離心泵特性曲線

1、離心泵特性曲線測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康碾x心泵特性曲線的概念 離心泵性能參數(shù)的測(cè)定方法 流量 Q的測(cè)定 揚(yáng)程H的測(cè)定 軸功率N的測(cè)定 效率 轉(zhuǎn)速n的測(cè)定 二、實(shí)驗(yàn)原理(1)流量用下式計(jì)算： 流量（升/秒）=渦輪流量計(jì)頻率/渦輪流量計(jì)流量系數(shù) 注意還要進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成立方米/秒(2)泵的揚(yáng)程用下式計(jì)算： He=H壓力表+H真空表+H0+(u出2-u入2)/2g 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(cè)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 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)

2、Q泵的流量(4)電機(jī)輸入離心泵的功率Na： Na=K*N電*電*轉(zhuǎn) 式中：K用標(biāo)準(zhǔn)功率表校正功率表的校正系數(shù)，一般取1 N電電機(jī)的輸入功率 電電機(jī)的效率轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置效率 三、實(shí)驗(yàn)步驟因?yàn)殡x心泵的安裝高度在液面以上，所以在啟動(dòng)離心泵之前必須進(jìn)行灌泵。如圖所示，調(diào)節(jié)灌泵閥的開度為100灌泵工作完成后，點(diǎn)擊電源開關(guān)的綠色按鈕接通電源，就可以啟動(dòng)離心泵，并開始工作。注意：在啟動(dòng)離心泵時(shí)，主調(diào)節(jié)閥應(yīng)關(guān)閉，如果主調(diào)節(jié)閥全開，會(huì)導(dǎo)致泵啟動(dòng)時(shí)功率過大，從而引發(fā)燒泵事故啟動(dòng)離心泵后，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥到一定開度，等渦輪流量計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后，即可讀數(shù)。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)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：

3、注意：務(wù)必要等到流量穩(wěn)定時(shí)再讀數(shù)，否則會(huì)引起數(shù)據(jù)不準(zhǔn)鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)主畫面左邊菜單中的“數(shù)據(jù)處理”，可調(diào)出數(shù)據(jù)處理窗口，在原始數(shù)頁按項(xiàng)目分別填入記錄表，也可在用點(diǎn)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(diào)節(jié)主調(diào)節(jié)閥的開度以改變流量，然后重復(fù)上述第45步，從大到小測(cè)10組數(shù)據(jù)。記錄完畢后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理。四、數(shù)據(jù)處理五、注意事項(xiàng): （1）當(dāng)沒有完成灌泵時(shí)啟動(dòng)泵會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象 （2）當(dāng)關(guān)泵完成后在出口閥全開的情況下啟動(dòng)泵可能會(huì)發(fā)生燒泵事故六、思考題1、試從所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥？ 答：關(guān)閉出口閥是為了讓泵能正常運(yùn)行起來。因?yàn)?，離心泵在

4、啟動(dòng)前是沒有水的，而在其啟動(dòng)后，揚(yáng)程會(huì)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(jī)及線路損壞。 2、啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來，你認(rèn)為可能的原因是什么？ 答：?jiǎn)?dòng)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(huì)使離心泵無法輸出液體。如果，引水灌泵后仍然無法啟動(dòng)，那就有可能離心泵壞了。 3、為什么用泵的出口閥調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其他方法調(diào)節(jié)流量？ 答：在固定的轉(zhuǎn)速下?lián)P程是固定的的情況下，離心泵可以通過調(diào)節(jié)出口閥就是調(diào)節(jié)導(dǎo)流面積來改變流量，這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單可行，但是，同時(shí)較為消耗能量。我們也可以使用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)

5、速來調(diào)節(jié)流量，又能減少能量，節(jié)約用電。 4、離心泵泵啟動(dòng)后，出口閥如果不開，壓力表讀數(shù)是否會(huì)不斷上升？為什么？ 答：是。 因?yàn)殡x心泵的進(jìn)口和出口是有間隙的，達(dá)到一定壓力后，水只在出口和進(jìn)口處循環(huán)，所以壓力會(huì)上升到一定程度就不再上升并保持在這個(gè)壓力上。 5、正常工作的離心泵，在其進(jìn)口管路上安裝閥門是否合理？為什么？ 答：合理?？装辶髁坑?jì)校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?使學(xué)生了解孔板流量計(jì)的構(gòu)造、原理、使用、安裝及校正方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、 孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理 在管路上裝有一塊孔板，孔板兩側(cè)接測(cè)壓管，分別與U型壓差計(jì)相連接?？装辶髁坑?jì)是利用流體通過銳孔的節(jié)流作用，使流速增大，壓強(qiáng)減小，造成孔板前后壓強(qiáng)差

