《化工原理實(shí)驗(yàn)》教案

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載化工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教案課程名稱：化工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)學(xué)生專業(yè)及年級：2010、2011、20XX級化工專業(yè)教師姓名：王永志、張艷華、劉春波、韓艷榮所用教材：化工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)講義天津職業(yè)大學(xué)化工系主編選讀參考書：化工原理實(shí)驗(yàn) 雷良恒 主編 清華大學(xué)出版社課程性質(zhì)：基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)課卓資縣職業(yè)中學(xué)化工部目 錄實(shí)驗(yàn)一流體流動阻力的測定1實(shí)驗(yàn)二 離心泵特性曲線的測定錯(cuò)誤！未定義書簽。實(shí)驗(yàn)三恒壓過濾實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)四 洞道干燥實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)五 超臨界C02萃取實(shí)驗(yàn)5實(shí)驗(yàn)六膜分離實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)七液液萃取實(shí)驗(yàn)7實(shí)驗(yàn)八吸收實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)九精餾實(shí)驗(yàn)9實(shí)驗(yàn)十固體流態(tài)化實(shí)驗(yàn)10實(shí)驗(yàn)十一伯努利實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)十二管道阻力實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)十三離心泵實(shí)驗(yàn)

2、19實(shí)驗(yàn)十四傳熱實(shí)驗(yàn)24實(shí)驗(yàn)十五 填料塔氣體吸收實(shí)驗(yàn)30實(shí)驗(yàn)十六雷諾實(shí)驗(yàn)37實(shí)驗(yàn)十七液體流量的測定與流量計(jì)的校正40實(shí)驗(yàn)十八 精溜塔的操作與塔板效率的測定44實(shí)驗(yàn)十九填料塔流體力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)46實(shí)驗(yàn)二十填料吸收塔的操作及吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定48化工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一流體流動阻力的測定授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1) 掌握流體流經(jīng)直管和閥門時(shí)阻力損失的測定方法，通過實(shí)驗(yàn)了 解流體流動中能量損失的變化規(guī)律。(2) 測定直管摩擦系數(shù)入與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的關(guān)系，將所得的入Re方 程與經(jīng)驗(yàn)公式比較。(3) 測定流體流經(jīng)閥門時(shí)的局部阻力系數(shù) E。(4) 學(xué)會倒U形差壓計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的使用方法

3、。(5) 觀察組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理的講解要結(jié)合教材；學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作要熟悉，對所要轉(zhuǎn)子流量計(jì)、 光滑管、粗糙管理解構(gòu) 造與原理難點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)操作；注意事項(xiàng)開啟、關(guān)閉管道上的各閥門及倒U型差壓計(jì)上的閥門時(shí)，一定要緩慢 開關(guān)，切忌用力過猛過大，防止測量儀表因突然受壓、減壓而受損(如 玻璃管斷裂，閥門滑絲等)！實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出光滑管、粗糙管的

4、入Re曲線，對照 化工原理教材上有關(guān)公式，即可確定該管的相對粗糙度和絕對粗糙度。根據(jù)光滑管實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對照柏拉修斯方程，計(jì)算其誤差。(2) 根據(jù)局部阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果，求出閘閥全開時(shí)的平均 E值。(3) 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。思考題(1) 在對裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的流量調(diào)節(jié) 閥？為什么？(2) 如何檢驗(yàn)測試系統(tǒng)內(nèi)的空氣是否已經(jīng)被排除干凈？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)二 離心泵特性曲線的測定授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1) 了解離心泵結(jié)構(gòu)與特性，學(xué)會離心泵的操作。(2) 測定恒定轉(zhuǎn)速條件下離心泵的有效揚(yáng)程 (H)、軸功率(N)、以及 總效率(n )與有效流量(V)

5、之間的曲線關(guān)系。(3) 掌握離心泵流量調(diào)節(jié)的方法(閥門、轉(zhuǎn)速和泵組合方式)和渦 輪流量傳感器及智能流量積算儀的工作原理和使用方法。授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)離心泵工作原理的講解要結(jié)合教材；學(xué)生對離心泵結(jié)構(gòu)與操作要熟悉，對渦輪流量計(jì)、傳感器構(gòu)造與原理 要了解難點(diǎn)離心泵的結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)操作；注意事項(xiàng)(1) 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，灌泵用的進(jìn)水閥門開度要小，以防進(jìn)水壓力過大 損壞真空表。(2) 在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)扭矩傳感儀鉤子要取下，在測數(shù)據(jù)時(shí)再

6、裝上，每 測量一組數(shù)據(jù)后立刻取下，當(dāng)測下一組數(shù)據(jù)時(shí)再裝上。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 在同一張坐標(biāo)紙上描繪一定轉(zhuǎn)速下的 HV、NV、nV曲線(2) 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷泵較為適宜的工作范圍。思考題(1) 從所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，離心泵啟動時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥門？(2) 啟動離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動不起 來，你認(rèn)為可能的原因是什么？(3) 為什么用泵的出口閥門調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？還 有其他方法調(diào)節(jié)流量？(4) 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？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)三恒壓過濾實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1 )熟悉板框壓濾機(jī)的

7、構(gòu)造和操作方法；(2) 通過恒壓過濾實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證過濾基本原理；(3) 學(xué)會測定過濾常數(shù)K、qe、T e及壓縮性指數(shù)S的方法；(4) 了解操作壓力對過濾速率的影響；授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)過濾原理；恒壓過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作難點(diǎn)恒壓過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)操作；注意事項(xiàng)(1) 濾餅、濾液要全部回收到配料桶 。(2) 電磁閥、壓力定值調(diào)節(jié)閥的順序不能搞錯(cuò)。壓力設(shè)定順序?yàn)?# (低壓)，3#(中壓)，2#(高壓)。否則壓力定值調(diào)節(jié)

8、閥會漏氣。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 由恒壓過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求過濾常數(shù) K, qe, T(2) 比較幾種壓差下的K, qe, T值，討論壓差變化對以上參數(shù)數(shù) 值的影響。(3) 在直角坐標(biāo)紙上繪制lg K Ig(Ap)關(guān)系曲線，求出S及k(4) 寫出完整的過濾方程式，弄清其中各個(gè)參數(shù)的符號及意義。思考題(1) 通過實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為過濾的一維模型是否適用？(2) 當(dāng)操作壓強(qiáng)增加一倍，其 K值是否也增加一倍？要得到同樣的 過濾液，其過濾時(shí)間是否縮短了一半？(3) 影響過濾速率的主要因素有哪些？(4) 濾漿濃度和操作壓強(qiáng)對過濾常數(shù) K值有何影響？(5) 為什么過濾開始時(shí)，濾液常常有點(diǎn)渾濁，而過段時(shí)間后才變清？(6) 若

