化工機(jī)械實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、目 錄活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)及性能實(shí)驗(yàn)1離心泵性能測(cè)試12內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測(cè)定15外壓圓筒失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)20高壓容器爆破實(shí)驗(yàn)23超聲波探傷實(shí)驗(yàn)28換熱器總傳熱系數(shù)的測(cè)定31精餾操作與塔效率的測(cè)定34攪拌反應(yīng)器性能實(shí)驗(yàn)38碳鋼極化曲線測(cè)定44不銹鋼鈍化曲線測(cè)定48振動(dòng)測(cè)量52臨界轉(zhuǎn)速測(cè)量55法蘭非金屬墊片密封性能實(shí)驗(yàn)60傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)62二容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)70雷諾實(shí)驗(yàn)74活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)及性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程流體機(jī)械計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)室過程流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)課中的一項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn)，包括兩部分：活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和活塞式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能測(cè)定。

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠卸海?） 通過觀察多種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)和拆解一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，把課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來，達(dá)到獲得對(duì)實(shí)際往復(fù)活塞壓縮機(jī)內(nèi)外各部件的感性認(rèn)識(shí)的目的。了解氣閥、活塞、十字頭、曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸箱之間的相對(duì)位置，以及他們的形狀與作用。認(rèn)識(shí)氣體進(jìn)出壓縮機(jī)的途徑，壓縮機(jī)的冷卻方式，潤(rùn)滑方法。掌握各主要零部件的拆裝步驟及方法。（2） 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一臺(tái)活塞式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能，進(jìn)一步理解活塞式壓縮機(jī)的基本理論，掌握過程流體機(jī)械的實(shí)驗(yàn)研究方法和手段。本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定一臺(tái)活塞式壓縮機(jī)的排氣量、功率、轉(zhuǎn)速來研究和分析活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和影響活塞式壓縮機(jī)性能的因素，同時(shí)觀察壓縮機(jī)氣缸內(nèi)部的工作過程示功圖

3、。2. 任務(wù)（1） 觀察多種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)并拆解一臺(tái)空氣壓縮機(jī)。（2） 測(cè)定在一定轉(zhuǎn)速下和一定工況下，壓縮機(jī)的排氣量Q、指示功率、軸功率Nz并與理論計(jì)算值比較；觀察示功圖。（3） 了解計(jì)算機(jī)控制的參數(shù)采集系統(tǒng)的工作機(jī)理（包括信號(hào)與采集、運(yùn)算處理、結(jié)果顯示及結(jié)果打?。?二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)a. 實(shí)驗(yàn)壓縮機(jī)壓縮機(jī)3臺(tái)：立式單級(jí)單作用空壓機(jī)1臺(tái)，W型單級(jí)單作用空壓機(jī)1臺(tái)，L型兩級(jí)雙作用空壓機(jī)（可動(dòng)有機(jī)玻璃模型機(jī)）1臺(tái)。b. 壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及主要零部件介紹工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)空氣壓縮的主要部件。由氣缸、氣閥、活塞組件等組成。氣缸呈圓筒形，在氣缸蓋（及汽缸座）設(shè)有若干吸氣閥

4、與排氣閥?；钊汕B桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。L型壓縮機(jī)有兩個(gè)氣缸，通常垂直列為一級(jí)缸，水平列為二級(jí)缸?？諝馕胍患?jí)氣缸經(jīng)過壓縮后，進(jìn)入中間冷卻器降溫，再進(jìn)入二級(jí)氣缸壓縮，最后排出到輸氣管路供使用。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由曲軸、連桿、十字頭（用于雙作用壓縮機(jī)，對(duì)單作用壓縮機(jī)為連桿）組成，用于傳遞動(dòng)力，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲軸的曲拐上裝有一個(gè)或多個(gè)連桿。連桿的另一端與只能在滑道內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的十字頭（對(duì)單作用壓縮機(jī)為在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞）連接。這樣，旋轉(zhuǎn)的曲軸使連桿擺動(dòng)，傳到十字頭（活塞）作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在通過活塞桿使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)氣體做功。機(jī)身機(jī)身上支承和安裝著整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作機(jī)構(gòu)，

5、又兼作潤(rùn)滑油箱用。曲軸用軸承支承在機(jī)身上。對(duì)于雙作用壓縮機(jī)，機(jī)身上兩個(gè)滑道又支托著十字頭，兩個(gè)氣缸分別固定在L型機(jī)身的兩臂上。氣缸氣缸是構(gòu)成壓縮容積實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的主要部件。本實(shí)驗(yàn)的壓縮機(jī)氣缸有空冷的，也有水冷的。單作用壓縮機(jī)為空冷，缸體和缸蓋上有散熱翅片。雙作用壓縮機(jī)氣缸為水冷結(jié)構(gòu)?；钊M件活塞組件包括活塞、活塞環(huán)及活塞桿（雙作用壓縮機(jī)）或活塞、活塞環(huán)及活塞銷（單作用壓縮機(jī)）等。實(shí)驗(yàn)的L型壓縮機(jī)活塞為盤形活塞機(jī)構(gòu)。在活塞盤側(cè)面上有兩道凹槽，用來安裝活塞環(huán)?；钊麠U的作用是將活塞與十字頭連接起來，傳遞作用在活塞上的力，帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。其它壓縮機(jī)用的是筒型活塞，活塞與連桿是通過活塞銷連接?；钊h(huán)為一開

6、口圓環(huán)，在自由狀態(tài)下，其外徑大于氣缸直徑。裝入氣缸后，環(huán)徑縮小，僅在切口處留下一個(gè)熱膨脹間隙。其主要作用是密封氣缸與活塞盤之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向另一側(cè)，此外還有均布潤(rùn)滑油的作用。單作用壓縮機(jī)用的筒型活塞上還有一道刮油環(huán)，用于刮去汽缸表面多余的潤(rùn)滑油。氣閥氣閥是壓縮機(jī)中的重要部件，其作用是控制氣體及時(shí)吸入與排出氣缸。實(shí)驗(yàn)所用壓縮機(jī)的氣閥為環(huán)狀閥，主要由閥座、閥片、彈簧及升高限制器等零件組成。它的工作原理以吸氣閥為例來說明。在吸氣過程，當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力低于吸氣管道中的壓力，且兩者壓力差所產(chǎn)生的推力足已克服彈簧壓緊力及閥片、彈簧的慣性力時(shí)，彈簧隨即把閥片彈回，閥片由落在閥座上，吸氣閥

7、關(guān)閉，完成吸氣過程。曲軸曲軸是壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件。主要由主軸頸、曲軸銷、曲柄等組成。曲軸擱置在機(jī)體軸承座上的部份，稱為豬軸頸；與連桿連接的部分稱為曲柄銷；連接主軸頸與曲柄銷的部分稱為曲柄。曲柄與曲柄銷組合在一起稱為曲拐。本實(shí)驗(yàn)所用壓縮機(jī)的曲軸均為曲拐軸，其特點(diǎn)是曲柄銷兩端均有曲柄形成曲拐。連桿連桿是連接曲軸與十字頭（或活塞）的部件，它將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將外界輸入的功率傳給活塞組件。壓縮機(jī)工作時(shí)，連桿組件作平面運(yùn)動(dòng)，其中與曲柄銷相連的大頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與十字頭銷（活塞銷）相連的小頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿體作擺動(dòng)。十字頭十字頭是連接活塞桿與連桿的部件，是雙作用壓縮機(jī)特有的。它在導(dǎo)軌里作

