食品工程原理課程簡介本課程主要面向食品科學(xué)與工程學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1食品工程原理課程食品工程原理課程(kchng)簡介本課程簡介本課程(kchng)主要面向食品科學(xué)與工程主要面向食品科學(xué)與工程第一頁，共53頁。課程簡介： 食品工程原理實(shí)驗(yàn)課是“食品科學(xué)與工程”專業(yè)基礎(chǔ)課食品工程原理課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程面向(min xin)“食品科學(xué)與工程”專業(yè)的本科教學(xué)，由食品科技學(xué)院食品工程3室承擔(dān)課程的教學(xué)任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)課程共10個(gè)學(xué)時(shí)，開設(shè)7個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括5個(gè)必做項(xiàng)目和2個(gè)選做項(xiàng)目，涉及流體輸送、傳熱、傳質(zhì)等。第2頁/共53頁第二頁，共53頁。l實(shí)驗(yàn)一 柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)(演示性) 2學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)二 流體流動(dòng)型態(tài)及臨界雷諾數(shù)的測(cè)定(驗(yàn)證性) l 2學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)三 管

2、路流體阻力實(shí)驗(yàn) (操作性) 2學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)四 離心泵特性(txng)曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)(操作性) 2學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)五 套管換熱器液液熱交換系數(shù)及膜系數(shù)的測(cè)定(操作性) 4學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)六 板式塔流動(dòng)特性(txng)實(shí)驗(yàn)(操作性，選做) 2學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)七 固體流態(tài)化的流動(dòng)特性(txng)實(shí)驗(yàn)(操作性，選做) l 2學(xué)時(shí)第3頁/共53頁第三頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)一：柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)(演示性實(shí)驗(yàn))【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）觀察不可壓縮流體在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)(lidng)時(shí)的各種形式機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象；2）驗(yàn)證機(jī)械能衡算方程（伯努利方程）；3）加深對(duì)流體流動(dòng)(lidng)過程基本原理的理解。第4頁/共53頁第四頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原

3、理】 對(duì)于不可壓縮流體，在導(dǎo)管(dogun)內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，系統(tǒng)與環(huán)境無功的交換時(shí)，以單位質(zhì)量液體為衡算基準(zhǔn)，對(duì)確定的系統(tǒng)可列出機(jī)械能衡算方程，即為柏努利方程式。 當(dāng)流體為理想流體時(shí) ，為理想柏努利方程式： hfupgZupgZ2222211121211kgJ222221112121upgZupgZ1kgJ第5頁/共53頁第五頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) 即為流體靜力學(xué)方程式。 本實(shí)驗(yàn)即通過測(cè)量流體靜止或流動(dòng)時(shí)的能量(nngling)變化驗(yàn)證柏努利方程式和流體的靜力學(xué)方程式。2211pgZpgZ1kgJ第6頁/共53頁第六頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)裝置】 本實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下頁所示

4、，主要由試驗(yàn)導(dǎo)管、穩(wěn)壓溢流水槽和三對(duì)測(cè)壓管所組成。 試驗(yàn)導(dǎo)管為一水平裝置的變徑圓管，沿程分三處設(shè)置測(cè)壓管。每處測(cè)壓管由一對(duì)并列的測(cè)壓管組成，分別測(cè)量該截面處的靜壓頭和沖壓頭。 液體由穩(wěn)壓水槽流入試驗(yàn)導(dǎo)管，途經(jīng)直徑(zhjng)分別為20、30和20mm的管子，最后排出設(shè)備。流體流量由出口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，流量需直接由計(jì)時(shí)稱量測(cè)定之。 第7頁/共53頁第七頁，共53頁。1. 穩(wěn)壓水槽; 2. 試驗(yàn)導(dǎo)管；3. 出口調(diào)節(jié)閥；4. 靜壓頭測(cè)量(cling)管；5. 沖壓頭測(cè)量(cling)管。分別為三處測(cè)壓點(diǎn)。第8頁/共53頁第八頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：緩慢開啟進(jìn)水閥，將水充滿穩(wěn)壓溢流水槽，

