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試驗裝置設計

發布時間:2021-01-31 10:32:07

A. 現需設計一套實驗裝置

答案: 解析: (1)A接GFIB接DEC (2)負 (3) (4)澱粉KI溶液變藍 (5)11

B. 實驗裝置的設計和組裝是一個改進的過程,觀察下列裝置回答問題.(1)A 裝置中發生反應的化學方程式是___

(1)大理石的主要成分碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳,方程式是:內CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;容
(2)錐形瓶是實驗室常用的儀器;
(3)氫氣難溶於水,密度比空氣的密度小,因此可以用排水法和向下排空氣法收集,因此可以用D或E;
(4)E裝置可以代替C、D裝置收集氣體,氧氣的密度比空氣的密度大,應該從a進入,短管便於排盡空氣;
故答案為:(1)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)錐形瓶;
(3)D(或E);
(4)a.

C. 離心泵性能試驗裝置系統設計

我也是

D. 你能設計一套試驗裝置將酒精與水分離嗎

酒精和水可以組成共沸體系,通過分餾只能得到95%的乙醇,是不能完全將水與乙醇分開的。
要完全去除水,必須添加氯化鈣等除水劑的情況下精餾,才可以盡可能地蒸出99.9%的乙醇。

E. 淋濾試驗設計

天然條件下,河流滲濾系統是一個復雜的開放系統,具有多層次、多影響因素的特點。有機污染物在滲濾過程中的衰減除受微生物的作用外,還受各種環境因素包括光、溫度、化學物質以及其他物理過程的影響,因而在擬定的研究目標下,很難實現在天然河流滲濾系統中的有機污染物生物降解試驗研究。

另外,原則上在一個未受污染或污染較輕的天然河流水環境中,在各種狀態下都不允許進行人為投放污染物的研究,而且在野外自然狀態下進行試驗將要消耗大量的人力、物力和財力,因而室內模擬試驗成為研究河流滲濾系統自然凈化過程的重要手段之一。

BTEX在河流滲濾系統中的環境行為非常復雜,要想真正掌握其遷移轉化的機理,必須藉助於模擬試驗研究。在對大量試驗數據進行分析的基礎上,才能在理論上有所突破。土柱試驗(淋濾試驗)歷來是土壤-水系統中污染物遷移轉化機理研究的重要手段,國內外學者利用土柱試驗進行了大量的試驗研究工作,在此基礎上形成了大量的研究成果,所以進行土柱試驗是研究BTEX在河流滲濾系統中遷移轉化的有效手段。

本試驗也主要以室內土柱試驗(淋濾試驗)為主要研究手段,其主要目的是研究BTEX污染河水通過河流滲濾系統時各組分發生了哪些環境行為,以及河流滲濾系統對這些污染組分的凈化機理和凈化效果如何,探討BTEX在河流滲濾系統中的遷移轉化對地下水環境的影響。

本次試驗在已有的對BTEX的揮發行為及其在土壤中的吸附行為研究的基礎上,通過動態土柱試驗(淋濾試驗)研究BTEX各組分分別在以 和 作為電子受體的情況下在河流滲濾系統中的生物降解性能,並結合其中的微生物指標的測定,研究BTEX在河流滲濾系統中的生物降解作用。

(一)試驗裝置

試驗裝置有三部分組成,分別為淋濾液輸入系統、模擬的河流滲濾系統和淋濾液輸出採集系統,這三部分各自的主要功能是:

(1)淋濾液輸入系統:利用該系統把人工配製的、含有BTEX污染組分的淋濾液源源不斷地輸入至模擬的河流滲濾系統。

(2)模擬的河流滲濾系統:把從野外採集的河流沉積物樣品裝入自製的有機玻璃柱中,製成模擬的河流滲濾系統,其入口連通淋濾液輸入系統接納淋濾液,其出口連通淋濾液輸出採集系統,淋濾液在流經模擬的河流滲濾系統的過程中,經過吸附、微生物降解等作用被凈化。

