化原實(shí)驗(yàn)綜合--華東理工大學(xué)

1、填空（32）1. 化原實(shí)驗(yàn)的研究方法通常指：(1) 量綱分析法 (2)數(shù)學(xué)模型法 (3)過(guò)程分解與合成法 (4)過(guò)程變量分離法2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)方式通常有：(1)列表法 (2)圖解法 (3)數(shù)學(xué)方程式法3. 阻力實(shí)驗(yàn)的研究中涉及的量綱有 (1) M (2) L (3) T 基本變量為 (1)流體性質(zhì)：密度，黏度 (2)管路幾何尺寸：管徑d，管長(zhǎng)l，管壁粗糙度 (3)流動(dòng)條件：流速u(mài) 無(wú)因此數(shù)群有：(1) 雷諾數(shù)du (2) 相對(duì)長(zhǎng)度ld (3) 管壁相對(duì)粗糙度d4. 傳熱實(shí)驗(yàn)的研究中涉及的量綱有 (1) M (2) L (3) T (4) Q 基本變量為 (1)流體物理性質(zhì)：，cp， (2)

2、圓管壁面的特征尺寸：l (3)操作因素：流速u(mài) (4)產(chǎn)生自然對(duì)流的升力：gT 無(wú)因此數(shù)群有：(1) 雷諾數(shù)Re=lu (2) 努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu=al (3) 普朗特準(zhǔn)數(shù)cp (4) 格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)Gr=gTl322 5.傳熱實(shí)驗(yàn)設(shè)備是_套管_換熱器，熱流體是_飽和水蒸氣_，冷流體是_空氣_。熱流體的通道為換熱器的_管間_，冷流體的通道為換熱器的_管內(nèi)_實(shí)驗(yàn)中改變_冷_流體的流量同時(shí)保持_熱_流體的溫度不變，來(lái)考量對(duì)給熱系數(shù)的影響。一、填空1.流體流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)的一次性記錄信息（包括表達(dá)測(cè)試條件的文字條件）有：(1)流速u(mài)（流量qv） (2)直管段壓差p1 (3)局部段壓差p2 (4)流體溫度t

3、 (5)管路直徑d (6)直管長(zhǎng)度l2.泵特性曲線實(shí)驗(yàn)的一次性記錄信息（包括表達(dá)測(cè)試條件的文字條件）有：(1)泵兩端壓力p1 、p2 (2)離心泵電機(jī)功率Pe (3)流量qv (4)水溫 (5)進(jìn)、出口管徑d1、d23.過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)的一次性記錄信息（包括表達(dá)測(cè)試條件的文字條件）有：(1)過(guò)濾時(shí)間 (2)對(duì)應(yīng)的濾液量V (3)過(guò)濾面積A4.流體流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)的一次性記錄信息（包括表達(dá)測(cè)試條件的文字條件）有：(1)空氣流量qv (2)空氣進(jìn)、出口溫度t1、t2 (3)水蒸氣溫度T (4)內(nèi)管兩側(cè)壁溫tw上、tw下 (5)換熱器內(nèi)管直徑d(6)管長(zhǎng)l1、 填空題（65）1、 在阻力實(shí)驗(yàn)中，需要

4、測(cè)量壓差值的對(duì)象有 直管段壓差（光滑管、粗糙管）、局部段壓差，該實(shí)驗(yàn)裝置中安裝了 排氣閥、平衡閥、控制閥 三種閥，用于調(diào)節(jié)流量的是 控制 閥，理由是：通過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度控制流量。(1) 實(shí)驗(yàn)中需多次測(cè)量的原始數(shù)據(jù)為 流量qv，光滑直管段壓差，粗糙直管段壓差，局部段壓差 。 測(cè)定直管阻力損失的實(shí)驗(yàn)管徑為29mm，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)曲線如下圖所示，如果待設(shè)計(jì)的管路與本粗糙管管材管徑相同，且 /d=0.006，若Re=100000，那么阻力系數(shù)取值約為_(kāi)。2離心泵進(jìn)口管管徑通常_>_（>,<,=）出口管管徑，這是為了減小_吸入阻力_，避免_發(fā)生氣蝕_，提高_(dá)出口壓力_。離心泵在啟動(dòng)前一般要引

5、水灌泵，這是為了防止_氣縛現(xiàn)象_。為了成功進(jìn)行灌泵，進(jìn)口管前段通常裝有_底閥_。離心泵是流體輸送的動(dòng)力設(shè)備。工程應(yīng)用時(shí)必須與對(duì)應(yīng)的管路阻力損失相匹配。離心泵的工作點(diǎn)是_泵特性曲線和管路特性曲線_的交點(diǎn)。為了改變工作點(diǎn)以滿足流量調(diào)節(jié)的需要，操作室，既可以通過(guò)調(diào)節(jié)管路出口閥，改變_管路特性曲線_來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)設(shè)定離心泵的供電頻率，改變_泵特性曲線_來(lái)實(shí)現(xiàn)。從節(jié)能角度出發(fā)，上述_設(shè)定離心泵的供電頻率，改變泵特性曲線_的方法更合理。3. 在過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中，離心泵所起的作用有_循環(huán)_、_攪拌_，濾液收集在_清液槽_內(nèi)，該容器放在_電子秤_上，操作中，過(guò)濾壓強(qiáng)是通過(guò)_壓力調(diào)節(jié)閥_控制的。本實(shí)驗(yàn)中，板框過(guò)濾

