 才可 认为 是,
体 系 压 力 较
当体 系小真
响影较 大 但 波 动
于考 虑 到与环 境
温 度 的差 对 实验测 定 的 影 响 必
的 温 保措
必 须注意 样 品 因
造 成 而组 成 的 改
实 过验程 中
量避尽 免 系统漏
压下 与 理想
大 形 成 偏正,
差 并 且 成形 三 元 低共
力 压的 降
表现 得 更
本 工作 分
该 体 的系 三元
经用 验 程方
联并 从相 应
体元 系 的共 沸 和 汽 液 平
进据行 了预 测 计 算 结 果与
验实一 致 从
,实 和验计算 都证
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共元沸点研
硕 学士 学位 论文
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范文六：２００７年第７期第３４卷总第１７１期
Ⅵ＿ｎⅣ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ
叔丁醇一水一环己烷体系恒沸精馏过程模拟研究
（华东理工大学化学工程系，上海２００２３７）
【摘要】本文运用Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ过程模拟软件模拟计算了叔丁醇．水一环己烷恒沸精馏过程，计算出了各塔板的温度和气
液相流量及组成，同时考察了理论塔板数和最小共沸剂流量及全塔热负荷的关系；加料板位置的变化对恒沸精馏塔分离效果的影响；以及设备压强的变化对共沸精馏的影响。
【关键词】恒沸精馏；挟带荆；过程模拟
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｚｅｏｔｒｏｐｉｃＤｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｏｆＴｅｒｔｂｕｔａｎｏｌ—ｗａｔｅｒ－ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅＳｙｓｔｅｍ
ＹｏｕＸｉ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｚｅｐｔｒｏｐｉｃｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｏｆｔｅｎ?－ｂｕｔａｎｏｌ－－ｗａｔｅｒ－?ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｐｒｏｃｅｓｓ
Ｐｌｕｓ．Ｔｈｅｆｌｕｘｏｆｖａｐｏｒ，ｌｉｑｕｉｄｆｌｏｗａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔａｇｅｓｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｗｅｒｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅＡｓｐｅｎ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｅｒｎａｒｙｍｉｘｔｕｒｅ
ｓｔａｇｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ
ｍｉｎｉｍｕｍｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇａｇｅｎｔｆｌｕｘ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｆｅｅｄｓｔａｇｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ
ａｚｅｏｔｒｏｐｉｃｒｅａｃｔｉｏｎ
ｓｔｕｄｉｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｚｅｏｔｒｏｐｉｃｒｅａｃｔｉｏｎｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇａｇｅｎｔ；ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
对于叔丁醇一水的分离，工程上常用环己烷‘１１作为挟带剂与
叔丁醇．水形成三相共沸物将水脱除。共沸物为非均相，油相回流，水相采出。
恒沸精馏的三种组分Ｈ２０，Ｃ４Ｈ１００和Ｃ６Ｈ１２的纯组分及共沸物的沸点和共沸组成见表１。
１状态方程的选用
恒沸精馏塔中叔丁醇一水一环己烷体系非理想性很强，因此，通过对恒沸精馏塔建立ＭＥＳＨ方程，采用马丁一侯状态方程确定
气相逸度和焓｝２Ｊ，液相活度系数通过ＮＲＴＬ方程求得。ＮＲＴＬ方程对于含水系统的预计精度甚好【３Ｊ。模拟流程选用Ｂｒｏｙｄｅｎ
表１共沸物组成和沸点
Ｔａｂ．１
Ａｚｅｏｔｒｏｐｉｃｐｏｉｎｔ
算法，优化算法选用ＳＱＰ算法，这些方法均由Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ软件提供。
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ’ｍｏｌ＆ｍａｓｓ
ｆｒａｃｔｉｏｎ
２流程模拟及结果
用Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ软件模拟流程如图１所示，本模拟流程设计
为连续方式进料，一定含水量（水的摩尔分数０．１）的叔丁醇一水混合物进入塔，塔底主要馏分为叔丁醇，塔顶蒸出共沸物；共沸剂环己烷自分相器中补入；共沸物经冷凝器进入分相器分层，
［收稿日期】２００７．０３—０７
［作者简介】游茜（１９８２一），女，湖北人，在读硕士研究生，主要研究方向为精细化工。
万方数据　
２００７年第７期．６．
ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｒｎ
第３４卷总第１７１期
水相排出，油相全部回流。
块，泡点加料，加料流量１８０ｋｍｏｌ／ｈｒ；（２）汽化量３００
ｋｍｏｌ／ｈｒ；
（３）设物流Ｌｉｑｕｉｄ的初值为ＴＢＡ、水和环己烷的摩尔分率分别为
０．４，０．１，０．５。
各塔板温度和汽液相组成如图２所示，液相组成见图３。由图２可知，随着塔板数的增多，越靠近塔釜气相中水和环己烷的含量越少，叔丁醇的浓度越大；其中挟带剂环己烷的气相含量在第７块理沦板时已接近０，即第７块板以下共沸物气相中已没有环己烷，亦无法起到共沸挟带剂的作用，这部分主要发生的是叔丁醇一水的精馏分离过程，分离效率较低；三元恒沸精馏过程主要发生在第７块板以上，这部分分离效率较高。
由图３可知，液相与气相组成在各塔板上的变化趋势基本相同，第２０块理论板以下液相中水的含量均已达到分离要求。
叔丁醇一水一环己烷恒沸精馏流程示意图
模拟所得各塔板上的温度分布如图４所示。
Ｆｉｇ．Ｉ
Ｆｌｏｗｓｈｅｅｔｏｆｔｅｒｎａｒｙａｚｅｏｔｒｏｐｉｃｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ
由图４可以看出，第６块理论板以下由于没有共沸剂环己烷的存在，塔板温度较高，接近叔丁醇一水的共沸温度。塔顶温
２．１全塔物料、能量恒算
度７１．９１ｏＣ，未达到三项共沸温度６５．２℃，说明塔顶亦未达到共对流程设定卜－列条件：（１）理论塔板数２５块，加料板为第３
１．ＯＯ．９一／口一Ｌ—ｄ｝—一一…《—一
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ＣＹＣＬＯ．０１
