化工原理實(shí)驗(yàn)(10個(gè))

1、實(shí)驗(yàn)一 流體流動(dòng)阻力的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握測(cè)定流體流經(jīng)直管、管件和閥門時(shí)阻力損失的一般實(shí)驗(yàn)方法；2. 測(cè)定直管摩擦系數(shù)Re的關(guān)系，驗(yàn)證在一般湍流區(qū)內(nèi)、Re與/d的函數(shù)關(guān)系；3. 測(cè)定流體流經(jīng)閥門及突然擴(kuò)大管時(shí)的局部阻力系數(shù)；4. 測(cè)定層流管的摩擦阻力。二、實(shí)驗(yàn)原理流體流經(jīng)直管時(shí)所造成機(jī)械能損失為直管阻力損失。流體通過(guò)管件、閥門時(shí)因流體運(yùn)動(dòng)方向和速度大小改變所引起的機(jī)械能損失稱為局部阻力損失。(1) 直管阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定:流體在水平等徑直管中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，阻力損失為： 即 層流時(shí)：=64/Re; 湍流時(shí)：是Re和/d的函數(shù)，須由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。（2）局部阻力系數(shù)的測(cè)定:局部阻力通常有兩種表示方法

2、，即當(dāng)量長(zhǎng)度法和阻力系數(shù)法。本實(shí)驗(yàn)采用阻力系數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、水箱 2、離心泵 3、渦輪流量計(jì) 4、層流水槽 5、層流管 6、截止閥 7、球閥 8、光滑管 9、粗糙管 10、突擴(kuò)管 11、孔板流量計(jì) 12、流量調(diào)節(jié)閥實(shí)驗(yàn)裝置部分是由水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水管，各種閥門、管件，渦輪流量計(jì)和倒U形壓差計(jì)等所組成。管路部分由五段并聯(lián)的長(zhǎng)直管，自上而下分別為用于測(cè)定層流阻力、局部阻力、光滑管直管阻力、粗糙管直管阻力和擴(kuò)徑管阻力。測(cè)定阻力部分使用不銹鋼管，其上裝有待測(cè)管件（球閥或截止閥）；光滑管直管阻力的測(cè)定同樣使用內(nèi)壁光滑的不銹鋼管，而粗糙管直管阻力的測(cè)定對(duì)象為管道內(nèi)壁較粗糙

3、的鍍鋅管。本裝置的流量使用渦輪流量計(jì)測(cè)量。管路和管件的阻力采用各自的倒U形壓差計(jì)測(cè)量，同時(shí)差壓變送器將差壓信號(hào)傳遞給差壓顯示儀。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 首先對(duì)水泵進(jìn)行灌水，然后關(guān)閉出口閥門，啟動(dòng)水泵電機(jī)，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)后，把泵的出口閥緩緩開(kāi)到最大；2. 同時(shí)打開(kāi)被測(cè)管線上的開(kāi)關(guān)閥及面板上與其相應(yīng)的切換閥，關(guān)閉其他的開(kāi)關(guān)閥和切換閥，保證測(cè)壓點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)；3. 改變流量測(cè)量流體通過(guò)被測(cè)管的壓降，每次改變流量（變化10L/min左右），待流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，分別儀表控制箱上的壓降數(shù)值；4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉出口閥，停止水泵電機(jī)，清理裝置。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄（光滑管為例）光滑管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄流量壓降

4、2. 數(shù)據(jù)處理六、思考題1. 在測(cè)量前為什么要將設(shè)備中的空氣排盡？怎樣才能迅速地排盡？為什么？如何檢驗(yàn)管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈？2. 以水為介質(zhì)所測(cè)得的Re關(guān)系能否適用于其他流體？3. 在湍流區(qū)摩擦系數(shù)與那些因素有關(guān)，具體如何？實(shí)驗(yàn)二 離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解離心泵的結(jié)構(gòu)與特性，熟悉離心泵的使用；2. 測(cè)定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，并確定泵的最佳工作范圍；3. 測(cè)定管路特性曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理離心泵的性能參數(shù)取決于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，葉輪形式及轉(zhuǎn)速，泵的性能參數(shù)揚(yáng)程、軸功率、效率隨流量的變化關(guān)系，即HeQ、N軸Q、Q稱為離心泵的特性曲線。該特性曲線需由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，計(jì)算如下： mH2O

