化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義

1、化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義應(yīng)用化學(xué)教研室 編寫(xiě) 適用專業(yè) 化學(xué) 邯鄲學(xué)院 化學(xué)化工與材料學(xué)院2015年 11月目錄實(shí)驗(yàn)一 伯努利實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)二 管道流體阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)5實(shí)驗(yàn)三 離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)四 板框過(guò)濾實(shí)驗(yàn)18實(shí)驗(yàn)五 空氣-水蒸氣套管傳熱實(shí)驗(yàn)21實(shí)驗(yàn)六 精餾實(shí)驗(yàn)26實(shí)驗(yàn)一 伯努利實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，靜壓能、動(dòng)能、位能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，加深對(duì)機(jī)械能衡算方程的理解。2.通過(guò)能量之間變化，了解流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)其流體阻力的表現(xiàn)形式。3.直接觀測(cè)流體經(jīng)過(guò)擴(kuò)大、收縮管段時(shí)，各截面上靜壓頭的變化過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過(guò)水截面。運(yùn)用不可壓縮流體的定常流動(dòng)的伯

2、努利（Bernoulli）方程，可以列出進(jìn)口附近斷面（1）至另一緩變流斷面（i）的伯努利方程：選好基準(zhǔn)面，從斷面處設(shè)置的靜壓頭測(cè)管中讀出的值；通過(guò)測(cè)量管路的流量，計(jì)算出各斷面的平均流速和的值，最后即可得到各斷面的總能頭的值。三、實(shí)驗(yàn)裝置1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖（如圖1、圖2所示）圖1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試導(dǎo)管管路圖圖2 能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)流程示意圖2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表1 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格（尺寸/mm）材料1離心泵型號(hào)WB50/025不銹鋼2水箱880370550不銹鋼3高位槽445445730有機(jī)玻璃四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.將水箱灌入一定量的蒸餾水，關(guān)閉離心泵出口上水閥及實(shí)驗(yàn)測(cè)試導(dǎo)管出口流量調(diào)節(jié)閥，打開(kāi)循

3、環(huán)水閥后啟動(dòng)離心泵。2.逐步開(kāi)大離心泵出口上水閥，當(dāng)高位槽溢流管有液體溢流后，利用流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)出水流量。3.待流體穩(wěn)定后讀取并記錄各點(diǎn)的壓頭數(shù)據(jù)。4.逐步關(guān)小流量調(diào)節(jié)閥，重復(fù)以上步驟繼續(xù)測(cè)定多組數(shù)據(jù)。5.分析討論流體流過(guò)不同位置處的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系并得出結(jié)論。6.關(guān)閉離心泵，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.離心泵出口上水閥不要開(kāi)得過(guò)大，以免水流沖擊到高位槽外面，導(dǎo)致高位槽液面不穩(wěn)定。2.調(diào)節(jié)水流量時(shí)，注意觀察高位槽內(nèi)水面是否穩(wěn)定，隨時(shí)補(bǔ)充水量保持穩(wěn)定。3.水流量減小時(shí)閥門(mén)調(diào)節(jié)要緩慢，以免水量突然減小使測(cè)壓管中的水溢出管外。4.注意排除實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管內(nèi)的空氣泡。5.離心泵不要空轉(zhuǎn)和在出口閥門(mén)全關(guān)的條件下工

4、作。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理A、C、D截面的直徑14mm；B截面直徑28mm。以D截面的中心為零基準(zhǔn)面；D截面中心距基準(zhǔn)面為zD=0mm；A截面中心和D截面中心間的垂直距離為100mm，即A、B、C截面zA=zB=zC=100mm。1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表2 原始數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)項(xiàng)目(mmH2O)流量1 l/h流量2 l/h流量3 l/h流量4 l/h流量5 l/hA1靜壓頭2沖壓頭文丘里測(cè)量段3靜壓頭4靜壓頭5靜壓頭6靜壓頭7靜壓頭8靜壓頭9靜壓頭B10靜壓頭11沖壓頭C12靜壓頭13沖壓頭D14靜壓頭15沖壓頭2.壓頭損失的計(jì)算以從C到D的壓頭損失和hf ,C-D為例。壓頭損失的可用沖壓頭(沖壓頭為靜壓頭與動(dòng)

5、壓頭之和)來(lái)計(jì)算序號(hào)流速（m/s）動(dòng)壓頭（mmH2O）壓頭損失（mmH2O）Ahf ,A-D:Bhf ,A-B:Chf ,B-C:Dhf ,C-D:3.文丘里測(cè)量段分析本實(shí)驗(yàn)39測(cè)量段為文丘里管路。36橫截面積依次減小，69橫截面積依次增大。測(cè)量點(diǎn)6為喉徑，橫截面積最小。通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)我們可以看出，由于橫截面積不斷減小，通過(guò)測(cè)量點(diǎn)36的流速(增大？減??？)_，36測(cè)量點(diǎn)靜壓頭在不斷降低，靜壓能轉(zhuǎn)化為_(kāi)，在測(cè)量點(diǎn)6處橫截面積最小、流速最_、靜壓頭最_。反之，測(cè)量點(diǎn)69動(dòng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)，靜壓能_。根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的靜壓頭數(shù)據(jù)，繪制如下圖所示的能量轉(zhuǎn)換位置壓強(qiáng)圖。實(shí)驗(yàn)二 管道流體阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.

