化工機械實驗室實驗指導書

目錄TOC\o"1-1"\h\z\u活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)、運轉(zhuǎn)及性能實驗 1離心泵性能測試 12內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測定 15外壓圓筒失穩(wěn)實驗 20高壓容器爆破實驗 23超聲波探傷實驗 28換熱器總傳熱系數(shù)的測定 31精餾操作與塔效率的測定 34攪拌反映器性能實驗 38碳鋼極化曲線測定 44不銹鋼鈍化曲線測定 48振動測量 52臨界轉(zhuǎn)速測量 55法蘭非金屬墊片密封性能實驗 60傳感器系統(tǒng)綜合實驗 62二容水箱液位控制實驗 70雷諾實驗 74活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)、運轉(zhuǎn)及性能實驗實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程流體機械計劃學時：4學時一、實驗?zāi)康募叭蝿?wù)1.實驗?zāi)康谋緦嶒炇疫^程流體機械實驗課中的一項綜合性實驗，涉及兩部分：活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)和活塞式壓縮機運轉(zhuǎn)性能測定。實驗?zāi)康挠卸海?）通過觀測多種結(jié)構(gòu)的壓縮機和拆解一臺空氣壓縮機，把課堂教學與實際應(yīng)用有機地結(jié)合起來，達成獲得對實際往復活塞壓縮機內(nèi)外各部件的感性結(jié)識的目的。了解氣閥、活塞、十字頭、曲柄連桿機構(gòu)與曲軸箱之間的相對位置，以及他們的形狀與作用。結(jié)識氣體進出壓縮機的途徑，壓縮機的冷卻方式，潤滑方法。掌握各重要零部件的拆裝環(huán)節(jié)及方法。（2）通過實驗測量一臺活塞式壓縮機運轉(zhuǎn)性能，進一步理解活塞式壓縮機的基本理論，掌握過程流體機械的實驗研究方法和手段。本實驗通過測定一臺活塞式壓縮機的排氣量、功率、轉(zhuǎn)速來研究和分析活塞式壓縮機的運轉(zhuǎn)性能和影響活塞式壓縮機性能的因素，同時觀測壓縮機氣缸內(nèi)部的工作過程—示功圖。2.任務(wù)（1）觀測多種結(jié)構(gòu)的壓縮機并拆解一臺空氣壓縮機。（2）測定在一定轉(zhuǎn)速下和一定工況下，壓縮機的排氣量Q、指示功率、軸功率Nz并與理論計算值比較；觀測示功圖。（3）了解計算機控制的參數(shù)采集系統(tǒng)的工作機理（涉及信號與采集、運算解決、結(jié)果顯示及結(jié)果打印）；二、實驗內(nèi)容及規(guī)定1.活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)實驗a.實驗壓縮機壓縮機3臺：立式單級單作用空壓機1臺，W型單級單作用空壓機1臺，L型兩級雙作用空壓機（可動有機玻璃模型機）1臺。b.壓縮機的總體結(jié)構(gòu)及重要零部件介紹工作機構(gòu)工作機構(gòu)是實現(xiàn)空氣壓縮的重要部件。由氣缸、氣閥、活塞組件等組成。氣缸呈圓筒形，在氣缸蓋（及汽缸座）設(shè)有若干吸氣閥與排氣閥?；钊汕B桿機構(gòu)帶動在氣缸中做往復運動。L型壓縮機有兩個氣缸，通常垂直列為一級缸，水平列為二級缸?？諝馕胍患墯飧淄ㄟ^壓縮后，進入中間冷卻器降溫，再進入二級氣缸壓縮，最后排出到輸氣管路供使用。運動機構(gòu)運動機構(gòu)由曲軸、連桿、十字頭（用于雙作用壓縮機，對單作用壓縮機為連桿）組成，用于傳遞動力，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動變成往復運動。曲軸的曲拐上裝有一個或多個連桿。連桿的另一端與只能在滑道內(nèi)作往復運動的十字頭（對單作用壓縮機為在汽缸內(nèi)作往復運動的活塞）連接。這樣，旋轉(zhuǎn)的曲軸使連桿擺動，傳到十字頭（活塞）作往復運動，在通過活塞桿使活塞往復運動對氣體做功。機身機身上支承和安裝著整個運動機構(gòu)與工作機構(gòu)，又兼作潤滑油箱用。曲軸用軸承支承在機身上。對于雙作用壓縮機，機身上兩個滑道又支托著十字頭，兩個氣缸分別固定在L型機身的兩臂上。氣缸氣缸是構(gòu)成壓縮容積實現(xiàn)氣體壓縮的重要部件。本實驗的壓縮機氣缸有空冷的，也有水冷的。單作用壓縮機為空冷，缸體和缸蓋上有散熱翅片。雙作用壓縮機氣缸為水冷結(jié)構(gòu)?；钊M件活塞組件涉及活塞、活塞環(huán)及活塞桿（雙作用壓縮機）或活塞、活塞環(huán)及活塞銷（單作用壓縮機）等。實驗的L型壓縮機活塞為盤形活塞機構(gòu)。在活塞盤側(cè)面上有兩道凹槽，用來安裝活塞環(huán)。活塞桿的作用是將活塞與十字頭連接起來，傳遞作用在活塞上的力，帶動活塞運動。其它壓縮機用的是筒型活塞，活塞與連桿是通過活塞銷連接。活塞環(huán)為一開口圓環(huán)，在自由狀態(tài)下，其外徑大于氣缸直徑。裝入氣缸后，環(huán)徑縮小，僅在切口處留下一個熱膨脹間隙。其重要作用是密封氣缸與活塞盤之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向另一側(cè)，此外尚有均布潤滑油的作用。單作用壓縮機用的筒型活塞上尚有一道刮油環(huán)，用于刮去汽缸表面多余的潤滑油。氣閥氣閥是壓縮機中的重要部件，其作用是控制氣體及時吸入與排出氣缸。實驗所用壓縮機的氣閥為環(huán)狀閥，重要由閥座、閥片、彈簧及升高限制器等零件組成。它的工作原理以吸氣閥為例來說明。在吸氣過程，當氣缸內(nèi)的壓力低于吸氣管道中的壓力，且兩者壓力差所產(chǎn)生的推力足已克服彈簧壓緊力及閥片、彈簧的慣性力時，彈簧隨即把閥片彈回，閥片由落在閥座上，吸氣閥關(guān)閉，完畢吸氣過程。曲軸曲軸是壓縮機的運動部件。重要由主軸頸、曲軸銷、曲柄等組成。曲軸擱置在機體軸承座上的部份，稱為豬軸頸；與連桿連接的部分稱為曲柄銷；連接主軸頸與曲柄銷的部分稱為曲柄。曲柄與曲柄銷組合在一起稱為曲拐。本實驗所用壓縮機的曲軸均為曲拐軸，其特點是曲柄銷兩端均有曲柄形成曲拐。連桿連十字頭十字頭是連接活塞桿與連桿的部件，是雙作用壓縮機特有的。它在導軌里作往復運動，并將連桿的動力傳給活塞部件。實驗用L型壓縮機的十字頭與連桿的連接方式為閉式。十字頭與活塞桿的連接采用螺紋連接方式，可根據(jù)活塞桿螺紋旋入十字頭的深淺來調(diào)整活塞桿與氣缸端面的間隙，并用自鎖螺母鎖緊。十字頭與連桿采用十字頭銷連接。壓縮機的潤滑系統(tǒng)本實驗的L型壓縮機采用壓力潤滑方式。分為兩個獨立的系統(tǒng)：氣缸部分靠注油器供潤滑，傳動部分靠齒輪油泵供油潤滑；其它兩臺壓縮機采用的是飛濺潤滑方式，即汽缸—活塞及曲軸—連桿的潤滑都采用由連桿大頭上的打油機構(gòu)將曲軸箱內(nèi)的潤滑油濺起到潤滑表面實現(xiàn)潤滑。L型壓縮機傳動機構(gòu)的潤滑：傳動機構(gòu)的潤滑路線如下：

連桿大頭主軸承油冷卻器濾油器齒輪油泵儲油箱連桿小頭連桿大頭主軸承油冷卻器濾油器齒輪油泵儲油箱連桿小頭十字頭滑道十字頭銷十字頭滑道十字頭銷圖１傳動機構(gòu)的潤滑路線冷卻系統(tǒng)：本實驗L型壓縮機采用水冷方式。兩級之間設(shè)有中冷器，用于冷卻一級排氣；汽缸及填料函外設(shè)有冷卻水夾套，用于冷卻汽缸和填料。c.實驗環(huán)節(jié)拆解并安裝1臺立式單級單作用空壓機。拆卸時遵循從上到下，從外到內(nèi)的基本原則，安裝時順序與拆卸是相反。本壓縮機結(jié)構(gòu)較簡樸，拆裝的重點是觀測汽缸、氣閥及氣道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。拆卸順序為：Ⅰ.拆氣缸蓋卸下缸蓋頂部的螺母，向上拆下氣缸蓋。注意觀測其結(jié)構(gòu)形式以及內(nèi)部氣道的布置。Ⅱ.拆氣閥本壓縮機的氣閥為組合式氣閥，即進氣閥和排氣閥組合在一起。拆下氣缸蓋后即可拿出裝在氣缸正上方的氣閥組件。松開位于中心螺栓和螺母，即可將閥座和升程限制器分開，取出閥片和彈簧。Ⅲ.盤動飛輪，使曲柄連桿機構(gòu)與活塞動作，觀測氣缸內(nèi)部及活塞在氣缸內(nèi)的運動情況。Ⅳ.安裝復原壓縮機。安裝時注意參照壓縮機的拆開環(huán)節(jié)及壓縮機結(jié)構(gòu)形式，對的安裝各部件。d.實驗規(guī)定本部分規(guī)定觀測3種壓縮機的結(jié)構(gòu)形式并作出記錄。涉及：總體結(jié)構(gòu)，單、雙作用活塞相應(yīng)的運動機構(gòu)，氣閥結(jié)構(gòu)及類型，汽缸結(jié)構(gòu)及冷卻方式，潤滑方式。2.活塞式壓縮機運轉(zhuǎn)性能測量本部分實驗內(nèi)容為測量一臺空氣壓縮機在設(shè)計工況下的排氣量、指示功率并與理論計算結(jié)果對比。實驗裝置由容積式空氣壓縮機測試系統(tǒng)和空氣壓縮機組組成，見圖2。圖2壓縮機性能測試系統(tǒng)示意圖1.噴嘴流量計2.壓縮機3.轉(zhuǎn)速傳感器4.儲氣罐5.信號解決系統(tǒng)6.數(shù)據(jù)采集接口箱7.壓力傳感器a.實驗裝置與實驗原理（1）實驗壓縮機裝置實驗壓縮機是上海壓縮機廠制造的無十字頭3缸單作用風冷式壓縮機一臺，壓縮機基本參數(shù)如下：額定排氣量：1.0m額定排氣壓力：0.7MPa（表壓）額定轉(zhuǎn)速：1000r/min活塞行程：75mm（曲柄半徑氣缸直徑：90氣缸數(shù)目：3潤滑方式：飛濺式壓縮機軸功率：6.7KW氣缸相對余隙容積約為6％驅(qū)動電動機額定功率：7.5KW電動機功率因數(shù)：0.85壓縮機是由曲柄連桿機構(gòu)運轉(zhuǎn)的，連桿直接與活塞相連接，沒有十字頭，連桿大頭為對分式。