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Ｓｔａｇｅ
图２各塔板上的气相组成摩尔分率模拟结果
Ｆｉｇ．２
Ｍｏｌａｒｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｏｉｌｐｈａｓｅ
ｅａｃｈｃｏｌｕｍｎｐｌａｔｅｖｉａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｓｔａｇｅ
图３各塔板上的液相组成摩尔分率模拟结果
Ｆｉｇ．３
Ｍｏｌａｒｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｗａｔｅｒｐｈａｓｅ
ｅａｃｈｃｏｌｕｍｎｐｌａｔｅｖｉａ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
２００７年第７期广东化工
第３４卷总第１７１期
ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ
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图４各塔板上的温度分布图
Ｔｅｍｐｍ’ａｔｕｒｅ
ｅａｃｈｐｌａｔｅｖｉａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
收敛快，并用此方法计算了异丙醇－水一环己烷体系的共沸精馏挟带剂量足影响恒沸精馏过程设计的重要参数。郭和刚Ｈｌ过程，计算结果较准确可靠。本文用类似方法来确定叔丁醇一水一环己烷体系的最小挟带剂量。
挟带剂流量的改变对塔釜分离效果的影响见图５。由图５
可知，随着挟带荆环己烷流量增大，塔釜中水的含量不断减小，挟带剂用量的确定与塔板数存在一定的关系。现有的两类分离效果亦逐渐变好。所以当确定了塔板数和一‘定的分离要求即规定一定的塔釜组分纯度时，必存在一与之对应的挟带剂量，称之为最小挟带剂流量。若本流程控制塔釜水含量０．３５％（ｗｔ）以下，则恒沸精馏全流程的最小挟带剂量约１
３０ｋｍｏｌ／ｈｒ。
设定塔釜水的质量含量不大于Ｏ．００３５，模拟得出理论塔板数和最小恒沸剂流量的关系及相对应的全塔热负荷值见图６。
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ＭｏｌｅｆｌｏｗＫｍｏｌ／ｈｒ
图５不同挟带剂流量下塔釜中水的质量分率
Ｆｉｇ．５
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｍｏｌｅｆｌｏｗ
ｗａｔｅｒｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍ
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Ｃｏｌｕｍｓｔａｇｅ
图６不同塔板数下的最小环己烷流量及对应的全塔热负荷
Ｍｉｎｉｍｕｍｆｌｏｗｏｆｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅａｎｄｈｅａｔｄｕｔｙ
ｅａｃｈ万　
方数据Ｆｉｇ．６
ｓｔａｇｅ
２．２挟带剂流量的考察
等研究了间歇恒沸过程中以环己烷为挟带剂分离肄丙醇．水恒拂物系时挟带剂量对分离度的影响，指出了挟带剂量变化影响产品组成。
确定最小挟带剂量的方法是实验方法和作图方法。实验方法的优点是能够得到完整的实验数据，但对实验装鼹的精确度要求较高，实验过程也繁琐而费时；作图法是利用余留物曲线结合夹点曲线、拐点曲线来求解。阎龙等陋ｌ提出了使流程模拟软件计算全流程最小挟带剂量的优化方法，直观简单，参数易控制，
ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ
２００７年第７期第３４卷总第１７１期
从图６可以看出，随着理论板数的增加，最小挟带剂量与系统热负荷逐渐下降；在塔板数小于１８时，下降很快，当超过１８以后最小挟带剂量与系统热负荷变化较小。这一方面说明增加理论板数可以降低最小挟带剂量和过程所需的热负荷，另一方面也说明在恒沸精馏流程中存在一个适宜的理论板数，当理论板数超过此值时，最小挟带剂量和过程所需的热负荷变化不显著。本例中适宜理论板数约为２０。
Ｔａｂ．２
表２不同压力下共沸物的沸点和水含量
Ａｚｅｏｔｒｏｐｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｗａｔｅｒｍｏｌｆｒａｃｔｉｏｎ
ｏｆｔｅｍａｒｙｍｉｘｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｒｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅｓ
２．３加料板位置的考察
加料板位置的变化对塔分离效果的影响如图７，８所示。
由于压力大于４个大气压时，本体系已不形成共沸物，所以本模拟考察ｒ系统压强１～４ａｔｍ变化时，共沸物沸点和带水
量的变化情况。由表２可知，随着系统压强的增大，带水量逐
渐升高，９０％以下能级的水的耗能也呈降低趋势，这对精馏分离和节能均有利。因此，在保证体系共沸物存在的情况下，塔内压强越大越好，约３～４ａｔｍ为宜。
Ｃｏｌｕｍｆｅｅｄｓｔａｇｅ
（１）在确定了塔板数和一定的分离要求时，必存在一最小挟带剂流量。
（２）增加理论板数可以降低最小挟带剂綮和过程所需的热
图７加料板位置对塔底水含量的影响
Ｆｉｇ．７
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｅｅｄｓｔａｇｅ
ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍ
负荷；在恒沸精馏流程中存在一个适宜的理论板数，当理论板数超过此值时，最小挟带剂量和过程所需的热负荷变化不显著。
（３）加料板位置越靠近塔顶，分离效果越好。
（４）在保证体系共沸物存在的情况下，塔内压强大对精馏分离有利。
Ｃｏｌｕｍｆｅｅｄｓｔａｇｅ
［１】王化淳，郭光远．共沸反应精馏制取叔丁醇钾【Ｊ］．石油化工，１９９７，１Ｉ（２６）：
７６卜７６３．
图８加料板位置对塔顶水相水浓度的影响
Ｆｉｇ．８
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｅｅｄｓｔａｇｅ
ｗａｔｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｗａｔｅＦ
ｐｈａｓｅ
【２】侯虞均，张彬，唐宏青．马丁一侯状态方程向液相扩展［Ｊ］．化工学报，１９８１，
３２（１）：ｌ一１０．
由图７和８可以看出，加料板数越小，分离效果越好。减小加料板数，既降低了釜液中水分的含量，有利于反应的进行；又提高ｒ塔顶废液中水的浓度，减少了对醇和环己烷的消耗，也为废液处理提供了便利。所以在工业生产中，进料板越靠近塔顶越好。
【３】王振芳，高峰．叔丁醇一醋酸乙烯．水三元系液液平衡研究【Ｊ］．化学研究与应用，１９９８，１０（５）：５６２—５６４．
［４】郭和刚，付超，宋航，等．间歇恒沸精馏法分离异丙醇水溶液的过程研究【Ｊ】．天然气化工，２００５，（３０）：６－１１．
【５】阎龙．恒沸精馏过程挟带剂量的研究【Ｊ】．青岛科技大学学报（增刊），２００３，
２４：３０．３３．
２．４精馏塔压强的变化对带水量的影响
有实验证明１６１经加压后的共沸物随着共沸点的升高带水量一共沸物中水的摩尔含量ｘＨ，ｏ也会相对增加，而且增大压力还会