6、學(xué)習(xí)直管摩擦阻力，直管摩擦系數(shù)的測(cè)定方法。2.掌握直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度之間的關(guān)系及其變化規(guī)律。3.掌握局部摩擦阻力，局部阻力系數(shù)的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)定實(shí)驗(yàn)管路內(nèi)流體流動(dòng)的阻力和直管摩擦系數(shù)。2.測(cè)定實(shí)驗(yàn)管路內(nèi)流體流動(dòng)的直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度之間的關(guān)系曲線。3.測(cè)定管路部件局部摩擦阻力和局部阻力系數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)原理1.直管摩擦系數(shù)l與雷諾數(shù)Re的測(cè)定直管的摩擦阻力系數(shù)是雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度的函數(shù)，即，對(duì)一定的相對(duì)粗糙度而言，。流體在一定長(zhǎng)度等直徑的水平圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其管路阻力引起的能量損失為 （1）又因?yàn)槟Σ磷枇ο禂?shù)與阻力損失之間有如下關(guān)系（范寧公式） （2）整理（1

7、）（2）兩式得 （3） （4）式中： 管徑，m； 直管阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa；管長(zhǎng)，m； 流速，m / s；流體的密度，kg / m3； 流體的粘度，Ns / m2。 在實(shí)驗(yàn)裝置中，直管段管長(zhǎng)l和管徑d都已固定。若水溫一定，則水的密度和粘度也是定值。所以本實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是測(cè)定直管段流體阻力引起的壓強(qiáng)降Pf與流速u(mài)（流量V）之間的關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和式（3）可計(jì)算出不同流速下的直管摩擦系數(shù)，用式（4）計(jì)算對(duì)應(yīng)的Re，整理出直管摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系，繪出與Re的關(guān)系曲線。2.局部阻力系數(shù)的測(cè)定 式中： 局部阻力系數(shù)，無(wú)因次； 局部阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa；局部阻力引起的能量損失，Jkg。圖1 局部阻力

8、測(cè)量取壓口布置圖局部阻力引起的壓強(qiáng)降 可用下面方法測(cè)量：在一條各處直徑相等的直管段上，安裝待測(cè)局部阻力的閥門(mén)，在上、下游各開(kāi)兩對(duì)測(cè)壓口a-a和b-b如圖1，使 abbc ； abbc，則 Pf，a b Pf，bc ； Pf，ab= Pf，bc在aa之間列柏努利方程式 PaPa =2Pf，a b+2Pf，ab+Pf (5)在bb之間列柏努利方程式： PbPb = Pf，bc+Pf，bc+Pf = Pf，a b+Pf，ab+Pf （6）聯(lián)立式(5)和(6)，則：2(PbPb)(PaPa) （7）為了實(shí)驗(yàn)方便，稱(PbPb)為近點(diǎn)壓差，稱(PaPa)為遠(yuǎn)點(diǎn)壓差。其數(shù)值用差壓傳感器來(lái)測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)裝置

9、的基本情況1.實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖圖2 流動(dòng)過(guò)程綜合實(shí)驗(yàn)流程示意圖1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口壓力表；5、16-緩沖罐；6、14-測(cè)局部阻力近端閥；7、15-測(cè)局部阻力遠(yuǎn)端閥；8、17-粗糙管測(cè)壓閥；9、21-光滑管測(cè)壓閥；10-局部阻力閥；11-文丘里流量計(jì)（孔板流量計(jì)）；12-壓力傳感器；13-渦流流量計(jì)；18、32-閥門(mén)；20-粗糙管閥；22-小轉(zhuǎn)子流量計(jì)；23-大轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 24閥門(mén)；25-水箱放水閥；26-倒U型管放空閥；27- 倒U型管；28、30-倒U型管排水閥；29、31-倒U型管平衡閥2.實(shí)驗(yàn)裝置流程簡(jiǎn)介水泵2將儲(chǔ)水槽1中的水抽出，送入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量

10、計(jì)22、23測(cè)量流量，然后送入被測(cè)直管段測(cè)量流體流動(dòng)阻力，經(jīng)回流管流回儲(chǔ)水槽1。被測(cè)直管段流體流動(dòng)阻力P 可根據(jù)其數(shù)值大小分別采用變送器12或空氣水倒置型管來(lái)測(cè)量。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表1實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格材料1玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB25 1001000（L/h）LZB10 10100（L/h）2壓差傳感器型號(hào)LXWY 測(cè)量范圍0-200 KPa不銹鋼3離心泵型號(hào)WB70/055不銹鋼4文丘里流量計(jì)喉徑0.020m不銹鋼5實(shí)驗(yàn)管路管徑0.043m不銹鋼6真空表測(cè)量范圍0.1-0MPa 精度1.5級(jí)，真空表測(cè)壓位置管內(nèi)徑d1=0.028m7壓力表測(cè)量范圍0-0.25MPa 精度1

11、.5級(jí)壓強(qiáng)表測(cè)壓位置管內(nèi)徑d2=0.042m8渦輪流量計(jì)型號(hào)LWY-40 測(cè)量范圍020m3/h9變頻器型號(hào)N2-401-H 規(guī)格（0-50）Hz表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)第一套：光滑管：管徑d-0.008(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)粗糙管：管徑d-0.010(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)真空表與壓強(qiáng)表測(cè)壓口之間的垂直距離h0=0.23m局部阻力管徑：0.015m第二套：光滑管：管徑d-0.008(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)粗糙管：管徑d-0.010(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)真空表與壓強(qiáng)表測(cè)壓口之間的垂直距離h0=0.23m局部阻力管徑：0.015m4. 實(shí)驗(yàn)裝置面板圖圖3 實(shí)驗(yàn)裝置面