5、并保持有少量溢流水流出，使槽內(nèi)液面平穩(wěn)不變。同時(shí)，排盡設(shè)備內(nèi)的空氣泡。2）靜力學(xué)方程式的驗(yàn)證：關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥，觀察和測(cè)量液體處于靜止?fàn)顟B(tài)(zhungti)下各測(cè)試點(diǎn)（A 、B、和C三點(diǎn)）的壓強(qiáng)。3）柏努利方程式的驗(yàn)證：開啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，觀察比較液體在流動(dòng)情況下的各測(cè)試點(diǎn)壓頭變化。緩慢開啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，測(cè)量流體在不同流量下的各測(cè)試點(diǎn)的靜壓頭、動(dòng)壓頭和損失壓頭。 第9頁/共53頁第九頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)二：流體流動(dòng)型態(tài)及臨界雷諾數(shù)的測(cè)定 (驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）觀察流體在管內(nèi)(un ni)流動(dòng)的兩種不同流型。 2）測(cè)定臨界雷諾數(shù)Re c 。第10頁/共53頁第十頁，共

6、53頁。【實(shí)驗(yàn)原理】 流體流動(dòng)有兩種不同型態(tài)，即層流（或稱滯流，Laminar flow）和湍流（或稱紊流，Turbulent flow），這一現(xiàn)象最早是由雷諾（Reynolds）于1883年首先發(fā)現(xiàn)的。流體作層流流動(dòng)時(shí)，其流體質(zhì)點(diǎn)作平行于管軸的直線運(yùn)動(dòng)，且在徑向無脈動(dòng)；流體作湍流流動(dòng)時(shí)，其流體質(zhì)點(diǎn)除沿管軸方向作向前運(yùn)動(dòng)外，還在徑向作脈動(dòng)，從而(cng r)在宏觀上顯示出紊亂地向各個(gè)方向作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。第11頁/共53頁第十一頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 流體流動(dòng)(lidng)型態(tài)可用雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）來判斷，這是一個(gè)由各影響變量組合而成的無因次數(shù)群，故其值不會(huì)因采用不同的單位制而不同。若流體在圓

7、管內(nèi)流動(dòng)(lidng)，則雷諾準(zhǔn)數(shù)可用下式表示： 注意：數(shù)群中各物理量必須采用同一單位制。duRe第12頁/共53頁第十二頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r(shí)的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)，用Re c表示。 工程上一般認(rèn)為，流體在直圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)Re2000時(shí)為層流；當(dāng)Re4000時(shí)，圓管內(nèi)形成湍流；當(dāng)Re在2000至4000范圍內(nèi)，流動(dòng)處于一種過渡狀態(tài)，可能(knng)是層流，也可能(knng)是湍流，或者是二者交替出現(xiàn)，這要視外界干擾而定，一般稱這一Re數(shù)范圍為過渡區(qū)。 對(duì)于一定溫度的流體，在特定的圓管內(nèi)流動(dòng)，雷諾準(zhǔn)數(shù)僅與流體流速有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)通過改變流體在管內(nèi)的速度，觀察在不同雷諾準(zhǔn)數(shù)下

8、流體的流動(dòng)型態(tài)。第13頁/共53頁第十三頁，共53頁。 1 2 6 3 7 4 8 9 5 1紅墨水儲(chǔ)槽；2溢流(y li)穩(wěn)壓槽； 3實(shí)驗(yàn)管；4轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5循環(huán)泵；6上水管；7溢流(y li)回水管； 8調(diào)節(jié)閥；9儲(chǔ)水槽【實(shí)驗(yàn)(shyn)裝置】 第14頁/共53頁第十四頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備： 實(shí)驗(yàn)前，先將水充滿低位貯水槽，關(guān)閉流量計(jì)后的調(diào)節(jié)閥，然后啟動(dòng)循環(huán)水泵。待水充滿穩(wěn)壓溢流水槽后，開啟流量計(jì)后的調(diào)節(jié)閥。水由穩(wěn)壓溢流水槽流經(jīng)緩沖槽、試驗(yàn)導(dǎo)管和流量計(jì)，最后流回低位貯水槽。水流量的大小，由流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。 示蹤劑采用紅色墨水，它由紅墨水貯瓶經(jīng)連接管和細(xì)孔噴嘴，注入試驗(yàn)導(dǎo)