8、往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將連桿的動(dòng)力傳給活塞部件。實(shí)驗(yàn)用L型壓縮機(jī)的十字頭與連桿的連接方式為閉式。十字頭與活塞桿的連接采用螺紋連接方式，可根據(jù)活塞桿螺紋旋入十字頭的深淺來調(diào)整活塞桿與氣缸端面的間隙，并用自鎖螺母鎖緊。十字頭與連桿采用十字頭銷連接。壓縮機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)的L型壓縮機(jī)采用壓力潤(rùn)滑方式。分為兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)：氣缸部分靠注油器供潤(rùn)滑，傳動(dòng)部分靠齒輪油泵供油潤(rùn)滑；其它兩臺(tái)壓縮機(jī)采用的是飛濺潤(rùn)滑方式，即汽缸活塞及曲軸連桿的潤(rùn)滑都采用由連桿大頭上的打油機(jī)構(gòu)將曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油濺起到潤(rùn)滑表面實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑。L型壓縮機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑路線如下：連桿大頭主軸承油冷卻器濾油器齒輪油泵儲(chǔ)油箱連桿小頭 十字頭滑

9、道十字頭銷圖傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑路線冷卻系統(tǒng)：本實(shí)驗(yàn)L型壓縮機(jī)采用水冷方式。兩級(jí)之間設(shè)有中冷器，用于冷卻一級(jí)排氣；汽缸及填料函外設(shè)有冷卻水夾套，用于冷卻汽缸和填料。c. 實(shí)驗(yàn)步驟拆解并安裝1臺(tái)立式單級(jí)單作用空壓機(jī)。拆卸時(shí)遵循從上到下，從外到內(nèi)的基本原則，安裝時(shí)次序與拆卸是相反。本壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，拆裝的重點(diǎn)是觀察汽缸、氣閥及氣道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。拆卸次序?yàn)椋? 拆氣缸蓋卸下缸蓋頂部的螺母，向上拆下氣缸蓋。注意觀察其結(jié)構(gòu)形式以及內(nèi)部氣道的布置。. 拆氣閥本壓縮機(jī)的氣閥為組合式氣閥，即進(jìn)氣閥和排氣閥組合在一起。拆下氣缸蓋后即可拿出裝在氣缸正上方的氣閥組件。松開位于中心螺栓和螺母，即可將閥座和升程限制器分開，取

10、出閥片和彈簧。. 盤動(dòng)飛輪，使曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞動(dòng)作，觀察氣缸內(nèi)部及活塞在氣缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。. 安裝復(fù)原壓縮機(jī)。安裝時(shí)注意參照壓縮機(jī)的拆開步驟及壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式，正確安裝各部件。d. 實(shí)驗(yàn)要求本部分要求觀察3種壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式并作出記錄。包括：總體結(jié)構(gòu)，單、雙作用活塞對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，氣閥結(jié)構(gòu)及類型，汽缸結(jié)構(gòu)及冷卻方式，潤(rùn)滑方式。2. 活塞式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能測(cè)量本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為測(cè)量一臺(tái)空氣壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)工況下的排氣量、指示功率并與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比。實(shí)驗(yàn)裝置由容積式空氣壓縮機(jī)測(cè)試系統(tǒng)和空氣壓縮機(jī)組組成，見圖2。圖2 壓縮機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)示意圖1.噴嘴流量計(jì) 2.壓縮機(jī) 3.轉(zhuǎn)速傳感器 4.儲(chǔ)氣罐5.信號(hào)處

11、理系統(tǒng) 6.數(shù)據(jù)采集接口箱 7.壓力傳感器a. 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)原理（1） 實(shí)驗(yàn)壓縮機(jī)裝置實(shí)驗(yàn)壓縮機(jī)是上海壓縮機(jī)廠制造的無十字頭3缸單作用風(fēng)冷式壓縮機(jī)一臺(tái)，壓縮機(jī)基本參數(shù)如下：額定排氣量：1.0 m3/min額定排氣壓力：0.7 MPa（表壓）額定轉(zhuǎn)速：1000 r/ min 活塞行程：75 mm（曲柄半徑37.5mm）氣缸直徑：90 mm氣缸數(shù)目：3潤(rùn)滑方式：飛濺式壓縮機(jī)軸功率：6.7 KW氣缸相對(duì)余隙容積約為6驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)額定功率：7.5 KW電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)：0.85壓縮機(jī)是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的，連桿直接與活塞相連接，沒有十字頭，連桿大頭為對(duì)分式。曲柄安裝在滑動(dòng)軸承上，壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及氣缸均

12、用擊濺方式進(jìn)行潤(rùn)滑。壓縮機(jī)機(jī)身與氣缸外套鑄成整體。空氣自大氣進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮后排出，壓縮機(jī)的排氣管接儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐為直徑300，長(zhǎng)900mm壁厚10mm的容器，容器頂部有0.7 MPa的安全閥及壓力表，儲(chǔ)氣罐出口連接有調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的出口壓力。（2） 壓縮機(jī)的排氣測(cè)定裝置在儲(chǔ)氣罐出口的壓力調(diào)節(jié)閥后設(shè)有一套排氣量測(cè)定裝置，即噴嘴流量計(jì)，裝置設(shè)計(jì)按照排氣量按照“GB/T15487-1995容積式壓縮機(jī)流量測(cè)方法”中所規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。裝置由減壓箱、噴嘴、測(cè)壓管及測(cè)溫管所組成，減壓箱內(nèi)有多孔小板及井字形隔板所組成的氣體流動(dòng)裝置，噴嘴由不銹鋼或黃銅制造，孔徑尺寸為19.05mm。差壓傳感器（

13、或U型壓力計(jì)）與測(cè)壓裝置連通，用以測(cè)定噴嘴前后的壓差。根據(jù)測(cè)量得到的有關(guān)參數(shù)，壓縮機(jī)實(shí)際排氣量由下式計(jì)算得出 ( 1 ) 式中：Q壓縮機(jī)排氣量（m3/min） 噴嘴系數(shù)（查表）噴嘴前后的壓力差（mm水柱），1mm水柱10.2 Pa噴嘴直徑（mm）大氣壓力（105 Pa）壓縮機(jī)吸入氣體的絕對(duì)溫度（K）噴嘴前氣體的絕對(duì)溫度（K）（3） 示功圖（P-V）圖的測(cè)試裝置壓縮機(jī)的一個(gè)一級(jí)氣缸頂部開孔，通過接頭連接壓電式壓力傳感器，測(cè)試氣缸內(nèi)氣體的瞬間壓力P。壓縮機(jī)飛輪上裝有鍵相器，通過光電轉(zhuǎn)速器，測(cè)試壓縮機(jī)的瞬間曲柄轉(zhuǎn)角。由下面公式確定活塞位移x， （2）式中：活塞位移，曲柄半徑，曲軸半徑與連桿長(zhǎng)度l的比