12、板圖五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.向儲(chǔ)水槽內(nèi)注水至水滿為止。(最好使用蒸餾水，以保持流體清潔) 2.光滑管阻力測(cè)定 關(guān)閉粗糙管路閥門(mén)8，17，20，將光滑管路閥門(mén)9，19，21全開(kāi)，在流量為零條件下，打開(kāi)通向倒置U型管的進(jìn)水閥29，31，檢查導(dǎo)壓管內(nèi)是否有氣泡存在。若倒置U型管內(nèi)液柱高度差不為零，則表明導(dǎo)壓管內(nèi)存在氣泡。需要進(jìn)行趕氣泡操作。導(dǎo)壓系統(tǒng)如圖4所示操作方法如下：加大流量，打開(kāi)U型管進(jìn)出水閥門(mén)29，31，使倒置U型管內(nèi)液體充分流動(dòng)，以趕出管路內(nèi)的氣泡；若觀察氣泡已趕凈，將流量調(diào)節(jié)閥24關(guān)閉，U型管進(jìn)出水閥29，31關(guān)閉，慢慢旋開(kāi)倒置U型管上部的放空閥26后，分別緩慢打開(kāi)閥門(mén)28、30，使液柱降

13、至中點(diǎn)上下時(shí)馬上關(guān)閉，管內(nèi)形成氣水柱，此時(shí)管內(nèi)液柱高度差不一定為零。然后關(guān)閉放空閥26，打開(kāi)U型管進(jìn)出水閥29，31，此時(shí)U型管兩液柱的高度差應(yīng)為零（12mm的高度差可以忽略），如不為零則表明管路中仍有氣泡存在，需要重復(fù)進(jìn)行趕氣泡操作。圖4 導(dǎo)壓系統(tǒng)示意圖28、30-排水閥；29、31-U型管進(jìn)水閥；12-壓力傳感器；26-U型管放空閥；27-U型管 該裝置兩個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)并聯(lián)連接，根據(jù)流量大小選擇不同量程的流量計(jì)測(cè)量流量。 差壓變送器與倒置U型管亦是并聯(lián)連接，用于測(cè)量壓差，小流量時(shí)用型管壓差計(jì)測(cè)量，大流量時(shí)用差壓變送器測(cè)量。應(yīng)在最大流量和最小流量之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，一般測(cè)取1520組數(shù)據(jù)。注：在

14、測(cè)大流量的壓差時(shí)應(yīng)關(guān)閉U型管的進(jìn)出水閥29，31，防止水利用U型管形成回路影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.粗糙管阻力測(cè)定關(guān)閉光滑管閥，將粗糙管閥全開(kāi)，從小流量到最大流量，測(cè)取1520組數(shù)據(jù)。4.測(cè)取水箱水溫。待數(shù)據(jù)測(cè)量完畢，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵。5.粗糙管、局部阻力測(cè)量方法同前。六、注意事項(xiàng)1.直流數(shù)字表操作方法請(qǐng)仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)，待熟悉其性能和使用方法后再進(jìn)行使用操作。2.啟動(dòng)離心泵之前以及從光滑管阻力測(cè)量過(guò)渡到其它測(cè)量之前，必須檢查所有流量調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉。3.利用壓力傳感器測(cè)量大流量下P時(shí)，應(yīng)切斷空氣水倒置U型玻璃管的閥門(mén)否則將影響測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確。 4.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每調(diào)節(jié)一個(gè)流量之后應(yīng)待流量和直管壓降的數(shù)

15、據(jù)穩(wěn)定以后方可記錄數(shù)據(jù)。5.若之前較長(zhǎng)時(shí)間未做實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)離心泵時(shí)應(yīng)先盤(pán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，否則易燒壞電機(jī)。6.該裝置電路采用五線三相制配電，實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)良好接地。7.使用變頻調(diào)速器時(shí)一定注意FWD指示燈亮，切忌按FWD REV鍵，REV指示燈亮?xí)r電機(jī)反轉(zhuǎn)。8.啟動(dòng)離心泵前，必須關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉壓力表和真空表的開(kāi)關(guān)，以免損壞測(cè)量?jī)x表。9.實(shí)驗(yàn)水質(zhì)要清潔，以免影響渦輪流量計(jì)運(yùn)行。 七、數(shù)據(jù)記錄及處理1.數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果匯總表表3 直管流體阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（光滑管內(nèi)徑 mm、管長(zhǎng) m）液體溫度 液體密度= kg/m3 液體粘度= mPa.S序號(hào)流量(l/h)直管壓差PP（Pa）流速u(mài)(m/s)Re（kPa）（m

16、mH2O）1100093.6290075.5380061.6470049.3560037.1650026.0740017.5830010.192005.0101001.711901151280941370731460541550371640221730141820919103表4 直管流體阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（粗糙管內(nèi)徑 mm、管長(zhǎng) m）（液體溫度 液體密度= kg/m3 液體粘度= Pa.S）序號(hào)流量(l/h)直管壓差PP流速u(mài)Re（kPa）（mmH2O）（Pa）(m/s)11000290038004700560065007400830012200131001490158016701760185

17、01940203021202210表5 局部阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表序號(hào)Q（l/h）近端壓差遠(yuǎn)端壓差u（m/s）局部阻力壓差阻力系數(shù)1800260034002.每個(gè)表格選取一組數(shù)據(jù)寫(xiě)具體計(jì)算過(guò)程3.曲線圖直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)聯(lián)圖4.過(guò)程誤差分析實(shí)驗(yàn)三 離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉離心泵的操作方法。2.掌握離心泵特性曲線的測(cè)定方法、表示方法、加深對(duì)離心泵性能的了解。3.掌握離心泵管路特性曲線的測(cè)定方法、表示方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作方法。2.測(cè)定某型號(hào)離心泵在一定轉(zhuǎn)速下，H（揚(yáng)程）、N（軸功率）、（效率）與Q（流量）之間的特性曲線。3.測(cè)定流量調(diào)節(jié)閥某一開(kāi)度下管路特性曲

