離心泵特性曲線

1、離心泵特性曲線測定一、實驗目的離心泵特性曲線的概念 離心泵性能參數(shù)的測定方法 流量 Q的測定 揚程H的測定 軸功率N的測定 效率 轉速n的測定 二、實驗原理(1)流量用下式計算：   流量（升/秒）=渦輪流量計頻率/渦輪流量計流量系數(shù)   注意還要進一步轉換成立方米/秒   (2)泵的揚程用下式計算：            He=H壓力表+H真空表+H0+(u出2-u入2)/2g   

2、式中：H壓力表泵出口處壓力         H真空表泵入口真空度         H0壓力表和真空表測壓口之間的垂直距離         u出泵出口處液體流速         u入泵入口處液體流速        

3、; g重力加速度(3)泵的總效率為：       其中，Ne為泵的有效功率：     Ne=*g*Q*He    式中：液體密度           g重力加速度常數(shù)          Q泵的流量(4)電機輸入離心泵的功率Na：    Na=K*N電*電*轉  

4、;       式中：K用標準功率表校正功率表的校正系數(shù)，一般取1               N電電機的輸入功率              電電機的效率           &#

5、160; 轉傳動裝置效率 三、實驗步驟因為離心泵的安裝高度在液面以上，所以在啟動離心泵之前必須進行灌泵。如圖所示，調節(jié)灌泵閥的開度為100灌泵工作完成后，點擊電源開關的綠色按鈕接通電源，就可以啟動離心泵，并開始工作。注意：在啟動離心泵時，主調節(jié)閥應關閉，如果主調節(jié)閥全開，會導致泵啟動時功率過大，從而引發(fā)燒泵事故啟動離心泵后，調節(jié)流量調節(jié)閥到一定開度，等渦輪流量計的示數(shù)穩(wěn)定后，即可讀數(shù)。鼠標左鍵點擊壓力表、真空表和功率表，即可放大，以讀取數(shù)據(jù)，如下圖所示：注意：務必要等到流量穩(wěn)定時再讀數(shù)，否則會引起數(shù)據(jù)不準鼠標左鍵點擊實驗主畫面左邊菜單中的“數(shù)據(jù)處理”，可調出數(shù)據(jù)處理窗口，在原始數(shù)頁按

6、項目分別填入記錄表，也可在用點擊“打印數(shù)據(jù)記錄表”鍵所打印的數(shù)據(jù)記錄表記錄數(shù)據(jù)，兩者形式基本相同。注意單位換算。調節(jié)主調節(jié)閥的開度以改變流量，然后重復上述第45步，從大到小測10組數(shù)據(jù)。記錄完畢后進入數(shù)據(jù)處理。四、數(shù)據(jù)處理五、注意事項: （1）當沒有完成灌泵時啟動泵會發(fā)生氣縛現(xiàn)象 （2）當關泵完成后在出口閥全開的情況下啟動泵可能會發(fā)生燒泵事故六、思考題1、試從所測實驗數(shù)據(jù)分析離心泵在啟動時為什么要關閉出口閥？ 答：關閉出口閥是為了讓泵能正常運行起來。因為，離心泵在啟動前是沒有水的，而在其啟動后，揚程會很低，流量卻很大，使離心泵的功率也很大，容易超載，使泵的電機及線路損壞。 2、啟動離心泵之前為

7、什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動不起來，你認為可能的原因是什么？ 答：啟動離心泵之前要引水灌泵是為了避免氣縛現(xiàn)象的發(fā)生。如果發(fā)生氣縛現(xiàn)象，會使離心泵無法輸出液體。如果，引水灌泵后仍然無法啟動，那就有可能離心泵壞了。 3、為什么用泵的出口閥調節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點？是否還有其他方法調節(jié)流量？ 答：在固定的轉速下?lián)P程是固定的的情況下，離心泵可以通過調節(jié)出口閥就是調節(jié)導流面積來改變流量，這個方法比較簡單可行，但是，同時較為消耗能量。我們也可以使用變頻器調節(jié)電機轉速來調節(jié)流量，又能減少能量，節(jié)約用電。 4、離心泵泵啟動后，出口閥如果不開，壓力表讀數(shù)是否會不斷上升？為什么？ 答：是。 因為離心泵