(3)淋濾液輸出採集系統:通過該系統採集經模擬的河流滲濾系統凈化後的淋濾液,然後測定淋濾液中BTEX各組分和兩種電子受體的濃度。

(二)試驗系統的裝配

為了滿足試驗對三部分的功能要求,試驗系統的三部分應分別由相應設備組裝而成。試驗系統和試驗裝置實物圖如圖3-29和圖3-30所示。

圖3-29 試驗系統示意圖

圖3-30 淋濾試驗裝置

(1)輸入系統設備的組裝:採用5L下口瓶盛放淋濾液,使用硅膠管將帶有閥門的出口與土柱連接,每隔一定時間向瓶中注入配製好的淋濾液,以保證淋濾液能夠源源不斷地供給,並利用閥門和蠕動泵來控制淋濾液流速。為了排除揮發的影響,從出口處另引出一根硅膠管,每日從中採集淋濾液以測定淋濾液進入土柱的初始濃度。

(2)滲濾系統設備的組裝:由三根有機玻璃柱聯通而成,其中最上層一根長30cm,直徑10cm,內裝野外採集粉土樣品;中間一根長50cm,直徑10cm,內裝野外採集細砂樣品;最下端一根長50cm,直徑10cm,內裝野外採集粗砂樣品。由此三部分組成的滲濾系統可以模擬野外河流滲濾系統,淋濾液經過此系統時,其中的BTEX經過土壤吸附、微生物降解等相關過程被凈化。將土樣分別裝入有機玻璃柱中並夯實,柱兩端用濾網和石英砂隔開。根據裝入土壤的質量和體積計算出各土柱的容重(表3-18)。其中柱1代表以 為電子受體的系統,柱2代表以 為電子受體的系統。

(3)採集系統設備的組裝:在土柱最下端由硅膠管和淋濾液收集裝置組成,每天定時測定淋濾液下滲流量,並採集相應水樣測定其中的目標組分含量。

(三)淋濾試驗過程

實驗室人工配製淋濾液以模擬BTEX污染河水,分別以 和 作為電子受體加入模擬的污染河水中,將淋濾液源源不斷輸入到土柱中,以模擬在不同條件下河流滲濾系統中BTEX的遷移轉化機理。

表3-18 土柱容重

試驗前必須對土柱進行洗鹽,以消除土壤中原有鹽分對試驗測定的影響。用去離子水從頂部注入土柱,完全飽和後繼續沖洗土樣中的鹽分。經過一定時間的洗鹽過程, 的濃度從最初的5.5mg/L降至檢測限以下;而 自淋濾洗鹽開始即未檢出。通過洗鹽可以在今後淋濾試驗中排除土壤中溶出的兩種電子受體對降解作用的影響。

另外為了模擬地下水的避光環境,將土柱用錫紙包裹,外層再覆蓋黑布,盡可能減少光對土壤中微生物菌群的影響。BTEX滲濾試驗步驟如下:

第一步,室內人工配製淋濾液,用去離子水作為溶劑。第一套系統(柱1)溶質是BTEX色譜純試劑和KNO3,其中苯、甲苯、乙苯、間二甲苯的濃度均約為80mg/L, 濃度為400mg/L,並將它源源不斷地供給輸入系統,污水經過滲濾系統後流入採集系統。第二套系統(柱2)以 作為電子受體,試驗系統裝置各部件沒有做任何改動,變化的僅僅是輸入系統污水成分。同樣用去離子水作為溶劑,溶質是BTEX色譜純試劑和K2SO4,其中苯、甲苯、間二甲苯、乙苯的濃度均約為80mg/L, 濃度為400mg/L,並將它源源不斷地供給輸入系統,污水經過滲濾系統後流入採集系統。

第二步,兩套系統同時開始注入淋濾液,並每天一次定時從兩套採集系統採集滲出液,同時測量其滲出液溫度與流量Q,並分析滲出液中BTEX各單組分、 、 等各項指標。然後分析滲出液中的BTEX各單組分和 、 濃度變化的相關關系。