减少９０％以下能级的水的耗能。表２显示了共沸温度Ｔａ和共沸物带水量ｘＨ，ｏ以及蒸馏掉ｌｇ混合物中水的９０％所需热量Ｑ≤９０％随压力Ｐ的变化情况。
【６１Ｐａｕｌ
８１６８４３
Ｈ，Ｆｅｌｉｘ１９３ｌ一８—４．
Ｉ．Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇ
ａｌｋａｌｉｍｅｔａｌ
ａｌｃｏｈｏｌａｔｅｓ［Ｐ】．ＵＳ
（本文文献格式：游茜．叔丁醇一水一环己烷体系恒沸精馏过程模拟研究【Ｊ】．广东化工，２００７，３４（７）：５－８）
万方数据　
叔丁醇-水-环己烷体系恒沸精馏过程模拟研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
游茜， You Xi
华东理工大学,化学工程系,上海,200237广东化工
GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY)2次
参考文献(6条)
1.Paul H;Felix I Method for preparing alkali metal alcoholates 1931
2.阎龙 恒沸精馏过程挟带剂量的研究[期刊论文]-青岛科技大学学报(自然科学版) 2003(zk)3.郭和刚;付超;宋航 间歇恒沸精馏法分离异丙醇水溶液的过程研究[期刊论文]-天然气化工 .王振芳;高峰 叔丁醇-醋酸乙烯-水三元系液液平衡研究 .侯虞均;张彬;唐宏青 马丁-侯状态方程向液相扩展 .王化淳;郭光远 共沸反应精馏制取叔丁醇钾 1997(26)
本文读者也读过(6条)
1. 阎龙 恒沸精馏过程挟带剂量的研究[期刊论文]-青岛科技大学学报(自然科学版))
2. 范辉.FAN Hui HAC-H2O共沸精馏过程中共沸剂醋酸正丁酯的模拟研究[期刊论文]-宁夏工程技术)3. 管国锋.万辉.姚虎卿 过程模拟软件ASPEN PLUS在醋酸-水体系共沸精馏过程中的应用[会议论文]-20034. 孙艳 低压聚乙烯装置乙烷回收系统操作能力的分析[会议论文]-19995. 程华农.毛文峰.魏凤.岳金彩.郑世清 乙醇胺反应工艺模拟与分析[会议论文]-6. 赵洪涛.陈鹤龄.陈德钊.Zhao Hongtao.Chen Heling.Chen Dezhao 二氯乙烷精制流程工艺方案的研究[期刊论文]-化工中间体2005(1)
引证文献(2条)
1.刘志刚.崔嘉敏 降低丙烯酸精制单元废水中丙烯酸含量[期刊论文]-石化技术与应用 .叶青 分隔壁共沸精馏塔分离叔丁醇水混合物的模拟研究[期刊论文]-天然气化工 2009(5)
本文链接：http://d..cn/Periodical_gdhg.aspx
范文七：?第40卷第2期?2006年3月原子能科学技术
AtomicEnergyScienceandTechnologyVol.40,No.2Mar.2006
自然循环欠热沸腾起始点特性
,杨瑞昌,刘若雷
(1.清华大学热能系,北京?.华北电力大学(北京)动力系核电教研室,北京?102206)
摘要:利用适于强迫循环的伯格尔斯和罗斯诺经验方法、Davis和Anderson理论方法,以及本课题组依据自然循环实验提出的预测欠热沸腾起始点的经验公式,对两种类型的欠热沸腾起始点的热力学平衡干度进行比较计算,研究自然循环的欠热沸腾起始点的基本特性。研究结果表明:自然循环欠热沸腾起始点的热力学平衡干度对加热量、进口温度、系统压力有着更大的敏感特性,在同等条件下,更早发生欠热沸腾现象。统计物理的微观角度研究进一步指出:产生这一现象的根本原因在于处于自组织状态的自然循环耗散结构的特点、动力学的涨落力和动量力对热力学平衡的共同影响。此研究结果为今后研究和应用自然循环的欠热沸腾奠定了基础。
关键词:自然循环;强迫循环;欠热沸腾;泡核沸腾起始点;干度中图分类号:TL364
文献标识码:A
文章编号:06)02-0172-05
CharacteristicofOnsetofNucleateBoiling
inNaturalCirculation
ZHOUTao1,2,YANGRu-ichang1,LIURuo-lei1
(1.DepartmentofThermalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,C
2.NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China)
Abstract:Twokindsofthermodynamicsqualityatonsetofnucleateboilingwithsub-cooledboilingwerecalculatedforforcecirculationbyusingBerglesandRohesenow
methodorDavisandAndersonmethod,andnaturalcirculationbyusingTsinghuaUn-iversityprojectgroup?sempiricalequationssuggestedinournaturalcirculationexper-imentatsamecondition.Thecharacteristicofonsetofnucleateboilingwithsubcooledboilinginnaturalcirculationwerepointedout.Theresearchresultindicatesthatthethermodynamicsqualityatonsetofnucleateboilingwithsubcooledboilinginnaturalcir-culationismoresensitiveforheatandinlettemperatureandsystempressure.Producingofonsetofnucleateboilingwithsubcooledboilingisearlyatsamecondition.There-searchresultalsoindicatesmorefrommicrocosmicangleofstatisticalphysicsthatthephenomenaarecausedbytheeffectsofcharacteristicofdissipativestructureofnaturalcirculationinselforganization,fluctuationforceandmomentumforceofdynamicson
收稿日期:;修回日期:基金项目:国家博士后基金资助项目()
作者简介:周?涛(1965?),男,陕西商州人,博士后,热能专业
第2期??周涛等:自然循环欠热沸腾起始点特性
thermodynamicsequilibrium.Thesecanlaygoodbasisforstudyandapplicationonsub-cooledboilinginnaturalcirculationinfuture.
Keywords:onquality
??欠热沸腾起始点(ONB)直接关系到其后的流动传热特性,是一个关键环节[1]。以前的研究多集中于强迫循环,以至很多自然循环的理论研究中也借用由强迫循环实验和理论导出的公式。对自然循环欠热沸腾起始点的研究很少,对其特性的把握不完善。随着核电的发展,对反应堆的固有安全性的要求不断提高,自然循环被大量应用。所以,把握自然循环欠热沸腾起始点的实质特性显得特别重要。通过计算分析,把握变化规律,可为自然循环的广泛应用提供可靠保障。
91.798?10pp0.
