化工原理實(shí)驗(yàn)-

1、 實(shí)驗(yàn)一流體流動(dòng)阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱(chēng)；化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?l了解流體流動(dòng)阻力的側(cè)定方法； 2測(cè)定流體通過(guò)水平直管的摩擦系數(shù)和雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的關(guān)系； 3學(xué)會(huì)壓差計(jì)及流量計(jì)的使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1測(cè)定一定d下管摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re 的關(guān)系； 2測(cè)定流體通過(guò)直管時(shí)的摩擦阻力。 三、實(shí)驗(yàn)原理 流體在管路中流動(dòng)時(shí)由于粘性剪應(yīng)力和渦流存在，不可避免地要消耗一定機(jī)械能其消耗的 機(jī)械能稱(chēng)為直管阻力不僅在直管中流動(dòng)有阻力產(chǎn)生而且在流體通過(guò)管件，閥門(mén)、彎頭管道突 然擴(kuò)大或縮小時(shí)也產(chǎn)生阻力，這種阻力稱(chēng)為局部阻力。 流體在水平均勻直管作定常流動(dòng)時(shí)，由截面1

2、流動(dòng)到截面2 時(shí)阻力損失表現(xiàn)在壓強(qiáng)的降低即 影響阻力損失的因素很多，流體性質(zhì)：密度廣，粘度產(chǎn)流動(dòng)的幾何尺寸：管長(zhǎng)L、管壁粗糙 度、流動(dòng)條件、流速U。為了減少實(shí)驗(yàn)工作和變量數(shù)，能將實(shí)驗(yàn)裝置用水（或空氣）實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有 普遍指導(dǎo)意義，通常采用因次分析b法，將上述影響因素組合成無(wú)因次準(zhǔn)數(shù)形式即 值就可以計(jì)算流體在管道中的流體阻力損失，層流時(shí)；湍流時(shí)，是 因此，只要知道雷諾數(shù)及管壁相對(duì)粗糙度的函數(shù)。 通過(guò)如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行有限量的實(shí)驗(yàn)得到。 四、實(shí)驗(yàn)裝置及流程 實(shí)驗(yàn)裝置，共計(jì)四套，每套裝置直管部分管徑均為d。13mm。兩側(cè)壓點(diǎn)間的距離L= 1800mm。 實(shí)驗(yàn)裝置流程圖圖1由離心水泵、控制閥、切斷閥

3、、管子、管件、轉(zhuǎn)子、流量計(jì)及壓差計(jì)組成 一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。 本裝置的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)水循環(huán)使用。 流體流量分別由兩個(gè)不同量程的轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量。 本裝置用雙管壓差計(jì)測(cè)壓差凸P，雙管壓差計(jì)設(shè)有平衡閥；為排出管道殘留氣體，在裝置最高 處裝排氣閥，為了排出管道積液，裝排液閥，測(cè)低流量壓差時(shí)用倒U形壓差計(jì)。 五、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 1實(shí)驗(yàn)前檢查泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況及設(shè)備，儀表是否完好； 2實(shí)驗(yàn)前關(guān)閉泵出口閥門(mén)，打開(kāi)壓差計(jì)平衡閥，防止跑水銀； 3實(shí)驗(yàn)中注意關(guān)閉應(yīng)切換的閥門(mén)，防止流體同時(shí)經(jīng)過(guò)兩條管路； 4注意排凈系統(tǒng)和壓差計(jì)的氣泡；并防上跑水銀； 5在進(jìn)口閥全開(kāi)的條件下；調(diào)節(jié)出口閥使流量由小到大，在測(cè)定流量范圍內(nèi)，布設(shè)8個(gè)以上實(shí) 驗(yàn)點(diǎn)