5、 kW管路特性是指輸送流體時(shí)，管路需要的能量H（即從A到B流體機(jī)械能的差值+阻力損失）隨流量Q的變化關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)中，管路需要的能量與泵提供給管路的能量平衡相等，計(jì)算H的方法同He： mH2O雖然計(jì)算方法相同，但二者操作截然不同。測(cè)量He時(shí)，需要固定轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門改變流量；測(cè)量H時(shí)，管路要求固定不動(dòng)，因此只能通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)改變流量。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1-水箱；2-泵入口表閥；3-離心泵；4-泵入口壓力傳感器；5-泵出口表閥；6-泵入口真空表；7-泵出口壓力表；8-泵出口壓力傳感器；9-流量調(diào)節(jié)閥；10-渦輪流量計(jì)；11-水箱排水閥； 水泵3將水槽內(nèi)的水輸送到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用流量調(diào)節(jié)閥9調(diào)節(jié)流

6、量，流體經(jīng)渦輪流量計(jì)10計(jì)量后，流回儲(chǔ)水槽。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 向儲(chǔ)水槽內(nèi)注入蒸餾水。2. 檢查流量調(diào)節(jié)閥9，壓力表7及真空表5的開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉(應(yīng)關(guān)閉)。3. 啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置總電源，用變頻調(diào)速器上、及鍵設(shè)定頻率后，按run鍵啟動(dòng)離心泵，緩慢打開(kāi)調(diào)節(jié)閥9至全開(kāi)。待系統(tǒng)內(nèi)流體穩(wěn)定，打開(kāi)壓力表和真空表的開(kāi)關(guān)，方可測(cè)取數(shù)據(jù)。4. 測(cè)取數(shù)據(jù)的順行可從最大流量至0，或反之。一般測(cè)1020組數(shù)據(jù)。5. 每次在穩(wěn)定的條件下同時(shí)記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄（離心泵特性曲線為例）（某一轉(zhuǎn)速下）離心泵特性曲線數(shù)據(jù)記錄

7、流量進(jìn)口壓力出口壓力軸功率2. 數(shù)據(jù)處理六、思考題1. 啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來(lái)，你認(rèn)為可能的原因是什么？2. 泵啟動(dòng)后，出口閥如果不開(kāi)，壓力表讀數(shù)是否會(huì)逐漸上升？隨著流量的增大，泵進(jìn)、出口壓力表分別有什么變化？為什么？3. 試從所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥門？本實(shí)驗(yàn)中，為了得到較好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)流量范圍下限應(yīng)小到零，上限應(yīng)到最大，為什么？實(shí)驗(yàn)三 恒壓過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉板框過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作方法；2. 測(cè)定在恒壓過(guò)濾操作時(shí)的過(guò)濾常數(shù)；3. 掌握過(guò)濾問(wèn)題的簡(jiǎn)化工程處理方法。二、實(shí)驗(yàn)原理過(guò)濾是利用能讓液體通過(guò)而截留固體顆粒的多孔

8、介質(zhì)（濾布和濾渣），使懸浮液中的固、液得到分離的單元操作。過(guò)濾操作本質(zhì)上是流體通過(guò)固體顆粒床層的流動(dòng)，所不同的是，該固體顆粒床層的厚度隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行不斷增加。過(guò)濾操作可分為恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾。當(dāng)恒壓操作時(shí)，過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)的壓差維持不變，則單位時(shí)間通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的濾液量會(huì)不斷下降；當(dāng)恒速操作時(shí)，即保持過(guò)濾速度不變。過(guò)濾速率基本方程的一般形式為：恒壓過(guò)濾時(shí)，對(duì)上式積分可得：對(duì)上式微分可得：；該式表明d/dqq為直線，其斜率為2/K，截距為2qe /K，為便于測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算速率常數(shù)，可用/q替代d/dq，則上式可寫(xiě)成：；將/q對(duì)q標(biāo)繪（q取各時(shí)間間隔內(nèi)的平均值），在正常情況下，各點(diǎn)均應(yīng)在同一直線上，直