9、要做濾餅洗滌，管線應(yīng)怎樣安排？需增加什么設(shè)備？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)四洞道干燥實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1) 熟悉常壓洞道式(廂式)干燥器的構(gòu)造和操作；(2) 測定在恒定干燥條件(即熱空氣溫度、濕度、流速不變、物料 與氣流的接觸方式不變)下的濕物料干燥曲線和干燥速率曲線；(3) 測定該物料的臨界濕含量Xo;(4) 學(xué)會有關(guān)測量和控制儀器的使用方法。授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理的講解要結(jié)

10、合教材；廂式干燥器的構(gòu)造和操作構(gòu)造與操作難點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)操作；注意事項(xiàng)必須先開風(fēng)機(jī)，后開加熱器，否則，加熱管可能會被燒壞。傳感器的負(fù)何量僅為200克，放取毛氈時(shí)必須十分小心以免損壞稱重 傳感器。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 繪制干燥曲線(失水量時(shí)間關(guān)系曲線)。(2) .根據(jù)干燥曲線作干燥速率曲線。(3) 讀取物料的臨界濕含量。(4) 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。思考題(1) 毛氈含水是什么性質(zhì)的水分？(2) 實(shí)驗(yàn)過程中干、濕球溫度計(jì)是否變化？為什么？(3) 恒定干燥條件是指什么？(4) 如何判斷實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)五超臨界C02萃取實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1)

11、 讓學(xué)生了解超臨界萃取裝置的結(jié)構(gòu)， 掌握超臨界萃取操作方法， 熟悉基本工作原理；(2) 通過與傳統(tǒng)提取方法所得產(chǎn)物在質(zhì)量上的比較，近一步掌握超 臨界萃取的優(yōu)點(diǎn)，從而加深科技進(jìn)步對化工的影響。授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理的講解要結(jié)合教材；超臨界萃取裝置的流程及構(gòu)造和操作難點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)操作；注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中必須時(shí)刻注意儀表的指示，防止出現(xiàn)過壓問題。 注意按操作說明進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 記錄原理數(shù)據(jù)。(2

12、) 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并在坐紙上繪制液固及氣固系統(tǒng)的 Pu關(guān) 系曲線。思考題(1) 什么是超臨界狀態(tài)？(2) 實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)如何調(diào)節(jié)閥門，使每個(gè)釜內(nèi)壓力維持所需狀態(tài)？(3) 該裝置有哪些方面的應(yīng)用？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)六膜分離實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求（1）了解膜的結(jié)構(gòu)和影響膜分離效果的因素，包括膜材質(zhì)、壓力和 流里等。（2）了解膜分離的主要工藝參數(shù)，掌握膜組件性能的表征方法。（3）掌握膜分離流程，比較各膜分離過程的異同。（4）掌握電導(dǎo)率儀、紫外分光光度計(jì)等檢測方法。授課內(nèi)容及方式（1）講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)（2）實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；（3）學(xué)生

13、自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；（4）學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)不同膜組件的實(shí)驗(yàn)原理；膜實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造和操作構(gòu)造與操作難點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)操作；注意事項(xiàng)（1）每個(gè)單元分離過程前，均應(yīng)用清水徹底清洗該段回路，方可進(jìn) 行料液實(shí)驗(yàn)。清水清洗管路可仍舊按實(shí)驗(yàn)單元回路， 對于微濾組件則 可拆開膜外殼，直接清洗濾芯，對于另三個(gè)膜組件則不可打開，否則 膜組件和管路重新連接后可能造成漏水情況發(fā)生。（2）單元操作結(jié)束后，先用清水洗完管路，之后用 0.5-1%濃度的甲 醛溶液做保護(hù)液打入各膜組件中，使膜組件浸泡在保護(hù)液中。（3）對于長期使用的膜組件，其吸附雜質(zhì)較多，或者濃差極化明顯，則膜分離

14、性能顯著下降。對于預(yù)濾和微濾組件，采取更換新內(nèi)芯的手段；對于超濾、納濾和反滲透組件，一般先采取反清洗手段，即將 低濃度的料液溶液從透過液側(cè)進(jìn)入膜組件，同時(shí)關(guān)閉濃縮液側(cè)出口閥，使料液反向通過膜內(nèi)芯而從物料進(jìn)口側(cè)出液，若反清洗后膜組件仍無法回復(fù)分離性能，則表面膜組件使用壽命已到，需更換新內(nèi)芯。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求用截留率（R）、透過液通量（J）和溶質(zhì)濃縮倍數(shù)（N）來表示膜組件 的性能。思考題（1）每種膜組件的原理是什么？（2）如何膜組件維護(hù)中注意哪些問題？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)七液液萃取實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1) 了解轉(zhuǎn)盤萃取塔的基本結(jié)構(gòu)、操作方法及萃取的工藝流程。(2)

15、觀察轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速變化時(shí)，萃取塔內(nèi)輕、重兩相流動狀況，了解萃 取操作的主要影響因素。(3) 掌握每米萃取咼度的傳質(zhì)單兀數(shù) NOr、傳質(zhì)單兀咼度Hor和萃 取率口的實(shí)驗(yàn)測法。(4) 研究萃取操作條件對萃取過程的影響。授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)轉(zhuǎn)盤萃取塔的基本結(jié)構(gòu)、操作方法及萃取的工藝流程；掌握每米萃取咼度的傳質(zhì)單兀數(shù) Nor、傳質(zhì)單兀咼度Hor和萃取率耳 的實(shí)驗(yàn)測法。難點(diǎn)轉(zhuǎn)盤萃取塔的基本結(jié)構(gòu)、操作方法及萃取的工藝流程。注意事項(xiàng)

