化工原理實(shí)驗(yàn)

1、第三章 實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)一 空氣蒸汽對(duì)流給熱系數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解間壁式傳熱元件，掌握給熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法。2、掌握熱電阻測(cè)溫的方法，觀察水蒸氣在水平管外壁上的冷凝現(xiàn)象。3、學(xué)會(huì)給熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑。二、基本原理在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量情況下，冷、熱流體系通過固體壁面（傳熱元件）進(jìn)行熱量交換，稱為間壁式換熱。如圖(1)所示，間壁式傳熱過程由熱流體對(duì)固體壁面的對(duì)流傳熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體壁面對(duì)冷流體的對(duì)流傳熱所組成。 達(dá)到傳熱穩(wěn)定時(shí)，有 （1）式中：Q 傳熱量，J / s；m1 熱流體的質(zhì)量流率，kg / s；cp1 熱流體的比熱，J /

2、(kg )；T1 熱流體的進(jìn)口溫度，；T2 熱流體的出口溫度，；m2 冷流體的質(zhì)量流率，kg / s；cp2 冷流體的比熱，J / (kg )；t1 冷流體的進(jìn)口溫度，；t2 冷流體的出口溫度，；a1 熱流體與固體壁面的對(duì)流傳熱系數(shù)，W / (m2 )；A1 熱流體側(cè)的對(duì)流傳熱面積，m2； 熱流體與固體壁面的對(duì)數(shù)平均溫差，；a2 冷流體與固體壁面的對(duì)流傳熱系數(shù)，W / (m2 )；A2 冷流體側(cè)的對(duì)流傳熱面積，m2； 固體壁面與冷流體的對(duì)數(shù)平均溫差，；K 以傳熱面積A為基準(zhǔn)的總給熱系數(shù)，W / (m2 )； 冷熱流體的對(duì)數(shù)平均溫差，；熱流體與固體壁面的對(duì)數(shù)平均溫差可由式（2）計(jì)算， （2）式中

3、：TW1 熱流體進(jìn)口處熱流體側(cè)的壁面溫度，；TW2 熱流體出口處熱流體側(cè)的壁面溫度，。固體壁面與冷流體的對(duì)數(shù)平均溫差可由式（3）計(jì)算， （3）式中：tW1 冷流體進(jìn)口處冷流體側(cè)的壁面溫度，；tW2 冷流體出口處冷流體側(cè)的壁面溫度，。熱、冷流體間的對(duì)數(shù)平均溫差可由式（4）計(jì)算， （4）當(dāng)在套管式間壁換熱器中，環(huán)隙通以水蒸氣，內(nèi)管管內(nèi)通以冷空氣或水進(jìn)行對(duì)流傳熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，則由式（1）得內(nèi)管內(nèi)壁面與冷空氣或水的對(duì)流傳熱系數(shù)， （5）實(shí)驗(yàn)中測(cè)定紫銅管的壁溫tw1、tw2；冷空氣或水的進(jìn)出口溫度t1、t2；實(shí)驗(yàn)用紫銅管的長(zhǎng)度l、內(nèi)徑d2，；和冷流體的質(zhì)量流量，即可計(jì)算a2。然而，直接測(cè)量固體壁面的溫

4、度，尤其管內(nèi)壁的溫度，實(shí)驗(yàn)技術(shù)難度大，而且所測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差，帶來較大的實(shí)驗(yàn)誤差。因此，通過測(cè)量相對(duì)較易測(cè)定的冷熱流體溫度來間接推算流體與固體壁面間的對(duì)流給熱系數(shù)就成為人們廣泛采用的一種實(shí)驗(yàn)研究手段。由式（1）得， （6）實(shí)驗(yàn)測(cè)定、并查取下冷流體對(duì)應(yīng)的、換熱面積A，即可由上式計(jì)算得總給熱系數(shù)K。下面通過兩種方法來求對(duì)流給熱系數(shù)。1. 近似法求算對(duì)流給熱系數(shù)以管內(nèi)壁面積為基準(zhǔn)的總給熱系數(shù)與對(duì)流給熱系數(shù)間的關(guān)系為， （7）式中：d1 換熱管外徑，m；d2 換熱管內(nèi)徑，m；dm 換熱管的對(duì)數(shù)平均直徑，m；b 換熱管的壁厚，m；l 換熱管材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W / (m )； 換熱管外側(cè)的污垢熱阻，；

5、換熱管內(nèi)側(cè)的污垢熱阻，。用本裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，管內(nèi)冷流體與管壁間的對(duì)流給熱系數(shù)約為幾十到幾百；而管外為蒸汽冷凝，冷凝給熱系數(shù)可達(dá)左右，因此冷凝傳熱熱阻可忽略，同時(shí)蒸汽冷凝較為清潔，因此換熱管外側(cè)的污垢熱阻也可忽略。實(shí)驗(yàn)中的傳熱元件材料采用紫銅，導(dǎo)熱系數(shù)為383.8，壁厚為2.5mm，因此換熱管壁的導(dǎo)熱熱阻可忽略。若換熱管內(nèi)側(cè)的污垢熱阻也忽略不計(jì)，則由式（7）得， （8）由此可見，被忽略的傳熱熱阻與冷流體側(cè)對(duì)流傳熱熱阻相比越小，此法所得的準(zhǔn)確性就越高。2. 傳熱準(zhǔn)數(shù)式求算對(duì)流給熱系數(shù)對(duì)于流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流對(duì)流傳熱時(shí)，若符合如下范圍內(nèi)：Re=1.0×1041.2×105，