18、線。三、實(shí)驗(yàn)原理（一）離心泵是最常見(jiàn)的液體輸送設(shè)備，在一定的型號(hào)和轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程H、軸功率N及效率均隨流量Q而改變。通常通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出HQ、NQ及Q 關(guān)系，并用曲線表示之，稱為特性曲線。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用泵的重要依據(jù)。泵特性曲線的具體測(cè)定方法如下：1.H 的測(cè)定在泵的吸入口和排出口之間列柏努利方程 （1） （2）上式中是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動(dòng)阻力，與柏努力方程中其它項(xiàng)比較，值很小，故可忽略。于是上式變?yōu)椋?（3）將測(cè)得的和值以及計(jì)算所得的代入上式，即可求得H。2.N 測(cè)定功率表測(cè)得的功率為電動(dòng)機(jī)的輸入功率。由于泵由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，傳動(dòng)效率可視為1，所以電動(dòng)

19、機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率。即：泵的軸功率 N=電動(dòng)機(jī)的輸出功率，Kw電動(dòng)機(jī)輸出功率=電動(dòng)機(jī)輸入功率電動(dòng)機(jī)效率（60%）。泵的軸功率=功率表讀數(shù)電動(dòng)機(jī)效率，Kw。3. 測(cè)定 （4） （5）式中：泵的效率； N泵的軸功率，Kw； Ne-泵的有效功率Kw； H泵的揚(yáng)程，m；Q泵的流量，m3/s； -水的密度，Kg/m3。（二）管路特性曲線當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，實(shí)際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，還與管路特性有關(guān)，也就是說(shuō)，在液體輸送過(guò)程中，泵和管路二者是相互制約的。管路特性曲線是指流體流經(jīng)管路系統(tǒng)的流量與所需壓頭之間的關(guān)系。若將泵的特性曲線與管路特性曲線繪在同一坐標(biāo)圖上

20、，兩曲線交點(diǎn)即為泵在該管路的工作點(diǎn)。因此，如同通過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度來(lái)改變管路特性曲線，求出泵的特性曲線一樣，可通過(guò)改變泵轉(zhuǎn)速來(lái)改變泵的特性曲線，從而得出管路特性曲線。泵的壓頭H計(jì)算同上。四、實(shí)驗(yàn)裝置的基本情況1.實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖圖1 流動(dòng)過(guò)程綜合實(shí)驗(yàn)流程示意圖1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口壓力表；5、16-緩沖罐；6、14-測(cè)局部阻力近端閥；7、15-測(cè)局部阻力遠(yuǎn)端閥；8、17-粗糙管測(cè)壓閥；9、21-光滑管測(cè)壓閥；10-局部阻力閥；11-文丘里流量計(jì)（孔板流量計(jì)）；12-壓力傳感器；13-渦流流量計(jì)；18、32-閥門(mén)；20-粗糙管閥；22-小轉(zhuǎn)子流量計(jì)；23-大轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 24

21、閥門(mén)；25-水箱放水閥；26-倒U型管放空閥；27- 倒U型管；28、30-倒U型管排水閥；29、31-倒U型管平衡閥2.實(shí)驗(yàn)裝置流程簡(jiǎn)介水泵2將水槽1內(nèi)的水輸送到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，流體經(jīng)渦輪流量計(jì)13計(jì)量，用流量調(diào)節(jié)閥32調(diào)節(jié)流量，回到儲(chǔ)水槽。同時(shí)記錄流量、離心泵進(jìn)出口壓強(qiáng)、離心泵電機(jī)輸入功率并記錄。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表1實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格材料1玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB25 1001000（L/h）LZB10 10100（L/h）2壓差傳感器型號(hào)LXWY 測(cè)量范圍0-200 KPa不銹鋼3離心泵型號(hào)WB70/055不銹鋼4文丘里流量計(jì)喉徑0.020m不銹鋼5實(shí)驗(yàn)管路管徑0.043m不

22、銹鋼6真空表測(cè)量范圍0.1-0MPa 精度1.5級(jí)，真空表測(cè)壓位置管內(nèi)徑d1=0.028m7壓力表測(cè)量范圍0-0.25MPa 精度1.5級(jí)壓強(qiáng)表測(cè)壓位置管內(nèi)徑d2=0.042m8渦輪流量計(jì)型號(hào)LWY-40 測(cè)量范圍020m3/h9變頻器型號(hào)N2-401-H 規(guī)格（0-50）Hz表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)第一套：光滑管：管徑d-0.008(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)粗糙管：管徑d-0.010(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)真空表與壓強(qiáng)表測(cè)壓口之間的垂直距離h0=0.23m局部阻力管徑：0.015m第二套：光滑管：管徑d-0.008(m) 管長(zhǎng)L-1.70(m)粗糙管：管徑d-0.010(m) 管

23、長(zhǎng)L-1.70(m)真空表與壓強(qiáng)表測(cè)壓口之間的垂直距離h0=0.23m局部阻力管徑：0.015m4.實(shí)驗(yàn)裝置面板圖圖2 實(shí)驗(yàn)裝置面板圖五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟離心泵性能測(cè)定1.向儲(chǔ)水槽內(nèi)注入蒸餾水。檢查流量調(diào)節(jié)閥32，壓力表4的開(kāi)關(guān)及真空表3的開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉(應(yīng)關(guān)閉)。2.用變頻器在50Hz時(shí)啟動(dòng)離心泵，緩慢打開(kāi)調(diào)節(jié)閥32至全開(kāi)。待系統(tǒng)內(nèi)流體穩(wěn)定，即系統(tǒng)內(nèi)已沒(méi)有氣體，打開(kāi)壓力表和真空表的開(kāi)關(guān)，方可測(cè)取數(shù)據(jù)。3.用閥門(mén)32調(diào)節(jié)流量，從流量為零至最大或流量從最大到零，測(cè)取10-15組數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄渦輪流量計(jì)頻率、泵入口壓強(qiáng)、泵出口壓強(qiáng)、功率表讀數(shù)，并記錄水溫。管路特性測(cè)定1.測(cè)量管路特性曲線測(cè)定時(shí)，先置流