6、器共有_3_組，濾布安裝在_濾板上_，過(guò)濾面積有_6_個(gè)，若過(guò)濾器直徑為d，則q的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)，qe的物理含義是_形成與過(guò)濾介質(zhì)阻力相當(dāng)?shù)臑V餅層的虛擬濾液量_，在解決真實(shí)而復(fù)雜的過(guò)濾問(wèn)題時(shí)1、 填空題（各1）1. 離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，灌泵后忘關(guān)引水閥，會(huì)出現(xiàn) 水箱水位上升 或水位下降 或 壓頭下降 現(xiàn)象。離心泵安裝底閥是為了 灌泵，離心泵的進(jìn)口管徑 大于 出口管徑，原因是 減小阻力，測(cè)量揚(yáng)程曲線時(shí)，在泵的進(jìn)口端安裝 真空表，單位是mmHg，MPa，若該表離離心泵較遠(yuǎn)，則測(cè)出的揚(yáng)程比實(shí)際值 小，在泵的出口端安裝 壓力表，單位是MPa，若該表離離心泵較遠(yuǎn)，則測(cè)出的揚(yáng)程比實(shí)際值 小。實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)

7、采用 非均勻布點(diǎn)，最小流量為 0 ，當(dāng)控制閥關(guān)小時(shí)，功率表讀數(shù) 減小，揚(yáng)程 增大，效率 不確定，流量誤差Q=2.271*10-2L/S,坐標(biāo)比例尺為 44.03mm/（L/S）,實(shí)際標(biāo)繪為了應(yīng)用方便，選取為40mm/（L/S）或50mm/（L/S），若流量最大測(cè)量值為3L/S，需要的坐標(biāo)紙最小尺寸是120mm，工業(yè)上選用泵時(shí)，一般根據(jù)生產(chǎn)工藝要求的揚(yáng)程 和流量 來(lái)決定泵類(lèi)型和型號(hào)。2. 過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)采用的工程處理方法 數(shù)學(xué)模型法，液體在濾餅空隙中流動(dòng)屬于 爬流，過(guò)濾設(shè)備采用 板框式過(guò)濾器，共3層濾板，過(guò)濾介質(zhì)為 濾布和濾餅，懸浮液為 碳酸鈣水溶液，離心泵在該實(shí)驗(yàn)中起 輸送、提供壓力和攪拌

8、作用，操作壓力0.03MPa下的過(guò)濾常數(shù)K比0.02MPa的 大，原料液濃度越大，剛開(kāi)始過(guò)濾時(shí)過(guò)濾速度 慢，出現(xiàn)清流時(shí)間 短，工業(yè)上，經(jīng)常采用減小阻力 的辦法來(lái)強(qiáng)化過(guò)濾操作。2、 分析題（簡(jiǎn)述）（10）1、 測(cè)得直管阻力偏小，可能的原因是：(1)所用粗糙管在長(zhǎng)期使用后粗糙度降低(2)測(cè)量過(guò)程中所測(cè)壓差值小于實(shí)際值，或流量的測(cè)定偏小，導(dǎo)致值偏小(3)所使用的水已經(jīng)在蓄水池中存放多時(shí)，且并不干凈，不能保證其黏度、密度等參數(shù)與理想狀態(tài)相同(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水溫升高，降低了水的黏度2、 冷流體的給熱系數(shù)的變化幅度明顯大于熱流體的可能原因：Nu=l= a0ReaPrb 對(duì)于Pr的影響，當(dāng)流體被加熱時(shí)b=0

9、.4；當(dāng)流體被冷卻時(shí)b=0.3。所以冷流體的給熱系數(shù)的變化幅度明顯大于熱流體3、 實(shí)驗(yàn)操作（8）1. 阻力實(shí)驗(yàn)的操作步驟按先后順序排序：（1）讀取記錄壓差值（2）向離心泵引水（3）開(kāi)變頻器（4）總管排氣（5）壓差計(jì)排氣（6）開(kāi)平衡閥（7）記錄管子的長(zhǎng)度（8）引壓管排氣。合理的先后順序是（數(shù)字）：記錄管子的長(zhǎng)度開(kāi)平衡閥向離心泵引水開(kāi)變頻器總管排氣引壓管排氣壓差計(jì)排氣讀取記錄壓差值2.離心泵實(shí)驗(yàn)的操作步驟按先后順序引水管泵排氣（打開(kāi)排氣閥，引水排氣后關(guān)閉）關(guān)閉出口控制閥，顯示儀表電源開(kāi)關(guān)啟動(dòng)泵調(diào)節(jié)qv讀取記錄壓差值3.傳熱實(shí)驗(yàn)的操作步驟按先后順序（1）開(kāi)啟一段時(shí)間并開(kāi)閉蒸汽管路排除凝水閥門(mén)（2）（