??Davis和Anderson理论公式如下:
qONB=(TW-TSAT)2(6)
8?TSATSAT-(7)
式中:kf是液相导热系数,W/(m?K);?是张
力,N/m;?g是汽相密度,kg/m;p是压力,Pa;
q是热量,W/m2;h是换热系数,W/(m2?K)。1.3?自然循环欠热沸腾起始点干度计算式本课题组依据自然循环实验提出的预测欠热沸腾起始点的两个经验式[9]如下:
1?基本方法
1.1?热力学平衡干度
热力学平衡干度定义式xONB=
pfsub,ONBpfSATf=-(1)
=-0.017053
其中:hfg是汽化潜热,kJ/Tf、TSAT分别是流体温度和流体饱和温度,K;cpf是流体定压比热容,kJ/(kg?K)。
1.2?强迫循环欠热沸腾起始点干度计算式
伯格尔斯(Bergles)和罗斯诺(Rohese-now)
=-0.0059166
6.00119Prf(9)gDe?fplj
??以上经验式的适用范围为:压力p=7.6~13.73MPa;质量流速G=130~340kg/(m?s);热流密度q=50~440kW/m;欠热沸腾起始点热力学平衡干度xONB=-0.512~-0.0595;plj为介质水的临界压力,MPa;De
为流道直径,m;?f为流体密度,kg/m;g为重2
根据数种工业光滑管取得的实验数
据,得到了欠热沸腾起始点的判据的经验方法。对于0.1~13.8MPa的水,为:
qONB=1.798?10-3p1.156?
(TW-TSAT)5
力加速度,9.8m/s2。
??把方程(2)与单相强迫对流传热方程q=h(TW-Tf,ONB)联合求解,得到:
Tf,ONB=TSAT+??J-h
热度??J按伯格尔斯和罗斯诺方程(2)求得:
??J=TW-TSAT=(?TSAT)ONB
其中:TW、TSAT分别是壁面温度和流体饱和温
2.1?加热量与欠热沸腾起始点热力学平衡干
取q=50.0~225.0kW/m2,进口温度Tin=80?,p=13.73MPa,G=340kg/(m?s),De=0.1m,plj=22.798MPa。图1a显示了加热量与xONB间的关系。除曲线4显示的xONB基本不随加热量改变外,其它曲线皆显示:ONB2
式中:Tf,ONB是沸腾起始点的流体温度;壁面过
量的增大而减小。由图1a可看出,自然循环的xONB明显比强迫循环的小。这一结论和实验观测一致[9]。
2.2?进口温度与欠热沸腾起始点热力学平衡
选取q=225.0kW/m2,Tin=60~100?,p=13.73MPa,G=340kg/(m2?s),De=0.1m,plj=22.798MPa。图1b显示了进口温度与xONB间的关系。在同等条件下,强迫循环的xONB基本上不随进口温度变化;自然循环的xONB却正比于进口温度,小于并逐步接近强迫循环的xONB。从图1b还可看出,用伯格尔斯和罗斯诺经验方法与Davis和Anderson理论公式计算得到的强迫循环欠热沸腾起始点热力学平衡干度数值很接近,用本课题组两个公式计算的自然循环欠热沸腾起始点平衡干度数值也很接近。
2.3?质量流速与欠热沸腾起始点热力学平衡
选取q=225.0kW/m,Tin=80?,p=13.73MPa,G=140~340kg/(m?s),De=0.1m,plj=22.798MPa。图2a显示了质量流速与欠热沸腾起始点热力学平衡干度关系。在同等条件下,强迫循环的xONB随质量流速的增大显著增大,自然循环的xONB随质量流速的增大变化则不如前者的变化明显,甚至出现用计算自然循环的两经验式的结果有某种程度的相
原子能科学技术??第40卷
反变化,结果之间显示了较大的误差。
2.4?压力与欠热沸腾起始点热力学平衡干度
选取q=225.0kW/m,Tin=80?,p=9.73~13.73MPa,G=340kg/(m?s);De=0.1m,plj=22.798MPa。图2b显示了压力与欠热沸腾起始点热力学平衡干度关系。在同等条件下,强迫循环和自然循环的xONB均随压力升高而降低。显然,在同等压力下,自然循环的xONB比强迫循环的低。从图2b中还可看出,计算强迫循环的xONB的两个经验式的计算数值趋势变化较为接近,计算自然循环的xONB的两个经验式的计算数值趋势变化也较为接近。
3?结果分析
3.1?宏观分析
1)加热量对欠热沸腾起始点的影响当加热量增大时,处于较低热力学平衡干度的液相可能容易获得足够的能量,产生气泡并以致产生跃离,即导致欠热沸腾起始点热力学平衡干度减小。实际上,图1a中曲线4表示的自然循环的xONB值也是随加热量增大略微减小的,其基本保持不变的原因是该加热量的增大间隔被很小的指数关系予以削弱。这是因为,在自然循环的大密度差中,气泡处于较低的热力学平衡干度时更易发生跃离,
这是由自然
图1加热量(a)或进口温度(b)与欠热沸腾起始点热力学平衡干度关系Fig.1?Relationbetweenheat(a)orinlettemperature(b)and
thermodynamicsqualityatonsetofnucleateboilingwithsubcooledboiling
1???伯格尔斯和罗斯诺经验方法;2???Davis和Anderson理论公式;3???本课题组经验式(8);4???本课题组经验式(9)
第2期??周涛等:自然循环欠热沸腾起始点特性
图2?质量流速(a)、压力(b)与欠热沸腾起始点热力学平衡平衡干度关系Fig.2?Relationbetweenmassflowrate(a)orsystempressure(b)andthermodynamicsqualityatonsetofnucleateboilingwithsubcooledboiling
1???伯格尔斯和罗斯诺经验方法;2???Davis和Anderson理论公式;3???本课题组经验式(8);4???本课题组经验式(9)
循环的大密度差环境造成的。在图1a中,强迫循环和自然循环的经验式两计算结果间均有误差,但与其循环类型的差别相比,这个误差显然
较小。计算自然循环的xONB曲线3和4的差异是2
曲线4考虑了Fr()数的影响而产生的。
2)进口温度对欠热沸腾起始点的影响在加热量相同条件下,自然循环欠热沸腾
将在较低入口温度下出现欠热沸腾起始点,此时的热力学平衡干度较低,并随入口温度的提高而增大。入口温度的变化较大地影响了普朗特数,随着入口温度增大,普朗特数减小,自然循环的xONB增大。普朗特数所表征的动量与热量扩散的比正关系反映了自然循环的由热产生密度差带来运动的基本特点。在强迫循环中,由于所选温度变化范围还不是很大,造成相关计算参数包括物性均很小,因此,在该温度变化范围内,强迫循环的xONB基本不变。
3)质量流速对欠热沸腾起始点的影响一般而言,随流速增大,扰动增加,气泡产生并更易脱离壁面。图2a中的曲线4表征了自然循环的xONB随质量流速的增大而减小这一基本涵义。图中的其它曲线表征了流量的增大同时减弱了同等热量对流体的贡献,增大热容量,导致xONB随质量流速的增大可能增大。至于在同等流量下,自然循环的xONB小于强迫循环的xONB,则是由于此时自然循环中有较大的密,4)压力对欠热沸腾起始点的影响