16、注意轉(zhuǎn)速的調(diào)整不能過快；以防將玻璃打碎；實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 測定不同轉(zhuǎn)速下的萃取效率，傳質(zhì)單元咼度。(2) 以煤油為分散相，水為連續(xù)相，進(jìn)行萃取過程的操作。思考題(1) 請分析比較萃取實(shí)驗(yàn)裝置與吸收、精餾實(shí)驗(yàn)裝置的異同點(diǎn)？(2) 說說本萃取實(shí)驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速是如何調(diào)節(jié)和測量的？從實(shí)驗(yàn) 結(jié)果分析轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速變化對萃取傳質(zhì)系數(shù)與萃取率的影響。(3) 測定原料液、萃取相、萃余相的組成可用哪些方法？米用中和滴定法時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)堿為什么選用 KOH CH3OH溶液，而不選用KOH H2O溶液？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)八吸收實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1) 了解填料塔吸收裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程

17、。(2) 了解填料塔的流體力學(xué)性能，測定干填料及一定噴淋量的濕填 料下填料塔壓降也P與氣速u的關(guān)系曲線，確定載點(diǎn)及泛點(diǎn)。(3) 學(xué)習(xí)填料吸收塔傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率測定方法，測定不同填料 下傳質(zhì)單兀數(shù)Nog和吸收率H，傳質(zhì)單兀咼度Hog和體積吸收系數(shù) KYa ；測定氣體空塔速度和液體噴淋密度對傳質(zhì)系數(shù)的影響。(4) 了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法；授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)塔吸收裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程。填料吸收塔傳質(zhì)能力和

18、傳質(zhì)效率測定方法，測定不同填料下傳質(zhì)單元 數(shù)Nog和吸收率口，傳質(zhì)單元高度Hog和體積吸收系數(shù)Kya ；測定氣 體空塔速度和液體噴淋密度對傳質(zhì)系數(shù)的影響。難點(diǎn)填料塔的流體力學(xué)性能；注意事項(xiàng)(1) 固定好操作參數(shù)后，應(yīng)隨時(shí)注意調(diào)整以保持各量不變。(2) 在填料塔操作條件改變后，需要有較長的穩(wěn)定時(shí)間，一定要等 到穩(wěn)疋以后方能讀取有關(guān)數(shù)據(jù)。(3) 由于CO2在水中的溶解度很小，因此，在分析組成時(shí)一定要仔 細(xì)認(rèn)真，這是做好本試驗(yàn)的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 將原始數(shù)據(jù)列表。(2) 在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪圖表示二氧化碳解吸時(shí)體積傳質(zhì)系數(shù)、傳 質(zhì)單元咼度與液體流量的關(guān)系。(3) 列出實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與計(jì)算示例。思考

19、題1 本實(shí)驗(yàn)中，為什么塔底要有液封？液封高度如何計(jì)算？2能否用自來水代替高位槽水？為什么？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)九精餾實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求(1) 了解連續(xù)精餾塔的基本結(jié)構(gòu)及流程。(2) 掌握連續(xù)精餾塔的操作方法。(3) 學(xué)會板式精餾塔全塔效率、單板效率和填料精餾塔等板高度的 測定方法。(4) 確疋部分回流時(shí)不同回流比對精餾塔效率的影響。(5) 了解氣相色譜儀的使用方法。授課內(nèi)容及方式(1) 講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)(2) 實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；(3) 學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；(4) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體

20、教學(xué)重點(diǎn)(1) 了解連續(xù)精餾塔的基本結(jié)構(gòu)及流程。(2) 學(xué)會板式精餾塔全塔效率、單板效率和填料精餾塔等板高度的 測定方法。(3) 確定部分回流時(shí)不同回流比對精餾塔效率的影響。(4) 了解氣相色譜儀的使用方法難點(diǎn)氣相色譜儀的使用方法；注意事項(xiàng)(1) 塔頂放空閥一定要打開。(2) 料液一定要加到設(shè)定液位 2/3處方可打開加熱管電源，否則塔 釜液位過低會使電加熱絲露出干燒致壞。(3) 部分回流時(shí)，進(jìn)料泵電源開啟前務(wù)必打開進(jìn)料閥，否則會損害 進(jìn)料泵。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1) 將塔頂、塔底溫度和組成等原始數(shù)據(jù)列表。(2) 按全回流和部分回流分別計(jì)算理論板數(shù)。(3) 計(jì)算全塔效率、單板效率或等板高度。(4) 分

21、析并討論實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的現(xiàn)象。思考題1 測定全回流和部分回流總板效率(或等板高度)與單板效率時(shí)各 需測幾個(gè)參數(shù)？化工原理實(shí)驗(yàn)教案授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)十固體流態(tài)化實(shí)驗(yàn)授課對象應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)時(shí)安排4學(xué)時(shí)目的要求（1）觀察聚式和散式流化現(xiàn)象；（2）掌握流體通過顆粒床層流動特性的測量方法；（3）測定床層的堆積密度和空隙率；（4）測定流化曲線（Apu曲線）和臨界流化速度。授課內(nèi)容及方式（1）講解實(shí)驗(yàn)原理；授課方式：利用多媒體教學(xué)（2）實(shí)驗(yàn)操作演示；授課方式：現(xiàn)場操作；（3）學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)；授課方式：現(xiàn)場指導(dǎo)；（4）學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的講解；授課方式：利用多媒體教學(xué)重點(diǎn)（1）測定床層的堆積密度和空隙率；（2）測定流

22、化曲線（Apu曲線）和臨界流化速度。難點(diǎn)床層的堆積密度和空隙率；注意事項(xiàng)（1）由小到大改變氣（或液）量（注意:不要把床層內(nèi)固體顆粒帶出?。?記 錄各壓差計(jì)及流量計(jì)讀數(shù)，注意觀察床層高度變化及臨界流化狀態(tài)時(shí) 的現(xiàn)象，記錄溫度。（2）關(guān)閉電源，測量靜床咼度，比較兩次靜床咼度的變化。（3）在臨界流化點(diǎn)之前必須保證有六點(diǎn)以上數(shù)據(jù)，且在臨界流化點(diǎn) 附近應(yīng)多測幾個(gè)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）在直角坐標(biāo)紙上作出pu曲線。（2）利用固定床階段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求取歐根系數(shù)，并進(jìn)行討論分析。（3）求取實(shí)測的臨界變化速度，并與理論值進(jìn)行比較。（4）對實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，運(yùn)用氣（液）體與顆粒運(yùn)動的規(guī)律加 以解釋。思考題（1）從觀