14、值，曲柄轉(zhuǎn)角。由活塞位移x與氣缸截面積A的乘積即可確定活塞掃過的氣缸容積V。 （3）式中：氣缸容積；氣缸截面積，A=D2/4 ；x活塞位移。由和可繪出壓縮機(jī)一個(gè)循環(huán)的圖（示功圖）。由示功圖封閉面積即可算出一個(gè)循環(huán)的壓縮功；再乘以轉(zhuǎn)速和氣缸數(shù)目即得壓縮機(jī)指示功率：（封閉面積）（氣缸數(shù)目）（） （4）式中：轉(zhuǎn)速，r/min。（4）電動(dòng)機(jī)功率的測(cè)定電機(jī)負(fù)載為三角形的三相電路，電動(dòng)機(jī)輸入功率為 （5）式中：電機(jī)功率；相電壓； 相電流； 功率因數(shù)，等于0.85。 （5）計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)采集與信號(hào)分析系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集與處理通過計(jì)算機(jī)化的“信號(hào)采集與分析系統(tǒng)CRAS”實(shí)現(xiàn)。示功圖繪制、排氣量和指示功率計(jì)算

15、通過示功圖軟件實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理系統(tǒng)包括傳感器以及放大器，數(shù)據(jù)采集卡，接口箱，以及VMCRAS及示功圖軟件等。b. 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 熟悉實(shí)驗(yàn)用設(shè)備和儀器。（2） 打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。（3） 進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。打開計(jì)算機(jī)電源，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊桌面上的“CRAS 6.1（快捷方式）”，進(jìn)入計(jì)算機(jī)化的振動(dòng)信號(hào)采集分析系統(tǒng)CRAS。再點(diǎn)擊：“旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)示與分析VMCRAS”。在“VMCRAS”界面下，先定義作業(yè)文件（即數(shù)據(jù)采集文件）名稱及類型。點(diǎn)擊“作業(yè)” 在“搜尋（I）” 欄確認(rèn)作業(yè)文件的位置( 即文件保存位置) 在“文件名稱（N）” 欄寫入所起的文件名（不寫擴(kuò)展名）； 在“文件類型（

16、T）” 欄點(diǎn)入“外部雙通道” ( 注：內(nèi)部方式指定采樣率頻率；外部方式指采樣頻率隨轉(zhuǎn)速同步變化 )。（4） 設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”，逐步完成以下各項(xiàng)設(shè)置： 采集方式：選擇“外部”；鍵相位必須為128（鍵相位表示整轉(zhuǎn)速周期的測(cè)點(diǎn)）。 采集控制：選擇“監(jiān)示采集”；轉(zhuǎn)速控制為“升速”；在 “總記錄時(shí)間（秒）”攔中填入時(shí)間，一般為30 40秒。 監(jiān)測(cè)值類型：P_P（雙峰值），在文本框的下拉列表中選擇。 工程單位：一通道（氣缸壓力傳感器）：MPa， 在文本框的下拉列表中選擇。二通道（差壓傳感器 ）：Pa， 在文本框的下拉列表中選擇。 電壓范圍：±10000 mv，在選項(xiàng)欄中選擇。 較正

17、因子：輸入一通道( 氣缸壓力傳感器 ) 較正因子（由傳感器參數(shù)確定）：17000二通道( 差壓傳感器) 較正因子：1所有參數(shù)確定后，點(diǎn)擊“確認(rèn)”。（5） 開啟壓縮機(jī)，開始數(shù)據(jù)采集檢查傳感器，儀器儀表接線等無誤，確認(rèn)儲(chǔ)氣罐出口的壓力調(diào)節(jié)閥完全打開后，啟動(dòng)壓縮機(jī)。逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥開度，壓縮機(jī)排氣壓力開始升高，注意觀察，待壓縮機(jī)排氣壓力達(dá)到規(guī)定值（0.7MPa表壓力）且穩(wěn)定后，點(diǎn)擊VMCRAS狀態(tài)下的“在線監(jiān)測(cè)”。即可觀察壓縮機(jī)排氣壓力時(shí)間曲線，數(shù)據(jù)采集完畢后退出“CRAS”。（6） 作壓縮機(jī)示功圖和計(jì)算排氣量用鼠標(biāo)點(diǎn)擊電腦顯示器桌面上的“示功圖”在打開的界面里逐步完成以下各項(xiàng)。導(dǎo)入數(shù)據(jù)采集的Vm文件

18、點(diǎn)擊 菜單“導(dǎo)入數(shù)據(jù)（I）” ，在下拉菜單中選擇“從Vm作業(yè)導(dǎo)入數(shù)據(jù)”，在 C 盤中選擇文件夾“Cras”打開，選擇擴(kuò)展名為“DED” 的數(shù)據(jù)采集文件（即先前所定義的作業(yè)文件），點(diǎn)擊文件名欄的“打開”按鈕，打開該文件；點(diǎn)擊菜單“參數(shù)設(shè)置” 設(shè)置初相位角，在初相角攔內(nèi)填入 210º。鍵相位選項(xiàng)必須選擇為 “128” 的選項(xiàng)。依次填入：默認(rèn)值，可忽略氣缸數(shù)目 ： 3氣缸直徑（單位為米）： 0.09曲柄半徑（單位為米）： 0.0375“r/l” （曲柄半徑與連桿長(zhǎng)之比）：0.217點(diǎn)擊確認(rèn)。電腦顯示器界面上可顯示壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)指示功率、二通道壓差（噴嘴前后壓差）的測(cè)量結(jié)果及示功圖。點(diǎn)擊

19、菜單“排氣量計(jì)算”，可計(jì)算排氣量 Q 和噴嘴系數(shù) C。在排氣量計(jì)算界面內(nèi)，在“噴嘴壓差”選擇框內(nèi)選擇“毫米水柱”或“表讀數(shù)（Pa）” 選項(xiàng)，可在對(duì)應(yīng)的數(shù)值欄中顯示出以毫米水柱或Pa為單位的噴嘴壓差的測(cè)量數(shù)值依次填入：噴嘴直徑（單位為毫米）： 19.05吸入氣體溫度 （單位為K）：噴嘴前氣體溫度（單位為K）：大氣壓力（單位為MPa）：填完后，點(diǎn)擊“計(jì)算”框，即可由計(jì)算機(jī)算出排氣量Q（m3/min），并示出噴嘴系數(shù)C。點(diǎn)擊“保存”可保存本次實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果。c. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值的比較將有關(guān)數(shù)據(jù)填入本指導(dǎo)書附表，并對(duì)測(cè)試的指示功率和排氣量與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，分析。（1） 壓縮機(jī)理論排氣量Qth （

20、m3/min） （6）式中：第一級(jí)各個(gè)氣缸活塞面積的總和，m2 行程，m 轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分容積系數(shù)， 相對(duì)余隙容積，0.06; 壓力比， 氣體多變指數(shù) 1.20第一級(jí)壓力系數(shù)；0.950.98第一級(jí)溫度系數(shù)；0.900.95第一級(jí)泄漏系數(shù)；0.920.96（2）理論功率計(jì)算 （Kw） （7）式中：名義吸氣壓力，MPa；進(jìn)氣時(shí)的壓力損失系數(shù)，0.040.06 ；實(shí)際吸、排氣壓力，MPa；， 名義排氣壓力，MPa；排氣時(shí)的壓力損失系數(shù)，0.080.12。氣體絕熱指數(shù)，空氣以k =1.4；Vh行程容積，Vh=； 轉(zhuǎn)速，RPM；其余符號(hào)同上。將實(shí)測(cè)指示功率，理論計(jì)算指示功率及電測(cè)功率計(jì)算結(jié)果列表并比較之。

