離心泵性能測(cè)定試驗(yàn)分析報(bào)告

1、實(shí)用文案離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆x心泵的構(gòu)造，掌握其操作和調(diào)節(jié)方法；測(cè)量離心泵在恒定轉(zhuǎn)數(shù)下的特性曲線，并確定其最佳工作范圍；測(cè)量管路特性曲線及雙泵并聯(lián)時(shí)特性曲線；了解工作點(diǎn)的含義及確定方法；測(cè)定孔板流量計(jì)孔流系數(shù) C0與雷諾數(shù)Re的關(guān)系（選做）。二、基本原理：1、離心泵特性曲線測(cè)定離心泵的特征方程是從理論上對(duì)離心泵中液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析研究后，得出的離心泵壓頭與流量的關(guān)系。 離心泵的性能受到泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、 葉輪 形式和轉(zhuǎn)數(shù)的影響，故在實(shí)際工作中，其內(nèi)部流動(dòng)的規(guī)律比較復(fù)雜，實(shí)際壓頭要 小于理論壓頭。因此，離心泵的揚(yáng)程尚不能從理論上作出精確的計(jì)算，需要實(shí)驗(yàn) 測(cè)定。在一定轉(zhuǎn)數(shù)下，泵

2、的揚(yáng)程、功率、效率與其流量之間的關(guān)系，即為特性曲線。 泵的揚(yáng)程可由進(jìn)、出口間的能量衡算求得：He = H壓力表+ H真空表+ H o m 其中：H真空表，H壓力表分別為離心泵進(jìn)出口的壓力 m ;Ho為兩測(cè)壓口間的垂直距離，Ho= 0.3m 。N軸二N電機(jī)？璃機(jī)？聯(lián)動(dòng) kw 其中：刀電機(jī)一電機(jī)效率，取0.9;標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案取 1.0;kw U0可以簡(jiǎn)化為:“傳動(dòng)一傳動(dòng)裝置的效率，N 0 102 因此，泵的總效率為：Ne N軸2、孔板流量計(jì)孔流系數(shù)的測(cè)定孔板流量計(jì)孔板孔徑處的流速U0=C 0 (2gh ) 1/2根據(jù)uo和So,即可算出流體的體積流量 Vs為：Vs=U0S0=CoS0 (2gh)

3、 1/2或：Vs= C 0S0 (2 4/ p ) 1/2式中Vs流體的體積流量，m3/s； p孔板壓差，Pa;S0 孔口面積，m2；- 流體的密度，kg/m 3；C0孔流系數(shù)?？琢飨禂?shù)的大小由孔板銳孔的形狀、測(cè)壓口的位置、孔徑與管徑比和雷諾 數(shù)共同決定，具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)d0/d1一定，雷諾數(shù)Re超過(guò)某個(gè)數(shù)值后， C。就接近于定值。通常工業(yè)上定型的孔板流量計(jì)都在 Co為常數(shù)的流動(dòng)條件下使 用。三、實(shí)驗(yàn)流程與操作：流程說(shuō)明：水箱內(nèi)的清水，自泵的吸入口進(jìn)入離心泵，在泵殼內(nèi)獲得能量后，由出口排標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案出，流經(jīng)孔板流量計(jì)和流量調(diào)節(jié)閥后，返回水箱，循環(huán)使用。同時(shí)，在流程中 還安裝了渦輪流量

4、計(jì)，以其為標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)進(jìn)行校正。本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需測(cè)定液體的流量、離心泵進(jìn)口和出口處的壓力、以及電機(jī)的 功率；另外，為了便于查取物性數(shù)據(jù)，還需測(cè)量水的溫度。圖一、離心泵流程圖1水箱 2離心泵3渦輪流量計(jì)4孔板流量計(jì)d=21mm 5流量調(diào)節(jié)閥操作說(shuō)明： 先熟悉流程中的儀器設(shè)備及與其配套的電器開(kāi)關(guān)，并檢查水箱內(nèi)的水位，然后按下“離心泵”按鈕，開(kāi)啟離心泵；測(cè)定離心泵特性曲線，在恒定轉(zhuǎn)數(shù)下用流量調(diào)節(jié)閥5調(diào)節(jié)流量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用渦輪流量計(jì)4計(jì)量流量，測(cè)取10組以上數(shù)據(jù)。為了保證實(shí)驗(yàn)的完整性， 應(yīng)測(cè)取零流量時(shí)的數(shù)據(jù)； 測(cè)定管路特性曲線，先將流量調(diào)節(jié)閥 5固定在某一開(kāi)度，利用變頻器改變 電機(jī)的