9、線的斜率為2/K=a/b，截距為2qe/K=c，由此可求出K和qe。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、壓縮機(jī) 2、配料釜 3、供料泵 4、圓形板框過(guò)濾機(jī) 5、濾液計(jì)量筒 6、液面計(jì)及壓力傳感器 7、壓力控制閥 8、旁路閥 碳酸鈣懸浮液在配料釜內(nèi)配置，攪拌均勻后，用供料泵送至板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，濾液流入計(jì)量筒，碳酸鈣則在濾布上形成濾餅。為調(diào)節(jié)不同操作壓力，管路上還裝有旁路閥。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 懸浮液的配制：濃度為35%（重量）較為適宜，配制好開(kāi)動(dòng)壓縮機(jī)將其送入貯漿罐中，使濾液均勻攪拌；2. 濾布應(yīng)先濕透，濾布孔要對(duì)準(zhǔn)，表面服貼平展無(wú)皺紋，否則會(huì)漏；3. 裝好濾布，排好板框，然后壓緊板框；4. 檢查閥門，應(yīng)注

10、意將懸浮液進(jìn)過(guò)濾機(jī)的進(jìn)口旋塞先關(guān)閉；5. 啟動(dòng)后打開(kāi)懸浮液的進(jìn)口閥，將壓力調(diào)至指定的工作壓力；6. 濾液由接受器收集，并用電子天平計(jì)量；7. 待濾渣裝滿框時(shí)即可停止過(guò)濾。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄某一壓力下（如60kPa）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)間濾液量2. 數(shù)據(jù)處理六、思考題1. 為什么過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾液常常有混濁，而過(guò)段時(shí)間后才變清？2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中第一點(diǎn)有無(wú)偏低或偏高現(xiàn)象？怎樣解釋？如何對(duì)待第一點(diǎn)數(shù)據(jù)？3. 當(dāng)操作壓力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同樣重量的過(guò)濾液，其過(guò)濾時(shí)間是否縮短了一半？實(shí)驗(yàn)四 傳熱膜系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定正常條件下空氣與銅管內(nèi)壁間的對(duì)流傳熱膜系數(shù)2測(cè)定強(qiáng)化條件下空

11、氣與銅管內(nèi)壁間的對(duì)流傳熱膜系數(shù)3回歸兩個(gè)條件下關(guān)聯(lián)式中的參數(shù)A、m（n取0.4）二、實(shí)驗(yàn)原理間壁式換熱器目前在工業(yè)上應(yīng)用最多，其傳熱過(guò)程都是由壁內(nèi)部的熱傳導(dǎo)和壁兩側(cè)面與流體的對(duì)流傳熱組合而成。無(wú)論設(shè)計(jì)還是使用換熱器，都離不開(kāi)這個(gè)組合傳熱過(guò)程中的傳熱系數(shù)K，其倒數(shù)1/K稱為總熱阻。總熱阻主要由壁外側(cè)熱阻、壁熱阻、壁內(nèi)側(cè)熱阻三個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)疊加而成（可能還有污垢熱阻），因此當(dāng)三者有較大差異時(shí)，總熱阻將由其中最大的熱阻所決定。本實(shí)驗(yàn)選用最簡(jiǎn)單的套管式換熱器為研究對(duì)象，管內(nèi)走冷流體空氣，管外走熱流體100的蒸汽，管材質(zhì)為黃銅，內(nèi)徑20mm，壁厚2.5mm，有效長(zhǎng)度1.25m。該換熱過(guò)程壁內(nèi)側(cè)熱阻1/遠(yuǎn)遠(yuǎn)大

12、于壁及外側(cè)熱阻，因此傳熱的關(guān)鍵問(wèn)題是測(cè)算。1、實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法根據(jù)牛頓冷卻定律變換得到： 根據(jù)熱量恒算得到： 以上兩式聯(lián)立，加之實(shí)驗(yàn)測(cè)得部分?jǐn)?shù)據(jù)，即可求得。2、因次分析法經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后得到的平均數(shù)據(jù)，因此通過(guò)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證參數(shù)的準(zhǔn)確性。驗(yàn)證A、m的方法：；以lgNu/Pr0.4為縱坐標(biāo)，以lgRe為橫坐標(biāo)作圖，根據(jù)斜率和截距即可求得A、m，與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比即可?？諝饬髁坎捎每装辶髁坑?jì)測(cè)量，V=26.2×P0.54，m3/h，P單位為kPa?？諝舛ㄐ詼囟葹椋簍=(進(jìn)口溫度+出口溫度)/2三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、風(fēng)機(jī) 2、孔板流量計(jì) 3、流量調(diào)節(jié)閥 4、套管換熱器 5、蒸汽發(fā)生器 實(shí)驗(yàn)時(shí)，空