21、三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括本實(shí)驗(yàn)的兩部分實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容應(yīng)有以下方面：（1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 實(shí)驗(yàn)裝置（3） 實(shí)驗(yàn)原理（4） 簡(jiǎn)明寫出實(shí)驗(yàn)步驟（5） 實(shí)驗(yàn)記錄表（6） 采用理論公式分別計(jì)算壓縮機(jī)指示功率和排氣量與實(shí)驗(yàn)值比較，并分析原因。四、注意事項(xiàng)（1）嚴(yán)格聽從老師指導(dǎo)。（2）嚴(yán)格按規(guī)定操作。（3）開機(jī)前用手盤動(dòng)皮帶輪。（4）氣罐出口閥開至最大位置后，慢慢調(diào)小。（5）注意安全，開車時(shí)不要過分靠近機(jī)器。實(shí)驗(yàn)完畢后關(guān)閉電源，打掃現(xiàn)場(chǎng)。離心泵性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程流體機(jī)械計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针x心泵特性曲線（曲線，曲線，曲線）的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)裝置圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

22、1. 計(jì)量水箱 2. 回流閥 3. 儲(chǔ)水箱 4. 放水閥 5. 孔板流量計(jì) 6. 萬向漏斗三、實(shí)驗(yàn)原理和方法1. 曲線利用閥門1、2調(diào)節(jié)流量，測(cè)定H、Q的數(shù)值。Q用計(jì)量水箱和秒表測(cè)定；H可由下式要求測(cè)試和計(jì)算。 （均化成水柱高（m）式中：壓力表讀數(shù)（MPa）真空表讀數(shù)（MPa）壓力表至真空表接出點(diǎn)之間的高度（m）、泵進(jìn)、出口流速，一般進(jìn)口和出口管徑相同， ，所以逐次改變閥門1、2的開度，測(cè)得不同的值和其相應(yīng)的水頭值，在坐標(biāo)系中得出相應(yīng)的若干測(cè)點(diǎn)，將這些點(diǎn)光滑的連接起來，即得水泵的曲線。2. 曲線測(cè)定泵在不同流量時(shí)的泵輸入功率，（為電機(jī)的輸出功率），繪制曲線。水泵電機(jī)軸功率由下式計(jì)算： (Kw)

23、式中： 電流表讀數(shù)（A） 電壓表讀數(shù)（V） 功率因數(shù)，取0.77電機(jī)效率，取0.65從開始，逐次改變閥門1、2的開度，測(cè)得不同的值和其相應(yīng)的泵軸功率值，在坐標(biāo)系中得出相應(yīng)的若干測(cè)點(diǎn)，將這些點(diǎn)光滑地連接起來，即為泵的曲線。3. 曲線求出不同流量時(shí)泵的有效功率和軸功率即可求出效率值。 四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備（1） 記錄裝置的常數(shù)：值（2） 接上電源（3） 為水箱加水2. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1） 開動(dòng)電機(jī)，使水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)閥門1、2關(guān)閉，為空載狀態(tài)，測(cè)讀壓力表讀數(shù)，真空表讀數(shù)、電流、和電壓。（2） 略開閥門1、2水泵開始給水，并利用計(jì)量水箱和秒表測(cè)量并計(jì)算在此工況下的流量(m3/s)。（3） 逐次調(diào)節(jié)

24、閥門1、2，重復(fù)上述步驟，測(cè)讀相應(yīng)的、和。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可記錄在如下表格中：表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)No.（MPa）（MPa）（轉(zhuǎn)/分）( m3/s)備注123456（4） 根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中點(diǎn)出實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，最后光滑的繪制出、和曲線（可以在一張圖上繪出）。內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：設(shè)計(jì)性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)1. 測(cè)定內(nèi)壓薄壁圓筒外表面不同點(diǎn)的兩向應(yīng)力大小。2. 測(cè)定內(nèi)壓薄壁封頭外表面不同點(diǎn)的兩向應(yīng)力大小。3. 學(xué)習(xí)和了解測(cè)量元件、儀器等的正確使用及測(cè)試技術(shù)。4. 學(xué)習(xí)和掌握測(cè)試數(shù)據(jù)處理的理論和方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1. 根據(jù)引線的編組和顏色，仔細(xì)識(shí)別引線

25、與應(yīng)變片的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2. 打開應(yīng)變儀和載荷顯示儀。通過加載壓力源施加一定的載荷，逐點(diǎn)檢測(cè)圓筒外壁、封頭外壁各個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變花及應(yīng)變片的應(yīng)變值。3. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值的比較結(jié)果（以繪圖或表格形式）等都應(yīng)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中反映。4. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括：試驗(yàn)原理、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)圖包括試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的布置、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)列表及繪圖（包括相應(yīng)理論值）、實(shí)驗(yàn)與理論數(shù)據(jù)差異的分析等。三、實(shí)驗(yàn)條件1. 測(cè)試用儀器條件電阻應(yīng)變儀：型號(hào)：YJ33型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、YJD27精動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀組成： （圖1所示）。(1) 構(gòu)件變形的感受和轉(zhuǎn)換部分電阻應(yīng)變片；(2) 被轉(zhuǎn)換量的傳遞和放大部分電路系統(tǒng)；(3) 讀數(shù)及記錄部分L

26、CD顯示器及打印機(jī)。 圖1 電阻應(yīng)變儀原理圖圖2 電橋接線示意圖2. 試驗(yàn)用設(shè)備裝置條件實(shí)驗(yàn)裝置： 三個(gè)承載內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器A、B（圖3）、C容器A：兩端分別為-帶折邊錐形封頭、圓平板封頭；容器B：兩端分別為-橢圓封頭、球形封頭。容器C：兩端分別為-橢圓封頭、平板封頭、中間為筒體容器A、B尺寸、材料：筒體內(nèi)徑：400mm， 壁厚4mm。 橢圓長(zhǎng)短軸之比：2， 壁厚4mm。容器及封頭材料：0Cr18Ni9容器C尺寸、材料：簡(jiǎn)體內(nèi)徑：400mm， 壁厚6mm。 橢圓長(zhǎng)短軸之比：2， 壁厚6mm。圓平板直徑：412mm， 壁厚6mm。容器及封頭材料：0Cr18Ni9圖3 試驗(yàn)用容器裝置1. 容器