第三步,對試驗數據處理計算得到最後試驗結果。

第四步,對比兩套試驗系統的試驗結果。

上述所有的淋濾試驗都是在飽水狀態下進行的,人為控制試驗的淋濾液流量以使其穩定。

試驗精度保證:由於本次試驗的目標污染物是極易揮發的BTEX,試驗過程中揮發損失的控制、樣品測試的准確性就顯得極為重要。

試驗過程中全部選用5000 mL下口瓶儲存溶液,用注射器從下口引出的硅膠管抽取目標污染物溶液,並測定其初始濃度,以最大限度地控制試驗過程中揮發損失對試驗的影響。

各目標組分測定方法參考《水和廢水監測分析方法》 推薦的方法,具體見表3-19。淋濾試驗結束後,將土柱中的土壤立即取出進行微生物指標分析,並與未經淋濾的土壤樣品進行對比,從而確定淋濾過程中,土壤中微生物菌群發生的變化。分析指標包括:細菌、真菌、放線菌、硝化細菌、亞硝化細菌和反硝化細菌,分析方法參見表3 -19。BTEX檢測結果來自華北水利水電學院環境工程實驗中心,採用島津GC-14C型氣相色譜儀檢測,檢測條件同第二章所述。 和 的檢測結果來自華北水利水電學院資源與環境實驗室,採用島津UV-2550紫外分光光度計測定。

表3-19 各目標組分分析方法

F. 美國生物學家米勒設計的實驗裝置

一防止外來生物進入。二低溫環境。三下進上出(冷凝管的標准用法)。四水廉價易得,比熱容大。

G. 物理題:如圖所示是一個設計「過山車」的試驗裝置的原理示意圖,光滑斜面AB與豎直面內的圓形軌道在B點

你看條件錯了沒有?_?

H. 試驗設計

(一)試驗配水

試驗配水主要模擬排污河水質。考慮到排污河水主要由生活污水和工業廢水組成,除常規污染組分外,一般重金屬和有機污染物比較常見,所以試驗配水選擇了兩種有代表性的重金屬:不易遷移的鉛和容易遷移的鉻,有機物選擇了苯系物和四氯乙烯。具體的配水方案如下:取中國地質大學(北京)生活污水預沉澱1d後,加入硝酸鉛、重鉻酸鉀、汽油和四氯乙烯,攪拌均勻,靜置1d後使用。為了使試驗效果更加顯著,試驗配水中鉛和鉻的濃度均採用10mg/L,汽油和四氯乙烯均各自用量筒量取150mL加入75L污水中。其中,四氯乙烯7d後停止加入,主要是考慮大劑量的四氯乙烯污染會對地下水有影響。

作者曾在試驗正式開始之前就用試驗配水做過初步的研究試驗,目的是了解加入的重金屬和有機物之間,以及它們跟生活污水中的污染組分之間會發生哪些反應。

1.重金屬+生活污水+有機物

試驗配製了七種不同的水樣,它們分別是樣1:Pb標准液(10mg/L);樣2:生活污水;樣3:Pb標准液(10mg/L)+污水;樣4:Pb標准液(10mg/L)+污水+Cr(10mg/L);樣5:Pb(10mg/L)+污水+有機物(5mg/L);樣6:Pb(10mg/L)+污水+有機物(5mg/L)+Cr(10mg/L);樣7:Pb(10mg/L)+污水+有機物(5mg/L)+Cr(10mg/L)。

從表2-1可以看出,樣2中Pb基本穩定,不與污水發生反應;通過樣3和樣4的對比可以看出,Pb與Cr發生反應生成鉻酸鉛沉澱,故Pb和Cr的濃度均降低很多;樣5和樣3比較,Pb的濃度基本沒有變化,說明Pb與有機物不發生反應,有機物的加入使COD濃度大大提高;樣6和樣7是兩個平行樣,它們與樣5比較的結果同樣顯示了Pb與Cr之間的反應。