压力的影响较复杂。一方面,随压力升高,液体的表面张力减小,汽化核心增多,容易提前出现欠热沸腾起始点;另一方面,汽水密度差减小,气泡不易产生并脱离加热面,延长受热过程,使欠热沸腾起始点延迟,起始点热力学平衡干度变大。显然,在图2b的参数范围内,张力减小是主导因素,因而,无论是强迫循环还是自然循环,随着压力的增大,xONB均降低。在自然循环中,降低幅度较大是因自然循环靠大密度差产生运动、压力变大对密度差变小的幅度不大造成的。在强迫循环中,压力变大使本来不大的密度差变得更小,从而削弱压力的主导作用,使强迫循环的xONB降低幅度较小。3.2?微观机理
宏观上,本工作计算分析的强迫循环和自然循环欠热沸腾起始点的条件相同,但计算结果不同。其原因只能从微观上分析。处于自组织状态的自然循环耗散结构的特点显然与强迫循环有很大差别,热量、压力、进口温度和质量流速等存在相应的微观量。在起始点附近的强烈涨落和关联,不仅有动量力,而且有涨落力,它们共同决定了气泡的出现、欠热沸腾起始点的发生。这时的热量、压力、进口温度和质量流速等微观量的分布和涨落均不同程度对自然循环欠热沸腾起始点的位置产生影响。这是体系内存在的特性如温度、压力、浓度等各类非平衡,
过程的发展方向并不单纯由纯粹的热力学决定,而同时受动力学行为的影响。与强迫循环相比,自然循环欠热沸腾起始点较早发生,这说明近壁区流场和温场结构更加接近主流情况,其速度场发展应更加平缓。与目前仅测定流体平均参数的作法不同,如在今后实验中,对诸如速度等参数分布性态作出测定,把握近壁区流场和温场结构,对于进一步理解自然循环欠热沸腾起始点的产生和发展具有一定的突破意义。对于一个参考定态,一很小的扰动可使体系越来越偏离这个空间而发展到一新的对应于某种时空有序的结构,这属于远离平衡条件下的非线性不可逆过程热力学所研究的范畴。
原子能科学技术??第40卷
[M].北京:原子能出版社,.[2]?DORRAH,LEESC,BANKOFFSG.Acrit-i
calreviewofpredictivemodelsfortheonsetofsignificantvoidinforcedconvectionsubcooledboiling[R].UnitedStates:WestinghouseSa-vannahRiverCo.,Aiken,1993.
[3]?孙奇,杨瑞昌,赵华.低流速过冷沸腾净蒸汽产
生点计算模型[J].核动力工程,):417-421.
SUNQi,YANGRuichang,ZHAOHua.Pre-dictionmodelforinitialpointofnetvaporgener-ationforlow-flowboiling[J].NuclearPowerEngineering,):417-421(inCh-inese).
[4]?YANGRuichang,WANGYanwu,TANGHong,
etal.Onsetofnucleateboiling,pointofnetva-porgenerationandvoidfractionforlow-flownaturalcirculationwithsubcooledboiling[C]//4thinternationalconferenceonmultiphaseflow.NewOrleans:SchoolofEngineeringTulaneUn-iversity,.
[5]?YANGRuichang,WANGYanwu,TANGHong,
etal.Experimentalstudyofflowinstabilityinanaturalcirculationsystemwithsubcooledboiling[C]//Proceedingsofthe1stinternationalcon-ferenceonengineeringthermophysics.Beijing:ChineseSocietyofEngineeringThermophysics,.
[6]?BERGLESAE,ROHSENOWWM.Thedeter-minationof365-372.
[7]?COLLIERJG,THOMEJR.Convectiveboiling
andcondensation[M].England:OxfordUniver-sityPress,.
[8]?DAVISEJ,ANDERSONGH.Theincipience
ofnucleateboilinginforcedconvectionflow[J].AIChEJournal,):774-780.[9]?杨瑞昌,鲁钟琪,施德强,等.自然循环工况下过
冷沸腾起始点的计算方法研究报告[R].北京:清华大学,1998.
forced-convection
surface-boiling
heattransfer[J].JHeatTrans,):
1)在同样条件下,自然循环欠热沸腾起始点的热力学平衡干度明显比强迫循环的小,即
欠热沸腾起始点提前发生,更易发生欠热沸腾。
2)强迫循环的欠热沸腾起始点计算公式对进口温度变化不敏感,而自然循环的欠热沸腾起始点热力学平衡干度正比于进口温度。
3)流量和压力显著影响强迫循环欠热沸腾起始点热力学平衡干度。
4)在自然循环流量变化时,Fr()数
对欠热沸腾起始点热力学平衡干度影响很大。两自然循环经验式显示出较大变化趋势差异。因此,此时应用带有Fr的经验式更能反映实际情况。
5)自然循环欠热沸腾起始点有很多不同于强迫循环欠热沸腾起始点的特性,值得进一步进行理论与实验研究。应特别注意用耗散结构及自组织临界(SOC???SelfOrganizationCritical)理论进行有效解析和数值研究。同时,重视随机力和涨落对系统的影响。参考文献:
[1]?于平安,朱瑞安,喻真烷.核反应堆热工分析
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第ｌ卷第 １
期　０１９
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范文九：学习目标1、在一定条件下物质存在的状态可以发生变化；
2、了解自然界水循环现象，熟悉水的熔点和沸点；
3、通过对冰的熔化现象的科学探究，学会记录处理实验数据，学会根据实验数据作
物理图像的方法，能分析图像的物理意义。
4、学会对物质进行简单分类，了解晶体的熔点与沸点；
5、能利用熔化，汽化吸热解释日常生活中的一些现象。
重难点：掌握熔点和沸点的条件，能在图中提取出有关信息及绘制熔化和沸腾是的图像； 熔化
1、熔化：物体从固态变成液态叫熔化。
（1）物质分类：
晶体物质：海波、冰、石英
水晶、食盐、明矾、奈、各种金属
非晶体物质：松香、石蜡
玻璃、沥青、蜂蜡
（2）晶体熔化：
A、熔化图象：
B、熔化特点：固液共存，吸热，温度不变
C、熔点 ：晶体熔化时的温度。
D、熔化的条件：⑴ 达到熔点。
⑵ 继续吸热。
（3）非晶体的熔化：
A、熔化图像：
B、熔化特点：吸热，先变软变稀，最后变为液态温度不断上升。
例1、有一间完全隔热的房间，房间的温度维持在0℃，若在室外将一块冰放在盆中，当冰熔化一部分后，将整个盆子端到此房间，则将会出现下列哪种情况
A. 冰将继续熔化
C. 水将逐渐凝固
B. 冰的温度开始逐渐升高
D. 冰不能继续熔化
解析：冰的熔化需要两个条件，一是温度达到冰的熔点，二是并能够继续吸热，二者缺
一不可。由本题所给条件可知，冰在室外熔化了一部分，处于冰水混合状态，冰水混合状态的温度为0℃，当把冰水混合物放进温度为0
℃的房间中时，由于冰水混合物跟室温没有温
度差，固态的冰不能吸收热量，液态的水也不能对外放热，因而此时不能发生物态变化，冰不能继续熔化.