6、Pr0.7120，管長(zhǎng)與管內(nèi)徑之比l/d60,則傳熱準(zhǔn)數(shù)經(jīng)驗(yàn)式為， （9）式中：Nu努塞爾數(shù)，無因次；Re雷諾數(shù)，無因次；Pr普蘭特?cái)?shù)，無因次；當(dāng)流體被加熱時(shí)n0.4，流體被冷卻時(shí)n0.3；a 流體與固體壁面的對(duì)流傳熱系數(shù)，W / (m2 )；d 換熱管內(nèi)徑，m；l 流體的導(dǎo)熱系數(shù)，W / (m )；u 流體在管內(nèi)流動(dòng)的平均速度，m / s；r 流體的密度，kg / m3；m 流體的粘度，Pa s；cp 流體的比熱，J / (kg )。對(duì)于水或空氣在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流被加熱時(shí)，可將式（9）改寫為， （10）令， （11） （12） （13） （14）則式（7）可寫為， （15）當(dāng)測(cè)定管內(nèi)不同流量下的

7、對(duì)流給熱系數(shù)時(shí)，由式（14）計(jì)算所得的C值為一常數(shù)。管內(nèi)徑d2一定時(shí)，m也為常數(shù)。因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)定不同流量所對(duì)應(yīng)的，由式（4）、（6）、（12）、（13）求取一系列X、Y值，再在XY圖上作圖或?qū)⑺玫腦、Y值回歸成一直線，該直線的斜率即為m。任一冷流體流量下的給熱系數(shù)a2可用下式求得， （16）3. 冷流體質(zhì)量流量的測(cè)定（1）若用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)定冷空氣的流量，還須用下式換算得到實(shí)際的流量， （17）式中： V ' 實(shí)際被測(cè)流體的體積流量，m3 / s；' 實(shí)際被測(cè)流體的密度，kg / m3；均可取下對(duì)應(yīng)水或空氣的密度，見冷流體物性與溫度的關(guān)系式；V 標(biāo)定用流體的體積流量，m3 /

8、 s； 標(biāo)定用流體的密度，kg / m3；對(duì)水 = 1000 kg / m3；對(duì)空氣 = 1.205 kg / m3；f 轉(zhuǎn)子材料密度，kg / m3。于是 (18)（2）若用孔板流量計(jì)測(cè)冷流體的流量，則， (19)式中，V 為冷流體進(jìn)口處流量計(jì)讀數(shù)，為冷流體進(jìn)口溫度下對(duì)應(yīng)的密度。4. 冷流體物性與溫度的關(guān)系式在0100之間，冷流體的物性與溫度的關(guān)系有如下擬合公式。（1）空氣的密度與溫度的關(guān)系式：（2）空氣的比熱與溫度的關(guān)系式：60以下 J / (kg ), 70以上 J / (kg )。（3）空氣的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系式： （4）空氣的黏度與溫度的關(guān)系式：三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1實(shí)驗(yàn)裝置1風(fēng)機(jī)；

9、 2冷流體管路； 3冷流體進(jìn)口調(diào)節(jié)閥； 4轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 5冷流體進(jìn)口溫度；6不凝性氣體排空閥； 7蒸汽溫度； 8視鏡； 9冷流體出口溫度； 10壓力表； 11水汽排空閥；12蒸汽進(jìn)口閥；13冷凝水排空閥；14蒸汽進(jìn)口管路；15冷流體出口管路；圖4-1 空氣-水蒸氣換熱流程圖來自蒸汽發(fā)生器的水蒸汽進(jìn)入不銹鋼套管換熱器環(huán)隙，與來自風(fēng)機(jī)的空氣在套管換熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換，冷凝水經(jīng)閥門排入地溝。冷空氣經(jīng)孔板流量計(jì)或轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入套管換熱器內(nèi)管（紫銅管），熱交換后排出裝置外。2設(shè)備與儀表規(guī)格（1）紫銅管規(guī)格：直徑21×2.5mm，長(zhǎng)度L=1000mm（2）外套不銹鋼管規(guī)格：直徑100×5

10、mm，長(zhǎng)度L=1000mm（3）鉑熱電阻及無紙記錄儀溫度顯示（4）全自動(dòng)蒸汽發(fā)生器及蒸汽壓力表四、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)步驟（1）打開控制面板上的總電源開關(guān)，打開儀表電源開關(guān)，使儀表通電預(yù)熱，觀察儀表顯示是否正常。（2）關(guān)閉蒸汽發(fā)生器的排水閥，在蒸汽發(fā)生器中灌裝清水，開啟蒸汽發(fā)生器排空閥，開啟發(fā)生器電源，水泵會(huì)自動(dòng)將水送入鍋爐，灌滿后會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入加熱狀態(tài)，此時(shí)蒸汽發(fā)生器的液位計(jì)中水位處于中間位置。隨后關(guān)閉蒸汽發(fā)生器的排空閥，到達(dá)符合條件的蒸汽壓力后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處于保溫狀態(tài)。（加熱燈會(huì)熄滅，爐子蒸汽壓力設(shè)定為0.5MPa，安全閥為0.55MPa）（3）打開控制面板上的風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，讓風(fēng)機(jī)工作，同