9、管。細(xì)孔玻璃(b l)注射管(或注射針頭)位于試驗(yàn)導(dǎo)管人口的軸線部位。第15頁/共53頁第十五頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】2）層流流動(dòng)(lidng)型態(tài) 試驗(yàn)時(shí)，先少許開啟調(diào)節(jié)閥，將流速調(diào)至所需要的值。再調(diào)節(jié)紅墨水貯瓶的下口旋塞，并作精細(xì)調(diào)節(jié)，使紅墨水的注入流速與試驗(yàn)導(dǎo)管中主體流體的流速相適應(yīng)，一般略低于主體流體的流速為宜。待流動(dòng)(lidng)穩(wěn)定后記錄主體流體的流量。此時(shí)，在試驗(yàn)導(dǎo)管的軸線上，就可觀察到一條平直的紅色細(xì)流，好像一根拉直的紅線一樣。顏色水第16頁/共53頁第十六頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】3）湍流流動(dòng)型態(tài) 緩慢地加大調(diào)節(jié)閥的開度，使水流量平穩(wěn)地增大，玻璃導(dǎo)管內(nèi)的流速也隨之平穩(wěn)地增大

10、。此時(shí)可觀察到，玻璃導(dǎo)管軸線上呈直線流動(dòng)的紅色細(xì)流，開始發(fā)生波動(dòng)。隨著流速的增大，紅色細(xì)流的波動(dòng)程度(chngd)也隨之增大，最后斷裂成一段段的紅色細(xì)流。當(dāng)流速繼續(xù)增大時(shí)，紅墨水進(jìn)入試驗(yàn)導(dǎo)管后立即呈煙霧狀分散在整個(gè)導(dǎo)管內(nèi)，進(jìn)而迅速與主體水流混為體，使整個(gè)管內(nèi)流體染為紅色，以致無法辨別紅墨水的流線。顏色水顏色水第17頁/共53頁第十七頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)三：管路流體(lit)阻力實(shí)驗(yàn) (操作性實(shí)驗(yàn)) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）掌握測(cè)定流體(lit)流經(jīng)直管、管件和閥門時(shí)阻力損失的一般實(shí)驗(yàn)方法。 2）測(cè)定直管摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的關(guān)系，驗(yàn)證在一般湍流區(qū)內(nèi)與Re的關(guān)系曲線。 3）測(cè)定流體(lit)流經(jīng)管件、閥

11、門時(shí)的局部阻力系數(shù)。 4）學(xué)會(huì)倒U形壓差計(jì)和渦輪流量計(jì)的使用方法。5）識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。第18頁/共53頁第十八頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 流體通過由直管、管件（如三通和彎頭等）和閥門等組成的管路(un l)系統(tǒng)時(shí)，由于粘性剪應(yīng)力和渦流應(yīng)力的存在，要損失一定的機(jī)械能。流體流經(jīng)直管時(shí)所造成機(jī)械能損失稱為直管阻力損失。流體通過管件、閥門時(shí)因流體運(yùn)動(dòng)方向和速度大小改變所引起的機(jī)械能損失稱為局部阻力損失。 1）直管阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定 2221udlppphff22lupdf第19頁/共53頁第十九頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 2）局部阻力系數(shù) 的測(cè)定 局部阻力損失通常有兩種表示