24、量調(diào)節(jié)閥32為某一開(kāi)度，調(diào)節(jié)離心泵電機(jī)頻率（調(diào)節(jié)范圍5020Hz），測(cè)取810組數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄電機(jī)頻率、泵入口壓強(qiáng)、泵出口壓強(qiáng)、流量計(jì)讀數(shù)，并記錄水溫。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。六、注意事項(xiàng)1.直流數(shù)字表操作方法請(qǐng)仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)，待熟悉其性能和使用方法后再進(jìn)行使用操作。2.啟動(dòng)離心泵之前以及從光滑管阻力測(cè)量過(guò)渡到其它測(cè)量之前，都必須檢查所有流量調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉。3.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每調(diào)節(jié)一個(gè)流量之后應(yīng)待流量和直管壓降的數(shù)據(jù)穩(wěn)定以后方可記錄數(shù)據(jù)。4.若之前較長(zhǎng)時(shí)間未做實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)離心泵時(shí)應(yīng)先盤(pán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，否則易燒壞電機(jī)。5.該裝置電路采用五線三相制配電，實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)良好接地。6.使用變頻

25、調(diào)速器時(shí)一定注意FWD指示燈亮，切忌按FWD REV鍵，REV指示燈亮?xí)r電機(jī)反轉(zhuǎn)。7.啟動(dòng)離心泵前，必須關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉壓力表和真空表的開(kāi)關(guān)，以免損壞測(cè)量?jī)x表。8.實(shí)驗(yàn)水質(zhì)要清潔，以免影響渦輪流量計(jì)運(yùn)行。9.測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)在滿量程內(nèi)均勻分布數(shù)據(jù)點(diǎn)。七、數(shù)據(jù)記錄及處理1.數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果匯總表表3 離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（液體溫度 液體密度= kg/m3、泵進(jìn)出口高度=0.27m）序號(hào)入口壓力P1出口壓力P2電機(jī)功率流量Q壓頭h泵軸功率N(MPa)(MPa)(Kw)(m3/h)(m)（w）(%)1234567891011121300.2180.380.0022.62280.0002.表4

26、離心泵管路特性曲線液體溫度 液體密度 泵進(jìn)出口高度=0.27米序號(hào)電機(jī)頻率(Hz)入口壓力P1(MPa)出口壓力P2(MPa)流量Q(m3/h)壓頭h(m)12345678910111213140000.000.273.選取一組數(shù)據(jù)寫(xiě)具體計(jì)算過(guò)程4.曲線圖5.過(guò)程誤差分析實(shí)驗(yàn)四 板框過(guò)濾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解板框過(guò)濾機(jī)的構(gòu)造和操作方法。2.掌握恒壓過(guò)濾常數(shù)、的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理過(guò)濾是利用過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行液固系統(tǒng)的分離過(guò)程，過(guò)濾介質(zhì)通常采用帶有許多毛細(xì)孔的物質(zhì)如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固體顆粒的懸浮液在一定壓力作用下，液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒被截留，從而使液固兩相分離。在過(guò)濾過(guò)程中，由于

27、固體顆粒不斷地被截留在介質(zhì)表面上，濾餅厚度逐漸增加，使得液體流過(guò)固體顆粒之間的孔道加長(zhǎng)，增加了流體流動(dòng)阻力。故恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速率是逐漸下降的。隨著過(guò)濾的進(jìn)行，若想得到相同的濾液量，則過(guò)濾時(shí)間要增加。恒壓過(guò)濾方程 （1） 式中：?jiǎn)挝贿^(guò)濾面積獲得的濾液體積，m3 / m2； 單位過(guò)濾面積上的虛擬濾液體積，m3 / m2； 實(shí)際過(guò)濾時(shí)間，s； 虛擬過(guò)濾時(shí)間，s； 過(guò)濾常數(shù)，m2/s。將式（1）進(jìn)行微分可得： （2）這是一個(gè)直線方程式，于普通坐標(biāo)上標(biāo)繪的關(guān)系，可得直線。其斜率為，截距為，從而求出、。至于可由下式求出： （3）注：當(dāng)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間間隔不大時(shí)，可用增量之比來(lái)代替。三、實(shí)驗(yàn)裝置的基本情況1

28、.實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖（如圖1所示）如圖1所示，濾漿槽內(nèi)配有一定濃度的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮液（濃度在6-8%左右），用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行均勻攪拌(以漿液不出現(xiàn)旋渦為好)。啟動(dòng)輸送泵，調(diào)節(jié)閥門(mén)4使壓力表8指示在規(guī)定值，進(jìn)行恒壓過(guò)濾。濾液量在計(jì)量桶（濾液槽）內(nèi)計(jì)量。圖1 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖1-調(diào)速器；2-電動(dòng)攪拌器；3-濾漿槽；4、5、6、7、9、16-閥門(mén)；8-壓力表；10-輸送泵；11-過(guò)濾入口閥；12-洗滌入口閥；13-后濾液出口閥；14-前濾液出口閥； 15-計(jì)量桶；17-板框過(guò)濾機(jī)組；18-壓緊裝置；19-洗滌水箱。 實(shí)驗(yàn)裝置中過(guò)濾、洗滌管路分布如圖2所示。圖2 板框過(guò)濾機(jī)固定頭管路分布圖2.實(shí)驗(yàn)設(shè)