11、時(shí)打開冷流體進(jìn)口閥，讓套管換熱器里充有一定量的空氣。（4）打開冷凝水出口閥，排出上次實(shí)驗(yàn)余留的冷凝水，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中也保持一定開度。注意開度適中，開度太大會(huì)使換熱器中的蒸汽跑掉，開度太小會(huì)使換熱不銹鋼管里的蒸汽壓力過大而導(dǎo)致不銹鋼管炸裂。（5）在通水蒸汽前，也應(yīng)將蒸汽發(fā)生器到實(shí)驗(yàn)裝置之間管道中的冷凝水排除，否則夾帶冷凝水的蒸汽會(huì)損壞壓力表及壓力變送器。具體排除冷凝水的方法是：關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥門，打開裝置下面的排冷凝水閥門，讓蒸汽壓力把管道中的冷凝水帶走，當(dāng)聽到蒸汽響時(shí)關(guān)閉冷凝水排除閥，方可進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。（6）開始通入蒸汽時(shí)，要仔細(xì)調(diào)節(jié)蒸汽閥的開度，讓蒸汽徐徐流入換熱器中，逐漸充滿系統(tǒng)中，使系

12、統(tǒng)由“冷態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁釕B(tài)”，不得少于10分鐘，防止不銹鋼管換熱器因突然受熱、受壓而爆裂。（7）上述準(zhǔn)備工作結(jié)束，系統(tǒng)也處于“熱態(tài)”后，調(diào)節(jié)蒸汽進(jìn)口閥，使熱交換器上的蒸汽進(jìn)口壓力維持在0.01MPa，可通過調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生器出口閥及蒸汽進(jìn)口閥開度來實(shí)現(xiàn)。（8）通過調(diào)節(jié)冷空氣進(jìn)口閥來改變冷空氣流量，在每個(gè)流量條件下，均須待熱交換過程穩(wěn)定后方可記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)值，一般每個(gè)流量下至少應(yīng)使熱交換過程保持5分鐘方為視為穩(wěn)定；改變流量，記錄不同流量下的實(shí)驗(yàn)數(shù)值。（9）記錄68組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。先關(guān)閉蒸汽發(fā)生器，關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥，放空系統(tǒng)內(nèi)蒸汽及冷凝水待系統(tǒng)內(nèi)溫度達(dá)到50以下時(shí)，關(guān)閉儀表電源，待系統(tǒng)逐漸冷卻后關(guān)閉風(fēng)

13、機(jī)電源，待冷凝水流盡，關(guān)閉冷凝水出口閥，關(guān)閉總電源。（10）待蒸汽發(fā)生器為常壓后，將鍋爐中的水排盡。 2注意事項(xiàng)（1）先打開水汽排空閥，注意只開一定的開度，開的太大會(huì)使換熱器里的蒸汽跑掉，開的太小會(huì)使換熱不銹鋼管里的蒸汽壓力增大而使不銹鋼管炸裂。（2）一定要在套管換熱器內(nèi)管輸以一定量的空氣后，方可開啟蒸汽閥門，且必須在排除蒸汽管線上原先積存的凝結(jié)水后，方可把蒸汽通入套管換熱器中。（3）剛開始通入蒸汽時(shí)，要仔細(xì)調(diào)節(jié)蒸汽進(jìn)口閥的開度，讓蒸汽徐徐流入換熱器中，逐漸加熱，由“冷態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁釕B(tài)”，不得少于10分鐘，以防止不銹鋼管因突然受熱、受壓而爆裂。 （4）操作過程中，蒸汽壓力一般控制在0.02MP

14、a（表壓）以下，否則可能造成不銹鋼管爆裂。（5）確定各參數(shù)時(shí)，必須是在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，隨時(shí)注意蒸汽量的調(diào)節(jié)和壓力表讀數(shù)的調(diào)整。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 計(jì)算冷流體給熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值2. 冷流體給熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)式：，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖擬合曲線方程，確定式中常數(shù)A及m。3. 以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，將處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果標(biāo)繪在圖上，并與教材中的經(jīng)驗(yàn)式比較。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：蒸汽壓力0.01MPa條件下序號(hào)空氣流量/m3/h空氣進(jìn)口溫度/空氣出口溫度/蒸汽進(jìn)口溫度/蒸汽出口溫度/1234567風(fēng)機(jī)最大風(fēng)量為18m3/h六、思考題1、實(shí)驗(yàn)中冷流體和蒸汽的流向，對(duì)傳熱效果有何影響?2、在計(jì)算空氣質(zhì)量流量時(shí)所用到的密度值與求雷