10、3）排除換熱器內(nèi)蒸汽 不凝性氣體（4）開(kāi)冷流體流量計(jì)（5）開(kāi)蒸汽閥（6）關(guān)閉平衡閥合理的先后順序是（數(shù)字）：開(kāi)冷流體流量計(jì)開(kāi)蒸汽閥開(kāi)啟一段時(shí)間并開(kāi)閉蒸汽管路排除凝水閥門(mén)排除換熱器內(nèi)蒸汽，不凝性氣體開(kāi)啟儀表電源4、 計(jì)算（20）1. （10）實(shí)驗(yàn)獲知，管內(nèi)徑=20mm，管長(zhǎng)=50m,直管阻力=250kpa，流量=75L/S，實(shí)驗(yàn)起始溫度24，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)溫度26，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)：A;試計(jì)算直管阻力。A的物性數(shù)據(jù)如下：溫度 黏度，cp 密度，kg/dm324 1.0 100226 0.98 9982、 作圖計(jì)算題 某過(guò)濾裝置，恒壓操作，濾液與時(shí)間數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：，sec67127196261335497q*1

11、02,m3/m22.834.245.766.757.889.97恒壓過(guò)濾方程為 q2+2qqe=K請(qǐng)將方程轉(zhuǎn)換為線性方程并在直角坐標(biāo)紙上用作圖法求K,q。5、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（30）請(qǐng)?jiān)谔坠軅鳠嵫b置上增加測(cè)定水流流經(jīng)該裝置的阻力要求：1.兼具冷熱流體給熱系數(shù)測(cè)定，換熱器傳熱系數(shù)測(cè)定、流體流動(dòng)阻力測(cè)定功能；2、 繪制流程圖；3、 列出檢測(cè)儀儀表一覽表，說(shuō)明精度要求，量程要求；4、 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟；5、 列出一次性記錄的原始數(shù)據(jù)；6、 列出重復(fù)記錄數(shù)據(jù)表；7、 給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理公式。2、 設(shè)計(jì)題（35） 化工原理實(shí)驗(yàn)中心創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，曾向外單位購(gòu)置了單殼程雙管程列管換熱器和板式換熱器各一臺(tái)，傳熱面積

12、均是6m2，為考察這兩臺(tái)換熱器的傳熱效果，而對(duì)它們性能標(biāo)定，然后進(jìn)行優(yōu)劣排序，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定流程（傳熱介質(zhì)為冷水和低壓蒸汽）。 1.實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)單說(shuō)明（5） 2.畫(huà)出實(shí)驗(yàn)標(biāo)定流程圖，標(biāo)明檢測(cè)儀器名稱與位置、相關(guān)操作點(diǎn)的位置，以及必要的設(shè)備部件、注明流體走向(15) 3.設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)表（10） 4.寫(xiě)出數(shù)據(jù)處理所謂的計(jì)算公式（5）流體流動(dòng)阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在管壁相對(duì)粗糙度/d 一定時(shí)，測(cè)定流體流經(jīng)直管的摩擦阻力，確定摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re 之間的關(guān)系：測(cè)定流體流經(jīng)閥門(mén)或彎頭及其它管件時(shí)的局部阻力系數(shù)。 要求掌握用因次分析法處理管路阻力問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法， 并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定和 Re；流量閥

13、門(mén)開(kāi)度流速流量計(jì)P：2個(gè)壓差計(jì)密度：溫度計(jì)再配上變頻器、水槽、泵、閥門(mén)、管件等組建成以下循環(huán)管路。計(jì)算：u=q/A Re= 得Re hf = 得與hf 同理h得實(shí)驗(yàn)步驟1.關(guān)閉出口閥，打開(kāi)兩個(gè)平衡閥，打開(kāi)光滑管引壓閥、光滑管切換閥、彎頭引壓閥，關(guān)閉其它所有閥；打開(kāi)引水閥灌泵，放氣，然后關(guān)閉引水閥；檢查出口閥處于關(guān)閉狀態(tài)；啟動(dòng)泵。2.系統(tǒng)排氣（1）總管排氣：出口閥開(kāi)足5秒后關(guān)閉，重復(fù)三次，目的為了使總管中的大部分氣體被排走。（2）引壓管排氣：依次對(duì)4個(gè)放氣閥進(jìn)行排氣，開(kāi)、關(guān)三次。（3）壓差計(jì)排氣：關(guān)閉2個(gè)平衡閥，重復(fù)（2）步驟。3.檢驗(yàn)排氣是否徹底是將控制閥開(kāi)至最大，再關(guān)至為零，看壓差變送器計(jì)讀

14、數(shù)，若前后讀數(shù)相等，則判斷系統(tǒng)排氣徹底；若前后讀數(shù)不等，則重復(fù)上述23步驟。泵出口壓力表最大，真空表最小。4.由于系統(tǒng)的流量計(jì)量采用渦輪流量計(jì)，其小流量受到結(jié)構(gòu)的限制，因此，從大流量做起，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。5.實(shí)驗(yàn)布點(diǎn) 先將控制閥開(kāi)至最大，讀取流量顯示儀讀數(shù)qv大，在qv大和流量為0.2之間布15個(gè)點(diǎn)，考慮實(shí)驗(yàn)的合理布點(diǎn)，遵從大流量時(shí)少布點(diǎn)，小流量時(shí)多布點(diǎn)的原則。6.光滑管阻力和彎頭局部阻力的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)平衡閥，關(guān)閉阻力控制閥；7.切換流體至粗糙管和閥門(mén)，關(guān)閉其它所有閥；8.重復(fù)步驟5，得到粗糙管阻力和彎頭局部阻力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。9.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)平衡閥，關(guān)閉阻力控制閥，打開(kāi)離心泵控制閥，進(jìn)