23、察到的現(xiàn)象，判斷屬于何種流化？（2）實(shí)際流化時(shí)，p為什么會波動？（3）由小到大改變流量與由大到小改變流量測定的流化曲線是否重 合，為什么？（4）流體分布板的作用是什么？實(shí)驗(yàn)十一伯努利實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧鲃恿黧w所具有的總能量是由各種形式的能量所組成，并且各種形式的能量之間又可相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)流體在導(dǎo)管內(nèi)作定常流動時(shí)，在導(dǎo)管的各截面之間的各種 形式機(jī)械能的變化規(guī)律，可由機(jī)械能衡算基本方程來表達(dá)。 這些規(guī)律對于解決流 體流動過程的管路計(jì)算、流體壓強(qiáng)、流速與流量的測量，以及流體輸送等問題， 都有著十分重要的作用。本實(shí)驗(yàn)采用一種稱之為伯努利試驗(yàn)儀的簡單裝置，實(shí)驗(yàn)觀察不可壓縮流體在 導(dǎo)管內(nèi)流動時(shí)的各種形式機(jī)械能的

24、相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象， 并驗(yàn)證機(jī)械能衡算方程（伯努 利方程）。通過實(shí)驗(yàn)，加深對流體流動過程基礎(chǔ)本原理的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理對于不可壓縮流體，在導(dǎo)管內(nèi)作定常流動，系統(tǒng)與環(huán)境又無功的交換時(shí)，若 以單位質(zhì)量流體為衡算基準(zhǔn)，則對確定的系統(tǒng)即可列出機(jī)械能衡算方程：gZi “ 1山2 二 gZ2 山 fu；二 hfJ kg（1）若以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)時(shí)，則又可表達(dá)為2 2乙 E1 Hl Z；Hf m 液柱（2）g 2g-g 2g式中Z 流體的位壓頭，m液柱；p 流體的壓強(qiáng)，Pa；u 流體的平均流速，ms ;流體密度，kgm;、hf 流動系統(tǒng)內(nèi)因阻力造成的能量損失，Jkg;x Hf 流動系統(tǒng)內(nèi)因阻力造成的壓頭損失

25、， m液柱。下標(biāo)1和2分別為系統(tǒng)的進(jìn)口和出口兩個(gè)截面。不可壓縮流體的機(jī)械能衡算方程，應(yīng)用于各種具體情況下可作適當(dāng)簡化， 例 如：（1）當(dāng)流體為理想液體時(shí)，于是式（1）和（2）可簡化為gZi 単 * u2 = gZ2 竺 f u； J kg（3）2 2Z -Pk= Z2 -P1 -u2m 液柱（4）:g 2g: g 2g該式即為伯努利（Bernoulli）方程。J kg(5)(2) 當(dāng)液體流經(jīng)的系統(tǒng)為一水平裝置的管道時(shí)，則(1)和(2)式又可簡 化為2Pl . u-2-P2 U2 h fm液柱(6)g 2gg 2g匕匕2r 2P2-u|hf2(3)當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，則(1)和(2)式又可簡化

26、為gz- p- = gZ2 P2J kgJ(7)ZiP1 憶P2m液柱(8)Pg中或者將上式可改寫為P2 - P1 = -g J-J(9)這就是流體靜力學(xué)基本方程。三、實(shí)驗(yàn)裝置(實(shí)驗(yàn)儀 CE 103型)本實(shí)驗(yàn)裝置主要由試驗(yàn)導(dǎo)管、穩(wěn)壓溢流水槽和三對測壓管所組成。試驗(yàn)導(dǎo)管為一水平裝變徑圓管，沿程分三處設(shè)置測壓管。每處測壓管由一對 并列的測壓管組成，分別測量該截面處的靜壓頭和沖壓頭。伯努利實(shí)驗(yàn)裝置包括穩(wěn)壓水槽；試驗(yàn)導(dǎo)管；出口調(diào)節(jié)閥； 靜壓頭測量管； 沖壓頭測量管。實(shí)驗(yàn)裝置的流程如實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)儀所示。液體由穩(wěn)壓水槽流入試驗(yàn) 導(dǎo)管，途徑不同直徑的管子，最后排出設(shè)備。流體流量由出口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。四、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)

27、驗(yàn)前，先緩慢開啟進(jìn)水閥，水充滿穩(wěn)壓溢流水槽，并保持有適量溢流水流 出，使槽內(nèi)液面平穩(wěn)不變。最后，設(shè)法排盡設(shè)備內(nèi)的空氣泡。實(shí)驗(yàn)可按如下步驟進(jìn)行：(1) 關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥，觀察和測量液體處于靜止?fàn)顟B(tài)下各測試點(diǎn) 的壓強(qiáng)。(2) 開啟試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥，觀察比較液體在流動情況下的各測試點(diǎn)的 壓頭變化。(3) 緩慢開啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，測量流體在不同流量下的各測試點(diǎn) 的靜壓頭、動壓頭和損失壓力。實(shí)驗(yàn)過程中必須注意如下幾點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)前一定要將試驗(yàn)導(dǎo)管和測壓管中的空氣泡排除干凈，否則會干擾 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測量的準(zhǔn)確性。（2）開啟進(jìn)水閥向穩(wěn)壓水槽注水，或開關(guān)試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥時(shí)，一定要 緩慢地調(diào)節(jié)開啟

28、程度，并隨時(shí)注意設(shè)備內(nèi)的變化。（3）試驗(yàn)過程中需根據(jù)測壓管量程范圍，確定最小和最大流量。（4）為了便于觀察測壓管的液柱高度，可在臨實(shí)驗(yàn)測定前，向各測壓管滴 入幾滴紅墨水。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 測量并記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)試驗(yàn)導(dǎo)管內(nèi)徑：dA =18 （mm）;dp =30 （mm）;實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管長度：L=1060 mm ；測試段為800mm。測壓管6根d = 8 mm2. 非流體體系的機(jī)械能分布及其轉(zhuǎn)換（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（2）驗(yàn)證流體靜力學(xué)方程。3. 流動體系的機(jī)械能分布及其轉(zhuǎn)換（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（2）驗(yàn)證流動流體的機(jī)械能衡算方程。實(shí)驗(yàn)十二 管道阻力實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯抗苈废到y(tǒng)中的流體流動和輸送，其中重要的問