15、諾數(shù)時(shí)的密度值是否一致？它們分別表示什么位置的密度，應(yīng)在什么條件下進(jìn)行計(jì)算。3、實(shí)驗(yàn)過程中，冷凝水不及時(shí)排走，會(huì)產(chǎn)生什么影響？如何及時(shí)排走冷凝水？如果采用不同壓強(qiáng)的蒸汽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)關(guān)聯(lián)式有何影響？實(shí)驗(yàn)二 流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的構(gòu)造、性能及安裝方法。2. 掌握流量計(jì)的標(biāo)定方法之一容量法。3. 測(cè)定孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系。二、基本原理對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化的各種流量?jī)x表在出廠前都必須進(jìn)行流量標(biāo)定，建立流量刻度標(biāo)尺（如轉(zhuǎn)子流量計(jì)）、給出孔流系數(shù)（如渦輪流量計(jì)）、給出校正曲線（如孔板流量計(jì)）。使用者在使用時(shí)，如工作介質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)等操作條件與原來

16、標(biāo)定時(shí)的條件不同，就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定?？装?、文丘里流量計(jì)的收縮口面積都是固定的，而流體通過收縮口的壓力降則隨流量大小而變，據(jù)此來測(cè)量流量，因此，稱其為變壓頭流量計(jì)。而另一類流量計(jì)中，當(dāng)流體通過時(shí)，壓力降不變，但收縮口面積卻隨流量而改變，故稱這類流量計(jì)為變截面流量計(jì)，此類的典型代表是轉(zhuǎn)子流量計(jì)。1. 孔板流量計(jì)的校核孔板流量計(jì)是應(yīng)用最廣泛的節(jié)流式流量計(jì)之一，本實(shí)驗(yàn)采用自制的孔板流量計(jì)測(cè)定液體流量，用容量法進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)測(cè)定孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系。 孔板流量計(jì)是根據(jù)流體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化原理而設(shè)計(jì)的，流體通過銳孔時(shí)流速增加，造成孔板前后產(chǎn)生壓強(qiáng)差，可以通過引壓管在壓差計(jì)或差壓

17、變送器上顯示。其基本構(gòu)造如圖1所示。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板前后所形成的縮脈直徑為d2，流體的密度為，則根據(jù)柏努利方程，在界面1、2處有： 圖1 孔板流量計(jì) （1）或 （2）由于縮脈處位置隨流速而變化，截面積又難以指導(dǎo)，而孔板孔徑的面積是已知的，因此，用孔板孔徑處流速來替代上式中的，又考慮這種替代帶來的誤差以及實(shí)際流體局部阻力造成的能量損失，故需用系數(shù)C加以校正。式（2）改寫為 （3）對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程可知，代入式（3）并整理可得 （4） 令 （5）則式（4）簡(jiǎn)化為 （6）根據(jù)和即可計(jì)算出流體的體積流量： （7）或 （8）式中：流體的體積流量， m3/s

18、； U形壓差計(jì)的讀數(shù)，m； 壓差計(jì)中指示液密度，kg/m3； 孔流系數(shù)，無因次；由孔板銳口的形狀、測(cè)壓口位置、孔徑與管徑之比和雷諾數(shù)Re所決定，具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。當(dāng)孔徑與管徑之比為一定值時(shí)，Re超過某個(gè)數(shù)值后，接近于常數(shù)。一般工業(yè)上定型的流量計(jì)，就是規(guī)定在為定值的流動(dòng)條件下使用。值范圍一般為0.6-0.7?？装辶髁坑?jì)安裝時(shí)應(yīng)在其上、下游各有一段直管段作為穩(wěn)定段，上游長(zhǎng)度至少應(yīng)為10d1，下游為5d2?？装辶髁坑?jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造和安裝都很方便，其主要缺點(diǎn)是機(jī)械能損失大。由于機(jī)械能損失，使下游速度復(fù)原后，壓力不能恢復(fù)到孔板前的值，稱之為永久損失。d0/d1的值越小，永久損失越大。2. 文丘里流量計(jì)

19、的校核 孔板流量計(jì)的主要缺點(diǎn)時(shí)機(jī)械能損失很大，為了克服這一缺點(diǎn)，可采用一漸縮漸括管，如圖32所示，當(dāng)流體流過這樣的錐管時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)邊界層分離及漩渦，從而大大降低了機(jī)械能損失。這種管稱為文丘里管。文丘里管收縮錐角通常取15°-25°，擴(kuò)大段錐角要取得小些，一般為5°-7°，使流速改變平緩，因?yàn)闄C(jī)械能損失主要發(fā)生在突然擴(kuò)大處。 圖2文丘里流量計(jì)文丘里流量計(jì)測(cè)量原理與孔板完全相同，只不過永久損失要小很多。流速、流量計(jì)算仍可用式（6）、（7），式中仍代表最小截面處（稱為文氏喉）的流速。文丘里管的孔流系數(shù)約為0.98-0.99。機(jī)械能損失約為 （9）文丘里流量計(jì)的

20、缺點(diǎn)是加工比孔板復(fù)雜，因而造價(jià)高，且安裝時(shí)需占去一定管長(zhǎng)位置，但其永久損失小，故尤其適用于低壓氣體的輸送。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)裝置 如圖3所示。主要部分由循環(huán)水泵、流量計(jì)、U型壓差計(jì)、溫度計(jì)和水槽等組成，實(shí)驗(yàn)主管路為1寸不銹鋼管（內(nèi)徑25mm）。 圖3流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)示意圖四.實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)1. 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，了解各閥門的位置及作用。2. 對(duì)裝置中有關(guān)管道、導(dǎo)壓管、壓差計(jì)進(jìn)行排氣，使倒U形壓差計(jì)處于工作狀態(tài)。排氣方法：先關(guān)閉出口閥，關(guān)閉閥門3、5、4。打開1、2閥，啟動(dòng)離心泵，慢慢開啟閥門3進(jìn)行排氣，使水充滿測(cè)量系統(tǒng)管路，排空氣泡后，關(guān)閉閥門1、2，再停泵后，打開閥門4、5、3，平衡U型液