8、的進口和出口是有間隙的，達到一定壓力后，水只在出口和進口處循環(huán)，所以壓力會上升到一定程度就不再上升并保持在這個壓力上。 5、正常工作的離心泵，在其進口管路上安裝閥門是否合理？為什么？ 答：合理。孔板流量計校驗實驗一、實驗目的 使學生了解孔板流量計的構造、原理、使用、安裝及校正方法。二、實驗原理：1、 孔板流量計的結構原理 在管路上裝有一塊孔板，孔板兩側接測壓管，分別與U型壓差計相連接?？装辶髁坑嬍抢昧黧w通過銳孔的節(jié)流作用，使流速增大，壓強減小，造成孔板前后壓強差，作為測量的依據(jù)。若管路直徑為d1,孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板后所形成縮脈的直徑為d2，流體密度為。在界面I，處即孔板前測壓導

9、管處和縮脈處的速度，壓強分別為u1，u2與p1，p2，根據(jù)柏努利方程式，不考慮能量損失可得：            或            由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，截面積S2又難以知道，而孔口的面積卻是知道的，測壓口的位置在設備一旦制成后也不改變，因此，用孔板孔徑處的u0來代替u2，又考慮到流體因局部阻力而造成的能量損失，并用校正系數(shù)C來校正。則有： 對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程式

10、又有：則經(jīng)過整理后可得：令 ；則又可以簡化為：根據(jù)u0和S2即可算出流體的體積流量： m3/s或 m3/s公式中：    RU型壓差計的讀數(shù)，m；     pr壓差計中指示液的密度，kg/m3；    C0孔流系數(shù)，它由孔板銳孔的形狀，測壓口的位置，孔徑與管徑比和雷諾準數(shù)共同決定。具體數(shù)值由實驗確定。當d1/d2一定，Re準數(shù)超過某個數(shù)值后，C0就接近于定值。一般在工業(yè)上定型孔板流量計都規(guī)定在C0為常數(shù)的流動條件下使用。三、實驗步驟灌泵因為離心泵的安裝高度在液面以上，所以在啟動離心泵之前必須進行灌泵。因為

11、本實驗的重點在流量計，而不是離心泵，所以對灌泵進行了簡化，如圖所示，只要調節(jié)灌泵閥開度大于0，等待10秒以上，然后關閉灌泵閥，系統(tǒng)就會認為已經(jīng)完成了灌泵操作。開泵灌泵工作完成后，點擊電源開關的綠色按鈕接通電源，就可以啟動離心泵，并開始工作。建立流動：啟動離心泵后，調解主調節(jié)閥的開度為100，即可建立流動數(shù)據(jù)讀取用鼠標左鍵點擊標尺，即可調出標尺的讀數(shù)畫面，先記錄下液面的初始高度。鼠標右鍵點擊可關閉標尺畫面。然后用鼠標左鍵點擊活動接頭，即可把水流引向計量槽，可以看到液面開始上升，同時計時器會自動開始計時。當液面上升到一定高度時，鼠標左鍵點擊活動接頭，將其轉到泄液部分，同時計時器也會自動停止。此時記