29、題之一，是確定流體在流 動過程中的能量損耗。流體流動時(shí)的能量損耗（壓頭損失），主要由于管路系統(tǒng)中存在著各種阻力 管路中的各種阻力可分為沿程阻力（直管阻力）和局部阻力兩大類。本實(shí)驗(yàn)的目的，是以實(shí)驗(yàn)方法直接測定摩擦系數(shù) 和局部阻力系數(shù) 。二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)不可壓縮流體體在圓形導(dǎo)管中流動時(shí)， 在管路系統(tǒng)內(nèi)任意二個(gè)截面之間列 出機(jī)械能衡算方程為gZiPi12P212Ui = gZ2u2 hfP2 1P22fJ kg J(1)或2 2ZP1 . U1 _ Z2 P2 U2 H fm液柱(2):g 2g-g 2g式中Z流體的位壓頭，m液柱；p-流體的壓強(qiáng)，Pa；u-流體的平均流速，ms，；P流體密度，kg m

30、 ；hf -流動系統(tǒng)內(nèi)因阻力造成的能量損失，J kg JHf單位重量流體因流體阻力所造成的能量損失,即所謂壓頭損失，m液柱；符號下標(biāo)1和2分別表示上游和下游截面上的數(shù)值。假設(shè)：（1）水作為試驗(yàn)物系，則水可視為不可壓縮液體;（2）試驗(yàn)導(dǎo)管是按水平裝置的，則 乙二J ；（3）試驗(yàn)導(dǎo)管的上下游截面上的橫截面積相同，則 uu2。 因此（1）和（2）兩式分別可簡化為hf=B 也 J g 4 （3） ;Hf 二旦 m 液柱（4）。由此可見，因阻力造成的能量損失（壓頭損失），可由管路系統(tǒng)的兩截面之間的 壓力差（壓頭差）來測定。當(dāng)流體在圓形直管內(nèi)流動時(shí)，流體因摩擦阻力所造成的能量損失（壓頭損失），有如下一般關(guān)

31、系:Pl - p2 hr-1 u2=A *d 2J kg J(5)或Pl p21 u2m液柱(6)H f -gd 2g式中：d圓形直管的管徑，m；l圓形直管的長度，m；扎摩擦系數(shù)，無因次。大量實(shí)驗(yàn)研究表明：摩擦系數(shù)與流體的密度和粘度，管徑d、流速u 和管壁粗糙度；有關(guān)。應(yīng)用因次分析的方法，可以得出摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和管壁 相對粗糙度；/d存在函數(shù)關(guān)系，即d通過實(shí)驗(yàn)測得和Re數(shù)據(jù)，可以在雙對數(shù)坐標(biāo)上標(biāo)繪出實(shí)驗(yàn)曲線。當(dāng) Rev 2000時(shí)，摩擦系數(shù)與管壁粗糙度；無關(guān)。當(dāng)流體在直管中呈湍流時(shí)，不僅與 雷諾數(shù)有關(guān)，而且與管壁相對粗糙度有關(guān)。當(dāng)流體流過管路系統(tǒng)時(shí)，因遇各種管件、閥門和測量儀表等而產(chǎn)生局部阻

32、力， 所造成的能量損失（壓頭損失），有如下一般關(guān)系式：22hf = u（J kg ） ;H f = u（m 液柱）。22g式中：u 連接管件等的直管中流體的平均流速，ms ;局部阻力系數(shù)無因次。由于造成局部阻力的原因和條件極為復(fù)雜，各種局部阻力系數(shù)的具體數(shù)值， 都需要通過實(shí)驗(yàn)直接測定。三、實(shí)驗(yàn)裝置（實(shí)驗(yàn)儀 CEA F03型）本實(shí)驗(yàn)裝置主要是由循環(huán)水系統(tǒng)（或高位穩(wěn)壓水槽）、試驗(yàn)管路系統(tǒng)和高位 排氣水槽串聯(lián)組合而成。每條測試管的測壓口通過轉(zhuǎn)換閥組與壓差計(jì)連通。壓差由一倒置U形水柱壓差計(jì)顯示。孔板流量計(jì)的讀數(shù)由另一倒置U形水柱壓差計(jì)顯示。該裝置的流程如圖1所示。XK一 L詬亍厶圖1管路流體阻力實(shí)驗(yàn)裝

33、置流程1. 循環(huán)水泵；2.光滑試驗(yàn)管；3.粗糙試驗(yàn)管；4.擴(kuò)大與縮小試驗(yàn)管；5.孔板 流量計(jì)；6閥門；7.轉(zhuǎn)換閥組；8.高位排氣水槽。試驗(yàn)管路系統(tǒng)是由五條玻璃直管平行排列，經(jīng)U形彎管串聯(lián)連接而成。每條直管上分別配置光滑管、粗糙管、驟然擴(kuò)大與縮小管、閥門和孔板流量計(jì)。每 根試驗(yàn)管測試段長度，即兩測壓口距離均為 0.6m。流程圖中標(biāo)出符號G和D分 別表示上游測壓口（高壓側(cè)）和下游測壓口（低壓側(cè)）。測壓口位置的配置，以 保證上游測壓口距U形彎管接口的距離，以及下游測壓口距造成局部阻力處的 距離，均大于50倍管徑。作為試驗(yàn)用水，用循環(huán)水泵或直接用自來水由循環(huán)水槽送入試驗(yàn)管路系統(tǒng)， 由下而上依次流經(jīng)各種

34、流體阻力試驗(yàn)管， 最后充入高位排氣水槽。由高位排氣水 槽溢流出來的水，返回循環(huán)水槽。水在試驗(yàn)管路中的流速，通過調(diào)節(jié)閥加以調(diào)節(jié)。流量由試驗(yàn)管路中的孔板流 量計(jì)測量，并由壓差計(jì)顯示讀數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作須按如下步驟順序進(jìn)行操作:（1）先將水灌滿循環(huán)水槽，然后關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管入口的調(diào)節(jié)閥，再啟動循環(huán) 水泵。洋運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，先將試驗(yàn)導(dǎo)管中的旋塞閥全部打開， 并關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的 全部旋塞，然后緩慢開啟試驗(yàn)導(dǎo)管的入口調(diào)節(jié)閥。 當(dāng)水流滿整個(gè)試驗(yàn)導(dǎo)管，并在 高位排氣水槽中有溢流水排出時(shí)，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，停泵。（2）檢查循環(huán)水槽中的水量，一般需要再補(bǔ)充些水，防止水面低于泵吸入 口。（3）逐一檢查并排除試驗(yàn)導(dǎo)管和

