請計算以下裝置的設計變數數

❶ 什麼是設計變數為什麼在化工分離過程中需要先確定設計變數數

在化工分離過程中，需要先確定設計變數數的原因是為了確保分離過程能夠被顫塵鬧充分描述和優化。
化工分離過程通常涉及多個操作變數，如流量、溫度、壓力、物料組成等。這些操作變數的值直接影響著分離過程的效率和成本。因此，在設計分離過程時，需要明確這些操作變數，以便進行優化和控制。
確定設計變數數的過程可以幫助工程師和研究人員對分離過程進行系統分析和建模。首先，需要對分離過程的物理和化學原理進行深入理解，以確定哪些操作變數是關鍵的。其次，需要考慮實際生產過程中可能存在的各茄罩種不確定性和約束條件，如原料質量、工藝流程、設備技術等，以確定哪些變數可以被控制或優化。
在確定設計變數兄告數後，可以使用數學模型對分離過程進行分析和優化。這些模型可以基於質量守恆、能量守恆、物理化學平衡等原理，描述分離過程中各種變數之間的關系，並通過模擬和優化來尋求最佳的操作條件和參數。
因此，確定設計變數數是化工分離過程設計中的重要一步，可以幫助確保分離過程的高效和可持續性。

❷ 標准節流裝置設計計算

我們以角接取壓標准節流裝置為例，說明節流裝置的設計計算方法。

1.設計任務書

1)被測介質 過熱蒸汽
2)流量范圍 qmmax=250t/h
qm=200t/h
qmmin=100t/h
3)工作壓力 p=13.34MPa(絕對)
4)工作溫度 t=550°C
5)允許壓力損失 δp=59kPa
6)管道內徑 D20=221mm(實測)
7)管道材料 X20CrMoWV121無縫鋼管
8)管路系統布置如圖3-16所示。

要求設計一套標准節流裝置。

2.設計步驟

(1)求工作狀態下各介質參數 查表得工作狀態下過熱蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s，密度ρ=38.3475kg/m3，管道的線膨脹系數λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C)，取過熱蒸汽的等熵指數k=1.3。

(2)求工作狀態下管道直徑

D=D20[1+λD(t-20)]

=221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm

(3)計算雷諾數ReD

ReD=0.354qm/(Dη)

=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107

(4)選取差壓上限 考慮到用戶對壓力損失的要求，擬選用噴嘴，對於標准噴嘴，可根據式(3-33)取

Δpmax=3δp=3´59=177kPa

選用最靠近的差壓系列值，取Δpmax=160kPa，對應正常流量下的差壓Δp為

Δp=（200/250）2´160=102.4kPa

(5)求不變數A2

(6)設C0=1，ε0=1

(7)據公式

進行迭代計算，從n=3起，Xn用快速弦截法公式

進行計算，精度判別公式為En=δn/A2，假設判別條件為|En|≤5 ´ 10-10(n=1，2，…)，則Xn；βn；Cn；εn；δn；En的計算結果列於表3-11。

當n=4時，求得的E小於預定精度，因此得

β=β4=0.6922131

C=C4=0.9399332

(10)求d20 設噴嘴材料為1Cr18Ni9Ti，查表得λd= 18.2×10-6，則

(11)確定安裝位置 根據β=0.7和管路系統，查表3-1可得

根據實際管路系統情況，可將節流裝置安裝在任務書中圖示位置上。但節流件前直管段長度l1不滿足長度要求，在流出系數不確定度上應算術相加±0.5%的附加不確定度O

假設溫度，壓力的測量不確定度為±1%，則δρ/ρ=±1%。

3.50±%4

❸ 某科研小組設計了如圖所示的實驗裝置，並進行了以下實驗：①將此裝置放於黑暗處一晝夜後，移至適宜自然光

（1）植物具有蒸騰作用，水分以氣體的形式通過葉片的氣孔散失到大氣中，裝置中兩瓶上的液體一方面是瓶中的葉片通過蒸騰作用散失的，另一方面是瓶中的溶液中也有水分，在陽光的照射下，通過蒸發也可以在瓶內壁凝結成水珠．
（2）實驗前要將此裝置放到黑暗片一晝夜，目的是除去葉片內原有的澱粉，如果葉片內殘留有以前光合作用製造的澱粉，實驗結果就會不明顯，為了排除原有澱粉的干擾，放到黑暗片一晝夜，植物葉片就不能進行光合作用，只進行呼吸作用消耗澱粉，原來的澱粉消耗完後，就不會干擾實驗，使實驗結果更加明顯．
（3）酒精能溶解葉綠素．這樣處理後，摘取一片部分遮光的葉片，除去不透光紙片後，將葉片放入酒精中隔水加熱．使葉片中的葉綠素溶解到酒精中，葉片變成黃白色．
（4）向葉片滴加碘液的目的是根據澱粉遇碘變藍色的特性，檢驗是否產生澱粉．觀察現象之前，用清水沖掉碘液的目的是碘液本身有顏色去掉碘液顏色的干擾，便於觀察葉片顏色的變化，使實驗現象明顯．實驗現象：葉片見光（未遮蓋）部分，遇碘變藍，說明葉片見光部分進行光合作用，製造有機物──澱粉；葉片遮光部分，遇碘不變藍，說明光是綠色植物製造有機物不可缺少的條件．
（5）乙組裝置與丙組裝置的區別是丙裡面是清水，乙裡面是氫氧化鈉溶液，由於氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳，而清水沒有此功能，故乙、丙兩裝置內丙裡面有二氧化碳，乙裡面沒有二氧化碳．因此乙、丙兩裝置中的葉片所處的環境，惟一變數是二氧化碳，由於乙葉片所處的環境沒有二氧化碳，而二氧化碳是進行光合作用的原料之一，所以乙葉片由於缺乏原料而不能正常進行光合作用，不能製造有機物澱粉，因此遇碘不能變藍色．而丙葉片由於環境中有二氧化碳進行光合作用製造了澱粉，故遇碘變藍色．該對照組證明了光合作用需要二氧化碳．
（6）光合作用是綠色植物通過葉綠體利用光能把二氧化碳和水轉變成儲存能量的有機物，並使放出氧氣的過程；呼吸作用是細胞內的有機物在氧的作用下分解成二氧化碳和水並釋放出能量的過程，一般情況下光合作用大於呼吸作用，有利於有機物的積累．通過以上實驗結果分析原因可能是：三片葉都要進行 呼吸作用，其強度大於或等於光合作用，結果光合作用的產物不能積累，所以實驗中看不到變藍的現象．
（7）光合作用的概念；綠色植物利用光提供的能量，吸收二氧化碳和水分，在葉綠體中合成了澱粉等有機物，並且把光能轉變成化學能，儲存在有機物中，同時釋放出氧氣的過程．光合作用的公式為：二氧化碳+水