13、氣走內(nèi)管，蒸汽走環(huán)隙（玻璃管）。內(nèi)管為黃銅管，冷空氣又風(fēng)機(jī)輸送，經(jīng)孔板流量計(jì)計(jì)量后，進(jìn)入換熱器內(nèi)管，并與套管環(huán)隙中蒸汽換熱?？諝獗患訜岷?，排入大氣?？諝獾牧髁坑煽諝饬髁空{(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。蒸汽由蒸汽發(fā)生器上升進(jìn)入套管環(huán)隙，與內(nèi)管中冷空氣換熱后冷凝，再由回流管返回蒸汽發(fā)生器。放空閥門用于排放不凝性氣體。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 檢查蒸汽發(fā)生器中的水位，約占液位計(jì)高度4/5左右；2. 開(kāi)總電源，開(kāi)加熱器，開(kāi)儀表開(kāi)關(guān)，約30分鐘套管間充滿水蒸汽；3. 全開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)頻率50Hz，預(yù)熱約5分鐘；4. 間隔4Hz由大到小改變空氣流量，孔板壓降最小值大于0.1kPa，每個(gè)點(diǎn)穩(wěn)定約2分鐘后記錄數(shù)據(jù)；5. 加

14、入靜態(tài)混合器進(jìn)行強(qiáng)化傳熱實(shí)驗(yàn)，方法同上。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄頻率溫度T1溫度T2溫度t1溫度t22.數(shù)據(jù)處理六、思考題1. 將實(shí)驗(yàn)得到的半經(jīng)驗(yàn)特征數(shù)關(guān)聯(lián)式和公認(rèn)式進(jìn)行比較，分析造成偏差的原因。2. 本實(shí)驗(yàn)中管壁溫度應(yīng)接近加熱蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？3. 管內(nèi)空氣流動(dòng)速度對(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？實(shí)驗(yàn)五 板式精餾塔性能的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定全回流條件下的全塔效率和單板效率2、測(cè)定部分回流條件下的全塔效率3、測(cè)定精餾塔的塔板濃度（溫度）分布二、實(shí)驗(yàn)原理本設(shè)備為DES型精餾實(shí)驗(yàn)裝置。精餾塔共有8塊塔板，塔身的結(jié)構(gòu)尺

15、寸為：塔內(nèi)徑為50mm，塔板間距為80mm，溢流管截面積為80mm2，溢流堰高為12mm，底隙高度為5mm，每塊塔板上開(kāi)有直徑為1.5mm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?；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?，兩個(gè)出口管分別用于回流和采出，引流棒為一根4mm的玻璃棒，內(nèi)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)控制回流比，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，主要包括：總板效率 單板效率 三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、配料罐 2、循環(huán)泵 3、進(jìn)料罐 4、進(jìn)料泵 5、塔釜冷凝

16、器 6、型管 7、塔釜加熱器 8、視盅 9、旁路閥 10、進(jìn)料流量計(jì) 11、回流比分配器 12、塔頂冷凝器本實(shí)驗(yàn)料液為乙醇正丙醇溶液，從原料液罐用泵打入緩沖罐，由緩沖罐經(jīng)泵打入塔內(nèi)。釜內(nèi)液體經(jīng)電加熱器產(chǎn)生蒸汽逐板上升，經(jīng)與各板上的液體熱傳質(zhì)后，進(jìn)入塔頂盤(pán)管式換熱器殼程，管層走冷卻水，再?gòu)幕亓鞣峙淦髁鞒?，一部分作為回流液從塔頂流入塔?nèi)，另一部分作為產(chǎn)品溜出，進(jìn)入原料液罐貯罐。四、實(shí)驗(yàn)步驟1）配料。在配料罐中配制乙醇體積分率為20的乙醇、丙醇溶液，啟動(dòng)循環(huán)泵攪勻并打入進(jìn)料罐中。2）進(jìn)料。開(kāi)啟進(jìn)料泵，調(diào)節(jié)旁路閥、進(jìn)料口閥門、進(jìn)料流量計(jì)閥門等，向塔內(nèi)進(jìn)料至液位計(jì)高度4/5左右。3）全回流操作。先開(kāi)塔頂