12、錄下液面高度和計時器讀數(shù)用鼠標左鍵點擊壓差計，用鼠標拖動滾動條，讀取壓差。四、數(shù)據(jù)處理五、注意事項:為了更好的表現(xiàn)孔流系數(shù)C0在Re比較小時隨Re的變化，我們把實驗中的流量定得很低，以獲得更小的Re。另外，一般流量計校驗實驗是測定在孔流系數(shù)幾乎不變的范圍內測定多次取平均值，以得到C0，而不是認識C0隨Re的變化關系。因此，如果用手動記錄數(shù)據(jù)和計算，就會出現(xiàn)很大的誤差，用自動計算可以得到比較好的結果。六、思考題1.在對裝置做排氣工作時，是否一定要關閉流程尾部的流量調節(jié)閥門？為什么？答：可以不關閉，因為流量調節(jié)閥的作用是調節(jié)流量的平衡的，避免壓縮空氣出現(xiàn)大的波動2.如何檢驗測試系統(tǒng)的空氣已經(jīng)被排除

13、干凈？答：啟動離心泵用大流量水循環(huán)把殘留在系統(tǒng)內的空氣帶走.關閉出口閥后,打開U形管頂部的閥門,利用空氣壓強使U形管兩支管水往下降,當兩支管液柱水平,證明系統(tǒng)中空氣已被排除干凈.液壓制動系統(tǒng)是靠油液傳遞動力的,若空氣進入液壓系統(tǒng),因其可壓縮性,會導致制動系統(tǒng)制動效能大大降低.為此,必須將混入液壓制動系統(tǒng)中的空氣徹底排除.3.以水做介質測得的-Re關系能否適用于其他流體？如何應用？答：對于其他牛頓型流體就可以.Re反應了流體的性質,雖然其他的流體的密度和黏度都與水不一樣,但是最終都在Re上面反應出來了.所以仍然適用.4.在不同設備上（包括不同管徑）不同水溫下測定的-Re數(shù)據(jù)能否關聯(lián)在同一條曲線上

14、？答:可以， 一次改變一個變量，是可以關聯(lián)出曲線的，一次改變多個變量時不可以的。另外，不要奢望可以做出一個多項式之類的好的曲線，這是不可2.一次改變一個變量，是可以關聯(lián)出曲線的，一次改變多個變量時不可以的。5.如果測壓口 、孔邊緣有毛刺或者安裝不垂直，對靜壓的測量有何影響？答：沒有影響.靜壓是流體內部分子運動造成的.表現(xiàn)的形式是流體的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要靜壓一定.高度差就一定.如果用彈簧壓力表測量壓力是一樣的.所以沒有影響.傳熱膜系數(shù)測定實驗一、實驗目的 1了解間壁式換熱器的結構與操作原理；2學習測定套管換熱器總傳熱系數(shù)的方法；3學習測定空氣側的對流傳熱系數(shù)； 4了解空氣流

15、速的變化對總傳熱系數(shù)的影響。二、實驗原理對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)，當流體無相變時對流傳熱準數(shù)關聯(lián)式的一般形式為：               (4-1)對于強制湍流而言，Gr準數(shù)可以忽略，故               （4-2）本實驗中，可用圖解法和最小二乘法計算上述準數(shù)關聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。用圖解

16、法對多變量方程進行關聯(lián)時，要對不同變量Re和Pr分別回歸。本實驗可簡化上式，即取n=0.4（流體被加熱）。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠蹋賰蛇吶?shù)，即得到直線方程：               （4-3）在雙對數(shù)坐標中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點的函數(shù)值代入方程中，則可得到系數(shù)A，即：            &#

17、160;  （4-4）用圖解法，根據(jù)實驗點確定直線位置有一定的人為性。而用最小二乘法回歸，可以得到最佳關聯(lián)結果。應用微機，對多變量方程進行一次回歸，就能同時得到A、m、n。對于方程的關聯(lián)，首先要有Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準數(shù)定義式分別為：                   實驗中改變冷卻水的流量以改變Re準數(shù)的值。根據(jù)定性溫度（冷空氣進、出口溫度的算術平均值）計算對應的Pr準數(shù)值。同時，由牛頓冷卻定律，求出不同