21、位高在50cm左右，關(guān)閉4、5、3，再打開1和2，啟動(dòng)離心泵，測(cè)定流量與壓差。圖4 倒U型管壓差計(jì)1高壓側(cè)閥門；2低壓側(cè)閥門；3進(jìn)氣閥門；4平衡閥門；5出水閥門3. 對(duì)應(yīng)每一個(gè)閥門開度，用容積法測(cè)量流量，同時(shí)記下壓差計(jì)的讀數(shù)，按由小到大的順序在小流量時(shí)測(cè)量89個(gè)點(diǎn)，大流量時(shí)測(cè)量56個(gè)點(diǎn)。為保證標(biāo)定精度，最好再?gòu)拇罅髁康叫×髁恐貜?fù)一次，然后取其平均值。4. 測(cè)量流量時(shí)應(yīng)保證每次測(cè)量中，計(jì)量桶液位差不小于100mm或測(cè)量時(shí)間不少于40s。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉閥門1、2，再停泵，打開3、4、5閥，排水后，再關(guān)閉3、4、5閥，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。5. 主要計(jì)算過程如下：（1）根據(jù)體積法（秒表配合計(jì)量筒）算得流量V（

22、m3/h）；（2）根據(jù)，孔板取喉徑d015.347mm，文丘里取喉徑d12.462mm；（3）讀取流量V（由閘閥開度調(diào)節(jié)）對(duì)應(yīng)下的壓差計(jì)高度差R，根據(jù)和，求得C0值。（4）根據(jù)，求得雷諾數(shù)，其中d取對(duì)應(yīng)的d0值。（5）在坐標(biāo)紙上分別繪出孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的Re圖。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 將所有原始數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果列成表格，并附上計(jì)算示例。2. 在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上分別繪出孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的Re圖。3. 討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：序號(hào)高度/cm時(shí)間/s流量m3/h壓差 cm H2O1左右h2345678六、思考題 1. 孔流系數(shù)與哪些因素有關(guān)？ 2. 孔板、文丘里流量計(jì)安裝時(shí)各應(yīng)注意什么問題

23、？ 3. 如何檢查系統(tǒng)排氣是否完全？ 4. 從實(shí)驗(yàn)中，可以直接得到RV的校正曲線，經(jīng)整理后也可以得到Re的曲線，這兩種表示方法各有什么優(yōu)點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)三 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)與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的關(guān)系，驗(yàn)證在一般湍流區(qū)內(nèi)與Re的關(guān)系曲線。 3測(cè)定流體流經(jīng)管件、閥門時(shí)的局部阻力系數(shù)x。 4學(xué)會(huì)倒U形壓差計(jì)和渦輪流量計(jì)的使用方法。5識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。二、基本原理 流體通過由直管、管件（如三通和彎頭等）和閥門等組成的管路系統(tǒng)時(shí)，由于粘性剪應(yīng)力和渦流應(yīng)力的存在，要損失一定的機(jī)械能。流體流經(jīng)直管時(shí)所造

24、成機(jī)械能損失稱為直管阻力損失。流體通過管件、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： （1）即， （2）式中： 直管阻力摩擦系數(shù)，無因次； d 直管內(nèi)徑，m；流體流經(jīng)l米直管的壓力降，Pa；單位質(zhì)量流體流經(jīng)l米直管的機(jī)械能損失，J/kg； 流體密度，kg/m3；l 直管長(zhǎng)度，m；u 流體在管內(nèi)流動(dòng)的平均流速，m/s。滯流(層流)時(shí)， （3） （4）式中：Re 雷諾準(zhǔn)數(shù)，無因次； 流體粘度，kg/(m·s)。湍流時(shí)是雷諾準(zhǔn)數(shù)Re和相對(duì)粗糙度（/d）的函數(shù)，須由實(shí)驗(yàn)確定。由式（2）可知，

25、欲測(cè)定，需確定l、d，測(cè)定、u、等參數(shù)。 l、d為裝置參數(shù)（裝置參數(shù)表格中給出）， 、通過測(cè)定流體溫度，再查有關(guān)手冊(cè)而得， u通過測(cè)定流體流量，再由管徑計(jì)算得到。例如本裝置采用渦輪流量計(jì)測(cè)流量，V，m3/h。 （5）可用U型管、倒置U型管、測(cè)壓直管等液柱壓差計(jì)測(cè)定，或采用差壓變送器和二次儀表顯示。（1）當(dāng)采用倒置U型管液柱壓差計(jì)時(shí) （6）式中：R水柱高度，m。（2）當(dāng)采用U型管液柱壓差計(jì)時(shí) （7）式中：R液柱高度，m；指示液密度，kg/m3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)l、d，指示液密度，流體溫度t0(查流體物性、)，及實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)定的流量V、液柱壓差計(jì)的讀數(shù)R，通過式(5)、(6)或(7)、(4)和式(