15、行離心泵特性曲線測(cè)定。掌握管“平衡閥”的功能和用法；用來(lái)改變流經(jīng)閥門(mén)的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力，平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配，各支路同時(shí)按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求，起到平衡的作用。平衡閥在投運(yùn)時(shí)是打開(kāi)的，正常運(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的。熟悉各種壓力計(jì)、流量計(jì)的正確使用方法。 測(cè)流量用轉(zhuǎn)子流量計(jì)、測(cè)壓強(qiáng)用U形管壓差計(jì)，差壓變送器。轉(zhuǎn)子流量計(jì)，隨流量的大小，轉(zhuǎn)子可以上、下浮動(dòng)。U形管壓差計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、經(jīng)濟(jì)。差壓變送器，將壓差轉(zhuǎn)換成直流電流，直流電流由毫安表讀得，再由已知的壓差電流回歸式算出相應(yīng)的壓差，可測(cè)大流量下的壓強(qiáng)差。根據(jù)管

16、道流體阻力測(cè)定的讀數(shù)，列舉1米直管在某一流量下的阻力Hf和摩擦系數(shù)； 在某一流量下的局部阻力Hf和局部阻力系數(shù)的計(jì)算過(guò)程答： 計(jì)算條件 差壓計(jì)指示液及水的密度：Hg 13950 kg/m3 CCl4 1596 kg/m3實(shí)驗(yàn)溫度 20 H2O 998.2 kg/m3 實(shí)驗(yàn)裝置提供的有關(guān)系數(shù)： a =0.3393 n=0.1589求 實(shí)驗(yàn)裝置流量最大時(shí)一米直管的流體阻力Hf ；摩擦系數(shù) 值。 求 實(shí)驗(yàn)裝置流量最大時(shí)兩米直管內(nèi)，截止閥的局部阻力Hf ；局部阻力系數(shù) 值。 為什么本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)須在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？答：對(duì)數(shù)可以把乘、除因變成加、減，用對(duì)數(shù)坐標(biāo)既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù)擴(kuò)大取值

17、范圍，使坐標(biāo)點(diǎn)更為集中清晰，作出來(lái)的圖一目了然。測(cè)得水銀水差壓計(jì)的讀數(shù)為Rf（mHg），證明Rf與阻力的關(guān)系為：Hf=12.6Rf·g （J/kg）答：設(shè)環(huán)境溫度為20，水銀的密度Hg=13590（kg/m3）水的密度H2O=998.2（kg/m3）證明如下： 緊靠孔板流量計(jì)前后測(cè)得的壓差，是否代表流體通過(guò)流量計(jì)的永久阻力損失？為什么？答：測(cè)得的壓差不代表流體通過(guò)流量計(jì)的永久阻力損失。流量計(jì)測(cè)得的壓差P一方面由流體流經(jīng)孔板產(chǎn)生的永久阻力P1，另一方面由流體流經(jīng)孔板的流速變化也將產(chǎn)生一定的阻力P2。實(shí)驗(yàn)裝置各壓差計(jì)上的“平衡閥”（旁通閥）有何作用？在什么狀況下進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉操作？答：平

18、衡閥用以調(diào)節(jié)壓差計(jì)兩臂液柱的平衡。在實(shí)驗(yàn)裝置啟動(dòng)運(yùn)行或結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡閥應(yīng)該處在開(kāi)啟狀態(tài)；在實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)空氣是否排凈或測(cè)量阻力數(shù)據(jù)是平衡閥應(yīng)該處在關(guān)閉狀態(tài)。如何檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置中的空氣已經(jīng)排凈?答：排空氣操作后，在離心泵運(yùn)行的狀態(tài)下，關(guān)閉管路中的流量調(diào)節(jié)閥和各壓差計(jì)上的平衡閥，觀察各壓差計(jì)上的讀數(shù)為0是時(shí)，表示系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)排凈。填空：為了防止臟物進(jìn)入系統(tǒng)造成堵塞，在泵的入口加裝過(guò)濾器。為了保證系統(tǒng)滿灌，裝置的出口端應(yīng)高于測(cè)試段或?qū)⒖刂崎y安裝在出口端。止逆底閥：灌泵時(shí)防止液體流掉為了排除管路的殘留氣體，在裝置的最高處裝設(shè)排氣閥。為了試驗(yàn)結(jié)束排空系統(tǒng)中的液體或定期更換水箱中的水，在循環(huán)底部裝