5、頻率，用以改變流量，用渦輪流量計(jì) 4計(jì)量流量，測(cè)取8組以上數(shù) 據(jù)（在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變頻儀的最大輸出頻率最好不要超過(guò) 50Hz,以免損壞標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案離心泵和電機(jī)）； 測(cè)定不同轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程線，首先固定離心泵電機(jī)頻率，通過(guò)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥5,測(cè)定該轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程與流量的關(guān)系。 然后，再改變頻率，再通過(guò)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥5,測(cè)定此轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程與流量的關(guān)系。就可 以得到不同轉(zhuǎn)速下離心泵的揚(yáng)程隨流量的變化關(guān)系。進(jìn)行雙泵的并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，其方法與測(cè)量單泵的特性曲線相似，只是流程上有所差異。首先，將兩臺(tái)離心泵啟動(dòng)，打開(kāi)離心泵連通閥，使1#設(shè)備與2#設(shè)備連通，調(diào)節(jié)1#或2#設(shè)備上的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

6、其他操作方法與 單臺(tái)泵相同。此實(shí)驗(yàn)只能測(cè)定離心泵并聯(lián)時(shí)的揚(yáng)程與流量的關(guān)系，而不能 測(cè)定離心泵并聯(lián)時(shí)軸功率及效率與流量的關(guān)系。注：在離心泵實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定管路特性曲線及不同轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程線必須使用 變頻器。四、報(bào)告要求畫(huà)出離心泵的特性曲線，確定該泵較為適宜的工作范圍。繪出管路特性曲線做出C0Re曲線。五、思考題1、根據(jù)離心泵的工作原理，分析為什么離心泵啟動(dòng)前要灌泵？在啟動(dòng)前為何要 關(guān)閉調(diào)節(jié)閥？2、試分析氣縛現(xiàn)象與氣蝕現(xiàn)象的區(qū)別。3、從你所得的特性曲線中分析，如果要增加該泵的流量范圍，你認(rèn)為可以采取哪些措施？標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆罩惫苣Σ磷枇ο禂?shù)的測(cè)量方法；掌握突擴(kuò)管及

7、閥門(mén)的局部阻力系數(shù)的測(cè)定方法；回歸光滑管的人一Re曲線，并與相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行比較；回歸層流管的人一Re曲線，并與相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行比較（選做內(nèi)容）二、基本原理：不可壓縮流體（如水），在圓形直管中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，由于粘性和渦流的作 用產(chǎn)生摩擦阻力；流體在流過(guò)突然擴(kuò)大和彎頭等管件時(shí)，由于流體運(yùn)動(dòng)的速度和 標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案方向突然發(fā)生變化，產(chǎn)生局部阻力。影響流體阻力的因素較多，在工程研究中,利用因次分析法簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn), 雷諾數(shù)： 相對(duì)粗糙度： 管路長(zhǎng)徑比：引入無(wú)因此數(shù)群:duRe 一1/ d可導(dǎo)出:2（Re，d）u2這樣，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)定直管摩擦阻力系數(shù)與壓頭損失之間的關(guān)系： 2Hf H L L

8、d 2 因此，通過(guò)改變流體的流速可測(cè)定出不同 Re下的摩擦阻力系數(shù)，即可得出定相對(duì)粗糙度的管子的人一Re關(guān)系。在湍流區(qū)內(nèi)，X = f (Re, /d),對(duì)于光滑管大量實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)Re在3X103 至105的范圍內(nèi)，入與Re的關(guān)系遵循Blasius關(guān)系式，即：0.3613 Re025對(duì)于層流時(shí)的摩擦阻力系數(shù)，由哈根一泊謖葉公式和范寧公式，對(duì)比可得:64 Re三、實(shí)驗(yàn)流程與操作：1流體阻力實(shí)驗(yàn)1、流程說(shuō)明：標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖1實(shí)驗(yàn)流程圖1離心泵 2水箱 3電磁閥 4渦輪流量計(jì) 5管路切換閥6穩(wěn)流罐7測(cè)量管線8流量調(diào)節(jié)閥9層流流量調(diào)節(jié)閥離心泵將水箱內(nèi)的清水打入系統(tǒng)中， 經(jīng)孔板流量計(jì)計(jì)量后，通過(guò)管路切