1、工人师傅在熔化铝锭时常常采用铜锅，但在熔化铜锭时却不采用铝锅，其中的原因是
Ａ．铜的传热能力比铝强
Ｂ．铜的硬度比铝大
Ｃ．铜的熔点比铝高
Ｄ．铜的颜色比铝深
2、关于熔化和凝固，下面说法中正确的是（
A、水的凝固点是0℃，但0℃得水不一定会结冰。
B、从温度为-20℃的冰箱冷冻室中取出来的冰块马上就会熔化。
C、各种物质都有一定的熔化温度。
D、水结成冰的过程中要向周围吸热。
答案：1、C
1、汽化：物质从液态变为气态叫汽化。
（1）蒸发：液体在任何温度下都能发生的，并且只在液体表面发生的汽化现象 叫蒸
A、影响液体蒸发快慢的因素：
⑴液体的温度；
⑵液体的表面积
⑶液体表面空气的流动。
B、作用：蒸发 吸 热（吸外界或自身的热量），具有制冷作用。
（2）沸腾：在一定温度下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
B、特点：液气共存，吸热温度不变。
液体沸腾时的温度。
D、沸腾条件：⑴达到沸点。⑵继续吸热
E、沸点与气压的关系：一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高
1、如图所示，在大烧杯中盛有水，小试管中装水后放入大烧杯中，在对大烧杯加热的过程中小试管中的水
Ａ、温度不能达到沸点
Ｂ．温度能够达到沸点，但不能沸腾
Ｃ．水能够沸腾
Ｄ．水能否沸腾取决于当时的气压
知识点回顾：
1.如图所示，为小聪同学描绘的两种晶体熔化时的
熔化曲线，则由曲线可看出：
_______的熔点较高；
熔化过程经历的时间较长。
2、下列说法中正确的是
Ａ．0℃的冰比0℃的水的温度更低一些
Ｂ．水的沸点一定是100℃
Ｃ．水有可能在20℃沸腾
Ｄ．水在沸腾时要吸热，温度不断升高
3.、右图是海波的熔化图像，从图像中获得的信息正确的是（
A海波的沸点是48℃
B.海波在BC段吸收了热量温度不变
C.海波在CD段是气态
D.6min时海波已全部熔化
4.在观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种
温度/℃ min
情况，看到如图（ａ）（ｂ）所示。则图________是
水在沸腾前的情况，图________则是水沸腾时的情况。
5、【探究名称】影响液体蒸发快慢的因素
【提出问题】液体蒸发快慢跟哪些因素有关?
【猜想与假设】通过观察下图和联系生活实际进行猜想
摊开晾比叠着干得快
猜想一:液体蒸发快慢可能跟液体
的高低、液体
的大小和液体表面空
气流动快慢有关.
猜想二:相同条件下，将水和酒精同时擦在手臂上，酒精更容易干，猜想液体蒸发快慢可能还与
【设计与进行实验】小明同学对其中的一个猜想进行了如下实验:
如图16所示,在两块相同的玻璃板上,分别滴一滴质
量相等的酒精,通过观察图中情景可知,他探究的是
酒精蒸发快慢与
此实验过程中需控制酒精的
和其表面上方空气流动快慢相同.
【交流与评估】
我们知道液体蒸发时要吸热,请你举一个应用蒸发吸热的事
1.甲；乙；
5.【猜想与假设】 猜想一:温度
猜想二:物质
【设计与进行实验】液体的表面积
【交流与评估】夏天在地上洒水来降温等
范文十：一、选择题（共10小题）
1． （ 2005o自 贡 ） 使 用 高 压 锅 来 煮 食 物 时 ， 它 能 够 （ A． 减 小 锅 内 压 强 ， 降 低 沸 点 B． 减 小 锅 内 压 强 ， 升 高 沸 点 C． 增 大 锅 内 压 强 ， 降 低 沸 点 D． 增 大 锅 内 压 强 ， 升 高 沸 点 2． （ 2008o西 安 ） 2008 年 1 月 ， 我 国 大 部 分 地 区 普 降 大 雪 ， 气 温 聚 降 ， 街 道 、 公 路 被 冰 雪 覆盖，下列说法错误的是（ ） ）
A． 人 们 在 结 冰 的 路 面 上 难 以 行 走 ， 是 因 为 摩 擦 力 较 小 B． 汽 车 在 冰 面 上 刹 车 后 仍 能 滑 行 ， 是 因 为 汽 车 具 有 惯 性 C． 小 孩 在 冰 面 上 滑 行 时 ， 对 冰 面 的 压 力 和 小 孩 受 到 的 支 持 力 是 平 衡 力 D． 环 卫 工 人 给 积 雪 的 路 面 撒 盐 ， 可 以 加 快 冰 雪 熔 化
3． （ 2008o无 锡 ）月 球 表 面 土 壤 松 软 ，昼 夜 温 差 可 达 310℃ ，昼 夜 间 隔 约 为 14 天 ．为 适 应 月 球 环 境 的 需 要 ，实 现 登 月 梦 想 ，我 国 已 经 研 制 出 “ 月 球 漫 游 者 “ MR 一 3 月 球 车 样 机 ． 如 图 所 示 ， 月 球 车 有 四 个 宽 大 的 轮 子 ， 车 厢 左 右 各 有 一 块 太 阳 能 翻 板 电 池 ，它 能 为 月 球 车 的 工 作 提 供 能 量 ．关 于 月 球 车 的 构 造 和 功 能 ，下 列 说 法 错 误 的 是（ ）
A． 为 了 减 小 行 走 时 对 月 球 表 面 的 压 强 ， 月 球 车 的 车 轮 较 为 宽 大 B． 太 阳 能 电 池 板 可 以 将 光 能 转 化 为 电 能 C． 为 减 小 月 球 表 面 温 差 对 月 球 车 的 影 响 ， 月 球 车 应 该 装 有 水 冷 却 系 统 D． 在 月 球 上 ， 当 进 入 夜 晚 以 后 ， 月 球 车 可 能 就 无 法 行 驶 4． （ 2012o揭 阳 ） 下 列 各 种 现 象 与 其 涉 及 物 理 知 识 之 间 的 关 系 中 ， 错 误 的 是 （ A ． 高 原 反 应 -- 大 气 压 和 海 拔 高 度 的 关 系 B ． 飞 机 飞 行 时 获 得 升 力 -- 流 体 压 强 和 流 速 的 关 系 C ． 水 下 潜 水 艇 能 够 上 浮 -- 液 体 的 压 强 和 深 度 的 关 系 D ． 利 用 高 压 锅 容 易 将 饭 煮 熟 -- 沸 点 和 气 体 压 强 的 关 系 ）