6、，作為測(cè)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(cè)壓導(dǎo)管處和縮脈處的速度，壓強(qiáng)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(cè)壓口的位置在設(shè)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(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程式又有：則經(jīng)過整理后可得：令 ；則又可以簡(jiǎn)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

7、： RU型壓差計(jì)的讀數(shù)，m； pr壓差計(jì)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(cè)壓口的位置，孔徑與管徑比和雷諾準(zhǔn)數(shù)共同決定。具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)d1/d2一定，Re準(zhǔn)數(shù)超過某個(gè)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(jì)都規(guī)定在C0為常數(shù)的流動(dòng)條件下使用。三、實(shí)驗(yàn)步驟灌泵因?yàn)殡x心泵的安裝高度在液面以上，所以在啟動(dòng)離心泵之前必須進(jìn)行灌泵。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的重點(diǎn)在流量計(jì)，而不是離心泵，所以對(duì)灌泵進(jìn)行了簡(jiǎn)化，如圖所示，只要調(diào)節(jié)灌泵閥開度大于0，等待10秒以上，然后關(guān)閉灌泵閥，系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為已經(jīng)完成了灌泵操作。開泵灌泵工作完成后，點(diǎn)擊電源開關(guān)的綠色按鈕接通電源，就可以啟動(dòng)離

8、心泵，并開始工作。建立流動(dòng)：?jiǎn)?dòng)離心泵后，調(diào)解主調(diào)節(jié)閥的開度為100，即可建立流動(dòng)數(shù)據(jù)讀取用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊標(biāo)尺，即可調(diào)出標(biāo)尺的讀數(shù)畫面，先記錄下液面的初始高度。鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊可關(guān)閉標(biāo)尺畫面。然后用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊活動(dòng)接頭，即可把水流引向計(jì)量槽，可以看到液面開始上升，同時(shí)計(jì)時(shí)器會(huì)自動(dòng)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)液面上升到一定高度時(shí)，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊活動(dòng)接頭，將其轉(zhuǎn)到泄液部分，同時(shí)計(jì)時(shí)器也會(huì)自動(dòng)停止。此時(shí)記錄下液面高度和計(jì)時(shí)器讀數(shù)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊壓差計(jì)，用鼠標(biāo)拖動(dòng)滾動(dòng)條，讀取壓差。四、數(shù)據(jù)處理五、注意事項(xiàng):為了更好的表現(xiàn)孔流系數(shù)C0在Re比較小時(shí)隨Re的變化，我們把實(shí)驗(yàn)中的流量定得很低，以獲得更小的Re。另外，一般流量計(jì)校驗(yàn)實(shí)

9、驗(yàn)是測(cè)定在孔流系數(shù)幾乎不變的范圍內(nèi)測(cè)定多次取平均值，以得到C0，而不是認(rèn)識(shí)C0隨Re的變化關(guān)系。因此，如果用手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)和計(jì)算，就會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，用自動(dòng)計(jì)算可以得到比較好的結(jié)果。六、思考題1.在對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的流量調(diào)節(jié)閥門？為什么？答：可以不關(guān)閉，因?yàn)榱髁空{(diào)節(jié)閥的作用是調(diào)節(jié)流量的平衡的，避免壓縮空氣出現(xiàn)大的波動(dòng)2.如何檢驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的空氣已經(jīng)被排除干凈？答：?jiǎn)?dòng)離心泵用大流量水循環(huán)把殘留在系統(tǒng)內(nèi)的空氣帶走.關(guān)閉出口閥后,打開U形管頂部的閥門,利用空氣壓強(qiáng)使U形管兩支管水往下降,當(dāng)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(dòng)系統(tǒng)是靠油液傳遞動(dòng)力的,若空氣進(jìn)入液

10、壓系統(tǒng),因其可壓縮性,會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)效能大大降低.為此,必須將混入液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的空氣徹底排除.3.以水做介質(zhì)測(cè)得的-Re關(guān)系能否適用于其他流體？如何應(yīng)用？答：對(duì)于其他牛頓型流體就可以.Re反應(yīng)了流體的性質(zhì),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(yīng)出來了.所以仍然適用.4.在不同設(shè)備上（包括不同管徑）不同水溫下測(cè)定的-Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上？答:可以， 一次改變一個(gè)變量，是可以關(guān)聯(lián)出曲線的，一次改變多個(gè)變量時(shí)不可以的。另外，不要奢望可以做出一個(gè)多項(xiàng)式之類的好的曲線，這是不可2.一次改變一個(gè)變量，是可以關(guān)聯(lián)出曲線的，一次改變多個(gè)變量時(shí)不可以的。5.如果測(cè)壓口