9、換閥 門(mén)進(jìn)入相應(yīng)的測(cè)量管線，在管內(nèi)的流動(dòng)壓頭損失，可由壓差傳感器（或倒 U型 壓差計(jì)）測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥測(cè)定不同流量下的壓頭損失。如圖1所示，在設(shè)備中有7條橫向排布的管線，自上而下分別為：No1 層流管，為4 6 x1.7mm的不銹鋼管，管長(zhǎng)1.2m；No2 球閥與截止閥，為小27 X3.5mm的不銹鋼管；No3 光滑管，為（|）27X3mm的不銹鋼管，管長(zhǎng)1.5m；No4 粗糙管，為（|）27X2.5mm的鍍鋅管，管長(zhǎng)1.5m；No5 突然擴(kuò)大管，為小22 X3mm 一小48 X3mm的不銹鋼管；No6 孔板流量計(jì)（渦輪）管線，為小48 X3mm的不銹鋼管。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案

10、1 Ah 二1a- dl A01Tb-管造割壓連通谿2管路測(cè)壓連通器與倒U型jJSH封冰意圖圖2為管路測(cè)壓連通器與倒U型壓差計(jì)的示意圖，其中al , a2,，fl , f2,分別與圖1中的al, a2,，fl , f2相連接，若要測(cè)某管路的壓降，即 打開(kāi)與其相連的測(cè)壓管線上的閥門(mén)，關(guān)閉其他管線上的閥門(mén)，則壓力傳感器測(cè)量的壓降即為該管路上的壓降。若在流量為0時(shí)，壓力傳感器儀表上顯示的數(shù)據(jù)不 為0,則有可能測(cè)壓管線中有氣體存在。此時(shí)可以打開(kāi)閥門(mén)v1 , v2排氣，直到將管線中的氣體排凈。傕j U型壓差計(jì)的排氣方法為：在有流量下打開(kāi) v3, v4, v5 , v6 , 10 15 秒；關(guān)閉v3, v

11、4; 打開(kāi)v7,將倒U型壓差計(jì)中的水排凈；關(guān)閉v5 , v6 , v7 ;打開(kāi)v3 , v4 ;關(guān)閉流量，此時(shí)若倒U型壓差計(jì)中的差值為0,則說(shuō)明管線中的氣已排 凈。2、操作說(shuō)明： 先熟悉流程中的儀器設(shè)備及與其配套的電器開(kāi)關(guān)，并檢查水箱內(nèi)的水位， 然后開(kāi)啟離心泵；標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案 在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，系統(tǒng)要先排凈氣體，使液體連續(xù)流動(dòng)。首先，將流量切換 閥和流量調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，將管路內(nèi)的氣體排凈；然后，開(kāi)啟測(cè)量面板上相應(yīng)的 壓降切換K使倒U型壓差計(jì)（及壓差傳感器）與系統(tǒng)相連，將測(cè)量管線 內(nèi)的氣體排凈；最后，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，檢查倒 U型壓差計(jì)兩端的液面。若相平，則可以開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，若不平，則需要重新排氣（如果倒

12、U型壓差計(jì) 液面已調(diào)平，但壓力傳感器不在零點(diǎn)，則可以修改儀表的 Sc值，并調(diào)零）；讀取數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意穩(wěn)定后再讀數(shù)。測(cè)量局部阻力系數(shù)時(shí)，各測(cè)取 3組數(shù) 據(jù)，對(duì)于直管，測(cè)取10組左右數(shù)據(jù)，層流管的流量用量筒及秒表測(cè)?。粶y(cè)完一套管路的數(shù)據(jù)后，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，再次檢查倒U型壓差計(jì)的液面是否相平。然后重復(fù)以上步驟，測(cè)取其他管路的數(shù)據(jù)。 裝置具有自動(dòng)補(bǔ)水功能，通過(guò)設(shè)置水箱液位儀表參數(shù)，可將水箱中液位的 高度控制在一定范圍內(nèi)，見(jiàn)附錄。四、報(bào)告要求1、在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出入-Re- d d的關(guān)系曲線。2、將光滑管的人-Re關(guān)系與Blasius公式進(jìn)行比較。3、計(jì)算局部阻力系數(shù)E。4、在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪出層流