29、備主要技術(shù)參數(shù)表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格材料1攪拌器型號(hào) KDZ-12過(guò)濾板16018011(mm)不銹鋼3濾布工業(yè)用4過(guò)濾面積0.0475m25計(jì)量桶327mm286mm3.實(shí)驗(yàn)裝置面板圖（如圖3所示）圖3 設(shè)備儀表面板示意圖四、實(shí)驗(yàn)方法及操作步驟1.系統(tǒng)接上電源，打開(kāi)攪拌器電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電動(dòng)攪拌器2，將濾漿槽3內(nèi)的漿液攪拌均勻。2.板框過(guò)濾機(jī)的板、框排列順序?yàn)楣潭^-非洗滌板（）-框（）-洗滌板（）-框（）-非洗滌板（）-可動(dòng)頭。安裝好濾布后，用壓緊裝置壓緊后待用。3.使閥門(mén)4、5處于全開(kāi)，而其它閥門(mén)6、7、9、11、12、13、14、16處于全關(guān)狀態(tài)。啟動(dòng)輸送泵10，半開(kāi)閥門(mén)

30、9，利用壓力調(diào)節(jié)閥門(mén)4使壓力表8達(dá)到規(guī)定值。4.待壓力表8數(shù)值穩(wěn)定后，先打開(kāi)濾液出口閥13、14，再打開(kāi)過(guò)濾入口閥11，開(kāi)始過(guò)濾。當(dāng)計(jì)量桶15內(nèi)見(jiàn)到第一滴濾液時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)！然后，記錄濾液每增高10mm所用的時(shí)間。當(dāng)出液量很小時(shí)停止計(jì)時(shí)，立即關(guān)閉過(guò)濾入口閥11，再關(guān)閉濾液出口閥13、14。5.開(kāi)大閥門(mén)4使壓力表8指示值下降，關(guān)閉泵開(kāi)關(guān)。放出計(jì)量桶15內(nèi)的濾液并倒回濾漿槽3內(nèi)，保證濾漿濃度恒定。6.開(kāi)啟壓緊裝置，卸下過(guò)濾框內(nèi)的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)，將濾布清洗干凈。五、數(shù)據(jù)處理過(guò)濾常數(shù)：K，qe，e 的計(jì)算。已知過(guò)濾面積A0.0475m2，計(jì)量桶橫截面積S=327mm*286mm。序號(hào)H(m)Q(m3/

31、m2)q(m3/m2)時(shí)間(s)(s)/q(m3/m2)0123按以上結(jié)果，繪制 關(guān)系圖，根據(jù)斜率和截距求出過(guò)濾常數(shù)。實(shí)驗(yàn)五 空氣-水蒸氣套管傳熱實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)對(duì)空氣水蒸氣簡(jiǎn)單套管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究，掌握對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定方法，加深對(duì)其概念和影響因素的理解。2.通過(guò)對(duì)管程內(nèi)部插有螺旋線圈的空氣水蒸氣強(qiáng)化套管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究， 掌握對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定方法，加深對(duì)其概念和影響因素的理解。3.學(xué)會(huì)并應(yīng)用線性回歸分析方法，確定關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4中常數(shù)A、m的值。4.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4計(jì)算出Nu、Nu0，求出強(qiáng)化比Nu/Nu0，加深理解強(qiáng)化傳熱的基本理論和基本

32、方式。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)定5-6組不同流速下簡(jiǎn)單套管換熱器的對(duì)流傳熱系數(shù)。2.測(cè)定5-6組不同流速下強(qiáng)化套管換熱器的對(duì)流傳熱系數(shù)。3.對(duì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，確定關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4中常數(shù)A、m的數(shù)值。4.通過(guò)關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4計(jì)算出Nu、Nu0，并確定傳熱強(qiáng)化比Nu/Nu0。三、實(shí)驗(yàn)原理1.普通套管換熱器傳熱系數(shù)測(cè)定及準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的確定（1）對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定對(duì)流傳熱系數(shù)可以根據(jù)牛頓冷卻定律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。因?yàn)?，所以傳熱管內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)K，K（W/m2）為熱冷流體間的總傳熱系數(shù)，且 所以： （1）式中：管內(nèi)流體對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2)； Qi管內(nèi)傳熱速率，W；

33、Si管內(nèi)換熱面積，m2； 管內(nèi)平均溫度差，。 平均溫度差由下式確定： （2）式中：冷流體的入口、出口平均溫度，； tw壁面平均溫度，；因?yàn)閾Q熱器內(nèi)管為紫銅管，其導(dǎo)熱系數(shù)很大，且管壁很薄，故認(rèn)為內(nèi)壁溫度、外壁溫度和壁面平均溫度近似相等，用tw 來(lái)表示，由于管外使用蒸汽，所以tw近似等于熱流體的平均溫度。管內(nèi)換熱面積： （3）式中：di內(nèi)管管內(nèi)徑，m； Li傳熱管測(cè)量段的實(shí)際長(zhǎng)度，m。由熱量衡算式： （4）其中質(zhì)量流量由下式求得： （5）式中：Vi冷流體在套管內(nèi)的平均體積流量，m3 / h； cpi冷流體的定壓比熱，kJ / (kg)； i冷流體的密度，kg /m3。cpi和i可根據(jù)定性溫度tm查

34、得，為冷流體進(jìn)出口平均溫度。ti1，ti2， tw， Vi可采取一定的測(cè)量手段得到。（2）對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實(shí)驗(yàn)確定流體在管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為： （6）其中： ， ， 物性數(shù)據(jù)i、cpi、i、i可根據(jù)定性溫度tm查得。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，對(duì)于管內(nèi)被加熱的空氣，普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pri變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)，則關(guān)聯(lián)式的形式簡(jiǎn)化為： （7）這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定不同流量下的Rei與，然后用線性回歸方法確定A和m的值。2.強(qiáng)化套管換熱器傳熱系數(shù)、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式及強(qiáng)化比的測(cè)定強(qiáng)化傳熱技術(shù)，可以使初設(shè)計(jì)的傳熱面積減小，從而減小換熱器的體積和重量，提高了現(xiàn)有換熱器的換熱能力，達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。