曲柄安裝在滑動軸承上，壓縮機的運動機構(gòu)及氣缸均用擊濺方式進行潤滑。壓縮機機身與氣缸外套鑄成整體?？諝庾源髿膺M入壓縮機，經(jīng)壓縮后排出，壓縮機的排氣管接儲氣罐，儲氣罐為直徑Φ300，長900mm壁厚1（2）壓縮機的排氣測定裝置在儲氣罐出口的壓力調(diào)節(jié)閥后設(shè)有一套排氣量測定裝置，即噴嘴流量計，裝置設(shè)計按照排氣量按照“GB/T15487--1995《容積式壓縮機流量測方法》”中所規(guī)定的方法進行測定。裝置由減壓箱、噴嘴、測壓管及測溫管所組成，減壓箱內(nèi)有多孔小板及井字形隔板所組成的氣體流動裝置，噴嘴由不銹鋼或黃銅制造，孔徑尺寸為19.05mm根據(jù)測量得到的有關(guān)參數(shù)，壓縮機實際排氣量由下式計算得出(1)式中：Q－壓縮機排氣量（m3/min） －噴嘴系數(shù)（查表）－噴嘴前后的壓力差（mm水柱），1mm水柱10.2Pa－噴嘴直徑（mm）－大氣壓力（105Pa）－壓縮機吸入氣體的絕對溫度（K）－噴嘴前氣體的絕對溫度（K）（3）示功圖（P-V）圖的測試裝置壓縮機的一個一級氣缸頂部開孔，通過接頭連接壓電式壓力傳感器，測試氣缸內(nèi)氣體的瞬間壓力P。壓縮機飛輪上裝有鍵相器，通過光電轉(zhuǎn)速器，測試壓縮機的瞬間曲柄轉(zhuǎn)角α。由下面公式擬定活塞位移x，（2）式中：－活塞位移，－曲柄半徑，－曲軸半徑與連桿長度l的比值，α－曲柄轉(zhuǎn)角。由活塞位移x與氣缸截面積A的乘積即可擬定活塞掃過的氣缸容積V。（3）式中：—氣缸容積；—氣缸截面積，A=πD2/4；x—活塞位移。由和可繪出壓縮機一個循環(huán)的圖（示功圖）。由示功圖封閉面積即可算出一個循環(huán)的壓縮功；再乘以轉(zhuǎn)速和氣缸數(shù)目即得壓縮機指示功率：（封閉面積）（氣缸數(shù)目）（）（4）式中：－轉(zhuǎn)速，r/min。（4）電動機功率的測定電機負載為三角形的三相電路，電動機輸入功率為（5）式中：—電機功率；—相電壓；—相電流；—功率因數(shù)，等于0.85。（5）計算機化的數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)本實驗的數(shù)據(jù)采集與解決通過計算機化的“信號采集與分析系統(tǒng)CRAS”實現(xiàn)。示功圖繪制、排氣量和指示功率計算通過示功圖軟件實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集與信號解決系統(tǒng)涉及傳感器以及放大器，數(shù)據(jù)采集卡，接口箱，以及VMCRAS及示功圖軟件等。b.實驗環(huán)節(jié)（1）熟悉實驗用設(shè)備和儀器。（2）打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集。（3）進入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。打開計算機電源，用鼠標點擊桌面上的“CRAS6.1（快捷方式）”，進入計算機化的振動信號采集分析系統(tǒng)CRAS。再點擊：“旋轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)示與分析VMCRAS”。在“VMCRAS”界面下，先定義作業(yè)文獻（即數(shù)據(jù)采集文獻）名稱及類型。點擊“作業(yè)”在“搜尋（I）”欄確認作業(yè)文獻的位置(即文獻保存位置)②在“文獻名稱（N）”欄寫入所起的文獻名（不寫擴展名）；③在“文獻類型（T）”欄點入“外部雙通道”(注：內(nèi)部方式指定采樣率頻率；外部方式指采樣頻率隨轉(zhuǎn)速同步變化)。（4）設(shè)立實驗參數(shù)，點擊“參數(shù)設(shè)立”，逐步完畢以下各項設(shè)立：①采集方式：選擇“外部”；鍵相位必須為128（鍵相位表達整轉(zhuǎn)速周期的測點）。采集控制：選擇“監(jiān)示采集”；轉(zhuǎn)速控制為“升速”；在“總記錄時間（秒）”攔中填入時間，一般為30–40秒。監(jiān)測值類型：P_P（雙峰值），在文本框的下拉列表中選擇。工程單位：一通道（氣缸壓力傳感器）：MPa，在文本框的下拉列表中選擇。二通道（差壓傳感器）：Pa，在文本框的下拉列表中選擇。電壓范圍：±10000mv，在選項欄中選擇。較正因子：輸入一通道(氣缸壓力傳感器)較正因子（由傳感器參數(shù)擬定）：17000二通道(差壓傳感器)較正因子：1所有參數(shù)擬定后，點擊“確認”。（5）啟動壓縮機，開始數(shù)據(jù)采集檢查傳感器，儀器儀表接線等無誤，確認儲氣罐出口的壓力調(diào)節(jié)閥完全打開后，啟動壓縮機。逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥開度，壓縮機排氣壓力開始升高，注意觀測，待壓縮機排氣壓力達成規(guī)定值（0.7MPa表壓力）且穩(wěn)定后，點擊VMCRAS狀態(tài)下的“在線監(jiān)測”。即可觀測壓縮機排氣壓力—時間曲線，數(shù)據(jù)采集完畢后退出“CRAS”。（6）作壓縮機示功圖和計算排氣量①用鼠標點擊電腦顯示器桌面上的“示功圖”在打開的界面里逐步完畢以下各項。=2\*GB3②導入數(shù)據(jù)采集的Vm文獻點擊菜單“導入數(shù)據(jù)（I）”，在下拉菜單中選擇“從Vm作業(yè)導入數(shù)據(jù)”，在C盤中選擇文獻夾“Cras”打開，選擇擴展名為“DED”的數(shù)據(jù)采集文獻（即先前所定義的作業(yè)文獻），點擊文獻名欄的“打開”按鈕，打開該文獻；=3\*GB3③點擊菜單“參數(shù)設(shè)立”設(shè)立初相位角，在初相角攔內(nèi)填入210o。鍵相位選項必須選擇為“128”依次填入：{默認值，可忽略}氣缸數(shù)目：3氣缸直徑（單位為米）：0.09曲柄半徑（單位為米）：0.0375“r/l”（曲柄半徑與連桿長之比）：0.217點擊確認。電腦顯示器界面上可顯示壓縮機轉(zhuǎn)速、壓縮機指示功率、二通道壓差（噴嘴前后壓差）的測量結(jié)果及示功圖。④點擊菜單“排氣量計算”，可計算排氣量Q和噴嘴系數(shù)C。在排氣量計算界面內(nèi)，在“噴嘴壓差”選擇框內(nèi)選擇“毫米水柱”或“表讀數(shù)（Pa）”選項，可在相應(yīng)的數(shù)值欄中顯示出以毫米水柱或Pa為單位的噴嘴壓差的測量數(shù)值依次填入：噴嘴直徑（單位為毫米）：19.05吸入氣體溫度（單位為K）：噴嘴前氣體溫度（單位為K）：大氣壓力（單位為MPa）：填完后，點擊“計算”框，即可由計算機算出排氣量Q（m3/min），并示出噴嘴系數(shù)C。⑤點擊“保存”可保存本次實驗的測量結(jié)果。c.實驗數(shù)據(jù)與理論值的比較將有關(guān)數(shù)據(jù)填入本指導書附表，并對測試的指示功率和排氣量與理論計算值進行比較，分析。（1）壓縮機理論排氣量Qth（m3/min）（6）式中：—第一級各個氣缸活塞面積的總和，m2 —行程，m —轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分—容積系數(shù)，—相對余隙容積，0.06;—壓力比，—氣體多變指數(shù)1.20—第一級壓力系數(shù)；0.95~0.98—第一級溫度系數(shù)；0.90~0.95—第一級泄漏系數(shù)；0.92~0.96（2）理論功率計算（Kw）（7）式中：—名義吸氣壓力，MPa；—進氣時的壓力損失系數(shù)，0.04~0.06；－實際吸、排氣壓力，MPa；，名義排氣壓力，MPa；—排氣時的壓力損失系數(shù)，0.08~0.12。－氣體絕熱指數(shù)，空氣以k=1.4；Vh—行程容積，Vh=；—轉(zhuǎn)速，RPM；其余符號同上。將實測指示功率，理論計算指示功率及電測功率計算結(jié)果列表并比較之。三、實驗報告內(nèi)容實驗報告內(nèi)容應(yīng)涉及本實驗的兩部分實驗。內(nèi)容應(yīng)有以下方面：（1）實驗?zāi)康模?）實驗裝置（3）實驗原理（4）簡明寫出實驗環(huán)節(jié)（5）實驗登記表（6）采用理論公式分別計算壓縮機指示功率和排氣量與實驗值比較，并分析因素。四、注意事項（1）嚴格聽從老師指導。（2）嚴格按規(guī)定操作。（3）開機前用手盤動皮帶輪。（4）氣罐出口閥開至最大位置后，慢慢調(diào)小。（5）注意安全，開車時不要過度靠近機器。實驗完畢后關(guān)閉電源，打掃現(xiàn)場。