4、； 6. 每次流量調(diào)節(jié)后須經(jīng)一定的穩(wěn)定時(shí)間（約35分鐘）方可記錄測(cè)取各參數(shù)； 7調(diào)節(jié)流量田大到小重復(fù)（5）的步驟： 8 停泵前必須先關(guān)閉出口閥； 9測(cè)試全部結(jié)果后，復(fù)驗(yàn)壓差計(jì)兩臂指示液面是否相同；如相同證明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分的要求 1.在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪1Re曲線； 2. 列出實(shí)驗(yàn)全部原始數(shù)據(jù)并舉例說(shuō)明數(shù)據(jù)處理過(guò)程。 七、思考題 1本實(shí)驗(yàn)裝置入口壓力為多少？用柏努力方程來(lái)說(shuō)明。 2. 泵起動(dòng)和停止為什么關(guān)閉出口閥？ 3、U形管壓差計(jì)上裝平衡閥有何作用，在什么情況下開(kāi)平衡閥，又在什么情況下關(guān)平衡閥？ 為什么用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙繪幾曲線？4 5如何檢查系統(tǒng)中空氣是否排凈？ 6如

5、何校正壓差計(jì)的零點(diǎn)？ 7裝置中測(cè)試直管段阻力的管子如果由水平改為垂直放置，形管壓差計(jì)的讀數(shù)R是否改變？為什 么？ 8結(jié)束后，如壓差計(jì)的兩臂批示液面有位差、意味什么？ 實(shí)驗(yàn)二流量計(jì)的流量校正 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱(chēng)化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會(huì)文丘里流量計(jì)和孔板流量計(jì)的使用方法： 2通過(guò)孔板（或文丘里）流量計(jì)孔流系數(shù)的測(cè)定了解孔流系數(shù)的變化規(guī)律； 3測(cè)定并比較文氏管和孔板流量計(jì)的永久壓強(qiáng)損失。 二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 l測(cè)定孔板流量計(jì)或文丘里流量計(jì)的孔流系數(shù)； 2了解孔流系數(shù)的變化規(guī)律 3測(cè)定孔板（或文5里）流量計(jì)的永久壓強(qiáng)損夭。 三、實(shí)驗(yàn)原理 流量計(jì)的種類(lèi)很多，本實(shí)

6、驗(yàn)是研究差壓式（速度式）流量計(jì)的校正，這類(lèi)差壓式流量計(jì)是用測(cè)定流 體的壓差來(lái)確定流體流量（或流速）常用的有孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)和畢托管等。 實(shí)驗(yàn)裝置用孔板流量計(jì)如同2。a）所示，是在管道法蘭向裝有一中心開(kāi)孔的不誘鋼板。我們 可以用流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律導(dǎo)出孔板流量計(jì)的計(jì)算模型對(duì)不可壓縮流體，其流速可用下式表示 孔流系數(shù)C的引入雖然簡(jiǎn)化了流量計(jì)的計(jì)算模型 但影響C值的因素很多如流體在管道流 動(dòng)時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)Re，孔口面積C與管道面積A的比值；測(cè)壓方式，孔D形狀及加工光潔度，孔板 厚度和管壁粗糙度等，因此z能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定對(duì)測(cè)壓方式、結(jié)構(gòu)尺寸、加工狀況等均已規(guī)定的標(biāo) 孔板。流量系數(shù)C0可以表示為： 孔板流量

7、計(jì)是一種易于制造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的測(cè)量裝置，因此使用廣泛，但其主要缺點(diǎn)是能量損失 大，用U管壓差計(jì)可以測(cè)得這個(gè)損失（稱(chēng)為永久壓強(qiáng)損失），為了減少能量損失可采用文丘里流量計(jì)， 如圖2（b）所示，其基本原理和孔權(quán)流量計(jì)一樣，但由于流體流經(jīng)有均勻收縮段和擴(kuò)大段，流速平 緩，故能量損失少，一般孔板流量計(jì)的能量損失百分?jǐn)?shù)在65% 右，文氏流量計(jì)的能量損失百分?jǐn)?shù)僅 右。文丘里流量計(jì)計(jì)算公式如下：15有 工廠生產(chǎn)的流量計(jì)大都是按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范生產(chǎn)的，出廠時(shí)一般都在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（101325Pa，20） 以水或空氣為介質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定，給出流量曲線或按規(guī)定的流量計(jì)算公式給出指定的流量系數(shù)，然而在使用時(shí)，往往所處溫度、壓強(qiáng)、介質(zhì)