35、聯(lián)接管線中可能存在的空氣泡。排除空氣泡的方法是，先將轉(zhuǎn)換閥組中被栓一組測壓口旋塞打開，然后打開倒置U形水柱壓差計(jì)頂部的放空閥，直至排盡空氣泡再關(guān)閉放空閥，必要時(shí)可在流體流動狀 態(tài)下，按上述方法排除空氣泡。（4）調(diào)節(jié)倒置U形壓差計(jì)的水柱高度。先將轉(zhuǎn)換閥組上的旋塞全部關(guān)閉，然后打開壓差計(jì)頂部放空閥，再緩慢開啟轉(zhuǎn)換閥組中的放空閥，這時(shí)壓差計(jì)中液 面徐徐下降。當(dāng)壓差計(jì)中的水柱高度居于標(biāo)尺中間部位時(shí)， 關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的放 空閥。為了便于觀察，在臨實(shí)驗(yàn)前，可由壓差計(jì)頂部的放空處，滴入幾滴紅墨水， 將壓差計(jì)水柱染紅。（5）在高位排水槽中懸掛一支溫度計(jì)，用以測量水的溫度。（6）實(shí)驗(yàn)前需對孔板流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，作

36、出流量標(biāo)定曲線。實(shí)驗(yàn)測定時(shí)，按如下步驟進(jìn)行操作：（1）先檢查試驗(yàn)導(dǎo)管中旋塞是否置于全開位置，其余測壓旋塞和試驗(yàn)系統(tǒng) 入口調(diào)節(jié)閥是否全部關(guān)閉。檢查畢啟動循環(huán)水泵。（2）待泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，根據(jù)需要緩慢開啟調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，流量大小由孔 板流量計(jì)的壓差計(jì)顯示。（3）待流量穩(wěn)定后，將轉(zhuǎn)換閥組中，與需要測定管路相連的一組旋塞置于 全開位置。這時(shí)測壓口與倒置 U形水柱壓差計(jì)接通，即可記錄由壓差計(jì)顯示出 壓強(qiáng)降。（4）當(dāng)需改換測試部位時(shí)，只需將轉(zhuǎn)換閥組由一組旋塞切換為喂組旋塞。 例如，將G1和D1 一組旋塞關(guān)閉，打開另一組 G2和D2旋塞。這時(shí)，壓差計(jì)與 G1和D1測壓口斷開，而與G2和D2測壓口接通，壓差計(jì)顯

37、示讀數(shù)即為第二支 測試管的壓強(qiáng)降。以此類推。（5）改變流量，重復(fù)上述操作，測得各試驗(yàn)導(dǎo)管中不同流速下的壓強(qiáng)降。（6）當(dāng)測定旋塞在同一流量不同開度的流體阻力時(shí)，由于旋塞開度變小， 流量必然會隨之下降，為了保持流量不變，需將入口調(diào)節(jié)閥作相應(yīng)調(diào)節(jié)。（7）每測定一組流量與壓強(qiáng)降數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄水的溫度。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)前務(wù)必將系統(tǒng)內(nèi)存留的氣泡排除干凈，否則實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期效（2）若實(shí)驗(yàn)裝置旋轉(zhuǎn)不用時(shí)，尤其是冬季，應(yīng)將管路系統(tǒng)和水槽內(nèi)水排放 干凈。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）實(shí)驗(yàn)基本參數(shù) 試驗(yàn)導(dǎo)管的內(nèi)徑 試驗(yàn)導(dǎo)管的測試段長度 粗糙管的粗糙度 粗糙管的相對粗糙度 孔板流量計(jì)的孔徑 旋塞的孔徑（2）流量標(biāo)定曲線

38、（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 列出表中各項(xiàng)計(jì)算公式。（5）標(biāo)繪Re- 實(shí)驗(yàn)曲線d = 17 mml =600mmmm/ddodvmmmm實(shí)驗(yàn)十三離心泵實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诨S或?qū)嶒?yàn)室中，經(jīng)常需要各種輸送機(jī)械用來輸送流體。根據(jù)不同使用 場合和操作要求，選擇各種型式的流體輸送機(jī)械。離心泵是其中最為常用的一類 流體輸送機(jī)械。離心泵的特性由廠家通過實(shí)驗(yàn)直接測定， 并提供給用戶在選擇和 使用泵時(shí)參考。本實(shí)驗(yàn)采用單級單吸離心泵裝置，實(shí)驗(yàn)測定在一定轉(zhuǎn)速下泵的特性曲線。通 過實(shí)驗(yàn)了解離心泵的構(gòu)造、安裝流程和正常的操作過程，掌握離心泵各項(xiàng)主要特 性及其相互關(guān)系，進(jìn)而加深對離心泵的性能和操作原理的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理離心泵主要特

39、性參數(shù)有流量、揚(yáng)程、功率和效率。這些參數(shù)不僅表征泵的性 能，也是選擇和正確使用泵的主要依據(jù)。1.泵的流量泵的流量即泵的送液能力，是指單位時(shí)間內(nèi)泵所排出的液體體積。泵的流量 可直接由一定時(shí)間t內(nèi)排出液體的體積V或質(zhì)量m來測定。即Vs 二 *m3 s(1)或Pt(2)若泵的輸送系統(tǒng)中安裝有經(jīng)過標(biāo)定的流量計(jì)時(shí)，泵的流量也可由流量計(jì)測 定。當(dāng)系統(tǒng)中裝有孔板流量計(jì)時(shí)，流量大小由壓差計(jì)顯示，流量 Vs與倒置U形 管壓差計(jì)讀數(shù)R之間存在如下關(guān)系：31Vs =CoS。2gR m s(3)式中，Co 孔板流量系數(shù)；S0 孔板的銳孔面積，m2;2. 泵的揚(yáng)程若以泵的壓出管路中裝有壓力表處為 B截面，以及入管路中裝