17、放空閥門，然后按下塔釜加熱器“手動(dòng)加熱”綠色按鈕，調(diào)節(jié)加熱電壓至120V，或選擇“自動(dòng)加熱”模式，打開(kāi)冷卻水，有回流后根據(jù)汽液接觸狀況對(duì)電壓適當(dāng)調(diào)整（80V）；約20分鐘穩(wěn)定后塔頂、塔釜及相鄰兩塊塔板取樣分析數(shù)據(jù)。4）部分回流操作。開(kāi)進(jìn)料泵、進(jìn)料罐閥門及塔中進(jìn)料口閥門，調(diào)整進(jìn)料量為30ml/min，設(shè)置回流比為相應(yīng)的數(shù)值34，開(kāi)塔釜出料閥門及型管閥門，調(diào)整合適的加熱電壓，穩(wěn)定20分鐘后塔頂、塔釜取樣分析。5）切換為“手動(dòng)加熱”模式，手調(diào)改變加熱電壓，觀察液泛和漏液現(xiàn)象。6）實(shí)驗(yàn)完畢后停泵，關(guān)塔頂放空閥門，關(guān)進(jìn)料罐閥門，關(guān)塔中進(jìn)料口閥門，最后關(guān)冷卻水。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄原料組成nd

18、加熱電壓/V（穩(wěn)定后）折光率塔頂溫度/塔釜溫度/全塔壓降/kPand，頂nd，4nd，5nd，釜2. 數(shù)據(jù)處理六、思考題1. 塔板效率受哪些因素影響？2. 精餾塔的常壓操作是怎樣實(shí)現(xiàn)的？如果要改為加壓或減壓操作，又怎樣實(shí)現(xiàn)？3. 全回流操作的作用與意義？實(shí)驗(yàn)六 干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解洞道式干燥裝置的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和操作方法；2. 學(xué)習(xí)測(cè)定物料在恒定干燥條件下干燥特性的實(shí)驗(yàn)方法；3. 掌握根據(jù)實(shí)驗(yàn)干燥曲線求取干燥速率曲線以及恒速干燥速率、臨界含水量、平衡含水量的實(shí)驗(yàn)分析方法；二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時(shí)，物料表面的水分開(kāi)始?xì)饣?，并向周圍介質(zhì)傳遞。根據(jù)干

19、燥過(guò)程中不同期間的特點(diǎn)，干燥過(guò)程分為兩個(gè)階段。恒速干燥階段和降速干燥階段。恒速階段的干燥速率和臨界含水量是干燥過(guò)程研究和干燥器設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)在恒定干燥條件下對(duì)浸透水的工業(yè)呢進(jìn)行干燥，測(cè)定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測(cè)定方法及其影響因素。1、干燥速率的測(cè)定 2、被干燥物料的重量G 3、物料的干基含水量X 4、恒速階段的對(duì)流傳熱系數(shù) 5、式樣放置處空氣流速的計(jì)算，由節(jié)流式流量計(jì)的流量公式和理想氣體的狀態(tài)方程式可推導(dǎo)出：三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1.中壓風(fēng)機(jī)；2.孔板流量計(jì)；3. 空氣進(jìn)口溫度計(jì)；4.重量傳感器；5.被干燥物料；6.加熱器；7.干球溫度計(jì)；8.濕球溫

20、度計(jì)；9.洞道干燥器；10.廢氣排出閥；11.廢氣循環(huán)閥；12.新鮮空氣進(jìn)氣閥；13.干球溫度顯示控制儀表；14.濕球溫度顯示儀表；15.進(jìn)口溫度顯示儀表；16.流量壓差顯示儀表；17.重量顯示儀表；18.壓力變送器。將濕潤(rùn)的工業(yè)呢，懸掛于干燥室內(nèi)的料盤(pán)，干燥室其側(cè)面及底面均外包絕熱材料，防止導(dǎo)熱影響?？諝庥晒娘L(fēng)機(jī)送入電加熱器，經(jīng)加熱的空氣流入干燥室，加熱干燥室料盤(pán)中的濕物料后，經(jīng)排出管道通入大氣中。隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，物料失去的水分量由重量傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并由智能數(shù)顯儀記錄下來(lái)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按下電源開(kāi)關(guān)的綠色按鍵，再按變頻器開(kāi)關(guān)（RUN/STOP），開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī)。2. 調(diào)節(jié)三個(gè)蝶閥到適