8、的性質(zhì)同標(biāo)定時(shí)不同，因此為了測(cè)量準(zhǔn)確和方便使用，應(yīng)在現(xiàn) 場(chǎng)進(jìn)行流量計(jì)的校正，既使是已校正過(guò)的流量計(jì)，由于在長(zhǎng)時(shí)間使用中被磨損較大，也需要再一次 校正，對(duì)于自制的非標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，則必須進(jìn)行校正，以確定其流量。 流量計(jì)的校正有量體法，稱(chēng)重法和基準(zhǔn)流量計(jì)法，量體法和稱(chēng)重法都是以通過(guò)一定時(shí)間間隔內(nèi) 排出的流體體積或質(zhì)量的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而基準(zhǔn)流量計(jì)法，則是用一個(gè)已被事先校正過(guò)而精度級(jí)較 高的流量計(jì)作為被校流量計(jì)的比較基準(zhǔn)。 四、實(shí)驗(yàn)裝置及流程 實(shí)驗(yàn)裝置共計(jì)四套（如圖 3，每套在34x35mm的不銹鋼管路上裝有文氏管流量計(jì)和孔板流量 計(jì)，液體計(jì)量槽為： 300x600xl000mm，如圖3所示實(shí)驗(yàn)物料為水。

9、 被校的孔板或文丘里流量計(jì)上游必須有30d。50dlfy的直管段，下游必須大于sd內(nèi)的直管段。 管壓差計(jì)測(cè)定壓差，用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)流量（或在每個(gè)分支管路用入口閥調(diào)節(jié)V取壓采用角接法用 流量）。 五、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 1熟悉實(shí)驗(yàn)裝置及流程，觀察倒U型和U壓差件與管道的連接及測(cè)壓接頭在管道上的位置。打開(kāi) 壓差計(jì)上的平衡閥和放氣閥。 2先打開(kāi)管道上的出口閥門(mén)，冉慢慢打開(kāi)進(jìn)口閥門(mén)，讓水流經(jīng)管道，以排出管道中的氣體，關(guān) 小出u閥造成管道系統(tǒng)中有較大的壓力，使水通過(guò)測(cè)壓導(dǎo)管并經(jīng)k差計(jì)預(yù)部流出，以排除測(cè)量系統(tǒng) 中的空氣。 3空氣排盡后，關(guān)緊所有壓差計(jì)上部的放氣閥，然后再關(guān)緊平衡閥關(guān)閉進(jìn)口閥門(mén) 打開(kāi)倒U 壓差計(jì)上的放

10、氣閥，再打開(kāi)下部的排水閥。使玻璃管液面降至適當(dāng)高度，夾緊排水閥和放氣閥，再 關(guān)緊下部的平衡閥，檢查壓差計(jì)兩臂的讀數(shù)是否相等。否則，表明測(cè)壓系統(tǒng)中有空氣積存，需要重 新排氣。 4用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)流量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由小流量到大流量，記取3-1og組數(shù)據(jù)。水的體積流量根據(jù)計(jì)量 槽中水量的增長(zhǎng)和相應(yīng)的時(shí)間確定。 5流量由大到小重復(fù)“4”的方法。 6作完實(shí)驗(yàn)后；將閥門(mén)關(guān)閉，檢查壓差計(jì)讀數(shù)是否為零，若不為零，應(yīng)分析原因，并考慮是否 要重作。 7實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)原、并做實(shí)驗(yàn)室內(nèi)清潔工作。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分的要求 1在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作出孔流系統(tǒng)和雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系曲線； 2. 在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪流量V與壓差計(jì)讀數(shù)R