19、設(shè)排泄閥渦輪流量計(jì)和側(cè)壓口在安裝時(shí)須垂直且保證前后有足夠的直管穩(wěn)定段和水平度離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定一定轉(zhuǎn)速下的離心泵特性曲線泵的特性是指泵在一定轉(zhuǎn)速下，其揚(yáng)程、功率、效率 與流量關(guān)系。要求熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)并掌握其操作方法；液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體在離心力作用下產(chǎn)生高速度，告訴液體經(jīng)過(guò)逐漸擴(kuò)大的泵殼通道，動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。學(xué)會(huì)用直接實(shí)驗(yàn)法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)并測(cè)定離心泵的特性曲線；對(duì)泵的進(jìn)出口取1-1截面與2-2截面，建立機(jī)械能衡算式： +h1+He=+h2+ (1) He= (2)從方程式(2)可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)規(guī)劃方法是：P1實(shí)驗(yàn)裝置中在泵的進(jìn)口管上裝有真空表； P2實(shí)驗(yàn)裝置中在泵的出口管

20、上裝有壓力表；和溫度有關(guān)，由溫度計(jì)測(cè)量流體溫度；由功率表計(jì)量電機(jī)輸入功率Pa；u管路中需安裝流量計(jì)，確定流體的流速u(mài)，欲改變u需閥門(mén)控制；除以上儀表外，配上泵、變頻器、管件、閥門(mén)、水槽等部件組合成循環(huán)管路。實(shí)驗(yàn)操作原理是：按照管路特性曲線和泵特性曲線的交點(diǎn)作為泵的工作點(diǎn)這原理，改變管路阻力可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度加以實(shí)現(xiàn)，使管路特性曲線上的工作點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，再將一系列移動(dòng)的工作點(diǎn)的軌跡連接起來(lái)，就是泵的揚(yáng)程曲線。計(jì)算： He= Pe=HeQg=Pe/P軸熟悉功率表的正確使用方法；選擇-連接-讀數(shù)掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差分析確定直角坐標(biāo)分度比例的方法。 為了得到理想的圖形，在已知量和的誤差與的情況下，比例尺的

21、取法應(yīng)使實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)”的邊長(zhǎng)為，并且使，則X軸的比例尺M(jìn)x為：1/X mm， 根據(jù)離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的讀數(shù)，列舉某一流量Qi（m3/s）下的實(shí)際揚(yáng)程H；軸功率N；總效率的計(jì)算過(guò)程，并提供數(shù)據(jù)完整的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果表和繪制HQ；NQ；Q特性曲線圖。答： 計(jì)算條件： 進(jìn)出口壓力、真空表間的垂直距離hO=0.125（m）； 按傳=1計(jì)進(jìn)出口管內(nèi)徑d1 = 0.048（m） d2 = 0.031（m）根據(jù)電機(jī)編號(hào)1194的效率與電機(jī)輸入功率（W）曲線圖，查得電機(jī)效率電（%）數(shù)據(jù)表你列如下。計(jì)算示例： a. 功率1=格數(shù)1×C=48×40=1920（W） b流速計(jì)算 c.揚(yáng)程計(jì)算

22、 d.軸功率計(jì)算 e.總效率計(jì)算 離心泵啟動(dòng)前為什么要先灌水排氣？答：為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。離心泵啟動(dòng)前為何要引水灌泵？若灌泵后仍不能正常運(yùn)行，你認(rèn)為是什么原因？答：離心泵啟動(dòng)前引水灌泵，可避免泵腔產(chǎn)生氣縛，也有利于泵進(jìn)口的吸人真空度。倘若灌泵后仍不能正常運(yùn)行，原因有幾個(gè)方面：a 底閥銹蝕不能自動(dòng)打開(kāi)，b 進(jìn)口管污物堵塞，c 水面上方至泵腔明顯的空氣泄漏點(diǎn)，d 泵的安裝高度大于泵的實(shí)際吸入揚(yáng)程，e離心泵的入口沒(méi)有裝逆止閥。能否在離心泵的進(jìn)口管處安裝調(diào)節(jié)閥？為什么？答：不能。因?yàn)樵陔x心泵的進(jìn)口管處安裝調(diào)節(jié)閥，會(huì)增加吸入管路的壓頭損失，也有出現(xiàn)增加葉輪汽蝕可能性。兩臺(tái)同型號(hào)的離心泵并聯(lián)，其流量能否

23、增加一倍？若兩泵串聯(lián)，其揚(yáng)程能否增加一倍？答：由于流量的增大使管路阻力增加，因此兩臺(tái)同型號(hào)的離心泵并聯(lián)后的總流量必然低于原單臺(tái)泵流量的兩倍。兩臺(tái)泵串聯(lián)操作的總壓頭必然低于單臺(tái)泵壓頭的兩倍。啟動(dòng)泵前為什么要先關(guān)閉出口閥，待啟動(dòng)后，再逐漸開(kāi)大？而停泵時(shí)，也要先關(guān)閉出口閥？答：防止電機(jī)過(guò)載。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率。根據(jù)離心泵特性曲線，當(dāng)Q=0時(shí)軸功率最小，電動(dòng)機(jī)輸出功率也最小，不易被燒壞。而停泵時(shí)，使泵體中的水不被抽空，另外也起到保護(hù)底閥的作用，同時(shí)也避免啟動(dòng)脈沖電流過(guò)大而損壞電機(jī)和儀表。啟動(dòng)離心泵時(shí)，為什么先要按下功率表分流開(kāi)關(guān)綠色按鈕？答：為了保護(hù)功率表。離心泵特性曲線測(cè)定過(guò)程中Q=