12、方法，即當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法。本實(shí)驗(yàn)采用(ciyng)阻力系數(shù)法表示管件或閥門的局部阻力損失。 22ugphff22gupf第20頁/共53頁第二十頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)裝置】 實(shí)驗(yàn)裝置由貯水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水管，各種閥門、管件，渦輪流量計(jì)和倒U型壓差計(jì)等所組成的。 管路部分有三段并聯(lián)的長直管，分別為用于測(cè)定局部阻力系數(shù)、光滑管直管阻力系數(shù)和粗糙管直管阻力系數(shù)。測(cè)定局部阻力部分使用不銹鋼管，其上裝有待測(cè)管件(閘閥)；光滑管直管阻力的測(cè)定同樣使用內(nèi)壁光滑的不銹鋼管，而粗糙管直管阻力的測(cè)定對(duì)象為管道內(nèi)壁較粗糙的鍍鋅管。 水的流量使用渦輪流量計(jì)測(cè)量，管路和管件的阻力采用(ciyng)差壓

13、變送器將差壓信號(hào)傳遞給無紙記錄儀。第21頁/共53頁第二十一頁，共53頁。1水箱； 2管道泵；3渦輪流量計(jì)；4管路選擇球閥閥；5均壓閥；6局部阻力管上閘閥；7連接均壓環(huán)和壓力(yl)變送器球閥；8差壓變送器；9出口閥；10排水閥； 第22頁/共53頁第二十二頁，共53頁。【實(shí)驗(yàn)步驟】 1）泵啟動(dòng)：對(duì)水箱灌水，關(guān)閉出口閥，打開總電源和儀表開關(guān)，啟動(dòng)水泵，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)后，把出口閥緩緩開到最大。2）實(shí)驗(yàn)管路選擇：選擇實(shí)驗(yàn)管路，把對(duì)應(yīng)(duyng)的進(jìn)口閥打開，并在出口閥最大開度下，保持全流量流動(dòng)510min。3）流量調(diào)節(jié)：手控狀態(tài)，開啟管路出口閥，調(diào)節(jié)流量，讓流量從1到4m3/h范圍內(nèi)變化，待流動(dòng)

14、穩(wěn)定后，記下對(duì)應(yīng)(duyng)的壓差值。4）計(jì)算：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，可計(jì)算和。調(diào)節(jié)管路流量，得到一系列Re的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，繪出Re曲線。5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束：關(guān)閉出口閥，關(guān)閉水泵和儀表電源，清理裝置。記錄儀。第23頁/共53頁第二十三頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)(shyn)四：離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)(shyn) （操作性實(shí)驗(yàn)(shyn) 【實(shí)驗(yàn)(shyn)目的】1）測(cè)定離心泵的特性曲線。2）識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。第24頁/共53頁第二十四頁，共53頁。【實(shí)驗(yàn)原理】 離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據(jù)之一，其特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程H、軸功率N及效率與泵的流量(liling)Q之間

15、的關(guān)系曲線，它是流體在泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的宏觀表現(xiàn)形式。 由于泵內(nèi)部流動(dòng)情況復(fù)雜，不能用理論方法推導(dǎo)出泵的特性關(guān)系曲線，只能依靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定。第25頁/共53頁第二十五頁，共53頁。1）揚(yáng)程(yngchng)H的測(cè)定與計(jì)算 取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1、2兩截面，列機(jī)械能衡算方程：通常忽略阻力項(xiàng)和速度平方差，則有 fhgugpzHgugpz2222222111gppzzH1212)(210(HHH表值）第26頁/共53頁第二十六頁，共53頁。2）軸功率N的測(cè)量與計(jì)算 其中，N電為電功率表顯示值，k代表電機(jī)傳動(dòng)效率，可取0.95。3）效率的計(jì)算 泵的效率是泵的有效功率Ne與軸功率N的比值(bzh)

16、。兩者差異反映了水力損失、容積損失和機(jī)械損失的大小。泵的有效功率Ne可用下式計(jì)算： 故泵效率為 kNN電gHQNe%100NgHQ第27頁/共53頁第二十七頁，共53頁。04812162024283202040608010012010121416182022242602468010203040506070804B20n=2900r/minPHqv,l/sm3/s離心泵的特性曲線第28頁/共53頁第二十八頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)裝置(zhungzh)】 1水箱；2離心泵；3泵進(jìn)口壓力傳感器；4泵出口壓力傳感器；5灌泵口；6渦淪流量計(jì)；7離心泵的管路閥； 8電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；9旁路閘閥；10排水閥；第29頁