11、的關(guān)系曲線。 3計(jì)算過(guò)孔板、文氏管流量計(jì)的壓頭損失與永久損失百分?jǐn)?shù)。 七、思考題 1為什么速度式流量計(jì)安裝時(shí)，要求前后有一定直管段， 2C。一Re及C。一Re曲線標(biāo)線時(shí)為什么用半對(duì)數(shù)上標(biāo)紙？ 3單管壓差計(jì)較U管壓差計(jì)有什么優(yōu)點(diǎn)？在使用時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 4從實(shí)驗(yàn)中可以直接得到壓差計(jì)讀數(shù)R V的校正曲線，經(jīng)整理后又可得到C0一RE曲線這兩種 方法各有什么優(yōu)點(diǎn)？ 實(shí)驗(yàn)三離心泵特性曲線的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱(chēng)：化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉離心泵的操作, 了解離心泵的結(jié)構(gòu)的特性； （2）學(xué)習(xí)單級(jí)離心泵特性曲線的測(cè)定方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1送液能力Qe

12、的測(cè)定； （2）有效壓頭He 的測(cè)定； 3）電機(jī)功率N的測(cè)定； （4）離心泵效率的測(cè)定。 （5）測(cè)定單級(jí)離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的特性曲線。 三、實(shí)驗(yàn)原理 泵是輸送液體的機(jī)械，在選用泵時(shí)，一般總是根據(jù)生產(chǎn)要求的揚(yáng)程和流量，參照泵的特性來(lái)決定， 對(duì)一定類(lèi)型的泵來(lái)說(shuō)，泵的特性主要是指一定轉(zhuǎn)速下，系的流Q揚(yáng)程He效率n、功率Ne。和吸上 等。Hs 高度 當(dāng)假定液體為理想液體，葉片無(wú)限多，定常流動(dòng)時(shí)，可推導(dǎo)出揚(yáng)程的理論計(jì)算公式。對(duì)于后彎 葉片流量和理論揚(yáng)程的關(guān)系如圖4所示，實(shí)際上由于葉片是有限的；揚(yáng)程只能達(dá)到第二條線，且實(shí) 際流體在流動(dòng)中摩擦以及各種局部阻力而引起損失，從第二條線減去這些損失，就得到第三條線

13、， 另外流量變化阿引起沖擊損失，此一損失在某一流量時(shí)為零，即圖中4點(diǎn)，將此損失減去，即可得 到泵實(shí)際揚(yáng)程He顯然以上討論的損失是難以計(jì)算的，對(duì)每一臺(tái)泵的特性必須用試驗(yàn)方法求得，實(shí)驗(yàn) 時(shí)泵的進(jìn)出口管上裝有真空表和壓力表，根據(jù)真空表和壓力表讀數(shù)可計(jì)算揚(yáng)程，其計(jì)算式為： 四、實(shí)驗(yàn)裝置及流程 裝置（如圖5由循環(huán)水槽、被測(cè)試高心泵、進(jìn)出口管路及文丘里流量計(jì)；控制閥門(mén)及真空表和壓 力表組成的一個(gè)循環(huán)回路。進(jìn)D管徑d50mm，出口管徑d = 40mm。 用功率表直接測(cè)電機(jī)輸入功率（k W）：用水銀壓差計(jì)的壓差高度該數(shù)查圖得流量；用真主表、壓 力表測(cè)泵進(jìn)出口壓強(qiáng)，用溫度計(jì)測(cè)水溫。 五、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 1首先檢查

14、設(shè)備、儀表及各種用具是否完好；盤(pán)泵看是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；打開(kāi)U型管壓差計(jì)上的 平衡夾和放水夾。 2引水灌泵，然后關(guān)閉泵出口閥，再啟動(dòng)泵（意啟動(dòng)泵前必須關(guān)閉出口閥）。 3在適宜量下排凈U彩管壓差計(jì)內(nèi)的空氣。 4調(diào)節(jié)出口閥在高效率區(qū)范圍內(nèi)合理分割流量進(jìn)行布點(diǎn)（14-16個(gè)點(diǎn)），由離心泵出口閥調(diào)節(jié)流量 由小到大然后由大變小重復(fù)測(cè)二遍。 5注意每次凋節(jié)流量穩(wěn)定后方能讀取各參數(shù)，特別注意不要忘記流量為零時(shí)的各有關(guān)參數(shù)。 6停泵前注意先關(guān)閉出口閥。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求 1寫(xiě)出所測(cè)定離心泵類(lèi)型和規(guī)格、設(shè)備編號(hào)及泵，性能有關(guān)的參數(shù)（原始記錄表格）。 ，并標(biāo)繪出曲線圖，注明實(shí)驗(yàn)條件指出適宜的范圍和最始出高心