表2-1 配水試驗反應結果表 單位:mg/L

2.500mL重鉻酸鉀溶液(5mg/L)+1mL汽油

從表2-2可以看出,Cr6+的濃度在放置5d後減小了0.16mg/L,說明重鉻酸鉀與汽油會發生一定的氧化還原反應,只是由於反應時間短,效果不是十分明顯。

表2-2 重鉻酸鉀與汽油的反應結果表 單位:μg/L

3.500mL重鉻酸鉀溶液(5mg/L)+40μL四氯乙烯

由於四氯乙烯難溶於水,所以先將其溶於10mL甲醇中,再和重鉻酸鉀溶液混合反應。從表2-3可以看出,重鉻酸鉀與甲醇發生了氧化還原反應,在放置48d之後Cr6+的濃度降低了2.33mg/L,而在重鉻酸鉀+甲醇+四氯乙烯的反應中,Cr6+的濃度變化基本同重鉻酸鉀與甲醇的反應,說明重鉻酸鉀不和四氯乙烯發生反應。

表2-3 重鉻酸鉀與四氯乙烯反應時Cr6+濃度變化表 單位:mg/L

(二)試驗裝置

整個試驗裝置由土柱、配水系統和監測系統三部分組成(圖2-1)。

圖2-1 試驗裝置圖(單位:cm)

土柱 為土柱試驗的主體部分。由內徑為0.15m的3根有機玻璃柱組成,柱高1.5m。柱體下部為0.15m的承托層,由粗的石英砂組成;中部為1.2m的土柱試驗段;試驗段以上為0.10m的試驗用水,由溢流口控制為定水頭。考慮接近野外土體實際情況,土柱側壁用泊紙遮蓋,以起到避光作用。

配水系統 由配水箱、水泵和高位供水箱組成。配水箱容積為75L,可保證土柱試驗3~7d的用水量。將試驗配水由水泵送到高位供水箱,同時向三個土柱供水,採用定水頭連續供水。

監測系統 定水頭供水由溢流口控制,多餘的進水送到配水箱中循環使用。在進水口取樣,監測各特徵組分的進水濃度。在土柱實體部分0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m及1.2m深度處分別設有飽水取樣口,在試驗運行初期,可以定期監測不同深度處各特徵污染組分的濃度變化情況。另外,在土體0.1m、0.5m和0.9m深度處分別設有測壓管,用來監測污水下滲的水動力學特徵。當土柱逐漸被污染物堵塞,變成非飽水狀態時,關閉飽水取樣口,在土體0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m處和飽水取樣口垂直的位置設有非飽水取樣口(陶土頭),外接真空泵抽氣取樣。

(三)有關參數的測定

試驗所選用的三種砂土均為天然砂土,取自北京豐台的不同地段。三種砂土分別為:柱1為粗砂,柱2和柱3均為中砂。

1.砂土篩分及顆粒級配的確定

砂土篩分及顆粒級配情況見表2-4和圖2-2。

表2-4 砂土粒度分析結果表

圖2-2 三種砂土篩分曲線

2.試驗砂土參數測定

測定的砂土參數見表2-5。

表2-5 土的物理性質指標

I. 某同學在實驗室設計如下實驗裝置探究一氧化碳的一些化學性質.試回答下列問題:(1)上述實驗裝置設計

(1)CO有毒,如果通入過量,沒有尾氣處理就會污染空氣.所以可在右端導管口處加一個燃著的酒精燈,使有毒的CO轉變成無毒的二氧化碳;或加一個氣球收集;
(2)二氧化碳與碳在高溫條件下生成一氧化碳,一氧化碳通入氧化銅再通入澄清石灰水,驗證一氧化碳的還原性;所以甲為木炭,乙為氧化銅,丙為澄清石灰水;
(3)一氧化碳具有還原性,化學方程式為,CO+CuO

.

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