離心泵性能測試實驗項目性質(zhì)：驗證性所屬課程名稱：過程流體機械計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康恼莆针x心泵特性曲線（曲線，曲線，曲線）的測定方法。二、實驗裝置圖1實驗裝置1.計量水箱2.回流閥3.儲水箱4.放水閥5.孔板流量計6.萬向漏斗三、實驗原理和方法1.曲線運用閥門1、2調(diào)節(jié)流量，測定H、Q的數(shù)值。Q用計量水箱和秒表測定；H可由下式規(guī)定測試和計算。（均化成水柱高（m））式中：—壓力表讀數(shù)（MPa）—真空表讀數(shù)（MPa）—壓力表至真空表接出點之間的高度（m）、—泵進、出口流速，一般進口和出口管徑相同，，，所以逐次改變閥門1、2的開度，測得不同的值和其相應(yīng)的水頭值，在坐標系中得出相應(yīng)的若干測點，將這些點光滑的連接起來，即得水泵的曲線。2.曲線測定泵在不同流量時的泵輸入功率，（為電機的輸出功率），繪制曲線。水泵電機軸功率由下式計算：(Kw)式中：—電流表讀數(shù)（A）—電壓表讀數(shù)（V）—功率因數(shù)，取0.77—電機效率，取0.65從開始，逐次改變閥門1、2的開度，測得不同的值和其相應(yīng)的泵軸功率值，在坐標系中得出相應(yīng)的若干測點，將這些點光滑地連接起來，即為泵的曲線。3.曲線求出不同流量時泵的有效功率和軸功率即可求出效率值。四、實驗環(huán)節(jié)1.實驗前準備（1）記錄裝置的常數(shù)：值（2）接上電源（3）為水箱加水2.進行實驗（1）開動電機，使水泵運轉(zhuǎn)，此時閥門1、2關(guān)閉，為空載狀態(tài)，測讀壓力表讀數(shù)，真空表讀數(shù)、電流、和電壓。（2）略開閥門1、2水泵開始給水，并運用計量水箱和秒表測量并計算在此工況下的流量(m3/s)。（3）逐次調(diào)節(jié)閥門1、2，反復上述環(huán)節(jié)，測讀相應(yīng)的、、、、和。實驗數(shù)據(jù)可記錄在如下表格中：表1實驗數(shù)據(jù)No.（MPa）（MPa）（轉(zhuǎn)/分）(m3/s)備注123456（4）根據(jù)測試數(shù)據(jù)，在坐標系中點出實驗點，最后光滑的繪制出、和曲線（可以在一張圖上繪出）。內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測定實驗項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康呐c任務(wù)1.測定內(nèi)壓薄壁圓筒外表面不同點的兩向應(yīng)力大小。2.測定內(nèi)壓薄壁封頭外表面不同點的兩向應(yīng)力大小。3.學習和了解測量元件、儀器等的對的使用及測試技術(shù)。4.學習和掌握測試數(shù)據(jù)解決的理論和方法。二、實驗內(nèi)容與規(guī)定1.根據(jù)引線的編組和顏色，仔細辨認引線與應(yīng)變片的相應(yīng)關(guān)系。2.打開應(yīng)變儀和載荷顯示儀。通過加載壓力源施加一定的載荷，逐點檢測圓筒外壁、封頭外壁各個測點應(yīng)變花及應(yīng)變片的應(yīng)變值。3.實驗數(shù)據(jù)解決和實驗結(jié)果與理論值的比較結(jié)果（以繪圖或表格形式）等都應(yīng)在實驗報告中反映。4.實驗報告應(yīng)涉及：實驗原理、重要實驗設(shè)備簡圖涉及實驗測點的布置、實驗原始數(shù)據(jù)列表及繪圖（涉及相應(yīng)理論值）、實驗與理論數(shù)據(jù)差異的分析等。三、實驗條件1.測試用儀器條件電阻應(yīng)變儀：型號：YJ—33型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、YJD—27精動態(tài)電阻應(yīng)變儀組成：（圖1所示）。(1)構(gòu)件變形的感受和轉(zhuǎn)換部分—電阻應(yīng)變片；(2)被轉(zhuǎn)換量的傳遞和放大部分—電路系統(tǒng)；(3)讀數(shù)及記錄部分—LCD顯示器及打印機。圖1電阻應(yīng)變儀原理圖圖2電橋接線示意圖2.實驗用設(shè)備裝置條件實驗裝置：三個承載內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器A、B（圖3）、C容器A：兩端分別為--帶折邊錐形封頭、圓平板封頭；容器B：兩端分別為--橢圓封頭、球形封頭。容器C：兩端分別為--橢圓封頭、平板封頭、中間為筒體容器A、B尺寸、材料：筒體內(nèi)徑：400mm，壁厚4mm。橢圓長短軸之比：2，壁厚4mm。容器及封頭材料：0Cr18Ni9容器C尺寸、材料：簡體內(nèi)徑：400mm，壁厚6mm。橢圓長短軸之比：2，壁厚6mm。圓平板直徑：412mm，壁厚6mm。容器及封頭材料：0Cr18Ni9圖3實驗用容器裝置1.容器B2.壓力傳感器3.容器A4.壓力傳感器5.壓力表6.閥7.手動試壓泵四、實驗方案設(shè)計建議本實驗對承受內(nèi)壓載荷的薄壁圓筒及封頭應(yīng)力區(qū)域兩向應(yīng)力進行測定。通過測定內(nèi)應(yīng)力，獲得圓筒及封頭的應(yīng)力分布特性，從而驗證其應(yīng)力分布規(guī)律。1．了解容器材料、壁厚尺寸、設(shè)計壓力等、初步擬定容器加載壓力(建議多個壓力等級測量)；2．初步選定測點位置，測點位置應(yīng)可以反映筒體、封頭上兩向應(yīng)力的分布規(guī)律；3．初算加載壓力下測點也許出現(xiàn)最大、最小應(yīng)變，選定適合的電阻應(yīng)變片規(guī)格，與測點應(yīng)變相匹配；4．了解電阻應(yīng)變儀基本原理、量程范圍，滿足應(yīng)變測量規(guī)定；5．實驗數(shù)據(jù)登記表格的設(shè)計。五、實驗操作建議1．應(yīng)變儀測量環(huán)節(jié)1）打開容器的排氣閥，通人冷水，裝滿后關(guān)閉排氣閥；2）檢查各接線是否對的、牢固；3）打開應(yīng)變儀電源；4）檢查應(yīng)變儀是否工作正常；5）按所貼應(yīng)變片設(shè)定應(yīng)變片靈敏系數(shù)K；6）選擇調(diào)零，檢查各點初值是否為零；7）用試壓泵向容器加壓，分別加壓至0.2，0.4，0.6MPa，并測量相應(yīng)壓力下各點之應(yīng)變值，并記錄。2.聯(lián)機測量環(huán)節(jié)1)啟動實驗程序，選擇實驗；2)點擊“聯(lián)機測量”，進入測量程序；a.點擊“平衡”按鈕，應(yīng)變儀進行平衡；b.點擊“測量”按鈕，讀入應(yīng)變初讀數(shù)，（若讀數(shù)不為零，反復a.b.環(huán)節(jié)）；c.點擊“記錄”按鈕，將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫文獻；d.改變實驗壓力，記錄實驗數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫文獻。3)點擊“設(shè)立”按鈕，可相應(yīng)變儀進行參數(shù)設(shè)立（應(yīng)變儀脫機測量的設(shè)立，請參照BZ2205C靜態(tài)電組應(yīng)變儀使用說明書）；4)測量完畢后，點擊“數(shù)據(jù)解決”進入數(shù)據(jù)解決窗口；a.點擊“讀取數(shù)據(jù)”按鈕，彈出“選擇數(shù)據(jù)文獻“對話框b.選擇數(shù)據(jù)文獻：解決數(shù)據(jù)庫文獻（現(xiàn)場實驗）數(shù)據(jù)--1；解決文本文獻（舊的實驗）數(shù)據(jù)--2；c.點擊“計算”按鈕，計算應(yīng)變修正值和應(yīng)力值；d.點擊“畫圖”按鈕，進入“繪制應(yīng)力曲線“窗口；e.點擊“打印”按鈕，打印頁面內(nèi)容圖象；f.點擊“導出數(shù)據(jù)”按鈕，將測量的應(yīng)變值入文本文獻，可以用記事本打開、編輯和打印所存的文獻；g.點擊“返回”按鈕，退出數(shù)據(jù)解決窗口。六、實驗報告規(guī)定1．簡述實驗?zāi)康?、原理及裝置；選擇實驗裝置及內(nèi)容，設(shè)計實驗方案；2．整理實驗數(shù)據(jù)并計算在某一壓力下筒體、封頭測點的應(yīng)力值，并繪制其應(yīng)力分布曲線；3．運用所學理論分析封頭的應(yīng)力分布狀況；4．實驗體會及存在問題討論。外壓圓筒失穩(wěn)實驗實驗項目性質(zhì)：驗證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康?.觀測薄壁圓筒形容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定性后的形態(tài)。2.測定圓筒形容器失去穩(wěn)定性時的臨界壓力并與理論值相比較。二、實驗原理圓筒形容器在外壓作用下，常因剛度局限性使容器失去原有形狀，即被壓扁或折曲成波形，這就是容器的失穩(wěn)現(xiàn)象，容器失去穩(wěn)定性時的外壓力，成為容器的臨界壓力，用表達。圓筒形容器失去穩(wěn)定性后，其橫截面被折成波形，波數(shù)也許是1，2，3，4，……等任意整數(shù)，如圖1所示。圖1圓筒形容器失去穩(wěn)定后的形狀容器承受臨界值的外壓力而失去穩(wěn)定性，決非是由于容器殼體自身不圓的緣故，即是絕對圓的殼體也會失去穩(wěn)定性。當然如殼體不圓（具有橢圓度）容器更容易失穩(wěn)，即它的臨界壓力值會下降。根據(jù)外壓容器筒體的長短，可分為長圓筒，短圓筒和剛性圓筒三種，剛性圓筒一般具有足夠的剛度，可不必考慮穩(wěn)定性問題。但長圓筒，短圓筒必須進行穩(wěn)定性計算，它們的臨界壓力值大小重要與厚壁()，外直徑()，長度（）有關(guān)。亦受材料彈性模數(shù)()，泊桑比()影響。所謂長圓筒，短圓筒之分，并不是指它們的絕對長度，而是與直徑壁厚有關(guān)的相對長度。一般長圓筒、短圓筒之間的劃分用臨界長度表達。如容器長度>為長圓筒，反之為短圓筒。臨界長度由下式擬定：長圓筒：長圓筒失穩(wěn)時的波數(shù)=2，臨界壓力僅與有關(guān)，而與無關(guān)。