24、0點(diǎn)不可丟，為什么？ 答：Q=0點(diǎn)是始點(diǎn)，它反映了初始狀態(tài)。離心泵流量增大時(shí)，壓力表與真空表的數(shù)值如何變化？為什么？答：流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大，而出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)越小。流量越大，需要推動(dòng)力即水池面上的大氣壓強(qiáng)與泵入口處真空度之間的壓強(qiáng)差就越大。大氣壓不變，入口處壓強(qiáng)就應(yīng)該越小，而真空度越大，出口處壓強(qiáng)表的讀數(shù)變小。為什么調(diào)節(jié)離心泵的出口閥門(mén)可調(diào)節(jié)其流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其它方法調(diào)節(jié)泵的流量？答：調(diào)節(jié)出口閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)際上是改變管路特性曲線，改變泵的工作點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)其流量。這種方法優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷、流量可以連續(xù)變化，缺點(diǎn)是閥門(mén)關(guān)小時(shí)，增大流動(dòng)阻力，多消耗一部分能量、不很經(jīng)

25、濟(jì)。也可以改變泵的轉(zhuǎn)速、減少葉輪直徑，生產(chǎn)上很少采用。什么情況下會(huì)出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象？答：當(dāng)泵的高度過(guò)高，使泵內(nèi)壓力低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過(guò)程中引起的剝蝕現(xiàn)象。離心泵應(yīng)選擇在高效率區(qū)操作，你對(duì)此如何理解？答：離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)，通常稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。離心泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)工作最經(jīng)濟(jì)，由于種種因素，離心泵往往不可能正好在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。離心泵在其進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥門(mén)是否合理？為什么？答：不合理，因?yàn)樗畯乃鼗蛩漭斔偷剿每康氖且好嫔系拇髿鈮号c泵入口處真空度產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，將水從水箱壓入泵體，在進(jìn)口管安裝閥門(mén)，

26、無(wú)疑增大這一段管路的阻力，而使流體無(wú)足夠的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)這一流動(dòng)過(guò)程。為什么在離心泵進(jìn)口管下安裝底閥？從節(jié)能觀點(diǎn)看，底閥的裝設(shè)是否有利？你認(rèn)為應(yīng)如何改進(jìn)？答：底閥是單向止逆閥，水只能從水箱或水池抽到泵體，而絕不能從泵流回水箱，目的是保持泵內(nèi)始終充滿水，防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。從節(jié)能觀點(diǎn)看，底閥的裝設(shè)肯定產(chǎn)生阻力而耗能。既不耗能，又能防止水倒流，這是最好不過(guò)的了。為什么停泵時(shí)，要先關(guān)閉出口閥，再關(guān)閉進(jìn)口閥？答：使泵體中的水不被抽空，另外也起到保護(hù)底閥的作用過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在恒壓操作條件下測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K和 qe。 要求掌握用數(shù)學(xué)模型法處理過(guò)濾問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法，過(guò)濾問(wèn)題的處理方法(1)過(guò)濾操作是非定

27、態(tài)操作，但由于濾餅厚度變化緩慢，可視為擬定態(tài)過(guò)程。(2)過(guò)濾操作阻力大，流體通過(guò)顆粒床層是一種極慢流動(dòng)，視為爬流，阻力損失取決于顆粒表面積。數(shù)學(xué)模型的步驟 將復(fù)雜的真實(shí)過(guò)程簡(jiǎn)化成易于用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)的物理模型； 對(duì)所得的物理模型進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，即建立數(shù)學(xué)模型； 通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)學(xué)模型的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)并測(cè)定模型參數(shù)。過(guò)濾問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型方法將流體通過(guò)真實(shí)的濾餅床層的復(fù)雜過(guò)程簡(jiǎn)化為流體通過(guò)一組平行管束的簡(jiǎn)單過(guò)程，后者一組平行管束即為簡(jiǎn)化了的物理模型，并假設(shè)前后二者：比表面積a相等；空隙率相等。并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)濾常數(shù) K和 qe；t：計(jì)算機(jī)采集q：清液體積數(shù)K：需要恒定壓力步驟：1、安裝過(guò)濾器（底座，支

28、撐板（孔面朝下），濾布（先潤(rùn)濕）濾框，分布板，蓋板，螺母）2、先把壓力調(diào)到最大，開(kāi)物料泵，均勻后測(cè)波美度(1.02%-1.04%)，檢查濾液放盡閥是否關(guān)閉。3、打開(kāi)軟件，輸入。一個(gè)同學(xué)操作計(jì)算機(jī)（一有濾液就按），一個(gè)同學(xué)放氣3次，然后一個(gè)同學(xué)調(diào)節(jié)壓力，恒壓后再按一下鼠標(biāo)。 掌握用最小二乘法和作圖法求取過(guò)濾常數(shù)的方法；熟悉過(guò)濾設(shè)備的一般構(gòu)造。據(jù)板框壓濾機(jī)實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩種過(guò)濾條件下的過(guò)濾常數(shù)K1和K2；過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積Ve1和Ve2；過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量過(guò)濾時(shí)間e1和e2。并提供數(shù)據(jù)完整的原始數(shù)據(jù)表。答：a.原始數(shù)據(jù)記錄表過(guò)濾介質(zhì)（濾布）直徑d=120mm，數(shù)量2塊?？傔^(guò)濾面積： （m