13、時(shí)的關(guān)系曲線（選做）。五、思考題P631、在測(cè)量前為什么要將設(shè)備中的空氣排凈？怎樣才能迅速地排凈？2、在不同社備（包括相對(duì)粗糙度相同而管徑不同）、不同溫度下測(cè)定的人- Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在一條曲線上？3、如果要增加雷諾數(shù)的范圍，可采取哪些措施？4、計(jì)算實(shí)驗(yàn)裝置中層流管層流時(shí)的最大流速能達(dá)到多少？傳熱膜系測(cè)定實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握傳熱膜系數(shù)的測(cè)定方法；.測(cè)定強(qiáng)化與非強(qiáng)化傳熱過(guò)程中，傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的系數(shù)A和指數(shù)m、n ；.測(cè)定套管換熱器的靜壓損失與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系(選做)；.通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高對(duì)傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的理解，并分析影響傳熱膜系數(shù) 的因素，了解工程上強(qiáng)化傳熱的措施。二、基本原

14、理對(duì)流傳熱的核心問(wèn)題是求算傳熱膜系數(shù)，當(dāng)流體無(wú)相變時(shí)對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為：Nu A Rem Prn Grp(4 1)對(duì)于強(qiáng)制湍流而言，Gr準(zhǔn)數(shù)可以忽略，故Nu A Rem Prn(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)Ao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趦蛇吶?duì)數(shù)，即得到直線方程：,Nulg-07 lg A mlg Re(43)Pr.在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中作圖，的函數(shù)值代入方程中，A找出直線斜率，即為方程的指數(shù)則可得到系數(shù) A,即:Nu0

15、.4 mPr Rem o在直線上任取一點(diǎn)(4-4)標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案用圖解法，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、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:duCp dRe , Pr, Nu 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)a值進(jìn)而算得Nu準(zhǔn)數(shù)值。牛頓冷卻定律：Q A tm(4 5)式中：傳熱膜系數(shù)，W/m 2 LQ傳熱量，W；A總傳熱面積m

16、21。Atm 管壁溫度與管內(nèi)流體溫度的對(duì)數(shù)平均溫差,C 傳熱量 可由下式求得：Q W Cp t2 t1 /3600 V Cp t2 t1 /3600(46)式中：W質(zhì)量流量，kg/h;Cp流體定壓比熱，J/kg Ct1、t2 流體進(jìn)、出口溫度C；P 定性溫度下流體密度,kg/m 3；標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案V流體體積流量，m3s。三、裝置說(shuō)明與操作裝置說(shuō)明：該裝置為套管換熱器（見(jiàn)下圖），空氣走內(nèi)管，蒸汽走環(huán)隙，外管 1?”玻 璃管，內(nèi)管為25 X2mm紫銅管，有效長(zhǎng)度為1.25m。空氣進(jìn)出口溫度和壁溫 分別由鋁電阻（Pt100）測(cè)量，測(cè)壁溫的兩支鋁電阻用導(dǎo)熱絕緣膠固定在管外壁， 孔板流量計(jì)的壓差通過(guò)壓

17、力傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)由表頭顯示，其單位為kPa?？?板流量計(jì)的孔徑 do=20mm。蒸汽發(fā)生器的加熱功率為1500w （額定電壓220v ）。操作要點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，先熟悉配電箱各按鈕與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便正確開(kāi)啟按鈕；檢查蒸汽發(fā)生器中水位，使液位保持在 1/2 2/3 ;1、蒸汽發(fā)生器6、套管換熱器標(biāo)準(zhǔn)文檔圖一、套管式換熱器實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程圖2、蒸汽管3、補(bǔ)水口 4、補(bǔ)水閥5、排水閥7、放氣閥8、冷凝水回流管9、空氣流量調(diào)節(jié)閥實(shí)用文案10、壓力（壓差）傳感器 11、孔板流量計(jì)12、空氣管 13、風(fēng)機(jī)打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)及儀表開(kāi)關(guān)；實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水閥，接通蒸汽發(fā)生器的加熱電源，打開(kāi)排放不凝氣

18、閥門(mén)（有一點(diǎn)開(kāi)度即可）；待蒸汽產(chǎn)生后，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)閥門(mén)不要長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉），將空氣流量控制在某一定值。待進(jìn)出口溫度、壁溫穩(wěn)定后，記錄進(jìn)出口溫度、壁溫和壓差（壓 力）讀數(shù)。改變空氣流量（810次），重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)；強(qiáng)化傳熱，在上述實(shí)驗(yàn)完成后，將強(qiáng)化元件插入銅管中，再改變空氣流量（4-5次）并記錄數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停蒸汽發(fā)生器電源，再停風(fēng)機(jī)，清理現(xiàn)場(chǎng)。注意事項(xiàng)：蒸汽發(fā)生器液位一定不要太低，以免燒損加熱器；風(fēng)機(jī)不要在出口閥關(guān)閉下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；不凝氣排放閥在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)始終微開(kāi)；調(diào)節(jié)空氣流量時(shí)，要做到心中有數(shù)，為保證湍流狀態(tài)，孔板流量計(jì)壓差可在30300mmH 2O之間調(diào)節(jié)；切記每改變一個(gè)流量后，應(yīng)