17、/共53頁第二十九頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】 1）清洗水箱，加裝實(shí)驗(yàn)用水。給離心泵灌水，排出泵內(nèi)氣體。2）檢查各閥門開度和儀表自檢情況，試開狀態(tài)下檢查電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。開啟離心泵之前先將出口閥關(guān)閉，當(dāng)泵達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后方可逐步打開出口閥。3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過儀表逐漸增加電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度以增大流量，待各儀表讀數(shù)(dsh)顯示穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。離心泵特性實(shí)驗(yàn)主要獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：流量Q、泵進(jìn)口壓力p1、泵出口壓力p2、電機(jī)功率N電、泵轉(zhuǎn)速n，及流體溫度t和兩測(cè)壓點(diǎn)間高度差H0（H00.2m）。4）測(cè)取10組左右數(shù)據(jù)后，停泵，記錄設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號(hào)，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率等），

18、停泵前先將出口閥關(guān)閉。第30頁/共53頁第三十頁，共53頁。【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】 1）一般每次實(shí)驗(yàn)前，均需對(duì)泵進(jìn)行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對(duì)泵進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。2）泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，勿觸碰泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)纏繞并傷害身體(shnt)接觸部位。3）不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長時(shí)間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不超過三分鐘，否則泵中液體循環(huán)溫度升高，易生氣泡，使泵抽空。第31頁/共53頁第三十一頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)五：套管換熱器液液熱交換系數(shù)及膜系數(shù)的測(cè)定(操作性實(shí)驗(yàn)) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）測(cè)定套管換熱器中進(jìn)行的液-液交換過程的傳熱(chun r)總系數(shù)，流體在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的傳熱

19、(chun r)膜系數(shù)，以及確立求算傳熱(chun r)系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。2）通過本實(shí)驗(yàn)，對(duì)傳熱(chun r)過程的實(shí)驗(yàn)研究方法有所了解，在實(shí)驗(yàn)技能上受到一定的訓(xùn)練，并對(duì)傳熱(chun r)過程基本原理加深理解。第32頁/共53頁第三十二頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 冷熱流體通過固體壁所進(jìn)行熱交換。先由熱流體把熱量傳遞給固體壁面，然后由固體壁面的一側(cè)傳向另一側(cè)，最后再由壁面把熱量傳給冷流體。即熱交換過程為對(duì)流傳熱-導(dǎo)熱-對(duì)流傳熱三個(gè)串聯(lián)(chunlin)過程組成。第33頁/共53頁第三十三頁，共53頁。1）總傳熱系數(shù)的測(cè)定(cdng)2）對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定(cdng)（管內(nèi)為例）3）流體在圓形直管

20、內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流時(shí)，傳熱膜系數(shù)與各項(xiàng)影響因素之間的關(guān)系可關(guān)聯(lián)成如下準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，通過實(shí)驗(yàn)確定系數(shù)a、m、n： m21TA)T-T（psCmKmw1211TA)T-T（psCmnmaNuPrRe第34頁/共53頁第三十四頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)裝置】 本實(shí)驗(yàn)裝置主要由套管熱交換器、恒溫循環(huán)水槽、高位穩(wěn)壓水槽以及一系列測(cè)量和控制儀表所組成 ，裝置流程如下圖所示。 套管熱交換器由黃銅管作為內(nèi)管，有機(jī)玻璃管作為套管所構(gòu)成 。套管熱交換器外面再套一根有機(jī)玻璃管作為保溫管。套管熱交換器兩端測(cè)溫點(diǎn)之間距離（測(cè)試段距離）為1000mm。每個(gè)檢測(cè)端面上在管內(nèi)、管外和管壁內(nèi)設(shè)置三支銅-康銅熱電偶，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與數(shù)字電壓表