40、有真空表處 為A截面，并在此兩截面之間列機(jī)械能衡算式，則可得出泵揚(yáng)程He的計(jì)算公式:=Ho2 2Pb - Pa . U B -U A巾2g(4)式中Pb由壓力表測得的表壓強(qiáng)，Pa；Pa 由真空表測得的真空度，Pa；Ho A、B兩個(gè)截面之間的垂直距離，m；uA A截面處的液體流速， ms ;Ub B截面處的液體流速，ms，。在單位時(shí)間內(nèi)，液體從泵中實(shí)際所獲得的功，即為泵的有效功率。若測得泵 的流量為V m-s 1，揚(yáng)程為He， m，被輸送液體的密度為Ne=VsHegW( 5)泵軸所作的實(shí)際功率不可能全部為被輸送液體所獲得， 其中部分消耗于泵內(nèi) 的各種能量損失。電動機(jī)所消耗的功率又大于泵軸所作出的

41、實(shí)際功率。電機(jī)所消 耗的功率可直接由輸入電壓U和電流I測得，即N 二UlW(6)4.泵的總效率Ne泵的總效率可由測得的泵有效功率和電機(jī)實(shí)際消耗功率計(jì)算得出，即(7)這時(shí)得到的泵的總效率除了泵的效率外，還包括傳動效率和電機(jī)的效率。5.泵的特性曲線上述各項(xiàng)泵的轉(zhuǎn)性參數(shù)并不是孤立的， 而是相互制約的。因此，為了準(zhǔn)確全 面地表征離心泵的性能，需在一定轉(zhuǎn)速下，將實(shí)驗(yàn)測得的各項(xiàng)參數(shù)即：He、N、 與V,之間的變化關(guān)系標(biāo)繪成一組曲線。這組關(guān)系曲線稱為離心泵特性曲線，如圖1所示。離心泵特性曲線對離心泵的操作性能得到完整的概念，并由此可確定泵的最適宜操作狀態(tài)。圖1離心泵特性曲線-/v7w 廠SO通常，離心泵在恒

42、定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測得的。 若改變了轉(zhuǎn)速，泵的特性曲線也將隨之而異。泵的流量V、揚(yáng)程He和有效功率Ne 與轉(zhuǎn)速 之間，大致存在如下比例關(guān)系：CEA F05 型)(8)三、實(shí)驗(yàn)裝置（實(shí)驗(yàn)儀本實(shí)驗(yàn)裝置主體設(shè)備為一臺單級單吸離心水泵。為了便于觀察，泵殼端蓋用 透明材料制成。電動機(jī)直接連接半敞式葉輪。離心泵與循環(huán)水槽、分水槽和各種 測量儀表構(gòu)成一個(gè)測試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)裝置及其流程如圖 2所示。圖2離心泵實(shí)驗(yàn)儀流程圖1.循環(huán)水槽；2.底閥；3.離心泵；4.真空表；5.注水槽；6.壓力表；7.調(diào)節(jié) 閥；8.孔板流量計(jì)；9.分流槽；10.電流表；11.調(diào)壓變壓器；12.電壓表；13.倒

43、置U形管壓差計(jì)。泵將循環(huán)水槽中的水，通過汲入導(dǎo)管汲入泵體的在汲入導(dǎo)管上端裝有真空 表，下端裝有底閥（單向閥）。底閥的作用是當(dāng)注水槽向泵體內(nèi)注水時(shí)，防止水 的漏出。水由泵的出口進(jìn)入壓出導(dǎo)管。壓出導(dǎo)管沿程裝有壓力表、調(diào)節(jié)閥和孔板流量 計(jì)。由壓出導(dǎo)管流出的水，用轉(zhuǎn)向彎管送入分流槽。分流槽分為二格，其中一格 的水可流出用以計(jì)量，另一格的水可流回循環(huán)槽。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同可用轉(zhuǎn)向彎 管進(jìn)行切換。四、實(shí)驗(yàn)方法在離心泵性能測定前，按下列步驟進(jìn)行啟動操作：（1）充水。打開注水槽下的閥門，將水灌入泵內(nèi)。在灌水過程中，需打開調(diào)節(jié)閥，將泵內(nèi)空氣排除。當(dāng)從透明端蓋中觀察到泵內(nèi)已灌滿水后，將注水閥門關(guān)閉。（2）啟動。啟動

44、前，先確認(rèn)泵出口調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，變壓器調(diào)回零點(diǎn)，然后合 閘接通電源。緩慢調(diào)節(jié)變壓器至額定電壓（220V），泵即隨之啟動。（3）運(yùn)行。泵啟動后，葉輪旋轉(zhuǎn)無振動和噪聲，電壓表、電流表、壓力表 和真空表指示穩(wěn)定，則表明運(yùn)行已經(jīng)正常，即可投入實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，逐漸分步調(diào)節(jié)出口調(diào)節(jié)閥。每調(diào)定一次閥的開啟度，待狀況穩(wěn)定后， 即可進(jìn)行以下測量：（1） 將出水轉(zhuǎn)向彎頭由分水槽的回流格撥向排水格同時(shí)， 用秒表計(jì)取時(shí)間， 用容器取一定水量。用稱量或量取體積的方法測定水的體積流率。 （這時(shí)要接好 循環(huán)水槽的自來水源）。（2）從壓強(qiáng)表和真空表上讀取壓強(qiáng)和真空度的數(shù)值。（3）記取孔板流量計(jì)的壓差計(jì)讀數(shù)。（4）從電壓表和電流表上

45、讀取電壓和電流值。實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)先將泵出口調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，再將調(diào)壓變壓器調(diào)回零點(diǎn)，最后再切 斷電源。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.基本參數(shù)（1）離心泵流量：Vs _20L.mm楊程：He _5m（H2。）功率：N -120W轉(zhuǎn)速：1n = 2800r. min（2）管道吸入導(dǎo)管內(nèi)徑：dj =20.8mm壓出導(dǎo)管內(nèi)徑：d2 =20.8mmA、B兩截面間垂直距離：H 0 =mm（3）孔板流量計(jì)銳孔直徑：d0 =14 mm 導(dǎo)管內(nèi)徑：dj =20.8mm（2）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)繪成孔板流量計(jì)的流量標(biāo)定曲線，并求取孔板流量計(jì)的 孔流系數(shù)。（3）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理結(jié)果標(biāo)繪成離心泵的特性曲線。實(shí)驗(yàn)十四傳熱實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诠I(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)