35、同時(shí)換熱器能夠在較低溫差下工作，減少了換熱器工作阻力，以減少動(dòng)力消耗，更合理有效地利用能源。強(qiáng)化傳熱的方法有多種，本實(shí)驗(yàn)裝置采用了多種強(qiáng)化方式，具體見(jiàn)下表。圖1 螺旋線圈強(qiáng)化管內(nèi)部結(jié)構(gòu)其中螺旋線圈的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，螺旋線圈由直徑3mm以下的銅絲和鋼絲按一定節(jié)距繞成。將金屬螺旋線圈插入并固定在管內(nèi)，即可構(gòu)成一種強(qiáng)化傳熱管。在近壁區(qū)域，流體一面由于螺旋線圈的作用而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，一面還周期性地受到線圈的螺旋金屬絲的擾動(dòng)，因而可以使傳熱強(qiáng)化。由于繞制線圈的金屬絲直徑很細(xì)，流體旋流強(qiáng)度也較弱，所以阻力較小，有利于節(jié)省能源。螺旋線圈是以線圈節(jié)距H與管內(nèi)徑d的比值以及管壁粗糙度（）為主要技術(shù)參數(shù)，且長(zhǎng)徑比是影

36、響傳熱效果和阻力系數(shù)的重要因素?？茖W(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)了形式為的經(jīng)驗(yàn)公式，其中A和m的值因強(qiáng)化方式不同而不同。在本實(shí)驗(yàn)中，確定不同流量下的Rei與，用線性回歸方法可確定A和m的值。單純研究強(qiáng)化手段的強(qiáng)化效果（不考慮阻力的影響），可以用強(qiáng)化比的概念作為評(píng)判準(zhǔn)則，它的形式是：，其中Nu是強(qiáng)化管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，Nu0是普通管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，顯然，強(qiáng)化比1，而且它的值越大，強(qiáng)化效果越好。需要說(shuō)明的是，如果評(píng)判強(qiáng)化方式的真正效果和經(jīng)濟(jì)效益，則必須考慮阻力因素，阻力系數(shù)隨著換熱系數(shù)的增加而增加，從而導(dǎo)致?lián)Q熱性能的降低和能耗的增加，只有強(qiáng)化比較高，且阻力系數(shù)較小的強(qiáng)化方式，才是最佳的強(qiáng)化方法。四、實(shí)驗(yàn)裝置的基本

37、情況1.實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖（如圖2所示）圖2 傳熱綜合實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1-普通管空氣進(jìn)口調(diào)節(jié)閥；2-普通管空氣進(jìn)口溫度；3-普通管蒸汽出口；4-普通套管換熱器；5-普通管空氣出口溫度；6-強(qiáng)化管空氣進(jìn)口調(diào)節(jié)閥；7-強(qiáng)化管空氣進(jìn)口溫度；8-強(qiáng)化套管蒸汽出口；9-內(nèi)插有螺旋線圈的強(qiáng)化套管換熱器；10-普通套管蒸汽進(jìn)口閥；12-孔板流量計(jì)；13-強(qiáng)化套管蒸汽進(jìn)口閥；14-空氣旁路調(diào)節(jié)閥；15-旋渦氣泵；16-儲(chǔ)水罐；17-液位計(jì)；18-蒸汽發(fā)生器；19-排水閥；20-其中2，5，7，11，12為測(cè)試點(diǎn)2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)（如表1所示）表1 實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)管內(nèi)徑di（mm）20.00實(shí)驗(yàn)內(nèi)管

38、外徑do（mm）22.0實(shí)驗(yàn)外管內(nèi)徑Di（mm）50實(shí)驗(yàn)外管外徑Do（mm）57.0測(cè)量段（紫銅內(nèi)管）長(zhǎng)度L（m）1.20強(qiáng)化內(nèi)管內(nèi)插物（螺旋線圈）尺寸絲徑h（mm）1節(jié)距H（mm）40孔板流量計(jì)孔流系數(shù)及孔徑c0=0.65、d0 =0.014 m旋渦氣泵XGB2型加熱釜操作電壓200伏 操作電流10安3.實(shí)驗(yàn)裝置面板圖（如圖3所示）圖3 傳熱過(guò)程綜合實(shí)驗(yàn)面板圖五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，檢查工作（1）向儲(chǔ)水罐中加水至液位計(jì)上端處。（2）檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開(kāi)。（3）檢查蒸氣管支路各控制閥是否已打開(kāi)，保證蒸汽和空氣管線的暢通。（4）接通電源總閘，設(shè)定加熱電壓，啟動(dòng)電加熱器開(kāi)關(guān)，開(kāi)

39、始加熱。2.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始 （1）關(guān)閉通向強(qiáng)化套管的閥門(mén)5，打開(kāi)通向光滑套管的閥門(mén)6，當(dāng)光滑套管換熱器的放空口9有水蒸氣冒出時(shí)，可啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，此時(shí)要關(guān)閉閥門(mén)12，打開(kāi)閥門(mén)11。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終保持換熱器出口處有水蒸氣冒出。（2）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后用放空閥14來(lái)調(diào)節(jié)流量，調(diào)好某一流量后穩(wěn)定3-5分鐘后，分別測(cè)量空氣的流量，空氣進(jìn)、出口的溫度及壁面溫度。然后，改變流量測(cè)量下組數(shù)據(jù)。一般從小流量到最大流量之間，要測(cè)量56組數(shù)據(jù)。（3）做完光滑套管換熱器的數(shù)據(jù)后，要進(jìn)行強(qiáng)化管換熱器實(shí)驗(yàn)。先打開(kāi)蒸汽支路閥5，全部打開(kāi)空氣旁路閥14，關(guān)閉蒸汽支路閥6，打開(kāi)空氣支路閥12，關(guān)閉空氣支路閥11，進(jìn)行強(qiáng)化管傳熱實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方