27、B 2.壓力傳感器 3. 容器A 4. 壓力傳感器 5. 壓力表 6. 閥 7. 手動(dòng)試壓泵四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)建議本實(shí)驗(yàn)對(duì)承受內(nèi)壓載荷的薄壁圓筒及封頭應(yīng)力區(qū)域兩向應(yīng)力進(jìn)行測(cè)定。通過測(cè)定內(nèi)應(yīng)力，獲得圓筒及封頭的應(yīng)力分布特征，從而驗(yàn)證其應(yīng)力分布規(guī)律。1了解容器材料、壁厚尺寸、設(shè)計(jì)壓力等、初步確定容器加載壓力(建議多個(gè)壓力等級(jí)測(cè)量)；2初步選定測(cè)點(diǎn)位置，測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)能夠反映筒體、封頭上兩向應(yīng)力的分布規(guī)律；3初算加載壓力下測(cè)點(diǎn)可能出現(xiàn)最大、最小應(yīng)變，選定適合的電阻應(yīng)變片規(guī)格，與測(cè)點(diǎn)應(yīng)變相匹配；4了解電阻應(yīng)變儀基本原理、量程范圍，滿足應(yīng)變測(cè)量要求；5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格的設(shè)計(jì)。五、實(shí)驗(yàn)操作建議1應(yīng)變儀測(cè)量步驟1

28、） 打開容器的排氣閥，通人冷水，裝滿后關(guān)閉排氣閥；2） 檢查各接線是否正確、牢固；3） 打開應(yīng)變儀電源； 4） 檢查應(yīng)變儀是否工作正常；5） 按所貼應(yīng)變片設(shè)定應(yīng)變片靈敏系數(shù)K；6） 選擇調(diào)零，檢驗(yàn)各點(diǎn)初值是否為零； 7） 用試壓泵向容器加壓，分別加壓至0.2，0.4，0.6MPa，并測(cè)量相應(yīng)壓力下各點(diǎn)之應(yīng)變值，并記錄。 2. 聯(lián)機(jī)測(cè)量步驟1) 啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)程序，選擇實(shí)驗(yàn)；2) 點(diǎn)擊“聯(lián)機(jī)測(cè)量”，進(jìn)入測(cè)量程序；a. 點(diǎn)擊“平衡”按鈕，應(yīng)變儀進(jìn)行平衡；b. 點(diǎn)擊“測(cè)量”按鈕，讀入應(yīng)變初讀數(shù)，（若讀數(shù)不為零，重復(fù)a.b. 步驟）；c. 點(diǎn)擊“記錄”按鈕，將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)文件；d. 改變實(shí)驗(yàn)壓力，記錄實(shí)驗(yàn)

29、數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)文件。3) 點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕，可對(duì)應(yīng)變儀進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（應(yīng)變儀脫機(jī)測(cè)量的設(shè)置，請(qǐng)參照BZ2205C靜態(tài)電組應(yīng)變儀使用說明書）；4) 測(cè)量完成后，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)處理”進(jìn)入數(shù)據(jù)處理窗口；a. 點(diǎn)擊“讀取數(shù)據(jù)”按鈕，彈出“選擇數(shù)據(jù)文件“對(duì)話框b. 選擇數(shù)據(jù)文件： 處理數(shù)據(jù)庫(kù)文件（現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)）數(shù)據(jù) -1；處理文本文件 （舊的實(shí)驗(yàn)）數(shù)據(jù) -2；c. 點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕，計(jì)算應(yīng)變修正值和應(yīng)力值；d. 點(diǎn)擊“畫圖”按鈕，進(jìn)入“繪制應(yīng)力曲線“窗口；e. 點(diǎn)擊“打印”按鈕，打印頁面內(nèi)容圖象；f. 點(diǎn)擊“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”按鈕，將測(cè)量的應(yīng)變值入文本文件，可以用記事本打開、編輯和打印所存的文件；g. 點(diǎn)擊“返回

30、”按鈕，退出數(shù)據(jù)處理窗口。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理及裝置；選擇實(shí)驗(yàn)裝置及內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；2整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算在某一壓力下筒體、封頭測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值，并繪制其應(yīng)力分布曲線；3利用所學(xué)理論分析封頭的應(yīng)力分布狀況； 4實(shí)驗(yàn)體會(huì)及存在問題討論。外壓圓筒失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、試驗(yàn)?zāi)康?. 觀察薄壁圓筒形容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定性后的形態(tài)。2. 測(cè)定圓筒形容器失去穩(wěn)定性時(shí)的臨界壓力并與理論值相比較。二、試驗(yàn)原理圓筒形容器在外壓作用下，常因剛度不足使容器失去原有形狀，即被壓扁或折曲成波形，這就是容器的失穩(wěn)現(xiàn)象，容器失去穩(wěn)定性時(shí)的外壓力，成

31、為容器的臨界壓力，用表示。圓筒形容器失去穩(wěn)定性后，其橫截面被折成波形，波數(shù)可能是1，2，3，4，等任意整數(shù)，如圖1所示。圖1 圓筒形容器失去穩(wěn)定后的形狀容器承受臨界值的外壓力而失去穩(wěn)定性，決非是由于容器殼體本身不圓的緣故，即是絕對(duì)圓的殼體也會(huì)失去穩(wěn)定性。當(dāng)然如殼體不圓（具有橢圓度）容器更容易失穩(wěn)，即它的臨界壓力值會(huì)下降。根據(jù)外壓容器筒體的長(zhǎng)短，可分為長(zhǎng)圓筒，短圓筒和剛性圓筒三種，剛性圓筒一般具有足夠的剛度，可不必考慮穩(wěn)定性問題。但長(zhǎng)圓筒，短圓筒必須進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，它們的臨界壓力值大小主要與厚壁()，外直徑()，長(zhǎng)度（）有關(guān)。亦受材料彈性模數(shù)()，泊桑比()影響。所謂長(zhǎng)圓筒，短圓筒之分，并不是指

32、它們的絕對(duì)長(zhǎng)度，而是與直徑壁厚有關(guān)的相對(duì)長(zhǎng)度。一般長(zhǎng)圓筒、短圓筒之間的劃分用臨界長(zhǎng)度表示。如容器長(zhǎng)度>為長(zhǎng)圓筒，反之為短圓筒。臨界長(zhǎng)度由下式確定：長(zhǎng)圓筒：長(zhǎng)圓筒失穩(wěn)時(shí)的波數(shù)=2，臨界壓力僅與有關(guān)，而與無關(guān)。值可由下式計(jì)算： 短圓壁：短圓筒失去穩(wěn)定性時(shí)，波數(shù)>2，如為3，4，5，其波數(shù)可近似為： 臨界壓力可由下式計(jì)算：對(duì)于外壓容器臨界壓力的計(jì)算，有時(shí)為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，可借助于一些現(xiàn)成的計(jì)算圖來進(jìn)行。67891三、實(shí)驗(yàn)裝置 圖2 外壓圓筒失穩(wěn)裝置實(shí)驗(yàn)1. 橫梁 2. 壓緊螺母 3. 密封螺母 4. 壓緊法蘭 5. 墊片6. 外壓圓筒 7. 心軸 8. 圓筒底墊塊 9. 透明容器 10.