21、當(dāng)?shù)奈恢?，將空氣流量調(diào)至指定讀數(shù)（1.05-1.15）。3. 在溫度顯示控制儀表上，利用(，)鍵調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)所需溫度值（60）（SV）窗口顯示，此時(shí)（PV）窗口所顯示的即為干燥器實(shí)際干球溫度值，按下加熱開(kāi)關(guān)，讓電熱器通電。4. 干燥器的流量和干球溫度恒定達(dá)5分鐘之后（按下加熱開(kāi)關(guān)后半小時(shí)左右），即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。此時(shí)，讀取數(shù)字顯示儀的讀數(shù)作為試樣支撐架的重量(GD)。5. 將被干燥物料試樣從水盆內(nèi)取出，控去浮掛在其表面上的水份。6. 將支架連同試樣放入洞道內(nèi)，并安插在其支撐桿上。注意:不能用力過(guò)大，使傳感器受損。7. 立即按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并記錄顯示儀表上的顯示值。然后每隔一段時(shí)間（3分鐘）記錄數(shù)據(jù)一

22、次( 記錄總重量和時(shí)間 )，直至同樣的時(shí)間下重量的減少是恒速階段所用時(shí)間的8倍時(shí)，即可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。注意: 最后若發(fā)現(xiàn)時(shí)間已過(guò)去很長(zhǎng)，但減少的重量還達(dá)不到所要求的克數(shù)，則可立即記錄數(shù)據(jù)。（3分鐘內(nèi)減少0.1-0.2克）五、數(shù)據(jù)記錄與處理干燥實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原始及整理數(shù)據(jù)表 空氣孔板流量計(jì)讀數(shù)R： kPa 流量計(jì)處的空氣溫度to： 干球溫度t： 濕球溫度tW： 框架重量GD： g 絕干物料量GC： g干燥面積S： m2 洞道截面積： m2序號(hào)累計(jì)時(shí)間總重量干基含水量平均含水量干燥速率T（分）GT（g）X（kg/kg）XAV（kg/kg）U×104 kg/（s·m2）102336六、思

23、考題1. 什么是恒定干燥條件？本實(shí)驗(yàn)裝置中采用了哪些措施來(lái)保持干燥過(guò)程在恒定干燥條件下進(jìn)行？2. 為什么要先啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)加熱器？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干、濕球溫度計(jì)是否變化？為什么？如何判斷實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束？實(shí)驗(yàn)七 填料塔流體力學(xué)性能測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉填料塔的構(gòu)造與操作，認(rèn)識(shí)不同的填料塔的特性；2. 觀察填料塔流體力學(xué)狀況，測(cè)定填料層壓強(qiáng)降與操作氣速的關(guān)系，確定填料塔在某液體噴淋量下的液泛氣速；二、實(shí)驗(yàn)原理氣體通過(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)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

24、于氣速的1.82次冪，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。填料層壓降空塔氣速關(guān)系示意圖三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、氧氣鋼瓶 2、減壓閥 3、氧氣緩沖罐 4、氧氣流量計(jì) 5、水緩沖罐 6、水流量調(diào)節(jié)閥 7、水流量計(jì) 8、渦輪流量計(jì) 9、氧氣吸收柱 10、風(fēng)機(jī) 11、空氣緩沖罐 12、空氣流量調(diào)節(jié)閥 13、空氣流量計(jì) 14、計(jì)前壓差計(jì) 15、全塔壓差計(jì) 16、孔板流量計(jì) 17、富氧水取樣口 18、氧氣解吸塔 19、貧氧水取樣口氧氣經(jīng)過(guò)減壓后進(jìn)

25、入緩沖罐的壓力控制在0.05Mpa左右，經(jīng)流量計(jì)、水緩沖罐，在吸收柱內(nèi)與水并流且溶入其中，然后在解吸塔內(nèi)完成解吸操作。四、實(shí)驗(yàn)步驟(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

26、免撞破玻璃管。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄表1干填料 水流量L=0 l/h 填料高度h=0.75m 塔徑d=0.1m序號(hào)空氣流量V1/m3h-1全塔壓降P/kPa空塔氣速u/ms-1單位填料高壓降/kPam-1110215表2濕填料 ： L=80150 l/h，h=0.75m，d=0.1m序號(hào)空氣流量V1/m3h-1全塔壓降P/kPa空塔氣速u/ms-1單位填料高壓降/kPam-1110212314六、思考題1. 液泛的特征是什么？本裝置的液泛現(xiàn)象是從塔頂部開(kāi)始，還是從塔底部開(kāi)始？如何確定液泛氣速？2. 填料塔結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？比較波紋填料與散裝填料的優(yōu)缺點(diǎn)。3. 填料塔底部的出口管為什么要