40、法同步驟（2）。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，依次關(guān)閉加熱電源、風(fēng)機(jī)和總電源。一切復(fù)原。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.檢查蒸汽加熱釜中的水位是否在正常范圍內(nèi)。特別是每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)行下一實(shí)驗(yàn)之前，如果發(fā)現(xiàn)水位過(guò)低，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給水量。2.必須保證蒸汽上升管線的暢通。即在給蒸汽加熱釜電壓之前，兩蒸汽支路閥門(mén)之一必須全開(kāi)。在轉(zhuǎn)換支路時(shí)，應(yīng)先開(kāi)啟需要的支路閥，再關(guān)閉另一側(cè)，且開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)必須緩慢，防止管線截?cái)嗷蛘羝麎毫^(guò)大突然噴出。3.必須保證空氣管線的暢通。即在接通風(fēng)機(jī)電源之前，兩個(gè)空氣支路控制閥之一和旁路調(diào)節(jié)閥必須全開(kāi)。在轉(zhuǎn)換支路時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源，然后開(kāi)啟和關(guān)閉支路閥。4.調(diào)節(jié)流量后，應(yīng)至少穩(wěn)定38分鐘后讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)

41、據(jù)。5.實(shí)驗(yàn)中保持上升蒸汽量的穩(wěn)定，不應(yīng)改變加熱電壓，且保證蒸汽放空口一直有蒸汽放出。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理過(guò)程舉例實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程 ( 以第一套普通管數(shù)據(jù)為例)： 孔板流量計(jì)壓差計(jì)讀數(shù) = KPa，空氣進(jìn)口溫度 ，出口溫度 ，傳熱管壁面溫度= (1)傳熱管內(nèi)徑 20.00()0.0200 ()；(2)傳熱管有效長(zhǎng)度 1.20實(shí)驗(yàn)六 精餾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解板式精餾塔的結(jié)構(gòu)和操作。2.學(xué)習(xí)精餾塔性能參數(shù)的測(cè)量方法，并掌握其影響因素。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)定精餾塔在全回流條件下，穩(wěn)定操作后的全塔理論塔板數(shù)和總板效率。2.測(cè)定精餾塔在某一流條件下，穩(wěn)定操作后的全塔理論塔板數(shù)和總板效率。三、實(shí)

42、驗(yàn)原理對(duì)于二元物系，如已知其汽液平衡數(shù)據(jù)，則根據(jù)精餾塔的原料液組成，進(jìn)料熱狀況，操作回流比及塔頂餾出液組成，塔底釜液組成可以求出該塔的理論板數(shù)NT.按照式1可以得到總板效率ET，其中NP為實(shí)際塔板數(shù)。ET （1）部分回流時(shí)，進(jìn)料熱狀況參數(shù)的計(jì)算式為 （2）式中： tF 進(jìn)料溫度， 。 tBP 進(jìn)料的泡點(diǎn)溫度， 。 Cpm 進(jìn)料液體在平均溫度（tF+ tP）/2下的比熱，KJ/（kmol） rm 進(jìn)料液體在其組成和泡點(diǎn)溫度下的汽化潛熱，KJ/kmol KJ/（kmol） （3） KJ/kmol （4）式中： CP1， CP2 分別為純組份1和組份2在平均溫度下的比熱，KJ/（kg）。 r1，r2

43、 分別為純組份1和組份2在泡點(diǎn)溫度下的汽化潛熱，KJ/kg。M1，M2分別為純組份1和組份2的摩爾質(zhì)量，KJ/kmol。x1，x2分別為純組份1和組份2在進(jìn)料中的摩爾分率。四、實(shí)驗(yàn)裝置基本情況1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程圖（如圖1所示）圖1 精餾實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1-儲(chǔ)料罐；2-進(jìn)料泵；3-放料閥；4-料液循環(huán)閥；5-直接進(jìn)料閥；6-間接進(jìn)料閥；7-流量計(jì)；8-高位槽；9-玻璃觀察段；10-精餾塔；11-塔釜取樣閥；12-釜液放空閥；13-塔頂冷凝器；14回流比控制器；15-塔頂取樣閥；16-塔頂液回收罐；17-放空閥；18-塔釜出料閥；19-塔釜儲(chǔ)料罐；20-塔釜冷凝器；21-第六塊板進(jìn)料閥；22-第七塊板

44、進(jìn)料閥；23-第八塊板進(jìn)料閥；T1-T12-溫度測(cè)點(diǎn)2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表1： 表1 精餾塔結(jié)構(gòu)參數(shù)名稱直徑（mm）高 度（mm）板間距（mm）板 數(shù)(塊)板型、孔徑（mm）降液管材 質(zhì)塔體573.510010010篩板2.081.5不銹鋼塔釜1002300不銹鋼塔頂冷凝器573.5300不銹鋼塔釜冷凝器573.5300不銹鋼表2 乙醇正丙醇 t-x-y 關(guān)系 (以乙醇摩爾分率表示，x-液相，y-氣相 )t97.6093.8592.6691.6088.3286.2584.9884.1383.0680.5078.38x00.126.1880.2100.3580.4610.5460.6000.6630.8841.0y00.2400.3180.3490.5500.6500.7110.7600.7990.9141.0乙醇沸點(diǎn)：78.3； 正丙醇沸點(diǎn)：97.2.3.實(shí)驗(yàn)儀器及試劑（