29、2） A2=0.022622=5.116×10-4過(guò)濾常數(shù)計(jì)算： 100kPa 組 120kPa 組K1=2/S·A2=2/46.313·(2.262×10-2)2 K2=2/S·A2=2/18.855·5.116×10-4=84.4 （m3/s） =207.3 （m3/s）過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積：Ve=I/S=24.229/46.313= 0.5232（m3） Ve=I/S=1.1895/18.855=0.063（m3）過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液時(shí)間： e=Ve2/K·A2=0.52322/84.4·5.116

30、×10-4 e=Ve2/K·A2=0.0632/207.3·5.116×10-4 =6.339 （S） =0.037 （S） 過(guò)濾剛開(kāi)始時(shí)，為什么濾液經(jīng)常是渾濁的？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候?yàn)V布沒(méi)有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會(huì)通過(guò)濾布，從而濾液是渾濁的。當(dāng)一段時(shí)間后，待過(guò)濾液體中的固體會(huì)填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過(guò)濾布，此時(shí)的液體就會(huì)變得清澈。在過(guò)濾初始階段，為什么可見(jiàn)濾液是由渾濁變清？ 答：過(guò)濾介質(zhì)中微孔通道的直徑可能大于懸浮液中部分顆粒直徑，因此，過(guò)濾初期會(huì)有一些小顆粒穿過(guò)而使濾液渾濁，但是顆粒會(huì)在孔道中迅速地發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，使小于孔道直徑

31、的細(xì)小顆粒也能被攔截，并開(kāi)始形成濾餅，由此濾液變清，過(guò)濾才有效進(jìn)行。請(qǐng)闡述板框壓濾機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合。答：板框壓濾機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、占地面積較小過(guò)濾面積較小，操作強(qiáng)度高，適應(yīng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)；間歇操作，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，濾布損耗也比較快。適應(yīng)與中小規(guī)模的生產(chǎn)場(chǎng)合。實(shí)驗(yàn)板框壓濾機(jī)的操作分哪幾個(gè)階段？答:按實(shí)驗(yàn)要求配制濾漿漿攪拌開(kāi)泵將濾漿打入衡壓罐并攪拌組裝板框壓濾機(jī)衡壓罐加壓將濾漿按實(shí)驗(yàn)設(shè)定的壓力打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾對(duì)設(shè)定的單位濾液量進(jìn)行計(jì)時(shí)并記錄過(guò)濾結(jié)束用衡壓水罐的水對(duì)濾餅進(jìn)行清洗打開(kāi)板框壓濾機(jī)取出濾餅并對(duì)板框壓濾機(jī)及管路進(jìn)行清洗。若操作壓力提高一倍，過(guò)濾效率是否增加一倍？答

32、: 不。根據(jù)單位過(guò)濾面積獲得的濾液體積計(jì)算公式可知： ，濾漿特性常數(shù)，因此相同濾漿和時(shí)間 ，結(jié)論：過(guò)濾效率與壓力成正比但不成倍數(shù)。在恒定過(guò)濾中，初始階段為什么不采取恒定操作？答：因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之后才能開(kāi)始等壓過(guò)濾。恒壓過(guò)濾時(shí)，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，過(guò)濾速率如何變化？答：因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，濾餅不斷變厚致使阻力逐漸增加，因而過(guò)濾速率逐漸變小。如果濾液的粘度比較大，你考慮用什么方法改善過(guò)濾速率？答：（1）使用助濾劑，改善濾餅特性；（2）加熱濾漿，降低濾液粘度；（3）使用絮凝劑，改變顆粒聚集狀態(tài)；（4）限制濾餅厚度，降低過(guò)濾阻力、恒壓過(guò)濾時(shí),欲增加過(guò)濾速率,可行的措施有哪些?

33、A.添加助濾劑 B.控制過(guò)濾溫度 C.選擇合適的過(guò)濾介質(zhì) D.控制濾餅厚度當(dāng)操作壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，其K值是否也增大一倍，是得到同樣的過(guò)濾量時(shí)，其過(guò)濾時(shí)間是否縮短一半？答：不是的，dv/d=A2P/rv(v+ve), dv/d是代表過(guò)濾速率，它隨著過(guò)濾的進(jìn)行，它是一個(gè)逐漸減少的過(guò)程，雖然P增大一倍，表面上是時(shí)間減少一倍，但過(guò)濾速率減少，所以過(guò)濾得到相同的濾液，所需的時(shí)間不是原來(lái)的一半，比一半要多。流體對(duì)流給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定飽和水蒸汽和冷水在套管換熱器中對(duì)流傳熱管內(nèi)、管外的對(duì)流給熱系數(shù)i和o；測(cè)定總傳熱系數(shù)K。 要求掌握用因次分析法處理流體對(duì)流傳熱問(wèn)題、用過(guò)程分解與合成的方法