值可由下式計算：短圓壁：短圓筒失去穩(wěn)定性時，波數(shù)>2，如為3，4，5……，其波數(shù)可近似為：臨界壓力可由下式計算：對于外壓容器臨界壓力的計算，有時為計算簡便起見，可借助于一些現(xiàn)成的計算圖來進行。6767891圖2外壓圓筒失穩(wěn)裝置實驗1.橫梁2.壓緊螺母3.圖2外壓圓筒失穩(wěn)裝置實驗1.橫梁2.壓緊螺母3.密封螺母4.壓緊法蘭5.墊片6.外壓圓筒7.心軸8.圓筒底墊塊9.透明容器10.臺1045102344四、實驗環(huán)節(jié)及注意事項1.測量試件的有關(guān)參數(shù)：壁厚()，直徑()，長度（）。用千分卡測壁厚，用游標卡尺測內(nèi)直徑（便于精確測量）和長度，外直徑由內(nèi)直徑加壁厚得到。各參數(shù)分別測量兩到三次，計算時取平均值。2.按圖二所示安裝實驗設(shè)備，先用手搖泵將透明容器內(nèi)的水升至容器的約三份之二處；將外壓圓筒試件6置于平板頂蓋上，試件與平頂蓋間用墊片5密封（試件折邊上下各放一墊片）；用壓緊法蘭4通過四個密封螺母2將試件壓緊到平板頂蓋上。3.將圓筒底墊塊8(一大一小)置于外壓圓筒底部，把專心軸7置于圓筒底墊塊的中心孔中，再將橫梁1壓在心軸7上，通過兩個壓緊螺母2上緊(用手旋緊既可)；以此抵消試件承受的軸向載荷。4.用手搖泵緩慢升壓至試件破壞為止（試件破壞時有輕微的響聲），記下容器的失穩(wěn)壓力（即有輕微響聲時的瞬間壓力，此壓力為臨界壓力）。失穩(wěn)后不可再升壓。5.打開手搖泵的開關(guān)卸壓，待壓力為零后取出試件，觀測失穩(wěn)后試件的形狀并記下波紋數(shù)。6.關(guān)上手搖泵的開關(guān)，清理好實驗備件和工具。五、實驗報告1.列出測量所得的試件幾何尺寸數(shù)據(jù)。2.驗算波紋數(shù)。3.計算容器的臨界壓力并與實測值進行比較。4.討論、分析實驗結(jié)果，分析誤差因素。

高壓容器爆破實驗實驗項目性質(zhì)：驗證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康?.測定圓筒塑性變形開始和結(jié)束時的屈服壓力值；2.測定圓筒破壞時的爆破壓力，并通過計算驗證理論公式；3.了解過程裝備控制專業(yè)數(shù)據(jù)自動采集測量系統(tǒng)基本單元的原理。二、實驗原理1.屈服壓力值的理論計算（1）屈服壓力（2）全始屈服壓力（材料為抱負彈塑性）2.爆破壓力值的理論計算承受內(nèi)壓的高壓筒體，其爆破壓力計算方法有如下幾種：（1）公式（2）中徑公式（3）最大主應(yīng)力理論（4）最大線應(yīng)變理論（5）最大剪應(yīng)力理論（6）最大變形能理論圖1壓力與容積變化圖1壓力與容積變化guanxigun關(guān)系3．爆破實驗原理過程塑性材料制造的壓力容器的爆破過程如圖一所示，在彈性變形階段（線段），器壁應(yīng)力較小，產(chǎn)生彈性變形，內(nèi)壓與容積變化量成正比，隨著壓力的增大，應(yīng)力和變形不斷增長；到點時容器內(nèi)表面開始屈服，與點相應(yīng)的壓力為初始屈服壓力；在彈塑性變形階段（線段），隨著內(nèi)壓的繼續(xù)提高，材料從內(nèi)壁向外壁屈服，此時，一方面因塑性變形而使材料強化導致承壓能力提高，另一方面因厚度不斷減小而使承壓能力下降，但材料強化作用大于厚度減小作用，到點時兩種作用已接近，點相應(yīng)的壓力是容器所能承受的最大壓力，稱為塑性垮塌壓力；在爆破階段（線段），容積忽然急劇增大，使容器繼續(xù)膨脹所需要的壓力也相應(yīng)減小，壓力降落到點，容器爆炸，點所相應(yīng)的壓力為爆破壓力。三、實驗裝置與工作原理1.實驗裝置本儀器中的液體介質(zhì)油的吸入、壓縮與排出是通過活塞腔容積的周期性變化而實現(xiàn)的。電機接入電源后進入正常運轉(zhuǎn)，通過減速器帶動偏心輪傳至十字頭滑塊，活塞柱通過滑快與導向桿相連（導向桿在導向套內(nèi)）做往復運動，當缸內(nèi)處在低壓狀態(tài)時吸入介質(zhì)油，活塞桿壓縮時，泵內(nèi)高壓流體通過止回閥向爆破試件中輸送，使爆破試件中內(nèi)壓不斷升高。2.工作原理本系統(tǒng)的壓力增升原理圖2所示，活塞桿9在缸內(nèi)作往復運動，介質(zhì)油通過進口單向閥5吸入缸內(nèi)，活塞柱向缸內(nèi)推動時，進口單向閥5關(guān)閉，介質(zhì)油通過出口單向閥6流進爆破試件中。壓力表4下面裝有單向閥7，目的是為了在試件瞬間爆破時保護壓力表（試件爆破后壓力表數(shù)值依舊保持）壓力信號由壓力傳感器12通過接口13傳送至計算機。圖2工作原理流程圖1.油槽2.導油杯3.爆破試件4.壓力表5.進口閥6.出口閥7.壓力表保護閥8.油缸9.活塞10.試件卸壓閥11.表卸壓閥12.壓力傳感器13.傳感器微機接頭四、實驗操作環(huán)節(jié)及注意事項1.了解實驗裝置的結(jié)構(gòu)（涉及高壓爆破教學實驗臺操作方法、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、轉(zhuǎn)換器等計算機硬件接口以及測試軟件的位置和功能）。2.測量尺寸：在爆破試件的上、中、下不同圓周方向上，測量外徑三次；內(nèi)徑為已知值（試件材料為20號無縫鋼管加工而成，根據(jù)不同的理論公式計算可得到不同的理論爆破值。）3.操作環(huán)節(jié)：（1）關(guān)閉卸荷閥10與11（即面板上左右支閥），觀測儀器面板上的油標，看油缸中是否有足夠的介質(zhì)油，若油缸中油局限性，可從導油杯2中直接加油（一般機油即可）。（2）啟動電機前，須對實驗機的十字頭滑塊、活塞桿等運動磨損件加油潤滑；開機后待爆破試件接口3處有油溢出，再關(guān)閉電機。（3）將測量好欲爆破的厚壁圓筒試件預(yù)先灌滿油（必須排除里面的空氣），在出口上貼上一層薄紙（防倒轉(zhuǎn)后漏油），倒轉(zhuǎn)后快速旋到爆破試件接口上，用管子鉗上緊，罩好保護罩。（4）打開計算機，點擊桌面“”進入隨機信號與振動分析系統(tǒng)；再點擊“數(shù)據(jù)采集及解決”，進入“”界面。（5）點擊“作業(yè)”在文獻名編輯欄輸入要創(chuàng)建的新文獻名，見圖3，然后點擊“打開”圖3創(chuàng)建的新文獻名的界面（6）點擊“參數(shù)設(shè)立”，彈出“參數(shù)設(shè)立”對話框，選項“采樣頻率”選擇1280；“工程單位”選擇MPa；再選擇“校正因子”，見圖4。圖4設(shè)立各參數(shù)的界面（7）擬定上述選項后進入“趨勢圖”菜單，在它下面有“時間設(shè)立”、“趨勢采集”、“趨勢顯示”和“設(shè)立截距”四個子菜單。在“設(shè)立時間”對話框有“請輸入總時間”，單位是秒，輸入估計本次實驗所用總時間；“間隔記錄時間（≥200ms），單位是毫秒，選200的倍數(shù)，一般輸入“200”；在“設(shè)立截距”中的每個通道相應(yīng)的零工程單位相應(yīng)的毫伏數(shù)為“1000”，相應(yīng)通道數(shù)為“1”，如圖五。圖5趨勢圖菜單設(shè)立各參數(shù)的界面（8）確認完上述參數(shù)后，點擊“趨勢采集”子菜單，此時打開實驗機的泵電源，微機將跟蹤爆破試件整個實驗過程的壓力變化直至爆破。（9）試件爆破后關(guān)閉電源，將計算機中本次實驗創(chuàng)建的新文獻名存盤，打印出整個實驗過程曲線和有關(guān)記錄；將爆破后的厚壁圓筒試件拆下。五、實驗報告1.討論分析試件破壞的情況2.將實測的爆破壓力和各種理論公式的計算結(jié)果進行比較，并進行分析討論。

超聲波探傷實驗實驗項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：設(shè)備制造工藝學計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康?．熟悉C型超聲波探傷儀的使用方法2．根據(jù)給定條件初步掌握超聲波探傷的基本技術(shù)，學會縱波法探傷和橫波法探傷的原理及方法。3．觀測分析探傷波形，測定試塊缺陷位置。4．通過實驗課，對學生進行實驗研究方法與實驗技能的基本訓練，培養(yǎng)學生計算能力、動腦動手能力和嚴厲認真、實事求是的科學工作態(tài)度。二、實驗規(guī)定根據(jù)實驗室提供的兩臺超聲波探傷儀，幾種不同缺陷的試件及各種不同頻率的探頭等輔助材料，自行選擇試件、探頭及探傷方法，根據(jù)所選探傷試件及方法，自行設(shè)計實驗方案，制定實驗環(huán)節(jié)，經(jīng)任課老師或?qū)嶒灷蠋熍鷾屎蠓娇蛇M行實驗操作并完畢實驗報告規(guī)定。三、實驗報告規(guī)定1.實驗?zāi)康?.實驗原理3.實驗設(shè)備參數(shù)，試件尺寸，探頭規(guī)格4.實驗環(huán)節(jié)5.實驗數(shù)據(jù)記錄、計算及分析（1）寫出直探頭探傷缺陷位置的計算過程，探測計算結(jié)果與實測結(jié)果比較分析。（2）寫出斜探頭折射角的測定方法，以及斜探頭探傷缺陷位置的計算過程，并將計算的數(shù)據(jù)與實測結(jié)果比較分析。6.實驗體會、建議等附：（一）探測條件的選定1．頻率的選擇頻率高的超聲波、波長短、聲速指向性好，因而分辨率高，發(fā)現(xiàn)小缺陷的能力強。但頻率高超聲波在介質(zhì)同中傳播時衰減較大，因此探測大厚度試件離表面較深處的缺陷，應(yīng)采用較低頻率的超聲波。材料的晶粒越粗大，聲波的衰減也越強烈。對于具有粗晶粒組織的材料，應(yīng)采用更低頻率的超聲波。2．