11、、孔邊緣有毛刺或者安裝不垂直，對(duì)靜壓的測(cè)量有何影響？答：沒有影響.靜壓是流體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)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(cè)量壓力是一樣的.所以沒有影響.傳熱膜系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解間壁式換熱器的結(jié)構(gòu)與操作原理；2學(xué)習(xí)測(cè)定套管換熱器總傳熱系數(shù)的方法；3學(xué)習(xí)測(cè)定空氣側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)； 4了解空氣流速的變化對(duì)總傳熱系數(shù)的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)，當(dāng)流體無相變時(shí)對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為： (4-1)對(duì)于強(qiáng)制湍流而言，Gr準(zhǔn)數(shù)可以忽略，故 （4-2）本實(shí)驗(yàn)中，可用圖解法和最小二乘法計(jì)算上

12、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?duì)數(shù)，即得到直線方程： （4-3）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： （4-4）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，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Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準(zhǔn)數(shù)定義式分別為： 實(shí)驗(yàn)中改變冷卻水的流量以改變Re準(zhǔn)數(shù)的值

13、。根據(jù)定性溫度（冷空氣進(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： （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(nèi)流體溫度的對(duì)數(shù)平均溫差，。傳熱量Q可由下式求得： （4-6） 式中： W質(zhì)量流量，kg/h； Cp流體定壓比熱，J/kg； t1、t2流體進(jìn)、出口溫度，； 定性溫度下流體密度，kg/m3； V流體體積流量，m3/s。三、實(shí)驗(yàn)原理 對(duì)流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)，當(dāng)流體無相變時(shí)對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為： (4-1)對(duì)于強(qiáng)制湍流而言，Gr準(zhǔn)數(shù)

14、可以忽略，故（4-2）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?duì)數(shù)，即得到直線議程：（4-3）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：（4-4） 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，可以得到最佳關(guān)聯(lián)結(jié)果。對(duì)多變量方程進(jìn)行一次回歸，就能同時(shí)得到A、m。 對(duì)于方程的關(guān)聯(lián)，首先要有Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準(zhǔn)數(shù)定義式分別

15、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：（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(nèi)流體溫度的對(duì)數(shù)平均溫差，。傳熱量Q可由下式求得：（4-6）式中： W質(zhì)量流量，kg/h； Cp流體定壓比熱，J/kg； t1、t2流體進(jìn)、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(shí)驗(yàn)步驟啟動(dòng)風(fēng)機(jī)：點(diǎn)擊電源開關(guān)的綠色按鈕，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)為換熱器的管程提供空氣打開空氣流量調(diào)節(jié)

16、閥：?jiǎn)?dòng)風(fēng)機(jī)后，調(diào)節(jié)進(jìn)空氣流量調(diào)節(jié)閥至微開，這時(shí)換熱器的管程中就有空氣流動(dòng)了。打開蒸汽發(fā)生器的開關(guān)：在蒸汽發(fā)生器的右側(cè)。鼠標(biāo)左鍵單擊開關(guān)，這時(shí)蒸汽發(fā)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(dòng)通暢。數(shù)據(jù)讀取：流量計(jì)讀數(shù)：在圖中點(diǎn)擊孔板流量計(jì)的壓差計(jì)出現(xiàn)讀數(shù)畫面。讀取壓差計(jì)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(cè)溫儀上點(diǎn)擊會(huì)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(diǎn)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(jìn)出口及空氣進(jìn)出口的溫度需要記錄。按自動(dòng)記錄可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。按退出按鈕關(guān)閉溫度讀取畫面。改變

17、空氣流量調(diào)節(jié)閥開度，重復(fù)以上步驟，讀取810組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停蒸汽發(fā)生器，再?？諝?。五、數(shù)據(jù)處理六、注意事項(xiàng)：（1）、學(xué)校的設(shè)備大都是需要用電為差計(jì)測(cè)量電流然后計(jì)算溫度的，此套設(shè)備比較先進(jìn)，采用了數(shù)字顯示儀表直接顯示溫度。（2）、關(guān)于排放不凝氣：如果不打開放氣閥，理論上套管內(nèi)的壓力應(yīng)該不斷增大，最后爆炸，實(shí)際上由于套管的密封程度不是很好，會(huì)漏氣，所以壓力不會(huì)升高很多，基本可以忽略。另外不凝氣的影響在實(shí)際是實(shí)驗(yàn)中并不是很大，在仿真實(shí)驗(yàn)中為了說明做了夸大。（3）蒸汽發(fā)生器：關(guān)于蒸汽發(fā)生器的控制和安全問題做了簡(jiǎn)化。（4）傳熱實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)流程，另一個(gè)管內(nèi)的介質(zhì)為水，原理一樣，只是流程稍有不同。七、