21、相連接，測(cè)量管內(nèi)、外流體溫度和管內(nèi)壁的溫度。 熱水由循環(huán)水泵從恒溫水槽送入管內(nèi)，然后經(jīng)轉(zhuǎn)子(zhun z)流量計(jì)再返回槽內(nèi)。恒溫循環(huán)水槽中用電熱器補(bǔ)充熱水在熱交換器中移去的熱量，并控制恒溫。 冷水由自來水管直接送入高位穩(wěn)壓水槽，再由穩(wěn)壓水槽流經(jīng)轉(zhuǎn)子(zhun z)流量計(jì)和套管的環(huán)隙空間。高位穩(wěn)壓水槽排出的溢流水和由換熱管排出被加熱后的水，均排入下水道。第35頁/共53頁第三十五頁，共53頁。第36頁/共53頁第三十六頁，共53頁。【實(shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作 （1）向恒溫循環(huán)水槽灌入蒸餾水或軟水，直至溢流管有水溢出為止。 （2）開啟并調(diào)節(jié)通往高位穩(wěn)壓水槽的自來水閥門，使槽內(nèi)充滿水，并由溢流管有水

22、流出。 （3）將冰碎成細(xì)粒(x l)，放入冷阱中并摻入少許蒸餾水，使之呈粥狀。將熱電偶冷接點(diǎn)插入冰水中，蓋嚴(yán)蓋子。 （4）將恒溫循環(huán)水槽的溫度自控裝置的溫度定為55。啟動(dòng)恒溫水槽的電熱器。等恒溫水槽的水達(dá)到預(yù)定溫度后即可開始實(shí)驗(yàn)。 （5）實(shí)驗(yàn)前需要準(zhǔn)備好熱水轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定曲線和熱電偶分度表。第37頁/共53頁第三十七頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)操作步驟(1)開啟冷水截止球閥，測(cè)定冷水流量，實(shí)驗(yàn)過程(guchng)中保持恒定。(2)啟動(dòng)循環(huán)水泵，開啟并調(diào)節(jié)熱水調(diào)節(jié)閥。熱水流量在60250Lh-1范圍內(nèi)選取若干流量值（一般要求不少于56組測(cè)試數(shù)據(jù)），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。(3)每調(diào)節(jié)一次熱水流量，待流

23、量和溫度都恒定后，再通過琴鍵開關(guān)，依次測(cè)定各點(diǎn)溫度。第38頁/共53頁第三十八頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須(bx)先向換熱器通冷水，然后再啟動(dòng)熱水泵。停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須(bx)先停熱電器，待熱交換器管內(nèi)存留熱水被冷卻后，再停水泵并停止通冷水。（2）啟動(dòng)恒溫水槽的電熱器之前，必須(bx)先啟動(dòng)循環(huán)泵使水流動(dòng)。（3）在啟動(dòng)循環(huán)水泵之前，必須(bx)先將熱水調(diào)節(jié)閥門關(guān)閉，待泵運(yùn)行正常后，再徐徐開啟調(diào)節(jié)閥。（4）每改變一次熱水流量，一定要使傳熱過程達(dá)到穩(wěn)定之后，才能測(cè)取數(shù)據(jù)。每測(cè)一組數(shù)據(jù)，最好重復(fù)數(shù)次。第39頁/共53頁第三十九頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)六：板式塔流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)(

24、操作性實(shí)驗(yàn)) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康?md)】1）采用目前工業(yè)上常用的篩板塔或浮閥塔，實(shí)驗(yàn)測(cè)定兩相流體在塔板上的流動(dòng)特性，考察塔板上的氣液接觸方式、操作狀況及其變化規(guī)律，尋求適宜操作范圍。2）通過實(shí)驗(yàn)掌握板式塔在結(jié)構(gòu)、操作狀況和性能上的特點(diǎn)，以及板式塔流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究方法。第40頁/共53頁第四十頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)原理】 當(dāng)氣體通過塔板時(shí)，因阻力(zl)造成的壓強(qiáng)降應(yīng)為氣體通過干塔板的壓力降與氣體通過塔板上液層的壓力降p1之和 干板壓力降可表達(dá)為如下關(guān)系式對(duì)于篩孔塔板，干板壓降與篩孔速度ua變化關(guān)系可由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定，并可在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上給出一條直線?？捎纱饲€擬合得出干板阻力(zl)系數(shù)值。22agup