15、泵特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果（結(jié)果表格）2 適宜的操作點(diǎn)。 3將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和制造廠家給出數(shù)值做比較。 4自編計(jì)算機(jī)程序，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（選作）。 七、思考題 1.從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析為什么在出口閥關(guān)閉情況下啟動(dòng)泵。 2. 離心京啟動(dòng)前為什么先引水灌泵如果已經(jīng)引水灌了B但離心泵還是打不上水來(lái)（或水量很 小），可能是什么原因。 3.離心泵調(diào)節(jié)流量方法一般用出口閥，這種方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？其它類(lèi)型了行嗎？還有其它方法沒(méi) 有？ 4正常工作的離心泵，進(jìn)D管上設(shè)閥門(mén)是否合理？為什么？ 5理論上分析，用實(shí)驗(yàn)泵輸送密度為1200kgm）鹽水與輸送20t水（忽略粘度影響）在相同體積 量下；你認(rèn)為壓頭是否變化？功率是否變化？同一溫度下吸上高

16、度是否變化？ 6在測(cè)定離心泵各參數(shù)時(shí)，從小到大與從大到小各參數(shù)有什么變化？為什么？ 7為什么流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大，出D處壓力表的讀數(shù)越??？ 實(shí)驗(yàn)四 氣體傳熱膜系數(shù)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱(chēng)：化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握傳熱膜系數(shù)的測(cè)定方法； 2通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握確定傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的系數(shù)A和指數(shù)m、n的方法； 3通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高對(duì)傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的理解，并分析影響傳熱膜系數(shù)的因素，了解工程上 強(qiáng)化傳熱的措施。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1規(guī)定空氣在圓形光滑水平面管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的傳熱膜系數(shù)； 2用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定Nu，Re及Pr的關(guān)系； 3管內(nèi)加入強(qiáng)化傳熱

17、元件，確定Nu，Re及Pr的關(guān)系。 三、基本原理 對(duì)流傳熱的核心問(wèn)題是求算傳熱膜系數(shù)當(dāng)流體無(wú)相交時(shí)對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為： 對(duì)于強(qiáng)制湍流而言，Gr準(zhǔn)數(shù)可以忽略，故 本實(shí)驗(yàn)中，可用圖解法和最小二乘法計(jì)算上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。 用圖解法對(duì)多變量方程進(jìn)行關(guān)聯(lián)時(shí)，要對(duì)不同變量Re和Pr分別回歸。本實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)化上式，即 。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，在兩邊取?duì)數(shù)，即得到直線方程：（流體被加熱）n= 04取 在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點(diǎn)的函數(shù)值代入方 程中，則可得到系數(shù)A，即： 用圖解法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)確定直線位置有一定的人為性。而用最小二乘法回歸