5． （ 2012o黑 龙 江 ） 缺 水 地 区 的 冬 季 ， 当 地 有 些 居 民 靠 取 冰 雪 来 获 得 生 活 用 水 ．如 图 ，是 将 一 定 质 量 的 冰 雪 ，从 - 20℃ 加 热 到 沸 腾 过 程 ， 温度随时间变化的图象（不考虑水中有杂质产生的影响） ，下列对图象分析正确的是 （ ）
A ． 冰 的 熔 点 是 0℃ ， 水 的 沸 点 是 100℃ B． 当 地 气 压 高 于 标 准 大 气 压 C． 冰 熔 化 和 水 沸 腾 过 程 中 都 吸 热 且 温 度 不 变 D ． 图 象 中 的 BC 段 ， 物 质 只 是 以 液 态 方 式 存 在 6． （ 2005o西 城 区 ） 下 列
说 法 正 确 的 是 （ A ． 水 的 温 度 降 低 到 0℃ 就 会 结 冰 B． 同 一 种 晶 体 的 熔 点 和 凝 固 点 不 同 C． 高 压 锅 内 的 气 压 大 、 水 的 沸 点 高 ， 所 以 食 物 熟 得 更 快 D． 扩 散 现 象 说 明 一 切 物 体 的 分 子 都 在 不 停 地 做 无 规 则 的 运 动 7． （ 2007o青 岛 ） 下 列 图 象 错 误 的 是 （ ） ）
重力与质量关系图象
非晶体凝固图象
匀速运动速度图象
入射角与反射角关系图象 8． （ 2013o枣 庄 ） 小 靖 尝 试 比 较 地 沟 油 和 花 生 油 的 物 理 性 质 ． 她 将 分 别 盛 有 这 两 种 油 的 杯 子 一 起 放 入 冰 箱 内 降 温 ， 她 发 现 两 杯 油 的 温 度 都 降 到 7℃ 时 ， 地 沟 油 变 为 固 态 而 花 生 油仍为液态，这说明地沟油和花生油具有不同的（ A． 密 度 B． 沸 点 C． 凝 固 点 ） D． 比 热 容
9． （ 2012o青 岛 ）如 图 是 “ 探 究 水 的 沸 腾 ” 的 实 验 图 象 ，下 列 说法正确的是（ ）
A ． 在 t 时 =4min 时 ， 水 开 始 沸 腾 B ． 在 t 时 =4min 到 t 时 =6min 的 过 程 中 ， 水 不 吸 热 C ． 在 t 时 =6min 后 继 续 加 热 ， 水 温 仍 是 100℃ D ． 在 实 验 中 ， 水 的 沸 点 是 100℃
10 ． （ 2013o青 岛 ） 如 图 是 “ 探 究 某 物 质 熔 化 和 凝 固 规 律 ” 的 实 验图象．下列说法正确的是（ ）
A ． 在 t 时 =5min 时 ， 该 物 质 处 于 固 液 共 存 状 态 B ． 在 BC 段 ， 该 物 质 不 吸 热 C ． 该 物 质 凝 固 过 程 持 续 了 5min D ． 该 物 质 的 凝 固 点 是 45℃
二、填空题（共10小题） （除非特别说明，请填准确值）
11 ． （ 2010o成 都 ） 人 吸 气 时 ， 肺 的 容 积 增 大 ， 肺 内 空 气 压 强 变
小 ，将 外 部 空 气 压 人 肺 内 ． 用 高 压 锅（ 如 图 所 示 ）煮 食 物 容 易 煮 熟 ， 原 因 是 压 强 越 大 水 的沸点．
12 ． （ 2011o怀 化 ） 如 图 是 水 沸 腾 时 观 察 到 的 实 验 情 景 ， 本 实 验 中 水 的 沸 点 是 ， 已 知 标 准 大 气 压 下 ， 水 沸 腾 时 的 温 度 是 100℃ ， 则 此 实 验 环 境 的 大 气 压 （ 选 填 “ 大 于 ” 、 “ 等 于 ” 或 “ 小 于 ” ） 1标 准 大 气 压 ， 水 沸 腾 过 程 中 温 度 保 持 不 变 ， 但 需 要不断（选填“吸收”或“放出”）热量． 13 ． （ 2012o东 营 ） 用 高 压 锅 煮 食 物 熟 得 快 ， 其 原 因 是 ．
14 ． （ 2006o江 西 ） 生 活 中 处 处 有 物 理 ： （ 1 ）生 活 在 西 部 高 原 的 人 们 烹 饪 食 物 往 往 是 采 用 炒 、烤 等 方 式 制 作 ，较 少 用 煮 的 方 式 ， 这是由于高原地区的大气压较，水的沸点较的缘故； （ 2） 如 图 所 示 ， 治 病 输 液 时 ， 药 水 瓶 口 A 处
常 插 着 两 根 塑 料 管 B、 C， 其 中 插 C 管 的 目 的是利用使输液能顺利地进行． 15 ． （ 2010o茂 名 ） 同 学 们 通 过 “ 观 察 水 沸 腾 ” 实 验 可 知 ， 当 液 面 上 方 气 压 小 于 1 标 准 大 气 压 时 ， 水 的 沸 点 100℃ （ 选 填 “ 大 于 ” 、 “ 小 于 ” 或 “ 等 于 ” ） ，并且可知水在沸腾 过程中温度特点是 ．在很高的山顶上，用一般锅煮不熟鸡蛋，原因是： ．
16 ． （ 2009o义 乌 市 ） 如 图 所 示 是 某 物 质 的 凝 固 图 象 ． 结 合 图中信息可以判断，此物质的凝固点是℃，其凝固过程共经历了分钟．
17 ． （ 2006o衡 阳 ） 如 图 所 示 是 冰 的 熔 化 图 象 ， 根 据 该 图 象 能够获得合理的信息有 信 息 一 ： 冰 的 初 温 为 - 4℃ ； 信息二： 信息三： ． 18 ． （ 2011o百 色 ）小 佳 用 如 图 1 所 示 的 实 验 装 置 来 探 究 “ 固 体 熔 化 时 温 度 的 变 化 规 律 ” ．