18、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2121.2W，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?yàn)槠浔谳^厚，而且材料的導(dǎo)熱系數(shù)小；裸管其次，是因?yàn)樽匀粚?duì)流的條件下給熱系數(shù)很?。欢坠艿膫鳠嶙羁?，是因其為強(qiáng)制對(duì)流，給熱系數(shù)較大。 2.測(cè)定傳熱系數(shù)K時(shí)，按現(xiàn)實(shí)驗(yàn)流程，用管內(nèi)冷凝液測(cè)定傳熱速率與用管外冷卻水測(cè)定傳熱速率哪種方法更準(zhǔn)確？為什么？如果改變流程，使蒸汽走環(huán)隙，冷卻水走管內(nèi)，用哪種方法更準(zhǔn)確？為什么？ 答：使用管內(nèi)冷凝液進(jìn)行熱量衡算更準(zhǔn)確，因?yàn)樗慌c套管進(jìn)行熱量交換，

19、而管外冷卻水還與管外空氣進(jìn)行對(duì)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(nèi)，則使用管內(nèi)冷卻水進(jìn)行熱量衡算更準(zhǔn)確。 3. 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(diǎn)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(jìn)入換熱管中，影響熱量衡算的準(zhǔn)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(diào)換，則調(diào)換前后值是否相同？ 答：不同。原實(shí)驗(yàn)裝置是逆流，平均溫差大，而調(diào)換后是并流，平均溫差較小。 5.在間壁兩側(cè)流體的對(duì)流給熱系數(shù)相差較大時(shí)，壁溫接近哪側(cè)溫度？欲提高

20、K值，應(yīng)從哪側(cè)入手？ 答：壁溫較接近大的一側(cè)流體的溫度。而當(dāng)相差較大時(shí)，K更接近較小的一側(cè)，因此，欲提高K值，應(yīng)從較小的一側(cè)入手，增加該側(cè)的對(duì)流給熱系數(shù)。吸收實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.學(xué)習(xí)填料塔的操作； 2. 測(cè)定填料塔體積吸收系數(shù)KYa二、實(shí)驗(yàn)原理1、填料塔流體力學(xué)特性： 氣體通過干填料層時(shí)，流體流動(dòng)引起的壓降和湍流流動(dòng)引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中用壓降對(duì)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(shí)，在低氣速時(shí)（C點(diǎn)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(diǎn)（圖中c點(diǎn)），持液量開始增大，壓降-氣速線向

21、上彎曲，斜率變大，（圖中cd段）。到液泛點(diǎn)（圖中d點(diǎn)）后在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。測(cè)定填料塔的壓降和液泛速度，是為了計(jì)算填料塔所需動(dòng)力消耗和確定填料塔的適宜制作范圍，選擇合適的氣液負(fù)荷。2、傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)： 填料塔與板式塔內(nèi)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(jìn)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(jìn)行，需計(jì)算的是完成一定吸收任務(wù)所需填料高度。填料層高度計(jì)算方法有傳質(zhì)系數(shù)法、傳質(zhì)單元法以及等板高度法?？傮w積傳質(zhì)系數(shù)KYa是單位填料體積、單位時(shí)間吸收的溶質(zhì)量。它是反映填料吸收塔性能的主要參數(shù)，是設(shè)計(jì)填料高度的重要數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)是水吸收空氣

22、-氨混合氣體中的氨?；旌蠚怏w中氨的濃度很低。吸收所得的溶液濃度也不高。氣液兩相的平衡關(guān)系可以認(rèn)為服從亨利定律（即平衡線在x-y坐標(biāo)系為直線）。故可用對(duì)數(shù)平均濃度差法計(jì)算填料層傳質(zhì)平均推動(dòng)力，相應(yīng)的傳質(zhì)速率方程式為： 所以： 其中式中： GA單位時(shí)間內(nèi)氨的吸收量kmol/h。 KYa總體積傳質(zhì)系數(shù)kmol/m3h。 Vp填料層體積m3。 Ym氣相對(duì)數(shù)平均濃度差。 Y1氣體進(jìn)塔時(shí)的摩爾比。 Ye1與出塔液體相平衡的氣相摩爾比。 Y2氣體出塔時(shí)的摩爾比。 Ye2與進(jìn)塔液體相平衡的氣相摩爾比。a、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣流量V0： (m3/h) 式中：V1空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值（m3/h） T0、P0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的