18、 可以得到最佳關(guān)聯(lián)結(jié)果。應(yīng)用微機(jī)，對(duì)多變量方程進(jìn)行一次回歸，就能同時(shí)得到A、m、n。 對(duì)于方程的關(guān)聯(lián)，首先要有N u、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準(zhǔn)數(shù)定義武分別為； 實(shí)驗(yàn)中改變空氣的流量以改變Re準(zhǔn)數(shù)的值。根據(jù)定性溫度（空氣進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值） 計(jì)算對(duì)應(yīng)的Pr準(zhǔn)數(shù)值。同時(shí)，由牛頓冷卻定律，求出不同流速下的傳熱膜系數(shù)。值進(jìn)而算得Nu準(zhǔn) 數(shù)值。 牛頓冷卻定律： 四、實(shí)驗(yàn)裝置及流程裝置說(shuō)明 該裝置為套管換熱器（見(jiàn)圖1），空氣走內(nèi)管，蒸汽走環(huán)隙，外營(yíng)IK”玻璃管，內(nèi)管為425。Zmm 紫銅管有效長(zhǎng)度為125m?？諝膺M(jìn)出口溫度和壁溫分別由鉑電阻（Ptl00）測(cè)量，測(cè)壁溫的兩支鉑 電阻用導(dǎo)熱絕緣膠固定在管

19、外壁孔板流量計(jì)的壓差通過(guò)壓里傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)自表頭顯示，其單 位為kPa?？装辶髁坑?jì)的孔徑d= 20mm。蒸汽發(fā)生器的加熱功率為1500w（額定電壓220V）。 五、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，失熟悉配電箱各按鈕與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使正確開(kāi)啟按鈕； l檢查蒸汽發(fā)生器中水位。使液位保持在12一23； 2. 打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)及儀表開(kāi)關(guān)； 3實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水閥，接通蒸汽發(fā)生器的加熱電源，打開(kāi)排放不凝氣閥門(mén)（有點(diǎn)開(kāi)度即可）； 4待蒸汽產(chǎn)生后，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)閥門(mén)不要長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉），將空氣流量控制在某定值。待進(jìn)口溫度、壁溫穩(wěn)定后，記錄進(jìn)出口溫度、壁溫和壓差讀數(shù)。改變空氣流量（8一10次），重復(fù)

20、實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)； 5強(qiáng)化傳熱在上述實(shí)驗(yàn)完成后，將強(qiáng)化元件插入銅管中，再改變空氣流量（45次）并記錄數(shù)據(jù)； 6實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停蒸汽發(fā)生器電源，再停風(fēng)機(jī)，清理現(xiàn)場(chǎng)。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分的要求 七、思考題： 1空氣管路中為什么裝旁路閥？空氣流量如何調(diào)節(jié)， 2. 不凝氣體存在對(duì)傳熱過(guò)程有何影響？如何解決？ 3實(shí)驗(yàn)壁溫應(yīng)靠近蒸汽還是靠近空氣溫度為什么？ 4實(shí)驗(yàn)中有哪些因素影響實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性？ 5影響傳熱膜系數(shù)a的因素有哪些？為什么控制蒸汽壓力？ 實(shí)驗(yàn)五過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱(chēng)：化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?l掌握過(guò)濾問(wèn)題的簡(jiǎn)化工程處理方法 2學(xué)習(xí)t

21、濾方程式中過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定方法； 3了解過(guò)濾設(shè)備的構(gòu)造及掌握操作方法； 4了解操作條件對(duì)過(guò)濾速度的影響。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)定恒壓操作條件下過(guò)濾常數(shù)k，q及洗滌速度。 三、實(shí)驗(yàn)原理 過(guò)濾是借一種能將固體物截留而讓液體通過(guò)的多孔介質(zhì)，將固體物從液體或氣體中分離出來(lái)的 過(guò)程。因此過(guò)濾在本質(zhì)上是流體通過(guò)團(tuán)體顆粒層的流動(dòng)，所以不同的是這個(gè)固體顆粒層的厚度是隨 著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行不斷增加。因此在不變情況下，過(guò)濾速度不斷降低。過(guò)濾速度u的定義是單位時(shí) 間過(guò)濾面積內(nèi)通過(guò)濾介質(zhì)的濾液量。即 ： 可以預(yù)測(cè)，在恒定壓立下，過(guò)濾速度與過(guò)濾時(shí)間之間有如圖所示的關(guān)系，單位面積的累計(jì)濾液量q和s 的關(guān)系有如圖所示。 影響過(guò)濾速