26、2)求取Re和，再將Re和標(biāo)繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上。2局部阻力系數(shù)x 的測(cè)定 局部阻力損失通常有兩種表示方法，即當(dāng)量長(zhǎng)度法和阻力系數(shù)法。 （1）當(dāng)量長(zhǎng)度法 流體流過某管件或閥門時(shí)造成的機(jī)械能損失看作與某一長(zhǎng)度為的同直徑的管道所產(chǎn)生的機(jī)械能損失相當(dāng)，此折合的管道長(zhǎng)度稱為當(dāng)量長(zhǎng)度，用符號(hào)表示。這樣，就可以用直管阻力的公式來計(jì)算局部阻力損失，而且在管路計(jì)算時(shí)可將管路中的直管長(zhǎng)度與管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度合并在一起計(jì)算，則流體在管路中流動(dòng)時(shí)的總機(jī)械能損失 為： （8）（2）阻力系數(shù)法 流體通過某一管件或閥門時(shí)的機(jī)械能損失表示為流體在小管徑內(nèi)流動(dòng)時(shí)平均動(dòng)能的某一倍數(shù)，局部阻力的這種計(jì)算方法，稱為阻力系數(shù)法。即：

27、 （9）故 （10） 式中：x 局部阻力系數(shù)，無因次； 局部阻力壓強(qiáng)降，Pa；（本裝置中，所測(cè)得的壓降應(yīng)扣除兩測(cè)壓口間直管段的壓降，直管段的壓降由直管阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果求取。） 流體密度，kg/m3；g 重力加速度，9.81m/s2；u 流體在小截面管中的平均流速，ms。 待測(cè)的管件和閥門由現(xiàn)場(chǎng)指定。本實(shí)驗(yàn)采用阻力系數(shù)法表示管件或閥門的局部阻力損失。根據(jù)連接管件或閥門兩端管徑中小管的直徑d，指示液密度，流體溫度t0(查流體物性、)，及實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)定的流量V、液柱壓差計(jì)的讀數(shù)R，通過式(5)、(6)或(7)、(10)求取管件或閥門的局部阻力系數(shù)x。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程 1. 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示： 1

28、水箱；2管路泵；3轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4球閥；5倒U型差壓計(jì)；6均壓環(huán)；7球閥；8局部阻力管上的閘閥；9出水管路閘閥；10水箱放水閥； 圖1 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖2. 實(shí)驗(yàn)流程實(shí)驗(yàn)對(duì)象部分是由貯水箱，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型壓差計(jì)等所組成的。管路部分有三段并聯(lián)的長(zhǎng)直管，分別為用于測(cè)定局部阻力系數(shù)，光滑管直管阻力系數(shù)和粗糙管直管阻力系數(shù)。測(cè)定局部阻力部分使用不銹鋼管，其上裝有待測(cè)管件(閘閥)；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)壁較粗糙的鍍鋅管。流量使用渦輪流量計(jì)測(cè)量，將渦輪流量計(jì)的信號(hào)傳給相應(yīng)的顯示儀表顯示出轉(zhuǎn)速，管路

29、和管件的阻力采用倒U型差壓計(jì)直接讀出讀數(shù)。3裝置參數(shù)裝置參數(shù)如表1所示。 由于管子的材質(zhì)存在批次的差異，所以可能會(huì)產(chǎn)生管徑的不同，所以表1中的管內(nèi)徑只能做為參考。表1 裝置參數(shù)裝置1名稱材質(zhì)管內(nèi)徑（mm）測(cè)量段長(zhǎng)度（cm）管路號(hào)管內(nèi)徑局部阻力閘閥1A20.095光滑管不銹鋼管1B20.0100粗糙管鍍鋅鐵管1C21.0100四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：1低壓側(cè)閥門；2高壓側(cè)閥門；3進(jìn)氣閥門； 4平衡閥門；5出水閥門圖2 倒U型管壓差計(jì)（1）清洗水箱，清除底部雜物，防止損壞泵的葉輪和渦輪流量計(jì)。關(guān)閉箱底側(cè)排污閥，灌清水至離水箱上緣約15cm高度，既可提供足夠的實(shí)驗(yàn)用水又可防止出口管處水花飛濺。（

30、2）接通控制柜電源，打開總開關(guān)電源及儀表電源，進(jìn)行儀表自檢。打開水箱與泵連接管路間的球閥，關(guān)閉泵的回流閥，全開轉(zhuǎn)子流量計(jì)下的閘閥。如上步驟操作后，若泵吸不上水，可能是葉輪反轉(zhuǎn)，首先檢查有無缺相,一般可從指示燈判斷三相電是否正常。其次檢查有無反相,需檢查管道離心泵電機(jī)部分電源相序，調(diào)整三根火線中的任意兩線插口即可。2. 實(shí)驗(yàn)管路選擇：選擇實(shí)驗(yàn)管路，把對(duì)應(yīng)的進(jìn)口閥打開，并在出口閥最大開度下，保持全流量流動(dòng)510min。3. 排氣：先進(jìn)行管路的引壓操作。需打開實(shí)驗(yàn)管路均壓環(huán)上的引壓閥，對(duì)倒U型管進(jìn)行操作如下，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。（a） 排出系統(tǒng)和導(dǎo)壓管內(nèi)的氣泡。關(guān)閉管路總出口閥9，使系統(tǒng)處于零流量、高