33、臺(tái)1045102344四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1. 測(cè)量試件的有關(guān)參數(shù)：壁厚()，直徑()，長(zhǎng)度（）。用千分卡測(cè)壁厚，用游標(biāo)卡尺測(cè)內(nèi)直徑（便于精確測(cè)量）和長(zhǎng)度，外直徑由內(nèi)直徑加壁厚得到。各參數(shù)分別測(cè)量?jī)傻饺危?jì)算時(shí)取平均值。2. 按圖二所示安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，先用手搖泵將透明容器內(nèi)的水升至容器的約三份之二處；將外壓圓筒試件6置于平板頂蓋上，試件與平頂蓋間用墊片5密封（試件折邊上下各放一墊片）；用壓緊法蘭4通過四個(gè)密封螺母2將試件壓緊到平板頂蓋上。3. 將圓筒底墊塊8 (一大一小) 置于外壓圓筒底部，把用心軸7置于圓筒底墊塊的中心孔中，再將橫梁1壓在心軸7上，通過兩個(gè)壓緊螺母2上緊 (用手旋緊既可)；

34、以此抵消試件承受的軸向載荷。4. 用手搖泵緩慢升壓至試件破壞為止（試件破壞時(shí)有輕微的響聲），記下容器的失穩(wěn)壓力（即有輕微響聲時(shí)的瞬間壓力，此壓力為臨界壓力）。失穩(wěn)后不可再升壓。5. 打開手搖泵的開關(guān)卸壓，待壓力為零后取出試件，觀察失穩(wěn)后試件的形狀并記下波紋數(shù)。6. 關(guān)上手搖泵的開關(guān)，清理好實(shí)驗(yàn)備件和工具。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 列出測(cè)量所得的試件幾何尺寸數(shù)據(jù)。2. 驗(yàn)算波紋數(shù)。3. 計(jì)算容器的臨界壓力并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。4. 討論、分析試驗(yàn)結(jié)果，分析誤差原因。高壓容器爆破實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、試驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定圓筒塑性變形開始和結(jié)束時(shí)的屈服壓力值；2

35、.測(cè)定圓筒破壞時(shí)的爆破壓力，并通過計(jì)算驗(yàn)證理論公式；3.了解過程裝備控制專業(yè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集測(cè)量系統(tǒng)基本單元的原理。二、試驗(yàn)原理1. 屈服壓力值的理論計(jì)算（1） 屈服壓力 （2） 全始屈服壓力（材料為理想彈塑性） 2. 爆破壓力值的理論計(jì)算承受內(nèi)壓的高壓筒體，其爆破壓力計(jì)算方法有如下幾種：（1） 公式 （2） 中徑公式（3）最大主應(yīng)力理論（4） 最大線應(yīng)變理論（5） 最大剪應(yīng)力理論（6） 最大變形能理論 圖1 壓力與容積變化guanxi gun關(guān)系以上式中符號(hào)意義詳見現(xiàn)教材“過程設(shè)備設(shè)計(jì)”教材和王志文主編的“化工容器設(shè)計(jì)”以及余國(guó)宗主編的“化工容器及設(shè)備”。3爆破試驗(yàn)原理過程塑性材料制造的壓力容器

36、的爆破過程如圖一所示，在彈性變形階段（線段），器壁應(yīng)力較小，產(chǎn)生彈性變形，內(nèi)壓與容積變化量成正比，隨著壓力的增大，應(yīng)力和變形不斷增加；到點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)表面開始屈服，與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力為初始屈服壓力；在彈塑性變形階段（線段），隨著內(nèi)壓的繼續(xù)提高，材料從內(nèi)壁向外壁屈服，此時(shí)，一方面因塑性變形而使材料強(qiáng)化導(dǎo)致承壓能力提高，另一方面因厚度不斷減小而使承壓能力下降，但材料強(qiáng)化作用大于厚度減小作用，到點(diǎn)時(shí)兩種作用已接近，點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力是容器所能承受的最大壓力，稱為塑性垮塌壓力；在爆破階段（線段），容積突然急劇增大，使容器繼續(xù)膨脹所需要的壓力也相應(yīng)減小，壓力降落到點(diǎn)，容器爆炸，點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力為爆破壓力。三、實(shí)驗(yàn)裝置與

37、工作原理1. 實(shí)驗(yàn)裝置本儀器中的液體介質(zhì)油的吸入、壓縮與排出是通過活塞腔容積的周期性變化而實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)接入電源后進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過減速器帶動(dòng)偏心輪傳至十字頭滑塊，活塞柱通過滑快與導(dǎo)向桿相連（導(dǎo)向桿在導(dǎo)向套內(nèi)）做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)缸內(nèi)處于低壓狀態(tài)時(shí)吸入介質(zhì)油，活塞桿壓縮時(shí)，泵內(nèi)高壓流體經(jīng)過止回閥向爆破試件中輸送，使爆破試件中內(nèi)壓不斷升高。2. 工作原理本系統(tǒng)的壓力增升原理圖2所示，活塞桿9在缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，介質(zhì)油通過進(jìn)口單向閥5吸入缸內(nèi)，活塞柱向缸內(nèi)推進(jìn)時(shí)，進(jìn)口單向閥5關(guān)閉，介質(zhì)油通過出口單向閥6流進(jìn)爆破試件中。壓力表4下面裝有單向閥7，目的是為了在試件瞬間爆破時(shí)保護(hù)壓力表（試件爆破后壓力表數(shù)值仍舊保

38、持）壓力信號(hào)由壓力傳感器12通過接口13傳送至計(jì)算機(jī)。圖2 工作原理流程圖1. 油槽 2. 導(dǎo)油杯 3. 爆破試件 4. 壓力表 5. 進(jìn)口閥 6. 出口閥 7. 壓力表保護(hù)閥8. 油缸 9. 活塞 10. 試件卸壓閥 11. 表卸壓閥 12. 壓力傳感器 13. 傳感器微機(jī)接頭四、試驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)1. 了解試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)（包括高壓爆破教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)操作方法、壓力傳感器、 數(shù)據(jù)采集卡、轉(zhuǎn)換器等計(jì)算機(jī)硬件接口以及測(cè)試軟件的位置和功能）。2. 測(cè)量尺寸：在爆破試件的上、中、下不同圓周方向上，測(cè)量外徑三次；內(nèi)徑為已知值（試件材料為20號(hào)無縫鋼管加工而成，根據(jù)不同的理論公式計(jì)算可得到不同的理論爆破值

39、。）3. 操作步驟：（1） 關(guān)閉卸荷閥10與11（即面板上左右支閥），觀察儀器面板上的油標(biāo)，看油缸中是否有足夠的介質(zhì)油，若油缸中油不足，可從導(dǎo)油杯2中直接加油（一般機(jī)油即可）。（2） 啟動(dòng)電機(jī)前，須對(duì)試驗(yàn)機(jī)的十字頭滑塊、活塞桿等運(yùn)動(dòng)磨損件加油潤(rùn)滑；開機(jī)后待爆破試件接口3處有油溢出，再關(guān)閉電機(jī)。（3） 將測(cè)量好欲爆破的厚壁圓筒試件預(yù)先灌滿油（必須排除里面的空氣），在出口上貼上一層薄紙（ 防倒轉(zhuǎn)后漏油），倒轉(zhuǎn)后快速旋到爆破試件接口上，用管子鉗上緊，罩好保護(hù)罩。（4） 打開計(jì)算機(jī)，點(diǎn)擊桌面“ ”進(jìn)入隨機(jī)信號(hào)與振動(dòng)分析系統(tǒng)；再點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集及處理”，進(jìn)入“”界面。（5） 點(diǎn)擊“作業(yè)”在文件名編輯欄輸入