19、等到數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再測(cè)取數(shù)據(jù)。四、報(bào)告要求在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中繪出Nu/Pr。4 Re的關(guān)系圖。整理出流體在圓管內(nèi)做強(qiáng)制湍流流動(dòng)的傳熱膜系數(shù)半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。將實(shí)驗(yàn)所得到的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式和公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行比較。五、思考題標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案1、本實(shí)驗(yàn)中管壁溫度應(yīng)接近蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？2、管內(nèi)空氣流速對(duì)傳熱膜系數(shù)有何影響？當(dāng)空氣流速增大時(shí)，空氣離開(kāi)熱交換器時(shí)的溫度將升高還是降低？為什么？3、如果采用不同壓強(qiáng)的蒸汽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)a的關(guān)聯(lián)有無(wú)影響？附錄一孔板流量計(jì)的計(jì)算公式與參數(shù).孔板流量計(jì)計(jì)算公式V=C 1 RC2V：流量，單位m3/hR:孔板壓差，單位 kPa.孔板流量計(jì)參數(shù)Ci=26.8C2=0.54

20、標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案氧解吸實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)：1、熟悉填料塔的構(gòu)造與操作。2、觀察填料塔流體力學(xué)狀況，測(cè)定壓降與氣速的關(guān)系曲線。3、掌握總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測(cè)定方法并分析影響因素。4、學(xué)習(xí)氣液連續(xù)接觸式填料塔，利用傳質(zhì)速率方程處理傳質(zhì)問(wèn)題的方法。5、兩種不同填料的傳質(zhì)性能比較（選做）。、基本原理：本裝置先用吸收柱將水吸收純氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔頂再用空氣進(jìn)行解吸，實(shí)驗(yàn)需測(cè)定不同液量和氣量下的解吸總傳質(zhì)系數(shù)Kxa,并進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到Kxa=ALaVb的關(guān)聯(lián)式，同時(shí)對(duì)四種不同填料的傳質(zhì)效果及流體力 學(xué)性能進(jìn)行比較。本實(shí)驗(yàn)引入了計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集技術(shù), 加快了數(shù)據(jù)記錄與處理的速度。1、填料

21、塔流體力學(xué)特性：氣體通過(guò)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，此壓降對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文檔圖1填料層壓降號(hào)塔氣速關(guān)系示意圖實(shí)用文案氣速作圖可得一斜率為1.82的直線（圖中aa線）。當(dāng)有噴淋量時(shí)，在低氣速下（c點(diǎn)以前）壓降也正比于氣速的 1.82次幕，但大于同一氣速下干填料的壓降（圖中bc段）。隨氣速的增加，出現(xiàn)載點(diǎn)（圖1中c點(diǎn)），持液量開(kāi)始增大,壓降-氣速線向上彎，斜率變陡（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。2、傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)：填料塔與板式塔氣液兩相接觸情況不同。在填料塔中，兩相傳質(zhì)主要是在填料有效濕表面上進(jìn)行，需要計(jì)算完成一定

22、吸收任務(wù)所需填料高度，其計(jì)算方法有:傳質(zhì)系數(shù)法、傳質(zhì)單元法和等板高度法。本實(shí)驗(yàn)是對(duì)富氧水進(jìn)行解吸。由于富氧水濃度很小，可認(rèn)為氣液兩相的平衡關(guān)系服從亨利定律，即平衡線為直線，操作線也是直線，因此可以用對(duì)數(shù)平均濃度差計(jì)算填料層傳質(zhì)平均推動(dòng)力。整理得到相應(yīng)的傳質(zhì)速率方式為:GaLa?Vp? XmKxaGa Vp? Xm其中（Xi Xe）（X2Xe2）Xm,Xi Xe1lnX2Xe2VpZ?Ga L Xi X2相關(guān)的填料層高度的基本計(jì)算式為:其中Nol式中:標(biāo)準(zhǔn)文檔xi dxX2 xe xHol?Nol即 Hol Z/NolX1X2dxXe XX1X2xmHol-Kxa?實(shí)用文案Xi Y1X2為Ga