31、揚(yáng)程狀態(tài)。關(guān)閉進(jìn)氣閥門(3)和出水活栓(5)以及平衡閥門(4)。打開高壓側(cè)閥門(2)和低壓側(cè)閥門(1)使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的水經(jīng)過系統(tǒng)管路、導(dǎo)壓管、高壓側(cè)閥門(1)、倒U形管、低壓側(cè)閥門(2)排出系統(tǒng)。（b） 玻璃管吸入空氣。排凈氣泡后，關(guān)閉(1)和(2)兩個(gè)閥門，打開平衡閥(4)和出水活栓(5)進(jìn)氣閥(3)，使玻璃管內(nèi)的水排凈并吸入空氣。（c） 平衡水位。關(guān)閉閥(4)、(5)、(3)，然后打開(1)和(2)兩個(gè)閥門，讓水進(jìn)入玻璃管至平衡水位（此時(shí)系統(tǒng)中的出水閥門始終是關(guān)閉的，管路中的水在零流量時(shí)，U形管內(nèi)水位是平衡的，壓差計(jì)即處于待用狀態(tài)，在進(jìn)行下一根管測(cè)定時(shí)，先將被測(cè)管的進(jìn)水閥和引壓閥依次打開，然后

32、再關(guān)閉已測(cè)管的進(jìn)水閥門。（d） 被測(cè)對(duì)象在不同流量下對(duì)應(yīng)的差壓，就反應(yīng)為倒U型管壓差計(jì)的左右水柱之差。 4流量調(diào)節(jié)：進(jìn)行不同流量下的管路壓差測(cè)定實(shí)驗(yàn)。讓流量從0.8到4m3/h范圍內(nèi)變化，建議每次實(shí)驗(yàn)變化0.5m3/h左右。由小到大或由大到小調(diào)節(jié)管路總出口閥，每次改變流量，待流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，讀取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，共作810組實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。主要獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：流量Q、測(cè)量段壓差P，及流體溫度t。 5實(shí)驗(yàn)結(jié)束：實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉管路總出口閥，然后關(guān)閉泵開關(guān)和控制柜電源，將該管路的進(jìn)口球閥和對(duì)應(yīng)均壓環(huán)上的引壓閥關(guān)閉，清理裝置（若長(zhǎng)期不用，則管路殘留水可從排空閥進(jìn)行排空，水箱的水也通過排水閥排空）。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理根據(jù)

33、上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)填寫到下表：實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)人員： 學(xué)號(hào)： 溫度： 裝置號(hào)： 直管基本參數(shù)： 光滑管徑 粗糙管徑 局部阻力管徑 序號(hào)流量(m3/h)光滑管mmH2O粗糙管mmH2O局部阻力mmH2O左右壓差左右壓差左右壓差123456六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1根據(jù)粗糙管實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出Re曲線，對(duì)照化工原理教材上有關(guān)曲線圖，即可估算出該管的相對(duì)粗糙度和絕對(duì)粗糙度。 2根據(jù)光滑管實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出Re曲線，對(duì)照柏拉修斯方程，計(jì)算其誤差。3根據(jù)局部阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果，求出閘閥全開時(shí)的平均值。 4對(duì)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。 數(shù)據(jù)處理及計(jì)算結(jié)果表序號(hào)流量m3/h光滑管粗糙管局部阻力

34、流速m/sRep/Pa流速m/sRep/Pa流速m/sp/Pa12345678910七、思考題1在對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥?為什么? 2如何檢測(cè)管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈? 3以水做介質(zhì)所測(cè)得的Re關(guān)系能否適用于其它流體?如何應(yīng)用? 4在不同設(shè)備上(包括不同管徑)，不同水溫下測(cè)定的Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上? 5如果測(cè)壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對(duì)靜壓的測(cè)量有何影響?實(shí)驗(yàn)四 氣氣列管換熱實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定列管式換熱器的總傳熱系數(shù)。2考察流體流速對(duì)總傳熱系數(shù)的影響。3比較并流流動(dòng)傳熱和逆流流動(dòng)傳熱的特點(diǎn)。二、基本原理在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量情況下，冷、熱流體系

35、通過固體壁面（傳熱元件）進(jìn)行熱量交換，稱為間壁式換熱。如圖1所示，間壁式傳熱過程由熱流體對(duì)固體壁面的對(duì)流傳熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體壁面對(duì)冷流體的對(duì)流傳熱所組成。達(dá)到傳熱穩(wěn)定時(shí)，有 （1）式中：Q 傳熱量，J / s；m1 熱流體的質(zhì)量流率，kg / s；cp1 熱流體的比熱，J / (kg )；T1 熱流體的進(jìn)口溫度，；T2 熱流體的出口溫度，；m2 冷流體的質(zhì)量流率，kg / s；cp2 冷流體的比熱，J / (kg )；t1 冷流體的進(jìn)口溫度，；t2 冷流體的出口溫度，；K 以傳熱面積A為基準(zhǔn)的總給熱系數(shù)，W / (m2 )； 冷熱流體的對(duì)數(shù)平均溫差，；熱、冷流體間的對(duì)數(shù)平均溫差可由式（