40、要?jiǎng)?chuàng)建的新文件名，見圖3，然后點(diǎn)擊“打開”圖3 創(chuàng)建的新文件名的界面（6） 點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”，彈出“參數(shù)設(shè)置”對(duì)話框，選項(xiàng)“采樣頻率”選擇1280；“工程單位”選擇MPa；再選擇“校正因子”，見圖4。圖4 設(shè)置各參數(shù)的界面（7） 確定上述選項(xiàng)后進(jìn)入“趨勢(shì)圖”菜單，在它下面有“時(shí)間設(shè)置”、“趨勢(shì)采集”、“趨勢(shì)顯示”和“設(shè)置截距”四個(gè)子菜單。在“設(shè)置時(shí)間”對(duì)話框有“請(qǐng)輸入總時(shí)間”，單位是秒，輸入估計(jì)此次實(shí)驗(yàn)所用總時(shí)間；“間隔記錄時(shí)間（200ms），單位是毫秒，選200的倍數(shù)，一般輸入“200”；在“設(shè)置截距”中的每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的零工程單位對(duì)應(yīng)的毫伏數(shù)為“1000”，對(duì)應(yīng)通道數(shù)為“1”，如圖五。圖5

41、趨勢(shì)圖菜單設(shè)置各參數(shù)的界面（8） 確認(rèn)完上述參數(shù)后，點(diǎn)擊“趨勢(shì)采集”子菜單，此時(shí)打開實(shí)驗(yàn)機(jī)的泵電源，微機(jī)將跟蹤爆破試件整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的壓力變化直至爆破。（9） 試件爆破后關(guān)閉電源，將計(jì)算機(jī)中本次實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建的新文件名存盤，打印出整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程曲線和有關(guān)記錄；將爆破后的厚壁圓筒試件拆下。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 討論分析試件破壞的情況2. 將實(shí)測(cè)的爆破壓力和各種理論公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，并進(jìn)行分析討論。超聲波探傷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：設(shè)計(jì)性所屬課程名稱：設(shè)備制造工藝學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉C型超聲波探傷儀的使用方法2根據(jù)給定條件初步掌握超聲波探傷的基本技術(shù)，學(xué)會(huì)縱波法探傷和橫波法探傷的原理及方法。3觀

42、察分析探傷波形，測(cè)定試塊缺陷位置。4通過實(shí)驗(yàn)課，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究方法與實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算能力、動(dòng)腦動(dòng)手能力和嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)工作態(tài)度。二、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的兩臺(tái)超聲波探傷儀，幾種不同缺陷的試件及各種不同頻率的探頭等輔助材料，自行選擇試件、探頭及探傷方法，根據(jù)所選探傷試件及方法，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，制定實(shí)驗(yàn)步驟，經(jīng)任課老師或?qū)嶒?yàn)老師同意后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 實(shí)驗(yàn)原理3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備參數(shù)，試件尺寸，探頭規(guī)格4. 實(shí)驗(yàn)步驟5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、計(jì)算及分析（1）寫出直探頭探傷缺陷位置的計(jì)算過程，探測(cè)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果比較分析。

43、（2） 寫出斜探頭折射角的測(cè)定方法，以及斜探頭探傷缺陷位置的計(jì)算過程，并將計(jì)算的數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)結(jié)果比較分析。6. 實(shí)驗(yàn)體會(huì)、建議等附：（一）探測(cè)條件的選定1頻率的選擇頻率高的超聲波、波長(zhǎng)短、聲速指向性好，因而分辨率高，發(fā)現(xiàn)小缺陷的能力強(qiáng)。但頻率高超聲波在介質(zhì)同中傳播時(shí)衰減較大，因此探測(cè)大厚度試件離表面較深處的缺陷，應(yīng)采用較低頻率的超聲波。材料的晶粒越粗大，聲波的衰減也越強(qiáng)烈。對(duì)于具有粗晶粒組織的材料，應(yīng)采用更低頻率的超聲波。2探頭的選擇小晶片探頭在近場(chǎng)范圍內(nèi)聲速窄，有利于缺陷定位，適宜于小厚度的器件探傷。大晶片探頭的發(fā)射能量大，擴(kuò)散角小，掃描空間大，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離小缺陷的能力高。中等厚度的鋼板探測(cè)，一

44、般采用14mm探頭。3聲耦合條件探頭和試件表面之間的空氣間隙，嚴(yán)重阻礙超聲波的傳播。為了排除空氣間隙、探傷時(shí)探頭和試件之間涂上液體偶合劑。通常用機(jī)油作耦合劑，它無毒、無腐蝕作用，而且取材方便。試件表面光潔度會(huì)明顯影響耦合情況。探傷前應(yīng)注意檢查試件表面。其它光潔度一般不應(yīng)低于4，但過高光潔度、會(huì)提高制造成本，而且使探頭移動(dòng)困難。（二）缺陷位置的測(cè)定1縱波探傷（直探頭探傷）時(shí)，若試件厚度為d，缺陷波F在熒光屏上的水平刻度為1，底波B在熒光屏上的水平刻度為S（如圖e），則探測(cè)面到缺陷的深度為d1=(S1/S)d。2橫波探傷（斜探頭探傷）時(shí)，若用一次波測(cè)定缺陷位置，應(yīng)先在試件健全部位或在和試件同質(zhì)同厚

45、的試塊上測(cè)出一次波聲程（如圖f），聲程S、板厚d、探頭折射角三者之間的關(guān)系是：S=d/cos，這時(shí)熒火屏上顯示的起始波和底角反射波之間的距離表示聲程。然后把探頭移到試件缺陷區(qū)、若缺陷和探頭的距離超過一次波聲程，可利用二次反射波、三次反射波來測(cè)定缺陷位置。本實(shí)驗(yàn)采用一次波法測(cè)定缺陷位置。（圖e）直探頭探傷時(shí)缺陷定位 （圖f）一次波聲程測(cè)定 （圖g）根據(jù)三角函數(shù)一次波法測(cè)得缺陷距表面深度h和缺陷到探頭入射點(diǎn)的水平距離x可分別由下式計(jì)算： h= x=ky=式中：S1缺陷至探頭入射點(diǎn)的聲程。K探頭K值，K=tg(為探頭折射角)= 參考資料：1. 華南工學(xué)院 梁?jiǎn)⒑骶? 焊接檢驗(yàn). 北京：機(jī)械工業(yè)出版

46、社2. 李榮雪 主編. 焊接檢驗(yàn). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社換熱器總傳熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：設(shè)計(jì)性所屬課程名稱：化工原理計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)從傳熱單元操作的基本理論出發(fā)，學(xué)生親自進(jìn)行換熱器實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步理解傳熱的基本理論，掌握研究傳熱和換熱器結(jié)構(gòu)的方法和手段。本實(shí)驗(yàn)是以測(cè)定總傳熱系數(shù)K來研究和分析比較不同換熱器傳熱性能和結(jié)構(gòu)及其K的影響因素。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下目的：1. 使學(xué)生掌握換熱器的操作和總傳熱系數(shù)K的測(cè)定方法；研究流量大小對(duì)總傳熱系數(shù)的影響；并比較分析各類換熱器的傳熱性能和結(jié)構(gòu)。2. 培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、科學(xué)的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3. 對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，