23、一單位時(shí)間內(nèi)氧的解吸量Kmol/hKxa 總體積傳質(zhì)系數(shù)Kmol/m 3?h? /xVp 填料層體積m 3AXm 一液相對(duì)數(shù)平均濃度差X1 一液相進(jìn)塔時(shí)的摩爾分率（塔頂）xel 一與出塔氣相yi平衡的液相摩爾分率（塔頂）X2 一液相出塔的摩爾分率（塔底）Xe2 一與進(jìn)塔氣相y2平衡的液相摩爾分率（塔底）Z 一填料層高度mQ 塔截面積m2L 一解吸液流量Kmol/hHol一以液相為推動(dòng)力的傳質(zhì)單元高度Nol一以液相為推動(dòng)力的傳質(zhì)單元數(shù)由于氧氣為難溶氣體，在水中的溶解度很小，因此傳質(zhì)阻力幾乎全部集中于液膜中，即Kx=kx,由于屬液膜控制過(guò)程，所以要提高總傳質(zhì)系數(shù) Kxa,應(yīng)增大 液相的湍動(dòng)程度。在

24、y x圖中，解吸過(guò)程的操作線在平衡線下方，本實(shí)驗(yàn)中還是一條平行于 橫坐標(biāo)的水平線（因氧在水中濃度很小）。備注：本實(shí)驗(yàn)在計(jì)算時(shí)，氣液相濃度的單位用摩爾分率而不用摩爾比，這是 因?yàn)樵趛x圖中，平衡線為直線，操作線也是直線，計(jì)算比較簡(jiǎn)單。三、裝置說(shuō)明與操作：.基本數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案解吸塔徑=0.1m ,吸收塔徑=0.032m ,填料層高度0.8m （陶瓷拉西環(huán)、陶瓷波紋板、金屬波紋絲網(wǎng)填料）和 0.83m （金屬8環(huán)）。填料參數(shù)：瓷拉西劃、金屬8環(huán)12X12X1.3mm10X10 X0.1mm|at=403m 2/m 3at540m -1=0.764m 3/m 3 -0.97at/ =903m

25、2/m 3.實(shí)驗(yàn)流程：圖2是氧氣吸收解吸裝置流程圖。氧氣由氧氣鋼瓶供給，經(jīng)減壓閥2進(jìn)入氧氣緩沖罐4,穩(wěn)壓在0.030.04Mpa,為確保安全，緩沖罐上裝有安全閥 6, 由閥7調(diào)節(jié)氧氣流量，并經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 8計(jì)量，進(jìn)入吸收塔9中，與水并流吸 收。含富氧水經(jīng)管道在解吸塔的頂部噴淋?？諝庥娠L(fēng)機(jī) 13供給，經(jīng)緩沖罐14, 由閥16調(diào)節(jié)流量經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)17計(jì)量，通入解吸塔底部解吸富氧水，解吸后 的尾氣從塔頂排出，貧氧水從塔底經(jīng)平衡罐 19排出。自來(lái)水經(jīng)調(diào)節(jié)閥10,由轉(zhuǎn)子流量計(jì)17計(jì)量后進(jìn)入吸收柱。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)前均有表壓計(jì)和溫度標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案計(jì)。空氣流量計(jì)前裝有計(jì)前表壓

26、計(jì) 23 o為了測(cè)量填料層壓降，解吸塔裝有壓差計(jì)22。在解吸塔入口設(shè)有入口采出閥12,用于采集入口水樣，出口水樣在塔底排液平衡罐上采出閥20取樣。兩水樣液相氧濃度由9070型測(cè)氧儀測(cè)得。圖2、氧氣吸收與解吸實(shí)驗(yàn)流程圖1、氧氣鋼瓶9、吸收塔17、空氣轉(zhuǎn)亍流量計(jì)2、氧減壓閥10、水流量調(diào)節(jié)閥18、解吸塔3、氧壓力表11、水轉(zhuǎn)子流量計(jì)19、液位平衡罐4、氧緩沖罐12、富氧水取樣閥20、貧氧水取樣閥5、氧壓力表13、風(fēng)機(jī)21、溫度計(jì)6、安全閥14、空氣緩沖罐22、壓差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案7、氧氣流量調(diào)節(jié)閥15、溫度計(jì)23、流量計(jì)前表壓計(jì)8、氧轉(zhuǎn)子流量計(jì)16、空氣流量調(diào)節(jié)閥24、防水倒灌閥.操作要點(diǎn)、流體