18、流速下的傳熱膜系數(shù)值。進而算得Nu準數(shù)值。牛頓冷卻定律：                   （4-5）  式中：       傳熱膜系數(shù)，W/m2·；       傳熱量，；       總傳熱面積，m2；&

19、#160;      tm管壁溫度與管內流體溫度的對數(shù)平均溫差，。傳熱量Q可由下式求得：       （4-6）  式中：       W質量流量，kg/h；       Cp流體定壓比熱，J/kg·；       t1、t2流體進、出口溫度，；   

20、0;   定性溫度下流體密度，kg/m3；       V流體體積流量，m3/s。三、實驗原理    對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)，當流體無相變時對流傳熱準數(shù)關聯(lián)式的一般形式為：                         

21、60; (4-1)對于強制湍流而言，Gr準數(shù)可以忽略，故（4-2）本實驗中，可用圖解法和最小二乘法計算上述準數(shù)關聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。用圖解法對多變量方程進行關聯(lián)時，要對不同變量Re和Pr分別回歸。本實驗可簡化上式，即取n=0.4（流體被加熱）。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，再兩邊取對?shù)，即得到直線議程：（4-3）在雙對數(shù)坐標中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點的函數(shù)值代入方程中，則可得到系數(shù)A，即：（4-4） 用圖解法，根據(jù)實驗點確定直線位置有一定的人為性。而用最小二乘法回歸，可以得到最佳關聯(lián)結果。對多變量方程進行一次回歸，就能同時得到A、m。  

22、  對于方程的關聯(lián)，首先要有Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準數(shù)定義式分別為：實驗中改變空氣的流量以改變Re準數(shù)的值。根據(jù)定性溫度（空氣進、出口溫度的算術平均值）計算對應的Pr準數(shù)值。同時，由牛頓冷卻定律，求出不同流速下的傳熱膜系數(shù)值。進而算得Nu準數(shù)值。    牛頓冷卻定律：（4-5）式中：    傳熱膜系數(shù)，W/m2·；    傳熱量，；    總傳熱面積，m2；    tm管壁溫度與管內流體溫度的對數(shù)平均溫差，。傳熱量Q可由

23、下式求得：（4-6）式中：    W質量流量，kg/h；    Cp流體定壓比熱，J/kg·；    t1、t2流體進、出口溫度，；   定性溫度下流體密度，kg/m3；    V流體體積流量，m3/s。四、實驗步驟啟動風機：點擊電源開關的綠色按鈕，啟動風機，風機為換熱器的管程提供空氣打開空氣流量調節(jié)閥：啟動風機后，調節(jié)進空氣流量調節(jié)閥至微開，這時換熱器的管程中就有空氣流動了。打開蒸汽發(fā)生器的開關：在蒸汽發(fā)生器的右側。鼠標左鍵單擊開關，這時蒸汽發(fā)

24、生器就通電開始加熱，并向換熱器的殼程中供汽打開放氣閥：排出殘余的不凝氣體，使在換熱器殼程中的蒸汽流動通暢。數(shù)據(jù)讀?。毫髁坑嬜x數(shù)：在圖中點擊孔板流量計的壓差計出現(xiàn)讀數(shù)畫面。讀取壓差計讀數(shù)。經(jīng)過換算可得空氣的流量。讀取溫度：在換熱管或者測溫儀上點擊會出現(xiàn)溫度讀數(shù)畫面。讀取各處溫度數(shù)值。其中溫度節(jié)點1-9的溫度為觀察溫度分布用，在數(shù)據(jù)處理中用不到。蒸汽進出口及空氣進出口的溫度需要記錄。按自動記錄可由計算機自動記錄實驗數(shù)據(jù)。按退出按鈕關閉溫度讀取畫面。改變空氣流量調節(jié)閥開度，重復以上步驟，讀取810組數(shù)據(jù)。實驗結束后，先停蒸汽發(fā)生器，再?？諝狻Ｎ?、數(shù)據(jù)處理六、注意事項：（1）、學校的設備大都是需要用電