47、初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)測(cè)定不同種類換熱器總傳熱系數(shù)K的實(shí)驗(yàn)方案；通過學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的研究方法和設(shè)計(jì)方案有較深入的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)或選擇恰當(dāng)?shù)膿Q熱器總傳熱系數(shù)K實(shí)驗(yàn)方案和裝置，自己確定實(shí)驗(yàn)步驟，擬定實(shí)驗(yàn)方案，通過對(duì)測(cè)得的總傳熱系數(shù)K進(jìn)行分析，最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。具體要求如下：1. 掌握傳熱研究的基本實(shí)驗(yàn)技能；2. 對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)換熱器總傳熱系數(shù)K實(shí)驗(yàn)方案；3. 熟悉常用傳熱實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀表的使用方法；4. 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫；5. 實(shí)驗(yàn)中存在的問題及解決方法，實(shí)驗(yàn)收獲體會(huì)。三、實(shí)驗(yàn)條

48、件本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置及流程如圖1、圖2所示。裝置一：列管換熱器 a. 結(jié)構(gòu)為單殼程雙管程。殼程采用圓缺型擋板。傳熱管為銅管，管徑10×1mm，有效管長(zhǎng)290mm，管數(shù)14根，管外側(cè)傳熱總面積為0.4m2。b . 結(jié)構(gòu)為單殼程單管程。管外側(cè)傳熱總面積為1m2，殼體內(nèi)徑為150mm。冷流體（水）經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入換熱器殼程，換熱后排入下水道：熱流體（空氣）經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入換熱器管程，換氣后放空。裝置二：套管換熱器的內(nèi)管長(zhǎng)2000mm，內(nèi)徑17mm，壁厚1.5mm。熱流體（空氣）走內(nèi)管，冷流體（水）走環(huán)隙。裝置三：螺旋板式換熱器，換熱面積為1m2， 冷熱介質(zhì)通道設(shè)計(jì)壓力均為0.8M

49、Pa，設(shè)計(jì)溫度均為200 ，流程同圖1。裝置四：板式換熱器，換熱面積為1m2， 冷熱介質(zhì)通道設(shè)計(jì)壓力均為1MPa，設(shè)計(jì)溫度均為150 ，流程同圖1。 圖1 列管換熱器圖2 套管換熱器相關(guān)文獻(xiàn)資料：1 王志魁. 化工原理. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，19982 陳敏恒、從德滋、方圖南. 化工原理(上、下冊(cè)). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.63 鄭旭煦、殷鐘意.化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書. 重慶工商大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，2002.74工楊祖榮 主編. 化工原理實(shí)驗(yàn). 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2004.四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) a觀察了解選擇實(shí)驗(yàn)裝置及流程，注意各溫度計(jì)刻度劃分情況。 b打開

50、進(jìn)水閥門，調(diào)節(jié)水流量到設(shè)計(jì)預(yù)定值。c開啟氣泵，通過進(jìn)氣閥門調(diào)節(jié)流量到預(yù)定值，并打開加熱開關(guān)，通過調(diào)壓器控制電加熱器，使流體被加熱至某一溫度。（注意：對(duì)于不同換熱器初始電壓和終了電壓不同。）d待流體入口溫度穩(wěn)定（±1）時(shí)，方可開始讀取并記錄冷、熱流體的進(jìn)、出口溫度和流量以及泵出口的溫度。各溫度要讀取3次，每次間隔1分鐘，取3次讀數(shù)的平均值做為本組的數(shù)據(jù)。e實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉加熱電源和進(jìn)水閥門，保持流體流量適當(dāng)，以便將電加熱器中的余熱帶走，避免將電熱絲燒壞。待流體入口溫度降至50以下的時(shí)關(guān)停泵。2. 注意事項(xiàng)（1） 必須保證蒸汽上升管路的暢通。且開啟和關(guān)閉控制閥必須緩慢，防止管路截?cái)嗷蛘羝麎?/p>

51、力過大突然噴出。（2） 必須保證流體管路的暢通。五、思考題1. 試比較不同裝置總傳熱系數(shù)值，并從中體會(huì)出K值主要受哪些因素影響。2. 分析實(shí)驗(yàn)中如何提高測(cè)量溫度值精度的方法。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式：自擬； 2. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：總傳熱系數(shù)K測(cè)定方案簡(jiǎn)述、方案簡(jiǎn)圖、相關(guān)參數(shù)理論計(jì)算、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、圖表、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等； 3. 分析討論在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題；4. 記錄實(shí)驗(yàn)中使用的儀器的名稱及型號(hào)，耗材名稱及規(guī)格；5. 實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)。精餾操作與塔效率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：設(shè)計(jì)性所屬課程名稱：化工原理計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)從精餾單元操作的基本理論出發(fā)，學(xué)生親自進(jìn)行板式塔實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步理解

52、蒸餾的基本理論，掌握精餾單元操作的研究方法和手段。本實(shí)驗(yàn)是以測(cè)定板式塔全塔效率來進(jìn)一步理解t-x-y圖，x-y圖和理論板與全塔效率的概念；并觀察了解流體流動(dòng)狀況。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下目的：1. 使學(xué)生熟悉精餾的工藝流程和篩板塔的基本結(jié)構(gòu)，掌握精餾塔的操作方法與調(diào)節(jié)，學(xué)會(huì)測(cè)定全塔效率；并觀察了解流體流動(dòng)狀況。2. 培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、科學(xué)的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3. 對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，初步學(xué)會(huì)選擇合適裝置設(shè)計(jì)測(cè)定全塔效率實(shí)驗(yàn)方案；通過學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的研究方法和設(shè)計(jì)方案有較深入的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自

53、行選擇恰當(dāng)?shù)陌迨剿?shí)驗(yàn)方法和裝置，自己確定實(shí)驗(yàn)步驟，擬定實(shí)驗(yàn)方案，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析，最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。具體要求如下：1. 掌握精餾單元操作研究的基本實(shí)驗(yàn)技能；2. 對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)精餾單元操作實(shí)驗(yàn)方案；3. 熟悉常用精餾單元操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器儀表的使用方法；4. 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫；5. 實(shí)驗(yàn)中存在的問題及解決方法，實(shí)驗(yàn)收獲體會(huì)。三、實(shí)驗(yàn)條件1. 裝置條件本實(shí)驗(yàn)裝置有兩套：（一）由篩板塔裝置（包括塔釜、15塊篩板的塔體和塔頂冷凝器）、加料系統(tǒng)、產(chǎn)品貯槽、回流系統(tǒng)以及儀表控制柜等組成，其流程如圖1所示。利用該裝置可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過測(cè)得塔頂回流液和塔底釜液濃度計(jì)算出理論塔板數(shù)。圖1圖2（二）主要由試驗(yàn)塔為986×348×455mm3的矩形有機(jī)玻璃塔（兩塊塔板），氧氣瓶，填料吸收塔，泵，風(fēng)機(jī)，溶氧儀，氣體和液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)，水箱及其他測(cè)量?jī)x表構(gòu)成，流程圖如圖2所示，利用本套裝置可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過測(cè)得溶氧濃度以測(cè)定單板效率，全塔效率，并觀察流體流動(dòng)狀況（鼓泡，泡沫，噴射，液泛，霧沫夾帶等）和測(cè)量