34、解決整個(gè)傳熱過(guò)程問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，并規(guī)劃組織實(shí)驗(yàn)測(cè)定1、0和 K，qc-空氣流量計(jì)1個(gè)；t1、 t2 -冷流體進(jìn)、出口溫度計(jì)2個(gè)；T-水蒸汽溫度計(jì)1個(gè)；tw上、 tw下 -上壁溫、下壁溫 熱電偶溫度計(jì)2個(gè)；P -裝1個(gè)壓力表；實(shí)驗(yàn)步驟：流程：蒸汽發(fā)生爐電加熱板產(chǎn)生蒸汽，通過(guò)管道輸送到套管換熱器，進(jìn)入套管殼層，進(jìn)行熱交換產(chǎn)生冷凝液沿銅管管壁流回蒸汽發(fā)生爐。冷空氣通過(guò)氣源，經(jīng)過(guò)流量計(jì)（旁路，出去的多進(jìn)來(lái)的就少），送到換熱器底部（t1），熱交換后到頂層（t2）。水蒸氣溫度設(shè)定為105，由溫控儀控制。測(cè)壁溫的2個(gè)熱電偶溫度計(jì)在銅管表面。一共5個(gè)溫度。t2穩(wěn)定5分鐘后采集一組。配上套管換熱器、蒸汽發(fā)生爐、

35、疏水器、閥門(mén)管路、涼水塔系統(tǒng)組成如下實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)作圖和（或）最小二乘法求取努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re和普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr 之間的關(guān)系；了解并分析影響對(duì)流給熱系數(shù)的工程因素和強(qiáng)化傳熱的途徑，20A流體的物理性質(zhì)：密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度B 引起對(duì)流的原因：自然、強(qiáng)制C、流體的流動(dòng)形態(tài) 層流 比湍流小D、流體的相態(tài)變化E、傳熱面的幾何尺寸傳熱的阻力主要在邊界層強(qiáng)化傳熱： 1）增大傳熱面積A2）增大平均溫度差 3）增大傳熱系數(shù)K計(jì)算：熱量衡算式：傳熱速率式：其中：熱量衡算式：傳熱速率式： 其中： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列舉某一設(shè)定的空氣質(zhì)量流量W狀態(tài)下，Re、Nu的計(jì)算過(guò)程。注：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表tw2為空氣進(jìn)

36、口側(cè)換熱管壁溫，tw1為空氣出口側(cè)換熱管壁溫答：計(jì)算條件 質(zhì)量流量 W=0.023（kg/s）； 換熱管內(nèi)徑 di=32.82×3.5=25.8×103 m換熱管長(zhǎng)度 l =1.45m; 換熱管流通截面積 S=（25.8×103）2×0.7854=5.23×104 換熱面積 A1=·di·l=×25.8×103×1.45=0.1175（m2） 進(jìn)、出換熱器的空氣溫度 T1=80、T2=52.5；熱空氣進(jìn)、出口的算術(shù)平均溫度（定性溫度）：T平均（8052.5）÷2 =66.25（）查表得

37、：空氣黏度=2.04×105（ Pa·s）比熱Cp=1.008kJ/kg. 導(dǎo)熱系數(shù)=2.94×10-2 (W/m·K) 空氣進(jìn)、出口側(cè)對(duì)應(yīng)的換熱管管壁溫度 tw1=33.5、tw2=20 由于質(zhì)量流速 質(zhì)量流量/流通截面，因此：求：該流量狀態(tài)下的雷諾值： 該流量狀態(tài)下的努塞爾準(zhǔn)數(shù)： （) （W/m2.K）為何要把實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)聯(lián)成Nu Re的準(zhǔn)數(shù)方程式的形式，而不用 W來(lái)關(guān)聯(lián)？答：影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素太多，如：流體的種類(lèi)和相變化；流體的特性（、cp、）；流體溫度；流體的流動(dòng)狀態(tài)；流體流動(dòng)的原因；傳熱面的形狀、位置和大小。因此要以質(zhì)量流量W來(lái)關(guān)聯(lián)，建立一個(gè)

38、通式來(lái)求各種條件下的是很困難的，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)聯(lián)成Nu Re的準(zhǔn)數(shù)間的關(guān)系形式，即可求得不同情況下的的關(guān)聯(lián)式。分析強(qiáng)化傳熱過(guò)程有哪些途徑？在不改變本系統(tǒng)中套管式換熱器型式的前提下，如何提高其傳熱速率？答：按照傳熱速率方程Q=KStm（化原教材上冊(cè)P229公式4-43）可知，強(qiáng)化傳熱的途徑有：1） 增加傳熱面積S（既單位體積的傳熱面積）；2）增大傳熱溫差tm（提高載熱體的溫度或降低冷流體的溫度；若兩流體溫度一定時(shí)，盡量采用逆流）；3）主要提高傳熱系數(shù)K，由K值的計(jì)算公式可知（化原教材上冊(cè)P227公式4-42）： 在上述各項(xiàng)熱阻中，應(yīng)重點(diǎn)降低主要熱阻數(shù)值。在不改變本系統(tǒng)中套管式換熱器型式的前提下，強(qiáng)化傳熱速率途徑可用螺紋管或翅片管代替原有的光滑管（化原教材上冊(cè)P276）。本裝置的主要熱阻是空氣的對(duì)流熱阻，如此即可提高空氣的湍流程度，也可增加管壁的傳熱面積，使空氣側(cè)傳熱系數(shù)1增大（即主要熱阻降