25、為差計測量電流然后計算溫度的，此套設備比較先進，采用了數(shù)字顯示儀表直接顯示溫度。（2）、關于排放不凝氣：如果不打開放氣閥，理論上套管內的壓力應該不斷增大，最后爆炸，實際上由于套管的密封程度不是很好，會漏氣，所以壓力不會升高很多，基本可以忽略。另外不凝氣的影響在實際是實驗中并不是很大，在仿真實驗中為了說明做了夸大。（3）蒸汽發(fā)生器：關于蒸汽發(fā)生器的控制和安全問題做了簡化。（4）傳熱實驗有兩個流程，另一個管內的介質為水，原理一樣，只是流程稍有不同。七、思考題1.觀察并比較三根傳熱管的傳熱速率，說明原因 答：保溫管的傳熱速率為76.116W，裸管的傳熱速率為91.277W，汽-水套管的傳熱速率為21

26、21.2W，因此傳熱速率：保溫管<裸管<汽水套管。保溫管的傳熱速率慢，是因為其壁較厚，而且材料的導熱系數(shù)??；裸管其次，是因為自然對流的條件下給熱系數(shù)很?。欢坠艿膫鳠嶙羁?，是因其為強制對流，給熱系數(shù)較大。 2.測定傳熱系數(shù)K時，按現(xiàn)實驗流程，用管內冷凝液測定傳熱速率與用管外冷卻水測定傳熱速率哪種方法更準確？為什么？如果改變流程，使蒸汽走環(huán)隙，冷卻水走管內，用哪種方法更準確？為什么？ 答：使用管內冷凝液進行熱量衡算更準確，因為它只與套管進行熱量交換，而管外冷卻水還與管外空氣進行對流換熱，得到的總傳熱系數(shù)偏大。如果改變流程，冷卻水走管內，則使用管內冷卻水進行熱量衡算更準確。 3.

27、汽包上裝有不凝氣排放口和冷凝液排放口，注意兩口的安裝位置特點并分析其作用。答：不凝氣排放口安裝在汽包上方，而冷凝液排放口在汽包下方。不凝氣排放口是為了排出水蒸氣中的不凝氣，防止其積累或者進入換熱管中，影響熱量衡算的準確性。冷凝液排放口也有相似作用，但位置不同。 4.若將汽-水套管的冷卻水出口、入口調換，則調換前后𝑡𝑚值是否相同？ 答：不同。原實驗裝置是逆流，平均溫差大，而調換后是并流，平均溫差較小。 5.在間壁兩側流體的對流給熱系數(shù)相差較大時，壁溫接近哪側溫度？欲提高K值，應從哪側入手？ 答：壁溫較接近大的一側流體的溫度。而當相差較大時，K更接近較小的一側，因此

28、，欲提高K值，應從較小的一側入手，增加該側的對流給熱系數(shù)。吸收實驗一、實驗目的： 1.學習填料塔的操作； 2. 測定填料塔體積吸收系數(shù)KYa二、實驗原理1、填料塔流體力學特性：   氣體通過干填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對數(shù)坐標系中用壓降對氣速作圖得到一條斜率為1.8-2的直線（圖中aa線）。而有噴淋量時，在低氣速時（C點以前）壓降也比例于氣速的1.8-2次冪，但大于同一氣速下干填料的壓降（圖中bc段）。隨氣速增加，出現(xiàn)載點（圖中c點），持液量開始增大，壓降-氣速線向上彎曲，斜率變大，（圖中cd段）。到液泛點（圖中d點）后在幾乎不變的氣速