27、力學(xué)性能測(cè)定(1)測(cè)定干填料壓降時(shí)，塔內(nèi)填料務(wù)必事先吹干。(2)測(cè)定濕填料壓降a.測(cè)定前要進(jìn)行預(yù)液泛，使填料表面充分潤(rùn)濕。b.實(shí)驗(yàn)接近液泛時(shí)，進(jìn)塔氣體的增加量要減小，否則圖中泛點(diǎn)不容易 找到。密切觀察填料表面氣液接觸狀況，并注意填料層壓降變化幅 度，務(wù)必讓各參數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)據(jù)，液泛后填料層壓降在幾乎不變 氣速下明顯上升，務(wù)必要掌握這個(gè)特點(diǎn)。稍稍增加氣量，再取 一、 兩個(gè)點(diǎn)即可。注意不要使氣速過(guò)分超過(guò)泛點(diǎn)，避免沖破和沖跑填料。(3)注意空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)的調(diào)節(jié)閥要緩慢開(kāi)啟和關(guān)閉，以免撞破玻璃管。、傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)(1)氧氣減壓后進(jìn)入緩沖罐，罐內(nèi)壓力保持 0.030.04Mpa,不要過(guò)高，并 注意減壓閥使用方

28、法。為防止水倒灌進(jìn)入氧氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)中，開(kāi)水前要 關(guān)閉防倒灌閥24,或先通入氧氣后通水。(2)傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作條件選取水噴淋密度取1015m 3/m 2?h,空塔氣速0.50.8m/s氧氣入塔流 量為0.010.02m 3/h,適當(dāng)調(diào)節(jié)氧氣流量，使吸收后的富氧水濃度控制在0 19.9ppm。(3)塔頂和塔底液相氧濃度測(cè)定：標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案分別從塔頂與塔底取出富氧水和貧氧水，用測(cè)氧儀分析各自氧的含量。（測(cè)氧儀的使用見(jiàn)附錄）（4）實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉氧氣時(shí)，務(wù)必先關(guān)氧氣鋼瓶總閥，然后才能關(guān)閉減壓閥2及調(diào)節(jié)閥8。檢查總電源、總水閥及各管路閥門(mén)，確實(shí)安全后方可離開(kāi)。四、報(bào)告要求計(jì)算并確定于填料及一定噴淋量下的濕填

29、料在不同空塔氣速下，lg不 與lgu的關(guān)系曲線，并找出泛點(diǎn)與載點(diǎn)。計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下（一定噴淋量、一定空塔氣速）的液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa及液相總傳質(zhì)單元高度Hol。五、思考題1、闡述干填料壓降線和濕填料壓降線的特征。2、工業(yè)上，吸收在低溫、加壓下進(jìn)行，而解析在高溫、常壓下進(jìn)行，為什么？3、為什么易溶氣體的吸收和解吸屬于氣膜控制過(guò)程，難溶氣體的吸收和解吸屬于液膜控制過(guò)程？附錄一孔板流量計(jì)的計(jì)算公式與參數(shù)2 .孔板流量計(jì)計(jì)算公式空氣：V=A 1 RA2V:流量，單位m3/hR:孔板壓差，單位 kPa孔板流量計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案金屬8環(huán)填料塔：Ai=18.5 ; A2=0.48陶瓷拉西環(huán)填料塔：Ai

30、=20.4 ; A2=0.424附錄二：溶氧儀使用說(shuō)明書(shū)標(biāo)定：1、確定標(biāo)定室海綿濕潤(rùn)，將探頭插入標(biāo)定室；2、打開(kāi)儀器，預(yù)熱 1520分鐘；3、同時(shí)按和“”兩鍵，進(jìn)入標(biāo)定菜單；4、按“ Mode ”鍵至 ”顯示在屏幕右側(cè)，然后按“ 一”鍵；5、輸入海拔高度（1代表100英尺），按“ 一”鍵；6、主屏幕讀數(shù)穩(wěn)定后，再按“ 一”鍵；0即可），先按“一”鍵，再按“ Mode ”鍵7、輸入鹽度（070ppt ,若為淡水，輸入至mg/l顯示在屏幕右側(cè)，完成標(biāo)定。測(cè)量：1、開(kāi)啟磁力攪拌器，液體流速約16 cm/s2、將探頭插入待測(cè)液中，液面超過(guò)不銹鋼段3、讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)。注意事項(xiàng)：1、維護(hù)電極，清洗探