（ 1） 在 实 验 过 程 中 ， 某 时 刻 温 度 计 的 示 数 如 图 2所 示 ， 此 时 该 物 质 的 温 度 是 ℃ ． （ 2） 在 实 验 过 程 中 ， 小 佳 发 现 烧 杯 的 上 方 有 少 量 的 “ 白 气 ” 生 成 ， 产 生 这 种 现 象 的 原 因是杯中的水先汽化为水蒸气，然后形成的． （ 3） 小 佳 根 据 记 录 的 数 据 描 绘 出 如 图 3所 示 的 图 象 ， 由 图 象 可 知 ： ①该物质是（选填“晶体”或“非晶体”） ． ②该物质在第分钟开始熔化． ③ 在 第 4-9 分 钟 的 时 间 内 ， 该 物 质 内 能 的 变 化 情 况 是 （ 选 填 “ 增 大 ” 、 “ 不 变 ” 或 “ 变 小”） （ 4） 在 实 验 中 ， 小 佳 没 有 对 试 管 直 接 加 热 ， 而 是 采 用 隔 水 加 热 法 ， 这 样 做 的 目 的 是 ： ． 19 ． （ 2009o南 宁 ）小 明 去 参 观 酒 厂 时 ，看 到 酒 厂 用 蒸 馏 的 方 法 从 酒 精 和 水 的 混 合 液 中 分 离 出 酒 精 ，这 是 利 用 了 酒 精 和 水 的 不 同 ．他 想 ，酒 精 的 凝 固 点 是 - 117℃ ．水 的 凝 圈 点 是 0℃ ， 于 是 想 用 凝 固 的 方 法 将 酒 精 和 水 分 离 开 ， 他 将 混 合 液 放 入 电 冰 箱 的 冷 冻 室 （ 温 度 可 达 - 5℃ ） ，经过相当长的时间后，小明从冷冻室取出混合液时，却发现水和酒精并没 有 分 离 出 来 ．他 想 ：为 什 么 水 和 酒 精 没 有 分 离 出 来 ？ 针 对 小 明 提 出 的 问 题 ，请 你 做 出 一 个合理的猜想： ．
20 ． （ 2013o柳 州 ） 如 图 甲 是 “ 探 究 固 体 熔 化 时 温 度 的 变 化 规 律 ” 的 实 验 装 置 ．
（ 1 ）把 石 棉 网 垫 在 烧 杯 下 ，并 将 试 管 放 在 水 中 加 热 ，是 为 了 使 固 体 粉 末 受 热（ 选 填 “ 均 匀”或“不均匀”） ． （ 2） 将 温 度
计 插 入 试 管 中 时 ， 温 度 计 的 玻 璃 泡 要 全 部 插 入 固 体 粉 末 中 ， 不 要 碰 到 试 管 底或．若某时刻温度计的示数如图乙所示，则此时温度计的读数为℃． （ 3） 下 表 是 实 验 中 记 录 的 数 据 ．
时 间 /m in 温 度 /℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 50 53 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
根据表中数据可知，该物质的熔点是℃；该物质是（选填“晶体”或“非晶体”） ． （ 4） 能 反 映 上 述 固 体 熔 化 时 温 度 变 化 规 律 的 是 图 丙 中 的 ．
三、解答题（共3小题） （选答题，不自动判卷）
21 ． （ 2011o张 掖 ）如 图 所 示 是 某 种 物 质 熔 化 时 温度随时间变化的图象．根据这个图象，你能获得的合理信息有哪些，写出两条．
22 ． （ 2012o衡 阳 ）在 探 究 甲 和 乙 两 种 物 体 熔 化 规 律 时 ，小 琴 记 录 的 实 验 数 据 如 下 表 所 示 ， 请根据表中的实验数据解答下列问题．
时 间 /min 甲 的 温 度 /℃ 乙 的 温 度 /℃ 0 70 70 2 72 71 4 74 73 6 76 74 8 78 76 10 78 77 12 78 79 14 78 82 16 81 84 18 84 86 20 87 89
（ 1 ） 在 甲 和 乙 这 两 种 物 质 中 ， 属 于 晶 体 的 是 ______ （ 填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ） ． （ 2 ） 该 晶 体 的 熔 点 为 ______℃ ． （ 3 ） 该 晶 体 在 76℃ 时 ， 它 处 在 ______ 态 ． （选填“固”、“液”或“固液共存”）
（ 4 ） 固 体 在 熔 化 过 程 中 需 要 ______ 热 量 （ 选 填 “ 放 出 ” 或 “ 吸 收 ” ）
23 ． （ 2012o淮 安 ） 在 “ 研 究 水 的 沸 腾 ” 实 验 中 ：
测温物质 水银 酒精 凝 固 点 /℃ -39 -117 沸 点 /℃ 357 78
（ 1 ） 所 用 的 液 体 温 度 计 是 利 用 液 体 ______ 的 性 质 制 成 的 ． 为 了 完 成 本 次 实 验 ， 由 表 格 知 ， 应 选 用 测 温 物 质 为 ______ 的 温 度 计 ． （ 2） 如 图 甲 所 示 ， 刚 倒 入 热 水 时 发 现 温 度 计 管 壁 模 糊 ， 很 难 看 清 示 数 ， 主 要 原 因 是 ______ ． （ 3） 烧杯上方加一纸盖后进行实验， 如图乙所示． 每 隔 1min 记 录 温 度 计 示 数 （见下表） ， 4min 时 温 度 计 示 数 如 图 丙 所 示 ， 此 时 温 度 为 ______℃ ， 直到水沸腾一段时间后停止读数， 由 表 可 知 水 的 沸 点 为 ______℃ ．
时 间 /min 温度/ ℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8
（ 4） 根 据 上 表 中 的 数 据 在 图 丁 中 画 出 水 温 随 时 间 变 化 的 图 象 ．