27、液封？液封高度如何確定？實(shí)驗(yàn)八 氧解吸實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測(cè)定方法并分析其影響因素；2. 學(xué)習(xí)汽液連續(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；3. 研究流體的流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)阻力的影響、吸收劑用量對(duì)傳質(zhì)系數(shù)的影響和傳質(zhì)阻力較小側(cè)流體的流量變化對(duì)吸收過(guò)程的影響，學(xué)會(huì)吸收過(guò)程的調(diào)節(jié)；4. 學(xué)會(huì)氧氣鋼瓶加壓閥的操作，測(cè)氧儀的標(biāo)定及使用。二、實(shí)驗(yàn)原理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

28、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： 相關(guān)的填料層高度的基本計(jì)算式為： 即 其中 ， 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yx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?。?。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1、氧氣鋼瓶 2、減壓閥 3、氧氣緩沖罐 4、氧氣流量計(jì) 5、水緩沖罐 6、水流量調(diào)節(jié)閥 7、水流量計(jì) 8、渦輪流量計(jì) 9、氧

29、氣吸收柱 10、風(fēng)機(jī) 11、空氣緩沖罐 12、空氣流量調(diào)節(jié)閥 13、空氣流量計(jì) 14、計(jì)前壓差計(jì) 15、全塔壓差計(jì) 16、孔板流量計(jì) 17、富氧水取樣口 18、氧氣解吸塔 19、貧氧水取樣口 氧氣經(jīng)過(guò)減壓后進(jìn)入緩沖罐的壓力控制在0.05Mpa左右，經(jīng)流量計(jì)、水緩沖罐，在吸收柱內(nèi)與水并流且溶入其中，然后在解吸塔內(nèi)完成解吸操作。四、實(shí)驗(yàn)步驟(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1015m3/m2h，空塔氣速0.50.8m

30、/s氧氣入塔流量為0.010.02m3/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40ppm。(3) 塔頂和塔底液相氧濃度測(cè)定：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。(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，確實(shí)安全后方可離開(kāi)。五、數(shù)據(jù)記錄與處理解吸傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)表 d=0.1m h=0.75m序號(hào)氧氣流量V氧/lmin-1水流量V水/lh-1空氣流量V空/m3h-1全塔壓降P/kPa富氧水濃度w1/mgl-1貧氧水濃度w2/mgl-1平均水溫度t/10.5751020.51001030.

31、51251040.5100550.51001060.510015六、思考題 1. 為什么易溶性氣體的吸收和解吸屬于氣膜控制過(guò)程，難溶性氣體的吸收和解吸屬于液膜控制過(guò)程？2. 何謂持液量？持液量的大小對(duì)傳質(zhì)性能有什么影響？在噴淋密度達(dá)到一定數(shù)值后，氣體流量將如何影響持液量。3. 工業(yè)上，吸收是在低溫加壓下進(jìn)行，而解吸是在高溫、常壓下進(jìn)行的，為什么？實(shí)驗(yàn)九 雷諾演示實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察液體層流、湍流兩種流動(dòng)型態(tài)及層流時(shí)管中流速分布情況，以建立感性認(rèn)識(shí)；2. 建立“層流和湍流與Re之間有一定聯(lián)系”的概念；3. 熟悉雷諾準(zhǔn)數(shù)的測(cè)定與計(jì)算。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)際流體有截然不同的兩種流動(dòng)型態(tài)存在：層流（

32、滯流）和湍流（紊流）。層流時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)且互相平行。湍流時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)紊亂地向各個(gè)方向作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但對(duì)流體主體仍可看成是向某一規(guī)定方向流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)證明流體的流動(dòng)特性取決于流體流動(dòng)的流速，導(dǎo)管的幾何尺寸，流體的性質(zhì)（粘度、密度），各物理參數(shù)對(duì)流體流動(dòng)的影響由Re的數(shù)值所決定。即式中 u-流速（m/s）；      d-導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；      -流體密度（kg/m3）；      -流體粘度（kg/s·m即Pa·s）。實(shí)