31、頭，更換電解液等；2、不用時(shí)將探頭放入海綿標(biāo)定室 /保存室標(biāo)準(zhǔn)文檔標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案實(shí)用文案精微實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定精儲(chǔ)塔在全回流條件下的全塔效率與單板效率；測(cè)定精儲(chǔ)塔在部分回流條件下的全塔效率；測(cè)定精儲(chǔ)塔在全回流條件下塔體濃度（溫度）分布；測(cè)定再沸器的傳熱膜系數(shù)（選做）。二、基本原理：在板式精儲(chǔ)塔中，由塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿塔逐板上升與來(lái)自塔頂逐板下降的回 流液，在塔板上實(shí)現(xiàn)多次接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，使混合液達(dá)到一定程度的分離。 回流是精儲(chǔ)操作得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 塔頂回流量與采出量之比，稱(chēng)為回流比?；亓?比是精儲(chǔ)操作的重要參數(shù)之一，其大小影響著精微操作的分離效果和能耗。回流 比存在兩種極限情況：最

32、小回流比和全回流。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，有兩種定義方法：1、總板效率ENE = Ne2、單板效率EmlXn-1 -X nEml =Xn-1 -Xn*總板效率與單板效率的數(shù)值通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。單板效率是評(píng)價(jià)塔板性能優(yōu)劣 的重要數(shù)據(jù)，物系性質(zhì)、板型及操作負(fù)荷是影響單板效率的重要因素?？偘逍?反映全塔各塔板的平均分離效果，常用于板式塔設(shè)計(jì)中。三、裝置及流程：1、簡(jiǎn)介：本裝置精儲(chǔ)塔為篩板塔，共有 12塊塔板。塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為：塔內(nèi)徑為 50mm ,塔板間距為80mm ,溢流管截面積為80mm 2,溢流堰高為12mm , 底隙高度為5mm ,每塊塔板上開(kāi)有直徑為1.5

33、mm的小孔，正三角形排列，孔 間距為6mm。除7、8板外，每塊塔板上都有液相取樣口。為了便于觀察塔板 上的氣液接觸狀況，在7與8板間設(shè)有一節(jié)玻璃視盅。蒸儲(chǔ)釜的尺寸小108 X4X 400mm ,裝有液面計(jì)、電加熱棒（加熱面積為 0.05m 2,功率為2000W ）、控溫 電熱棒、溫度計(jì)接口、測(cè)壓口和取樣口，分別用于觀測(cè)釜內(nèi)液面高度、控制電加 熱量、測(cè)量釜溫、測(cè)量塔板壓降和塔釜液相取樣。塔頂冷凝器為一蛇管式換熱器， 換熱面積為0.06m 2,管外走蒸汽，管內(nèi)走冷卻水（圖1）?；亓鞣峙溲b置由回流分配器與控制器組成?；亓鞣峙淦饔刹Ａе瞥桑瑑蓚€(gè)出口管分別用于回流和采出，引流棒為一根小4mm的玻璃棒，內(nèi)

34、部裝有鐵芯，可 在控制器的作用下實(shí)現(xiàn)引流。此回流分配器既可通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制回流標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案比，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。2、操作要點(diǎn)：(1)在原料貯罐中配制乙醇含量為 25% (體積分率)左右的乙醇一丙醇料液?jiǎn)?dòng)原料泵，向塔中供料至塔釜液面達(dá) 250 300mm圖1、精儲(chǔ)裝置流程示意圖1、頂冷凝器2、塔身 3、視盅4、塔釜 5、控溫棒6、釜液冷卻器 7、塔釜加熱棒 8、回流分配器 9、轉(zhuǎn)子流量計(jì)10、原料罐 11、穩(wěn)壓罐 12、原料泵(2)啟動(dòng)塔釜加熱及塔身伴熱，觀察塔釜、塔身、塔頂溫度及塔板上的氣液接 觸狀況(觀察視盅)，發(fā)現(xiàn)塔頂溫度開(kāi)始上升時(shí)，打開(kāi)塔頂冷凝器的冷卻 水控制閥。(3)測(cè)定全回流條件下的單板效率及全塔效率： 在不采出的情況下，全回流一 段時(shí)間，待該塔操作參數(shù)穩(wěn)定后，即可在塔頂、塔釜及相鄰的塔板上