25、d1ppdp第41頁/共53頁第四十一頁，共53頁。 對(duì)于浮閥塔板，干板壓降與閥孔速度ua的關(guān)系，曲線如下圖所示。隨著氣速不斷增大，該曲線具有三個(gè)階段。 第一階段是浮閥處于尚未浮起階段。 第二階段是浮閥開始浮動(dòng)，但尚未完全開啟(kiq)階段。在此階段里，氣體通過縫隙的開度(環(huán)隙面積)可自行調(diào)節(jié)，使氣體通過縫隙的速度保持不變，維持壓力降與浮閥重量相平衡。 第三階段是當(dāng)浮閥升至最大開度時(shí)，塔板與浮閥之間的縫隙面積保持不變，浮閥重量對(duì)壓力降不再發(fā)生影響。 第42頁/共53頁第四十二頁，共53頁。氣體通過濕塔板的總壓力降p和塔板上液層的狀況，將隨著氣流速度的變化而發(fā)生階段性的變化，如下圖所示。塔板上形

26、成(xngchng)穩(wěn)定液層后，塔板上氣液兩相的接觸和混和狀態(tài)，也將隨著氣速的改變而發(fā)生變化。當(dāng)氣速較小時(shí)，氣體以鼓泡方式通過液層。隨著氣速增大，鼓泡層逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫層，并在液面上形成(xngchng)的霧沫層也將隨之增大。第43頁/共53頁第四十三頁，共53頁。【實(shí)驗(yàn)(shyn)裝置】浮閥塔 篩板塔 1、塔體；2、篩孔（浮閥）塔板；3、漏液排放口； 4、溫度計(jì)；5、溢流裝置。 第44頁/共53頁第四十四頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)流程圖】 水自高位槽，通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)，由塔板上方一側(cè)的進(jìn)水口進(jìn)入，并由塔板上另一側(cè)溢流(y li)堰溢入溢流(y li)裝置。通過塔板泄漏的液體，可由塔底排放口排出。 來自

27、空氣源的空氣，通過流量調(diào)節(jié)閥和孔板流量計(jì)進(jìn)入塔底。 通過塔板的尾氣由塔頂排出。氣體通過塔板的壓力降由壓差計(jì)顯示。 第45頁/共53頁第四十五頁，共53頁。1、空氣源； 2、放空(fng kng)閥； 3、消聲器 4、孔板流量計(jì)； 5、水柱壓差計(jì)； 6、汞柱壓差計(jì)； 7、板式塔； 8、轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 9、水柱壓差計(jì)第46頁/共53頁第四十六頁，共53頁?！緦?shí)驗(yàn)步驟】 實(shí)驗(yàn)前，檢查空氣調(diào)節(jié)閥和進(jìn)水閥是否(sh fu)關(guān)嚴(yán)。放空閥是否(sh fu)全部開啟。高位水槽充水，保持溢流。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，每一種塔都可按如下步驟進(jìn)行操作：（1）啟動(dòng)空氣源。不斷改變氣體流量，測(cè)定干板壓降與氣速的變化關(guān)系。（2）當(dāng)進(jìn)行塔板流動(dòng)特性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先緩慢打開水調(diào)節(jié)閥，調(diào)定水的噴淋密度，在一定噴淋密度下，測(cè)定塔板總壓降、塔板上充氣液層高度等數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉水調(diào)節(jié)閥和高位槽的進(jìn)水閥門，然后完全打開旁路放空閥，再將空氣調(diào)節(jié)閥關(guān)嚴(yán)，最后關(guān)掉空氣源的電源。第47頁/共53頁第四十七頁，共53頁。實(shí)驗(yàn)七：固體流態(tài)化的流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn) (操作性實(shí)驗(yàn)) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）通過實(shí)驗(yàn)觀察固定床向流化床轉(zhuǎn)變的過程，以及聚式流化床和散式流化床流動(dòng)特性的差異(chy)；2）實(shí)驗(yàn)測(cè)定流化曲線和臨界流化速度