29、下，壓降急劇上升。測定填料塔的壓降和液泛速度，是為了計算填料塔所需動力消耗和確定填料塔的適宜制作范圍，選擇合適的氣液負荷。2、傳質實驗： 填料塔與板式塔內氣液兩相的接觸情況有著很大的不同。在板式塔中，兩相接觸在各塊塔板上進行，因此接觸是不連續(xù)的。但在填料塔中，兩相接觸是連續(xù)地在填料表面上進行，需計算的是完成一定吸收任務所需填料高度。填料層高度計算方法有傳質系數(shù)法、傳質單元法以及等板高度法?？傮w積傳質系數(shù)KYa是單位填料體積、單位時間吸收的溶質量。它是反映填料吸收塔性能的主要參數(shù)，是設計填料高度的重要數(shù)據(jù)。  本實驗是水吸收空氣-氨混合氣體中的氨。混合氣體中氨的濃度很低。吸收

30、所得的溶液濃度也不高。氣液兩相的平衡關系可以認為服從亨利定律（即平衡線在x-y坐標系為直線）。故可用對數(shù)平均濃度差法計算填料層傳質平均推動力，相應的傳質速率方程式為：    所以：       其中式中：           GA單位時間內氨的吸收量kmol/h。            KYa總體積傳質系數(shù)kmol/m

31、3·h。            Vp填料層體積m3。            Ym氣相對數(shù)平均濃度差。            Y1氣體進塔時的摩爾比。         &#

32、160;  Ye1與出塔液體相平衡的氣相摩爾比。            Y2氣體出塔時的摩爾比。                     Ye2與進塔液體相平衡的氣相摩爾比。a、標準狀態(tài)下的空氣流量V0： (m3/h)  式中：V1空氣轉子流量計示值（m3/h）

33、0;       T0、P0標準狀態(tài)下的空氣的溫度和壓強        T1、P1標定狀態(tài)下的空氣的溫度和壓強        T2、P2使用狀態(tài)下的空氣的溫度和壓強b、標準狀態(tài)下的氨氣流量V0 (m3/h)  式中：V1氨氣轉子流量計示值（m3/h）        01標準狀態(tài)下氨氣的密度1.293(kg/m

34、3)        02標定狀態(tài)下氨氣的密度0.7810(kg/m3)    如果氨氣中純氨為98%，則純氨在標準狀態(tài)下的流量V0為：                            V0=0.98*V0c、惰性氣體的摩爾流量G：&#

35、160;              G=V0/22.4d、單位時間氨的吸收量GA：               GA=G*(Y1-Y2)e、進氣濃度Y1：               

36、60;               f、尾氣濃度Y2：                   式中：Ns加入分析盒中的硫酸當量濃度（N）         Vs加入分析盒中的硫酸體積（ml）  

37、       V濕式氣體流量計所得的空氣體積（ml）         T0標準狀態(tài)下的空氣溫度         T空氣流經(jīng)濕式氣體流量計時的溫度g、對數(shù)平均濃度差（Y）m                 

38、60;      Ye2=0                        Ye1=m x1*                   

39、;     P=大氣壓+塔頂表壓+（填料層壓差）/2                        m=E / P                   

40、;      x1=GA / Ls                  式中：                    E亨利常數(shù)      &

41、#160;             Ls單位時間噴淋水量 （kmol / h）                    P系統(tǒng)總壓強h、氣相總傳世單元高度：           &#

42、160;                    式中：                    G混合體氣通過塔截面的摩爾流速三、實驗步驟開關的綠色按鈕接通電源，就可以啟動風機，并開始工作測量干塔壓降打開空氣流量調節(jié)閥，調節(jié)空氣流量。由于氣體流量與氣體狀態(tài)有關，所以每個氣體流量計前都有壓差計（測表壓）和溫度計，和流量計共同使用，轉換成標準狀態(tài)下的流量進行計算和比較。將空氣流量調節(jié)閥的開度調節(jié)到100，稍許等待，進行下一步。鼠標左鍵點擊空氣的轉子流量計，讀取空氣的流量鼠標左鍵點擊空氣的