探頭的選擇小晶片探頭在近場范圍內(nèi)聲速窄，有助于缺陷定位，適宜于小厚度的器件探傷。大晶片探頭的發(fā)射能量大，擴散角小，掃描空間大，發(fā)現(xiàn)遠距離小缺陷的能力高。中檔厚度的鋼板探測，一般采用φ14mm探頭。3．聲耦合條件探頭和試件表面之間的空氣間隙，嚴重阻礙超聲波的傳播。為了排除空氣間隙、探傷時探頭和試件之間涂上液體偶合劑。通常用機油作耦合劑，它無毒、無腐蝕作用，并且取材方便。試件表面光潔度會明顯影響耦合情況。探傷前應(yīng)注意檢查試件表面。其它光潔度一般不應(yīng)低于4，但過高光潔度、會提高制導致本，并且使探頭移動困難。（二）缺陷位置的測定1．縱波探傷（直探頭探傷）時，若試件厚度為d，缺陷波F在熒光屏上的水平刻度為1，底波B在熒光屏上的水平刻度為S（如圖e），則探測面到缺陷的深度為d1=(S1/S)d。2．橫波探傷（斜探頭探傷）時，若用一次波測定缺陷位置，應(yīng)先在試件健所有位或在和試件同質(zhì)同厚的試塊上測出一次波聲程（如圖f），聲程S、板厚d、探頭折射角三者之間的關(guān)系是：S=d/cos，這時熒火屏上顯示的起始波和底角反射波之間的距離表達聲程。然后把探頭移到試件缺陷區(qū)、若缺陷和探頭的距離超過一次波聲程，可運用二次反射波、三次反射波……來測定缺陷位置。本實驗采用一次波法測定缺陷位置。（圖e）直探頭探傷時缺陷定位（圖f）一次波聲程測定（圖g）根據(jù)三角函數(shù)一次波法測得缺陷距表面深度h和缺陷到探頭入射點的水平距離x可分別由下式計算：h=x=ky=式中：S1——缺陷至探頭入射點的聲程。K——探頭K值，K=tg(為探頭折射角)=參考資料：1.華南工學院梁啟涵主編.焊接檢查.北京：機械工業(yè)出版社2.李榮雪主編.焊接檢查.北京：機械工業(yè)出版社

換熱器總傳熱系數(shù)的測定實驗項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：化工原理計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康募叭蝿?wù)從傳熱單元操作的基本理論出發(fā)，學生親自進行換熱器實驗操作，進一步理解傳熱的基本理論，掌握研究傳熱和換熱器結(jié)構(gòu)的方法和手段。本實驗是以測定總傳熱系數(shù)K來研究和分析比較不同換熱器傳熱性能和結(jié)構(gòu)及其K的影響因素。通過本實驗的學習，應(yīng)達成以下目的：1.使學生掌握換熱器的操作和總傳熱系數(shù)K的測定方法；研究流量大小對總傳熱系數(shù)的影響；并比較分析各類換熱器的傳熱性能和結(jié)構(gòu)。2.培養(yǎng)學生具有科學的思維方法、科學的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3.對于設(shè)計性實驗，初步學會設(shè)計測定不同種類換熱器總傳熱系數(shù)K的實驗方案；通過學生的獨立設(shè)計，使學生對實驗的研究方法和設(shè)計方案有較進一步的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實驗內(nèi)容及規(guī)定本實驗項目為設(shè)計性實驗，由學生自行設(shè)計或選擇恰當?shù)膿Q熱器總傳熱系數(shù)K實驗方案和裝置，自己擬定實驗環(huán)節(jié)，擬定實驗方案，通過對測得的總傳熱系數(shù)K進行分析，最后得出實驗的結(jié)論。具體規(guī)定如下：1.掌握傳熱研究的基本實驗技能；2.對于設(shè)計性實驗，初步學會設(shè)計換熱器總傳熱系數(shù)K實驗方案；3.熟悉常用傳熱實驗設(shè)備和儀表的使用方法；4.掌握實驗數(shù)據(jù)的解決及實驗報告撰寫；5.實驗中存在的問題及解決方法，實驗收獲體會。三、實驗條件本實驗的實驗裝置及流程如圖1、圖2所示。裝置一：列管換熱器a.結(jié)構(gòu)為單殼程雙管程。殼程采用圓缺型擋板。傳熱管為銅管，管徑10×1mm，有效管長290mm，管數(shù)14根，管外側(cè)傳熱總面積為0.4m2。b.結(jié)構(gòu)為單殼程單管程。管外側(cè)傳熱總面積為1m2，殼體內(nèi)徑為150mm。冷流體（水）經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后進入換熱器殼程，換熱后排入下水道：熱流體（空氣）經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后進入換熱器管程，換氣后放空。裝置二：套管換熱器的內(nèi)管長2023mm，內(nèi)徑17mm，壁厚1.5mm。熱流體（空氣）走內(nèi)管，冷流體（水）走環(huán)隙。裝置三：螺旋板式換熱器，換熱面積為1m2，冷熱介質(zhì)通道設(shè)計壓力均為0.8MPa，設(shè)計溫度均為200℃裝置四：板式換熱器，換熱面積為1m2，冷熱介質(zhì)通道設(shè)計壓力均為1MPa，設(shè)計溫度均為150℃，流程同圖1。圖1列管換熱器圖2套管換熱器相關(guān)文獻資料：[1]王志魁.化工原理.北京：化學工業(yè)出版社，1998[2]陳敏恒、從德滋、方圖南.化工原理(上、下冊).北京：化學工業(yè)出版社，1999.6[3]鄭旭煦、殷鐘意.化工原理實驗指導書.重慶工商大學環(huán)境與生物工程學院，2023.7[4]工楊祖榮主編.化工原理實驗.北京：化學工業(yè)出版社，2023.四、實驗設(shè)計及注意事項1.實驗設(shè)計a．觀測了解選擇實驗裝置及流程，注意各溫度計刻度劃分情況。b．打開進水閥門，調(diào)節(jié)水流量到設(shè)計預(yù)定值。c．啟動氣泵，通過進氣閥門調(diào)節(jié)流量到預(yù)定值，并打開加熱開關(guān)，通過調(diào)壓器控制電加熱器，使流體被加熱至某一溫度。（注意：對于不同換熱器初始電壓和終了電壓不同。）d．待流體入口溫度穩(wěn)定（±1℃）時，方可開始讀取并記錄冷、熱流體的進、出口溫度和流量以及泵出口的溫度。各溫度要讀取3次，每次間隔1分鐘，取3次讀數(shù)的平均值做為本組的數(shù)據(jù)。e．實驗結(jié)束，關(guān)閉加熱電源和進水閥門，保持流體流量適當，以便將電加熱器中的余熱帶走，避免將電熱絲燒壞。待流體入口溫度降至50℃以下的時關(guān)停泵。2.注意事項（1）必須保證蒸汽上升管路的暢通。且啟動和關(guān)閉控制閥必須緩慢，防止管路截斷或蒸汽壓力過大忽然噴出。（2）必須保證流體管路的暢通。五、思考題1.試比較不同裝置總傳熱系數(shù)Ｋ值，并從中體會出K值重要受哪些因素影響。2.分析實驗中如何提高測量溫度值精度的方法。六、實驗報告1.實驗報告格式：自擬；2.實驗報告內(nèi)容：總傳熱系數(shù)K測定方案簡述、方案簡圖、相關(guān)參數(shù)理論計算、實測數(shù)據(jù)、圖表、實驗結(jié)論等；3.分析討論在實驗過程中出現(xiàn)的問題；4.記錄實驗中使用的儀器的名稱及型號，耗材名稱及規(guī)格；5.實驗心得與體會。精餾操作與塔效率的測定實驗項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：化工原理計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康募叭蝿?wù)從精餾單元操作的基本理論出發(fā)，學生親自進行板式塔實驗操作，進一步理解蒸餾的基本理論，掌握精餾單元操作的研究方法和手段。本實驗是以測定板式塔全塔效率來進一步理解t-x-y圖，x-y圖和理論板與全塔效率的概念；并觀測了解流體流動狀況。通過本實驗的學習，應(yīng)達成以下目的：1.使學生熟悉精餾的工藝流程和篩板塔的基本結(jié)構(gòu)，掌握精餾塔的操作方法與調(diào)節(jié)，學會測定全塔效率；并觀測了解流體流動狀況。2.培養(yǎng)學生具有科學的思維方法、科學的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3.對于設(shè)計性實驗，初步學會選擇合適裝置設(shè)計測定全塔效率實驗方案；通過學生的獨立設(shè)計，使學生對實驗的研究方法和設(shè)計方案有較進一步的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實驗內(nèi)容及規(guī)定本實驗項目為設(shè)計性實驗，由學生自行選擇恰當?shù)陌迨剿嶒灧椒ê脱b置，自己擬定實驗環(huán)節(jié)，擬定實驗方案，通過對實驗結(jié)果計算分析，最后得出實驗的結(jié)論。具體規(guī)定如下：1.掌握精餾單元操作研究的基本實驗技能；2.對于設(shè)計性實驗，初步學會設(shè)計精餾單元操作實驗方案；3.熟悉常用精餾單元操作實驗設(shè)備和儀器儀表的使用方法；4.掌握實驗數(shù)據(jù)的解決及實驗報告撰寫；5.實驗中存在的問題及解決方法，實驗收獲體會。三、實驗條件1.裝置條件本實驗裝置有兩套：（一）由篩板塔裝置（涉及塔釜、15塊篩板的塔體和塔頂冷凝器）、加料系統(tǒng)、產(chǎn)品貯槽、回流系統(tǒng)以及儀表控制柜等組成，其流程如圖1所示。運用該裝置可以設(shè)計實驗通過測得塔頂回流液和塔底釜液濃度計算出理論塔板數(shù)。