23、空氣的溫度和壓強(qiáng)T1、P1標(biāo)定狀態(tài)下的空氣的溫度和壓強(qiáng) T2、P2使用狀態(tài)下的空氣的溫度和壓強(qiáng)b、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氨氣流量V0 (m3/h) 式中：V1氨氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值（m3/h） 01標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氨氣的密度1.293(kg/m3) 02標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量V0為： V0=0.98*V0c、惰性氣體的摩爾流量G： G=V0/22.4d、單位時(shí)間氨的吸收量GA： GA=G*(Y1-Y2)e、進(jìn)氣濃度Y1： f、尾氣濃度Y2： 式中：Ns加入分析盒中的硫酸當(dāng)量濃度（N） Vs加入分析盒中的硫酸體積（ml） V濕式氣體流量計(jì)所得

24、的空氣體積（ml） T0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣溫度 T空氣流經(jīng)濕式氣體流量計(jì)時(shí)的溫度g、對(duì)數(shù)平均濃度差（Y）m Ye2=0 Ye1=m x1* P=大氣壓+塔頂表壓+（填料層壓差）/2 m=E / P x1=GA / Ls 式中： E亨利常數(shù) Ls單位時(shí)間噴淋水量 （kmol / h） P系統(tǒng)總壓強(qiáng)h、氣相總傳世單元高度： 式中： G混合體氣通過塔截面的摩爾流速三、實(shí)驗(yàn)步驟開關(guān)的綠色按鈕接通電源，就可以啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，并開始工作測(cè)量干塔壓降打開空氣流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)空氣流量。由于氣體流量與氣體狀態(tài)有關(guān)，所以每個(gè)氣體流量計(jì)前都有壓差計(jì)（測(cè)表壓）和溫度計(jì)，和流量計(jì)共同使用，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量進(jìn)行計(jì)算和比較。

25、將空氣流量調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)到100，稍許等待，進(jìn)行下一步。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊空氣的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，讀取空氣的流量鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊空氣的壓差計(jì)，讀取空氣的當(dāng)前流量下的壓差。 鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊空氣緩沖罐上的溫度計(jì)，讀取溫度：鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊吸收塔兩側(cè)的壓差計(jì)分別讀取塔的壓降和塔頂?shù)膲毫?，左邊的壓差?jì)指示塔的壓降，右邊的壓差計(jì)指示塔頂壓力。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)主畫面左邊菜單中的“數(shù)據(jù)處理”，可調(diào)出數(shù)據(jù)處理窗口，點(diǎn)擊干塔數(shù)據(jù)頁，按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作方法在各項(xiàng)目欄中填入所讀取的數(shù)據(jù)，也可以使用自動(dòng)記錄功能進(jìn)行自動(dòng)記錄。調(diào)節(jié)閥以改變空氣流量，重復(fù)上述第2）3）步， 為了實(shí)驗(yàn)精度和回歸曲線的需要至少應(yīng)測(cè)量10組數(shù)據(jù)以上。注意：因?yàn)樵诟伤?/p>

26、狀態(tài)下壓降很低，所以測(cè)量范圍應(yīng)盡量不要在流量較低的范圍內(nèi)進(jìn)行。測(cè)量濕壓降干塔壓降測(cè)量完畢后，在進(jìn)水之前，應(yīng)減少空氣流量，因?yàn)槿绻諝饬髁亢艽?，?huì)引起強(qiáng)烈的液泛，有可能損壞填料。打開水流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)進(jìn)水的流量（建議80 l/h）。然后慢慢增大空氣流量直到液泛，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊塔身可看到塔內(nèi)的狀況。液泛一段時(shí)間使填料表面充分潤(rùn)濕，然后減小氣量到較少的水平。注意：本實(shí)驗(yàn)是在一定的噴淋量下測(cè)量塔的壓降，所以水的流量應(yīng)不變。在以后實(shí)驗(yàn)過程中不要改變水流量調(diào)節(jié)閥的開度測(cè)量濕塔的壓降與測(cè)量干塔的壓降所讀取的數(shù)據(jù)基本一致，參見“測(cè)量干塔壓降”的“讀取數(shù)據(jù)”，但只多了一項(xiàng)水的流量，點(diǎn)擊水的轉(zhuǎn)子流量計(jì)即可讀取。逐漸加大空氣流量調(diào)