22、度的主要因素除介質(zhì)兩端 壓力差（凸p），濾餅厚度外，尚有濾餅懸浮液含有固體粒 子的液體）性質(zhì)意汗液溫度、過(guò)濾介質(zhì)的、阻力等，故難以用嚴(yán)格的流體力學(xué)方法處理。 比較過(guò)濾過(guò)程與流體經(jīng)過(guò)固定床的流動(dòng)可知：過(guò)濾速率即為流體經(jīng)過(guò)固定床的表觀速度U。同 時(shí)液體由細(xì)小顆粒構(gòu)成的濾餅空隙中的流動(dòng)屬于低雷諾數(shù)范圍。 因此，可利用流體通過(guò)固定床壓降的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，尋求濾液量q與時(shí)間6的關(guān)系，在低雷諾 ）的計(jì)算式，即：Kozeny數(shù)的層流區(qū)，可用康采尼（ 可由上述方程計(jì)算過(guò)濾設(shè)備，在過(guò)濾條件一定時(shí)過(guò)濾一定濾液量時(shí)所需要的時(shí)間，或者在過(guò)濾 時(shí)間、地濾條件一定時(shí)為了完成一定生產(chǎn)任務(wù)；所需要析過(guò)濾設(shè)備尺寸。 在用實(shí)驗(yàn)方法

23、測(cè)定過(guò)濾常數(shù)k qe時(shí)，需將上述方程變換成如下形式： 四、實(shí)驗(yàn)裝置及流程 本實(shí)驗(yàn)裝置系由配料桶、供料泵、板框過(guò)濾器濾液計(jì)量筒以及空氣壓縮機(jī)等組成，其流程如 圖1所示。 五、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 1實(shí)驗(yàn)碳酸鈣（CaCO3 ）粉末配制成濾漿，其量約占配料桶一半左右，配制濃度約在10（質(zhì)量） 左右，用供料泵使用其循環(huán)攪勻，并可防止產(chǎn)中沉淀。 2濾布在上裝置之前要用水先浸濕。 3配料桶內(nèi)通入壓縮空氣進(jìn)行攪拌，以防止濾液沉淀,并作為流漿過(guò)濾時(shí)加壓之用配料桶內(nèi) 的壓力，可由空壓機(jī)加以調(diào)節(jié)（一般壓強(qiáng)調(diào)節(jié)在0.05MPa左右）。 4實(shí)驗(yàn)操作壓強(qiáng)，一般可視配制的濾漿濃度選定，壓強(qiáng)選得太高過(guò)程進(jìn)行太快，來(lái)不及讀數(shù)， 若選

24、得太低實(shí)驗(yàn)時(shí)間就增加，一般在上述濃度時(shí)約可選0.1Mpa 左右。 5實(shí)驗(yàn)初始階段不是恒壓操作，而是接近恒速操作.因此可采用兩只停表交替計(jì)時(shí)，記下時(shí)間 和濾液量，并確定恒壓開(kāi)始時(shí)間of，和相應(yīng)濾液量ql 當(dāng)濾液量很少，濾渣己充滿框后，過(guò)濾階段可結(jié)束。6 7若需洗滌或要求洗滌速度，可通人洗滌水并記下洗滌水量和時(shí)間。 8若需吹十濾餅則通入壓縮空氣。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分的要求 l列表記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 3用最小二乘法處理數(shù)據(jù)并求出k、qe。 七、思考題 1為什么過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾液常常有一人混濁 ，過(guò)一定時(shí)期才轉(zhuǎn)清？ 2濾漿濃度和過(guò)濾壓強(qiáng)對(duì)k值有同影響， 3過(guò)濾壓強(qiáng)增加一倍后得到同一濾液量所需的時(shí)問(wèn)是