圖1圖2（二）重要由實驗塔為986×348×455mm3的矩形有機玻璃塔（兩塊塔板），氧氣瓶，填料吸取塔，泵，風機，溶氧儀，氣體和液體轉(zhuǎn)子流量計，水箱及其他測量儀表構(gòu)成，流程圖如圖2所示，運用本套裝置可設(shè)計實驗通過測得溶氧濃度以測定單板效率，全塔效率，并觀測流體流動狀況（鼓泡，泡沫，噴射，液泛，霧沫夾帶等）和測量流體力學性能指標（霧沫夾帶量，漏液量，板壓降等）2.相關(guān)文獻資料[1]王志魁.化工原理，北京：化學工業(yè)出版社，1998[2]陳敏恒、從德滋、方圖南.化工原理(上、下冊)，北京：化學工業(yè)出版社，1999.6[3]鄭旭煦、殷鐘意.化工原理實驗指導書，重慶工商大學環(huán)境與生物工程學院，2023.7[4]工楊祖榮主編.化工原理實驗.北京：化學工業(yè)出版社，2023.四、實驗設(shè)計及注意事項1.實驗設(shè)計一方面熟悉整個實驗裝置的結(jié)構(gòu)和流程，然后設(shè)計實驗環(huán)節(jié)。對于裝置(一)：a.檢查塔釜中的料液量是否適當（釜中液面必須浸沒電加熱器，在液位計上有一標線指示）。塔釜中料液的乙醇濃度為5%（V）左右；b．通電加熱釜液（按精餾塔控制柜操作規(guī)程進行）。開始時可快些，可用兩支加熱器一起加熱，并將加熱器的電壓調(diào)到額定值（220V）。在等待升溫的過程中，按照全回流操作的規(guī)定（不出產(chǎn)品，不進料，不排釜液）檢查各閥門的開閉狀態(tài)是否適當；c．當靈敏區(qū)溫度上升時，打開塔頂冷凝器的冷卻水閥門，調(diào)節(jié)冷卻水量不必很大，使蒸汽不從冷凝器的放空管噴出即可；d.進行全回流操作。注意調(diào)節(jié)加熱量，控制靈敏區(qū)溫度不要超過80℃，并使塔釜壓力不要超過25×102Pa。待回流量、靈敏區(qū)溫度、塔釜壓力等參數(shù)達成穩(wěn)定并保持15分鐘后，即可取回流液和釜液進行濃度測定，并記錄取樣時的各操作參數(shù)。e.停止塔釜加熱（按精餾塔控制柜操作規(guī)程進行）。待塔板上不再鼓泡時，將塔頂冷凝器的冷卻水閥門關(guān)閉。注意事項：測定濃度使用酒精計時。由于酒精計是在20℃時進行標定的，所以對測得的濃度進行溫度換算，這時要注意被測液的溫度應(yīng)在換算表所列出的溫度范圍內(nèi)，否則將無法進行換算；對釜液則要冷卻到2對于裝置（二）通過吸取塔將一定氧濃度的水（富氧水）經(jīng)由吸取塔頂進入實驗塔上層降液管內(nèi)，空氣由風機鼓入實驗塔下部，氣液兩相經(jīng)各級塔板完畢濃度梯度變化。注意事項：a.開泵時，注意先將出水閥關(guān)閉，待開機后半晌再慢慢打開出水閥，防止損壞泵體。關(guān)閉時要先關(guān)閉供水泵，再斷電停機；b供氧系統(tǒng)在輸送氧氣時，要先將減壓閥旋出(即關(guān)閉氧氣瓶出口閥)，然后，旋松頂端閥門，氧氣經(jīng)出口閥輸送至吸取塔底。在停氧時，先關(guān)閉入吸取塔的接口閥，然后，關(guān)閉氧氣瓶出口閥，防止塔2內(nèi)的液體倒流進流量計；c實驗塔在工作時，各箱體連接螺栓要擰緊，防止漏氣、漏液。測量塔內(nèi)參數(shù)時，要待穩(wěn)定后測量。五、思考題1.什么是全回流?全回流操作特性有哪些？在生產(chǎn)中有什么實際意義？2.全回流操作時，塔內(nèi)輕組分存液量的多少，為什么要控制在某一個范圍？3.為什么要控制塔釜液面？它與物料、熱量和相平衡有什么關(guān)系？塔釜加熱情況對精餾塔的操作有什么影響？如何維持正常操作？你認為塔釜加熱量重要消耗在何處？與回流量有無關(guān)系？4.什么叫做“靈敏板”？六、實驗報告1.實驗報告格式：自擬；2.實驗報告內(nèi)容：精餾塔全塔效率測定方案簡述、方案簡圖、相關(guān)參數(shù)理論計算、實測數(shù)據(jù)、圖表、實驗結(jié)論等；3．分析討論在實驗過程中出現(xiàn)的問題；4．記錄實驗中使用的儀器的名稱及型號，耗材名稱及規(guī)格；5.實驗心得與體會。攪拌反映器性能實驗實驗項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康?.掌握流體攪拌功率的測定技術(shù)與計算方法；討論影響流體攪拌功率的重要因素；分析轉(zhuǎn)速、粘度等參數(shù)對攪拌流動特性的影響；初步學會設(shè)計攪拌反映器性能實驗方案；通過學生的獨立設(shè)計，使學生對實驗的研究方法和設(shè)計方案有較進一步的理解，從而培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。二、實驗原理1.攪拌功率是指攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進行攪拌時，對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率。測試攪拌功率的目的，一是用于設(shè)計或校核攪拌器和攪拌軸的強度和剛度，二是用于選擇電機和減速機等傳動裝置。第三是判斷攪拌功率是否達成作業(yè)功率的規(guī)定。影響攪拌功率P的因素很多，重要有以下四個方面：攪拌槳的和攪拌容器的幾何參數(shù)；攪拌槳的運動參數(shù)（轉(zhuǎn)速n）；攪拌流體的物性參數(shù)（密度ρ、粘度μ）；重力加速度（g）。根據(jù)上述重要影響因素，攪拌功率P可表達為如下函數(shù)關(guān)系：P=f（n，d，ρ，μ，g）此函數(shù)關(guān)系可表述為指數(shù)函數(shù)：P=K·na·db·ρc·μd·ge=Kρn3d5(μ/ρnd2)d(g/n2d)e用因次分析法，整理后可得：Np=KRexFry（1）φ=Np/Fry=KRex（2）以上各式中：d―攪拌槳直徑，m；n―攪拌轉(zhuǎn)速，s-1；ρ—密度，kg/m3；μ—粘度，Pa·s；K—幾何尺寸總形狀系數(shù)，無因次；P—攪拌功率，W；a，b，c，d，e—指數(shù)，其中：x=-d，y=-e；Np—功率準數(shù)，其計算式Np=P/ρn3d5（3）Re—雷諾準數(shù)，用以表征液體流動狀態(tài)，其計算式Re=d2ρn/μ（4）Fr—弗魯?shù)聹蕯?shù)，用以表征重力影響，F(xiàn)r=n2d/gφ—功率因素，φ=Np/Fry當Re≤10，層流區(qū)；沒有打漩現(xiàn)象，F(xiàn)r可略，即y=0，x=-1，則P=Kμn2d3當10＜Re＜104，過渡區(qū)；情況較復雜，可查閱有關(guān)專著。當Re＞104，湍流區(qū)；為清除旋渦，采用全檔板，F(xiàn)r可略，則P=Kρn3d5（3）圖1攪拌實驗裝置雙對數(shù)坐標的功率曲線的有關(guān)表達，參閱化工2023版《過程設(shè)備設(shè)計》圖1攪拌實驗裝置三、實驗裝置及重要儀器1.攪拌實驗裝置如圖1所示，涉及100L電加熱反映釜、減速機、微能變頻器、攪拌電機、電加熱器。2.攪拌實驗數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速PB系列擴散硅壓力變送器數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀、密度計、粘度計等。四、實驗設(shè)計及注意事項1.實驗設(shè)計由式（3）可知，ρ、n、d可以測得，故計算攪拌功率的關(guān)鍵是求得功率準數(shù)NP。功率準數(shù)NP的影響因素涉及四方面：即攪拌器的幾何尺寸，攪拌容器的結(jié)構(gòu)，攪拌介質(zhì)的特性和重力加速度等。前面已經(jīng)通過因此分析法得到NP=f(Re)，可見通過改變雷諾數(shù)Re，可以測得功率準數(shù)NP與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系，將此關(guān)系繪于雙對數(shù)坐標上即得功率曲線，有了攪拌裝置的功率曲線就可以求得該裝置任意轉(zhuǎn)數(shù)和粘度下的攪拌功率。現(xiàn)有攪拌裝置實驗系統(tǒng)可以測量攪拌軸的扭矩、轉(zhuǎn)速、介質(zhì)的密度、粘度、溫度等，攪拌裝置幾何尺寸已知，根據(jù)現(xiàn)有實驗條件設(shè)計實驗方案，以測定攪拌反映器的功率曲線。2.注意事項事先了解功率曲線的特點，范圍等，特別應(yīng)注意曲線的曲率變化比較大的地方及拐點等地方的雷諾數(shù)Re的大約范圍，使得設(shè)計實驗方案時心中有數(shù)。規(guī)劃好實驗點的數(shù)量及間距，曲率變化大的地方及拐點處可以多安排一些實驗點，以使得功率曲線可以準確地描繪出來。預(yù)先了解攪拌裝置的結(jié)構(gòu)和測試系統(tǒng)，知道那些參數(shù)變化和測試容易，那些參數(shù)變化和測試不容易，盡量安排易變參數(shù)的改變，以提高測試的效率和準確度。轉(zhuǎn)速的變化通過變頻調(diào)速改變，比較好操作，也容易實現(xiàn)；粘度的改變通過溫度的改變加以實現(xiàn)，需要加熱一段時間才干達成設(shè)定的溫度。加熱時盡量放在自動加熱檔，只要設(shè)定好了溫度值，不會過熱，可以始終保證溫度不變；假如是手動加熱，則務(wù)必不能離開人，否則因加熱過載，溫度過高，甚至也許發(fā)生爆炸。五、實驗環(huán)節(jié)1.清理攪拌容器，使容器內(nèi)無雜物。2.測定攪拌容器和攪拌漿的幾何參數(shù)。向攪拌容器內(nèi)注入流體，保證容器內(nèi)流體無雜物。測量攪拌漿與流體表面的距離。測量流體液面高度。測量容器內(nèi)流體的密度和溫度。測量容器內(nèi)流體的粘度。確認攪拌漿安裝可靠，觀測攪拌裝置有無異常。在確認開機安全的情況下，接通電源，整機預(yù)熱5分鐘。