46、研究中，常遇到兩種流體進(jìn)行熱量交換，來達(dá)到加熱或冷 卻之目的。為了加速熱量仁慈過程，往往需要將流體進(jìn)行強(qiáng)制流動。對于在強(qiáng)制對流下進(jìn)行的液-液熱交換過程，曾有不少學(xué)者進(jìn)行過研究，并 取得了不少求算傳熱膜系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。這些研究結(jié)果都是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上取得的。 對于新的物系或者新的設(shè)備，仍需要通過實(shí)驗(yàn)來取得傳熱系數(shù)的數(shù)據(jù)及其計(jì)算 式。本實(shí)驗(yàn)的目的，是測定在套管換熱器中進(jìn)行的液-液熱交換過程的傳熱總系 數(shù)，流體在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的傳熱膜系數(shù)。以及確立求算傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。 同時(shí)希望通過本實(shí)驗(yàn)，對傳熱過程的實(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，并對傳熱過程基本原理加深理解。二、實(shí)驗(yàn)原理冷熱

47、流體通過固體壁所進(jìn)行的熱交換過程， 先由熱流體把熱量仁慈給固體壁 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。 換言 之，熱交換過程即為給熱 導(dǎo)熱 給熱三個(gè)串聯(lián)過程組成。若熱流體在套管熱交換器的管內(nèi)流過，而冷流體在管外流過，設(shè)備兩端測試 點(diǎn)上的溫度如圖1所示。則在單位時(shí)間內(nèi)熱流體向冷流體仁慈的熱量， 可由熱流 體的熱量衡算方式來表示：圖1套管熱交換器兩端測試點(diǎn)的溫度Q-maCp-T? Js4(1)就整個(gè)熱交換而言，由傳熱速率基本方程經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，可得計(jì)算式為Q 二 KA Tm J s4(2)式中：Q傳熱速率，Js，或W;ma熱流體的質(zhì)量流率，kg s ;Cp熱流體的平均

48、比熱容，是Jkg1 K* ;T 熱流體的溫度，K;T 冷流體的溫度，K;Tw 固體壁面溫度，K;K 傳熱總系數(shù)，W-m 2 K JA 熱交換面積，m2;-Tm兩流體間的平均溫度差，K o(符號下標(biāo)1和2分別表示熱交換器兩端的數(shù)值)若盯和汀2分別為熱交換器兩端冷熱流體之間的溫度差，即汀1 二 Ti -T；(3);汀2 二 T2 -T2(4)則平均溫度差可按下式計(jì)算:(6)。由(1)2時(shí)，肱(5);當(dāng)誥勁.t2和(2)兩式聯(lián)立求解，可得傳熱總系數(shù)的計(jì)算式:JlT2.Ti In.T2(7)(8)KmsCp T1 -T2K MTm就固體壁面兩側(cè)的給熱過程來說，給熱速率基本方程為Q = ： 1Aw T

49、-TwQ pAwTw -T根據(jù)熱交換兩端的邊界條件，經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，同理可得管內(nèi)給熱過程的給熱速 率計(jì)算式Q = ： 1Qw(9)式中：?1與分別有示固體壁兩側(cè)的傳熱膜系數(shù)，W- m 2 k;2Aw與Aw 分別表示固體壁兩側(cè)的內(nèi)壁表面積和外壁表面積，m ;T2與Tw分別表示固體壁兩側(cè)的內(nèi)壁面溫度和外壁面溫度，K;UTm 熱流體與內(nèi)壁面之間的平均溫度差；K o熱流體與管內(nèi)壁面之間的平均溫度差可按下式計(jì)算：當(dāng) _Tw12 時(shí) ，T - 丁1 _Tw1 _ T2 _Tw2( 10)(T2 -Tw2 )In 6 _Tw1 )(T2 -Tw2 )當(dāng) T1 -幾 2 時(shí) T = T1 -Tw1 - T2 -T

50、w2( 11)T2 _Tw2mT1 -Tw1(T2 - Tw2 )學(xué)習(xí)好資料歡迎下載由（1）和（9）式聯(lián)立求解可得管內(nèi)傳熱膜系數(shù)的計(jì)算式為msC p T1 -T2Awl =Tm2 1W- m 2 K 1式中:Nu努塞爾準(zhǔn)數(shù)（Nusselt numbe）;同理也可得到管外給熱過程的傳熱膜系數(shù)的類同公式。流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制對流時(shí)，傳熱膜系數(shù)：與各項(xiàng)影響因素（如：管內(nèi) 徑d,m ；管內(nèi)流速u , ms ；流體密度，kg m 3;流體粘度二，Pas；定壓比 熱溶，Cp , J kg J K J和流體導(dǎo)熱系數(shù) , WmK _1 ）之間的關(guān)系可關(guān)聯(lián)成如 下準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式：(13)Nu =aRem Prnd

51、uC pJ 、Re =雷諾準(zhǔn)數(shù)(Reynolds numbe) ; Pr =普蘭特準(zhǔn)數(shù)(Prandtl number）。上列關(guān)聯(lián)式中系數(shù)a和指數(shù)m,n的具體數(shù)值，通過實(shí)驗(yàn)來測定。實(shí)驗(yàn)測得a、 m、n數(shù)值后，則傳熱膜系數(shù)即可由該式計(jì)算。例如：當(dāng)流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)，Re 10000 ; Pr=0.7160 ; l/d 50。 則流體被冷卻時(shí)，:值可按下列公式求算：Nu =0.023Re0 Pr0.3 (13.a) 流體被加熱時(shí)N0.023Re08 Pr0.4 (14.a)當(dāng)流體在套管環(huán)隙內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)，上列各式中 d用當(dāng)量直徑de替代即可 各項(xiàng)物性常數(shù)均取流體進(jìn)出口平均溫度下的數(shù)值。、實(shí)

52、驗(yàn)裝置（CEA H01型實(shí)驗(yàn)儀）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 測量和控制儀表所組成，裝置流程如圖 2所示圖2套管換熱器液-液熱交換實(shí)驗(yàn)裝置流程套管熱交換器由一根 12X 1.5mm勺黃銅管作為內(nèi)管，20X 2.0mm勺有機(jī)玻 璃管作為套管所構(gòu)成。套管熱交換器外面再套一根 32 X 2.5mmt機(jī)玻璃管作為 保溫管。套管熱交換器兩端測溫點(diǎn)之間距離(測試段距離)為 1000mm。每個(gè)檢 測端面上在管內(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) 字電壓表相連接，用以測量管內(nèi)、管外的流體溫度和管內(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)子流量計(jì)再返回槽內(nèi)。恒溫 循環(huán)水柄中用電熱器補(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。四、實(shí)驗(yàn)方法實(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