25、否也減少一半？為什么？ 實(shí)驗(yàn)六精餾塔效率的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱(chēng)：化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解精餾裝置的基本流程、設(shè)備及操作方法； 2學(xué)習(xí)精餾塔全培效率及個(gè)別塔板效率測(cè)定方法； 3理解回流比溫度，蒸汽壓力等對(duì)精餾塔性能的影響，觀察塔內(nèi)流體流動(dòng)的現(xiàn)象及傳質(zhì)現(xiàn)象。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 測(cè)定指定條件下，實(shí)驗(yàn)用連續(xù)精餾塔的全塔效率，部分同學(xué)可增加測(cè)定塔的單板效率內(nèi)容； 2研究回流比改變對(duì)培性能的影響 3對(duì)10%-5（）并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成200mL的塔頂餾出液采出量。 三、實(shí)驗(yàn)原理 精餾是將混合液加熱至沸騰，所產(chǎn)生的蒸汽氣相與塔頂回流液在塔內(nèi)逆流接觸，經(jīng)過(guò)

26、在塔板上 多次進(jìn)行易揮發(fā)組份剖分氣化難揮發(fā)組分部分冷凝的過(guò)程，發(fā)生了熱量與質(zhì)量的傳遞。從而使混合 液達(dá)到分離的目的。 理論塔板N二元物系，如果己知其汽液平衡數(shù)據(jù)，則根據(jù)精餾塔的原料組成；進(jìn)料狀態(tài)、回流 T 比、塔頂組成、釜派組成，則可求出該塔的理論板數(shù)N。 T 1、單極效率EM 即氣相（液相）經(jīng)過(guò)一層塔板的組成變化的比值。若以氣相組成變化表示：EM單板效率 部分回流理論塔板的確定2 3全回流理論板的確定 4精餾塔的操作 精餾培操作主要是指如何選擇回流比，加熱蒸汽壓力（加熱量）和進(jìn)料狀況等，為了使向?qū)W能夠理 解和正確操作精餾塔，下面簡(jiǎn)單說(shuō)明幾個(gè)問(wèn)題。 回流比回流比的大小對(duì)精餾塔的尺寸影響很大，對(duì)

27、已有的精餾塔回流比的改變當(dāng)然就不會(huì) 影響塔徑、塔板數(shù)，而是影響產(chǎn)品濃度、產(chǎn)品產(chǎn)量、塔板效率及加熱量等，操作時(shí)必須找出適宜的 回流比，另外最小回流比如何確定也應(yīng)注意。 進(jìn)料組成變化對(duì)操作的影響 若進(jìn)料組成由而變化到而 其中X1X2。而見(jiàn)圖3（a）精餾段的培板較原來(lái)的要多，對(duì)一定精餾塔板，顯然分離程度要差，塔 頂純度下降。 反之；分析方法也一樣。 進(jìn)料量變化的影響 當(dāng)進(jìn)料量減少，而產(chǎn)品量D未減，殘液量一般由液面計(jì)控制，據(jù)物料平衡必然造成D F，WX 使塔頂純度下降，反之，也可用同樣方法分析。 進(jìn)料溫度變化對(duì)操作的影響 進(jìn)料溫度的影響反映在q線對(duì)過(guò)程的影響；參考教材有關(guān)部分。 5靈敏板 對(duì)于物料不平衡物料變化）和分離能力不夠造成產(chǎn)品不合格，可以早期通過(guò)靈敏板溫度的變化 得到預(yù)測(cè)。 靈敏板是指一個(gè)正常操作的精餾塔，當(dāng)受到外界干擾（如進(jìn)料組成、進(jìn)料量、或回流比變化），全 塔各板上的組成將發(fā)生變化，由此而引起全塔溫度分布產(chǎn)生相應(yīng)變化，而在這變化中在塔的某些塔 板上反映最迅速靈敏稱(chēng)為靈敏板。因此，有可能測(cè)量溫度的方法予側(cè)塔內(nèi)組成，尤其是塔頂餾出 液組成變化一般情況下，靈敏板在進(jìn)料口附近，靈敏板還與產(chǎn)品組成看美。圖3（a）時(shí)全塔溫度變 化的情況。 從圖4看出回流比減少采出率增大塔內(nèi)溫度上升而產(chǎn)品質(zhì)量上