按照設(shè)計好的實驗方案，在控制柜上輸入所需溫度。按照設(shè)計好的實驗方案，在控制柜上輸入所需轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速的設(shè)定要從小開始。剛開始，轉(zhuǎn)速旋鈕調(diào)到零，慢慢旋到所需轉(zhuǎn)速，使攪拌平穩(wěn)。電機轉(zhuǎn)動；讀出實驗扭矩并記錄實驗扭矩和轉(zhuǎn)速。取樣測定介質(zhì)的溫度、密度等。改變實驗轉(zhuǎn)速和溫度，并反復環(huán)節(jié)10、11。實驗完畢后依次關(guān)門電源開關(guān)，清理實驗現(xiàn)場。整理數(shù)據(jù)并根據(jù)因次分析理論，在雙坐標圖上建立功率準數(shù)Np（或功率因數(shù)）、雷諾準數(shù)Re變化的關(guān)系曲線即功率曲線。六、實驗數(shù)據(jù)與解決將實驗中所記錄的原始數(shù)據(jù)填入下面的表格中。數(shù)據(jù)登記表1槳型描述攪拌容器描述液面高度漿與液面的距離數(shù)據(jù)登記表2序號實驗轉(zhuǎn)速扭矩（N.m）溫度℃粘度mPa.s密度Kg/m3rpm（s-1）七、實驗報告1.判斷攪拌漿所屬的的基本流動類別；了解攪拌轉(zhuǎn)速、粘度等對攪拌流場的影響；測定攪拌容器和攪拌漿的幾何參數(shù)，攪拌漿的運動參數(shù)和影響攪拌功率的物性參數(shù)；測量攪拌功率；根據(jù)因次分析理論，在雙坐標圖上建立功率準數(shù)Np（或功率因數(shù)）、雷諾準數(shù)Re變化的關(guān)系曲線—功率曲線。八、思考題了解攪拌轉(zhuǎn)速對攪拌功率有什么影響？粘度等對對攪拌功率有什么影響？雷諾準數(shù)對攪拌功率有什么影響？附：雙對數(shù)坐標碳鋼極化曲線測定實驗項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：化工裝備腐蝕與防護計劃學時：4學時一、實驗?zāi)康募叭蝿?wù)通過本實驗的學習，使學生能從金屬腐蝕的基本理論出發(fā)，學生親自進行常見的金屬腐蝕實驗的操作，進一步理解金屬腐蝕的基本理論，掌握金屬腐蝕的研究方法和手段。本實驗是以測定碳鋼腐蝕極化曲線來研究和分析金屬電化學腐蝕的腐蝕機理、腐蝕速度。通過本實驗的學習，應(yīng)達成以下目的：1.使學生掌握電化學腐蝕測試方法的基本操作技術(shù)，使學生了解電化學腐蝕的成因和機理；2.培養(yǎng)學生具有科學的思維方法、科學的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3.對于設(shè)計性實驗，初步學會設(shè)計電化學腐蝕實驗方案；通過學生的獨立設(shè)計，使學生對實驗的研究方法和設(shè)計方案有較進一步的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實驗內(nèi)容及規(guī)定本實驗項目為設(shè)計性實驗，由學生自行設(shè)計或選擇恰當?shù)碾娀瘜W腐蝕實驗方法和裝置，自己擬定實驗環(huán)節(jié)，擬定實驗方案，通過對碳鋼極化曲線進行電化學解析，最后得出實驗的結(jié)論。具體規(guī)定如下：1.掌握腐蝕實驗室研究的基本實驗技能；2.對于設(shè)計性實驗，初步學會設(shè)計電化學腐蝕實驗方案；3.熟悉常用電化學腐蝕實驗設(shè)備的使用方法；4.掌握實驗數(shù)據(jù)的解決及實驗報告撰寫；5.實驗中存在的問題及解決方法，實驗收獲體會。實驗條件1.儀器設(shè)備條件PAR2273腐蝕電化學測試系統(tǒng)，corrTest電化學系統(tǒng)，電解池為三電極電化學測試體系，輔助電極為25mm×25mm的鉑片，參比電極為飽和甘汞電極（SCE）。2.物質(zhì)條件實驗中所用鐵電極為碳鋼。（解決方法：加工為直徑6mm，高為5mm的小圓柱體，真空爐中900℃退火8小時，隨爐降至室溫，消除鐵電極的晶體缺陷。）電極用環(huán)氧＋固化劑（順丁烯二酸酐，比例為100:25～30，溫度為130～140℃，恒溫8小時）或用松香＋石蠟（比例1:1）。電極表面依次用400＃，800＃水砂紙在預(yù)磨機上打磨。然后用丙酮清洗電極表面除油。放置在干燥器中備用。溶液為HCl溶液或NaCl溶液（濃度自定）及HCl（濃度自定）+0.3%六次甲基四胺（烏洛托品），溶液3.注意事項實驗前，應(yīng)預(yù)先做電位時間曲線Ecorr－t，從Ecorr－t曲線可知電極在何時穩(wěn)定，這樣每次實驗前必須將電極浸泡在實驗體系中一段時間直至電位穩(wěn)定，可以進行實驗，為節(jié)省時間可預(yù)先進行這個準備實驗。4.相關(guān)文獻資料[1]高護生.腐蝕與防護.西安：陜西科學技術(shù)出版社，1994[2]曹楚南.腐蝕電化學原理.北京：化學工業(yè)出版社，2023[3]曹楚南.腐蝕實驗數(shù)據(jù)的記錄分析.北京：化學工業(yè)出版社，1988[4]宋詩哲.腐蝕電化學研究方法.北京：化學工業(yè)出版社，1994[5]E.海茲等著，曹楚南等譯.腐蝕實驗指南.北京：化學工業(yè)出版社，1991[6]corrTest電化學系統(tǒng)使用說明書[7]PAR2273腐蝕電化學測試系統(tǒng)使用說明書實驗設(shè)計及注意事項1.實驗設(shè)計一般地，碳鋼極化曲線測定可以運用動電位掃描，測量材料在不同介質(zhì)中的極化曲線。掃描可從陰極極化開始，根據(jù)參比電極回路的阻抗，可以打開恒電位儀設(shè)立中的模擬低通濾波和數(shù)字濾波，延遲時間可設(shè)定為10～30秒。在動電位掃描中可以設(shè)立初始電位：-100mV,終止電位:100mV（均相對開路電位），掃描速率為0.5mV/s。先在一定溶液中測量一條極化曲線，隨后改變不同濃度后，在相同的測試條件下重新進行動電位掃描，然后運用參數(shù)擬合中的弱極化區(qū)擬合方法來計算不同濃度下的腐蝕速率。通過軟件，您可將所有數(shù)據(jù)文獻讀入，并繪制在一幅圖形，然后經(jīng)剪貼板將圖形粘貼到Word文檔中。需要測量的數(shù)據(jù)大體有：腐蝕速率(mm/a)、腐蝕電流icorr(A/cm2)塔菲爾斜率ba(V)、塔菲爾斜率bc(V)、自然電位Eocp(V)。說明：不管是corrTest電化學系統(tǒng)還是PAR2273腐蝕電化學測試系統(tǒng)，軟件所計算出的結(jié)果極大地依賴于用戶所選擇的數(shù)據(jù)，此外錯誤的原始數(shù)據(jù)和不對的的實驗方法均也許引起較大的偏差，用戶必須擁有足夠的電化學和腐蝕方面的知識來確認計算是合理的。2.電解池連接注意事項連接電解池——將工作電極、輔助電極插入電解池內(nèi)，參比電極應(yīng)放入套式鹽橋內(nèi)。鹽橋的連通過程如下：a.先通過洗耳球從乳膠管口將待測溶液吸入到鹽橋內(nèi)的環(huán)形空間內(nèi)，并充滿之。b.取約3ml飽和KCl溶液到注入到鹽橋的內(nèi)套管內(nèi)。c.將參比電極先插入有乳膠管中，然后一起塞入鹽橋的內(nèi)套管，并使之緊密（可將乳膠管反向卷起再賽入玻璃套管），通過負壓使內(nèi)孔溶液不致通過多孔砂芯泄漏。約1～3分鐘后，內(nèi)外溶液經(jīng)多孔陶瓷連通，并形成電回路。整個裝置如圖1所示。將電極插頭的黑色護套夾（工作電極）與研究電極，紅色護套夾與輔助電極（即白金電導電極）的極板連接片相連，黃色護套夾與參比電極相連，電位測量選擇開關(guān)置“參比”，數(shù)字表顯示即為參比電極相對于研究電極的開路電位。注意：假如內(nèi)套管內(nèi)溶液干涸，請注意及時補充，否則電路不通或阻抗過大，會引起嚴重的電流或電位振蕩現(xiàn)象。此外，假如參比電極內(nèi)KCl完全消失，也請及時補充固體KCl。注意事項：輸出電流大于額定最大值時，儀器具有自動限流與短路保護功能，但不得長期處內(nèi)置式鹽橋于過電流狀態(tài)。圖1.電解池與電極的連接圖思考題1.影響動電位掃描曲線精度的因素重要是什么？如何解決才干使得到精確的極化曲線；2.腐蝕速率計算的常用的方法有哪些？實驗報告1.實驗報告格式：自擬；2.實驗報告內(nèi)容：碳鋼極化曲線測定方案簡述、方案簡圖、相關(guān)參數(shù)理論計算、實測數(shù)據(jù)、圖表、實驗結(jié)論等；3.分析討論在測試過程中出現(xiàn)的問題，重要將本組實驗結(jié)果與其他組的數(shù)據(jù)進行比較并分析；由于本設(shè)計性實驗規(guī)定：通過學生的實驗設(shè)計，可以完畢碳鋼在不同介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕行為；通過學生設(shè)計不同的電化學實驗方法，完畢碳鋼極化曲線的測定；再通過對碳鋼極化曲線進行電化學解析，最后得出實驗的結(jié)論。因此，不同組的實驗設(shè)計（儀器、介質(zhì)、電化學實驗方法）不同，實驗結(jié)果也就不同，規(guī)定學生能對的比較并分析。4.記錄實驗中使用的儀器的名稱及型號，耗材名稱及規(guī)格；5.實驗心得與體會。