33、驗(yàn)證明：Re2000時(shí)為層流；Re4000時(shí)為湍流；Re=2000時(shí)為層流臨界值；Re=4000時(shí)為湍流臨界值；2000<Re<4000時(shí)為過(guò)渡流。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程 四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作(1) 向示蹤劑瓶中加入適量的用水稀釋過(guò)的紅墨水。利用調(diào)節(jié)閥將紅墨水充滿小進(jìn)樣管中。(2) 必要時(shí)調(diào)整細(xì)管的位置，使它處于觀察管道的中心線上。(3) 關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥、排氣閥，打開(kāi)上水閥、排水閥，使自來(lái)水充滿水槽，并使其有一定的溢流量。 (4) 輕輕打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥，讓水緩慢流過(guò)實(shí)驗(yàn)管道。使紅水全部充滿細(xì)管道中。2. 雷諾實(shí)驗(yàn)的過(guò)程 (1) 同上面的三.1.(3)。 (2) 同上面的三.

34、1.(4)。 (3) 調(diào)節(jié)進(jìn)水閥，維持盡可能小的溢流量。(4) 緩慢地適當(dāng)打開(kāi)紅水流量調(diào)節(jié)夾 ，即可看到當(dāng)前水流量下實(shí)驗(yàn)管內(nèi)水的流動(dòng)狀況（層流流動(dòng)如下圖）。讀取流量計(jì)的流量并計(jì)算出雷諾準(zhǔn)數(shù)。(5) 因進(jìn)水和溢流造成的震動(dòng)，有時(shí)會(huì)使實(shí)驗(yàn)管道中的紅水流束偏離管的中心線，或發(fā)生不同程度的左右擺動(dòng). 為此， 可突然暫時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥3， 過(guò)一會(huì)兒之后即可看到實(shí)驗(yàn)管道中出現(xiàn)的與管中心線重合的紅色直線。(6) 增大進(jìn)水閥的開(kāi)度，在維持盡可能小的溢流量的情況下提高水的流量。并同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整紅水流量，即可觀測(cè)其他各種流量下實(shí)驗(yàn)管內(nèi)的流動(dòng)狀況。為部分消除進(jìn)水和溢流造成的震動(dòng)的影響，在滯流和過(guò)渡流狀況的每一

35、種流量下均可采用四. 2.(5)中講的方法，突然暫時(shí)關(guān)閉進(jìn)口閥 3 ，然后觀察管內(nèi)水的流動(dòng)狀況（過(guò)渡流、湍流流動(dòng)如下圖）。讀取流量計(jì)的流量并計(jì)算出雷諾準(zhǔn)數(shù)3流體在圓管內(nèi)作流體速度分布演示實(shí)驗(yàn)(1)首先關(guān)閉上水閥、流量調(diào)節(jié)閥。(2)將紅水流量調(diào)節(jié)夾打開(kāi)，使紅水滴落在不流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)管路(3)突然打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥，在實(shí)驗(yàn)管路中可以清晰地看到紅水流動(dòng)所形成的如圖四所示速度分布。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作(1)關(guān)閉紅水流量調(diào)節(jié)夾，使紅水停止流動(dòng)。(2)關(guān)閉上水閥 ，使自來(lái)水停止流入水槽。 (3)待實(shí)驗(yàn)管道的紅色消失時(shí)，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥。(4)若日后較長(zhǎng)時(shí)間不用，請(qǐng)將裝置內(nèi)各處的存水放凈。五、數(shù)據(jù)記錄與處理序號(hào)流量流量流速(m/s)雷諾準(zhǔn)數(shù)Re觀 察 現(xiàn) 象流 型（L/h）（m3/s）1234六、注意事項(xiàng)與思考題 做層流時(shí)，為了使滯流狀況能較快地形成，而且能夠保持穩(wěn)定，第一， 水槽的溢流應(yīng)盡可能的小.因?yàn)橐缌鞔髸r(shí)，上水的流量也大，上水和溢流兩者造成的震動(dòng)都比較大，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第二，應(yīng)盡量不要人為地使實(shí)驗(yàn)架產(chǎn)生任何的震動(dòng)。為減小震動(dòng)，若條件允許，可對(duì)實(shí)驗(yàn)架的底面進(jìn)行固定。1. 流體流動(dòng)類型的判斷？2. 層流與湍流時(shí)，管內(nèi)流速分布如何？3. 層流與湍流各自的特點(diǎn)是什么，其本質(zhì)區(qū)別在于什么。實(shí)驗(yàn)十 機(jī)械能轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀測(cè)動(dòng)、靜、位壓頭隨管徑