不銹鋼鈍化曲線測定實驗項目性質(zhì)：驗證性所屬課程名稱：化工裝備腐蝕與防護計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康?．了解金屬耐腐蝕能力的評估方法，加深對孔蝕擊穿電位，再鈍化電位、環(huán)形陽極極化曲線等的理解；2．初步掌握用線性掃描儀進行動電位極化測量，熟悉恒電位儀，電化學信號發(fā)生器，X—Y函數(shù)記錄儀及對數(shù)變換儀的使用方法；3．用實驗的方法求出孔蝕電位、再鈍化電位以及鈍化區(qū)的工作電流。二、基本理論孔蝕是破壞性和隱患性很大的腐蝕形態(tài)之一，它使設(shè)備在失重很少的情況下，穿孔破壞，導致突發(fā)性事件。金屬表面產(chǎn)生孔蝕的條件是其腐蝕電位達成或超過某一臨界電位Ebr（孔蝕電位）此電位比過鈍化電位低，位于金屬的鈍化區(qū)（如右圖所示）。圖1鈍化曲線本實驗采用動電位極化曲線法測出可鈍化金屬（1Cr18Ni9Ti）在腐蝕介質(zhì)中的環(huán)狀陽極極化曲線，以評估其耐腐蝕的能力。運用電化學信號發(fā)生器進行動電位陽極極化時，一方面按一定的掃描速度，使電位逐步增大，當達成某一臨界電位時，電流密度忽然劇增，此臨界電位既是孔蝕電位Ebr。當陽極電位越過Ebr繼續(xù)增長到某一數(shù)值后，進行反方向電位掃描，電位減少，電流密度減小，最后與極化曲線的鈍化區(qū)相交于P點，P點的電位Ep稱為再鈍化電位或保護電位，當電位高于Ebr時，鈍化的金屬表面將發(fā)生孔蝕；當電位低于Ebr時，鈍化的金屬表面不會產(chǎn)生新的孔蝕點，原有的腐蝕小孔也會停止擴展，整個金屬表面重新保持鈍化態(tài)；當電位處在Ebr和Ep之間時，原有的腐蝕小孔繼續(xù)擴展，但不會產(chǎn)生新的孔蝕點。因此Ep和Ebr是表征金屬或合金耐孔蝕傾向的特性電位。Ebr反映了鈍化膜破壞的難易，是評價鈍化膜的保護性與穩(wěn)定性的特性參數(shù)，Ebr越是正值，金屬的耐腐蝕能力越強；Ep則反映了孔蝕重新鈍化的難易，是評價鈍化膜是否容易修復的特性電位，Ep圖1鈍化曲線說明：Ep和Ebr的具體數(shù)值，受實驗條件的影響很大。對于同一腐蝕體系，隨著掃描速度不同，以及開始向回掃電流值Ic的不同，將得到不同的Ep和Ebr。三、實驗裝置圖2電解池與電極的連接圖1.輔助電極（Pt電極）；2.參比電極（內(nèi)充飽和KCl溶液的甘汞電極）；3.研究電極；4.飽和KCl溶液；5.3.5%NaCl溶液；6.鹽橋（飽和KCl溶液）四、實驗準備1．試件制備有游標卡尺量出不銹鋼試件的幾何尺寸，用細砂紙打磨試件工作表面，研磨光亮后用丙酮去油污，再用蘸有無水乙醇的脫脂棉擦試，濾紙吸干，即可做為研究電極浸入極化池內(nèi)。2．溶液配置配置3.5%NaCl溶液500ml，飽和KCl溶液500ml，分別注入1000ml的燒杯內(nèi)。3．儀器準備（按裝置圖所示連好各儀器）（1）開機預(yù)熱30分鐘后，將信號發(fā)生器“超低頻波形”接線柱與恒電位儀“外控輸入”接線柱連接起來，信號發(fā)生器“┻”接線柱與恒電電位儀的“┻”接線柱連接起來，恒電位儀應(yīng)置“自然”檔；（2）將“階高選擇”開關(guān)置“線性”檔，“輸出選擇”置“終點”檔，調(diào)節(jié)“終點電位”使“終點電位”等于研究電極自然電位（恒電位儀的“電位測量”開關(guān)置“參比”檔，可以測得研究電極的自然電位）。“掃描速度”開關(guān)置“104mv/s”檔。將“超低頻波形”置“V”檔，按“負掃”按鈕，當超低頻信號輸出電位達成“起掃電位”預(yù)調(diào)值時停止掃描。（3）將“輸出選擇”開關(guān)置“上限”檔，調(diào)節(jié)“上限電位”電位器使上限電位等于-8V；將“輸出選擇”置“下限”檔，調(diào)節(jié)“下限電位”電位器使下限電位為+3.5V。（4）將“輸出選擇”置“終點”檔，調(diào)節(jié)“終點電位”電位器，使“終點電位”預(yù)調(diào)值達成規(guī)定值。完畢上述環(huán)節(jié)后，將“輸出選擇”開關(guān)置“信號”檔，否則沒有掃描信號輸出。五、實驗環(huán)節(jié)1．試件制備用游標卡尺量出碳鋼試件的幾何尺寸，用細砂紙打磨試件工作表面，研磨光亮后用丙酮去油污，再用蘸有無水乙醇的脫脂棉擦試，濾紙吸干，即可做為研究電極浸入極化池內(nèi)。2．溶液配置配置3%NaCl溶液500ml，飽和KCl溶液500ml，分別注入1000ml的燒杯內(nèi)。3．儀器準備（按裝置圖所示連好各儀器）（1）開機預(yù)熱5—20分鐘后，使溫漂處在最小狀態(tài)。（2）連接電解池——將研究電極、輔助電極、參比電極分別與恒電位儀上的相應(yīng)接頭連接。將鹽橋充滿飽和KCl溶液后放入配制好的3.%NaCl溶液和飽和KCl溶液燒杯中。3分鐘后，電解池形成電回路。4.測量（1）測自然電位將儀器面板，”“工作方式”置“恒電位”，“控制模式”置”面板，“電位量程”置“2v”，“電流量程”置“20mA”，“極化狀態(tài)”選擇開關(guān)置“自然”檔，“記錄輸出”的電流和電壓端分別接人記錄儀的“X”和“Y1”輸入端?！肮ぷ鬟x擇”置“自然”，這時恒電位儀雖已接通電源但電解池的極化回路并未接通，電位測量”再置于“參比”檔，3~5分鐘后，電位表指示的電位就是研究電極相對于參比電極的自然電位Ecorr。（2）測極化曲線先把工作電源置“自然”檔，再將“電位測量”置于“給定”檔，電位表指示給定電位，即為選擇的研究電極相對于參比的電位。通過調(diào)節(jié)“恒電位粗調(diào)”和“恒電位細調(diào)”將電位調(diào)至自然電位Ecorr值。然后，將“工作電源”置于“極化”，這時儀器進入恒電位極化狀態(tài)。調(diào)節(jié)“恒電位粗”和“恒電位細調(diào)”可得到不同電位下的穩(wěn)態(tài)電流，記錄各電位值及相應(yīng)的分貝值（電流）。當電位接近電位上限時，極化電流達成最大值，反方向調(diào)節(jié)電位至自然電位，然后逐步減小電位值，直到負相電流達成最大值為止。同時記錄各穩(wěn)態(tài)電位值、電流值及相應(yīng)的分貝值。注意：實驗結(jié)束，“工作電源”應(yīng)置于“自然”檔，然后關(guān)機。

振動測量實驗項目性質(zhì)：演示性所屬課程名稱：過程裝備監(jiān)測及解決計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康?．學會用里莎茹圖形法測量信號振動頻率的方法。2．掌握用振動計測量振動體振動的位移、速度、加速度的方法。二、實驗原理1．法國科學家JulesLissajous1875年在法國巴黎科學院發(fā)表論文，闡述了運動方向互相垂直的兩個簡諧振動合成的運動軌跡，稱為里沙茹圖形。只要在示波器的X軸、Y軸分別加上簡諧振動信號（轉(zhuǎn)換成電信號），示波器的熒火屏上便可顯示出合成的運動軌跡。用數(shù)學方法說明如下：在示波器的x軸和y軸同時輸入兩個信號當時，消去上式中的參量t，即可得當時，此式是一個橢圓方程，合成圖形是一個橢圓。當時，合成圖形不再是橢圓，但是，隨著值的不同，合成圖形呈現(xiàn)不同的形狀，若合成圖形與y軸的交點數(shù)為m，與x軸交點數(shù)為n，則頻率比為，不同頻率比時的里沙茹圖形如下：根據(jù)此圖形，可以由已知簡諧振動的振動體的頻率來擬定另一個未知簡諧振動的振動信號的頻率。2．壓電傳感器是運用壓電材料的壓電效應(yīng)來實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的。即當有力作用于壓電材料時，壓電晶體兩表面就有電荷產(chǎn)生、電荷量和壓力成正比，因此，它可測量的基本參數(shù)是力，但也可測量能變換成力的參數(shù)，如速度、加速度、位移等。由于傳感器固接于待測物上，因而受到同樣的振動，物體振動時由于慣性質(zhì)量會對傳感器壓電材料產(chǎn)生一個與加速度成正比的慣性力，從而使其產(chǎn)生電荷，這就是壓電加速度傳感器的工作原理。振動計被測機械量=例如：模式量程表頭指示值機械量加速度160.6m/s速度322.0mm/s位移166μm位移10660μm三、實驗裝置圖振動計振動體振動計振動體示波器示波器XY2y未知振動信號信號發(fā)生器功率放大器未知振動信號信號發(fā)生器功率放大器四、實驗環(huán)節(jié)1．熟讀實驗指導書。2．按實驗裝置圖連接各儀器。3．調(diào)節(jié)示波器，功能選擇置x-y。4．手動改變信號發(fā)生器頻率輸出，使示波器屏幕顯示不同頻率比時的里沙茹圖形，并由已知振動體振動頻率，來擬定未知信號的振動頻率。5．用振動計測量不同情況下的振動體的位移、速度、加速度大小。五、實驗規(guī)定1．了解掌握實驗儀器的使用方法。2．通過實驗驗證里沙茹圖形法。3．用振動計測量振動體的位移、速度、加速度的大小。臨界轉(zhuǎn)速測量實驗項目性質(zhì)：驗證性所屬課程名稱：過程裝備監(jiān)測及解決計劃學時：2學時一、實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗與計算的方法驗證臨界轉(zhuǎn)速的存在，直觀理解臨界轉(zhuǎn)速的概念，觀測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的振動圖形。二、基本原理臨界轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的因素。高速回轉(zhuǎn)的機械轉(zhuǎn)子，由于受材質(zhì)、加工及裝配等方面的影響，不也許作到“絕對平衡”，其質(zhì)心與軸心之間總存在一偏心距e。由于重心和回轉(zhuǎn)中心的偏差，將產(chǎn)生不平衡的離心力，使軸產(chǎn)生撓度y。轉(zhuǎn)速增長，撓度y也增大。當時，系統(tǒng)產(chǎn)生共振