36、2）計(jì)算， （2）列管換熱器的換熱面積可由式（3）算得， （3）其中，d為列管直徑（因本實(shí)驗(yàn)為冷熱氣體強(qiáng)制對(duì)流換熱，故各列管本身的導(dǎo)熱忽略，所以d取列管內(nèi)徑），L為列管長(zhǎng)度，n為列管根數(shù)，以上參數(shù)取決于列管的設(shè)計(jì)，詳見下文附表。由此可得換熱器的總給熱系數(shù)， （4）在本實(shí)驗(yàn)裝置中，為了盡可能提高換熱效率，采用熱流體走管內(nèi)、冷流體走管間形式，但是熱流體熱量仍會(huì)有部分損失，所以Q應(yīng)以冷流體實(shí)際獲得的熱能測(cè)算，即 （5）則冷流體質(zhì)量流量m2已經(jīng)轉(zhuǎn)換為密度和體積等可測(cè)算的量，其中為冷流體的進(jìn)口體積流量，所以也應(yīng)取冷流體的進(jìn)口密度，即可有冷流體的進(jìn)口溫度（而非定性溫度）查表確定。除查表外，對(duì)于在0100之

37、間，空氣的各物性與溫度的關(guān)系有如下擬合公式。（1）空氣的密度與溫度的關(guān)系式：（2）空氣的比熱與溫度的關(guān)系式：60以下 J / (kg ), 70以上 J / (kg )。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程名稱符號(hào)單位備注冷流體進(jìn)口溫度t1熱流體走管內(nèi)，冷流體走管間。列管規(guī)格，即內(nèi)徑21mm，共7根列管，長(zhǎng)1m，則換熱面積共0.462m2。逆流出口溫度t2并流出口溫度t2熱流體進(jìn)口溫度T1熱流體出口溫度T2熱風(fēng)流量V1m3/h冷風(fēng)流量V2m3/h圖2 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖及符號(hào)說明本裝置采用冷空氣與熱空氣體系進(jìn)行對(duì)流換熱。熱流體由風(fēng)機(jī)1吸入經(jīng)流量計(jì)V1計(jì)量后，進(jìn)入加熱管預(yù)熱，溫度測(cè)定后進(jìn)入列管換熱器管內(nèi)，出口也經(jīng)

38、溫度測(cè)定后直接排出。冷流體由風(fēng)機(jī)2吸入經(jīng)流量計(jì)V2計(jì)量后，由溫度計(jì)測(cè)定其進(jìn)口溫度，并由閘閥選擇逆流或并流傳熱形式。即：上圖冷風(fēng)左側(cè)進(jìn)口閥打開即為逆著熱風(fēng)的流向，相應(yīng)的也應(yīng)打開對(duì)角處的逆流出口閥，這就是逆流換熱的流程；類似的，將冷風(fēng)右側(cè)進(jìn)口閥打開即為并著熱風(fēng)的流向，打開對(duì)角的冷流體并流出口閥，這就是并流換熱的流程。冷熱流體的流量可由各自風(fēng)機(jī)的旁路閥調(diào)節(jié)。四、操作步驟1. 打開總電源開關(guān)、儀表開關(guān)，待各儀表溫度自檢顯示正常后進(jìn)行下步操作。2. 打開熱流體風(fēng)機(jī)的出口旁路，啟動(dòng)熱流體風(fēng)機(jī)，再調(diào)節(jié)旁路閥門到適合的實(shí)驗(yàn)流量。（一般取熱流體流量6080 m3/h，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持恒定。）3. 開啟加熱開關(guān)

39、，調(diào)節(jié)旋鈕，使加熱電壓到一恒定值。（例如在室溫20左右，熱流體風(fēng)量70 m3/h ，一般調(diào)加熱電壓150V，經(jīng)約30min后，熱流體進(jìn)口溫度可恒定在82左右。）4. 待熱流體在恒定流量下的進(jìn)口溫度相對(duì)不變后，可先打開冷流體風(fēng)機(jī)的出口旁路，啟動(dòng)冷流體風(fēng)機(jī)。5. 若選擇逆流換熱過程，則將控制面板上溫度切換顯示開關(guān)調(diào)至逆流狀態(tài)，打開冷流體進(jìn)出管路上對(duì)應(yīng)逆流流程的兩個(gè)閥門。6. 然后以冷流體流量作為實(shí)驗(yàn)的主變量，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)旁路，從2080 m3/h流量范圍內(nèi)，選取5到6個(gè)點(diǎn)作為工作點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定。7. 待某一流量下的熱流體和逆流的冷流體換熱的四個(gè)溫度相對(duì)恒定后，可認(rèn)為換熱過程基本平衡了，抄錄冷熱流

40、體的流量和溫度，即完成逆流換熱下一組數(shù)據(jù)的測(cè)定。之后，改變一個(gè)冷流體的風(fēng)量，再待換熱平衡抄錄又一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。8. 同理，可進(jìn)行冷熱流體的并流換熱實(shí)驗(yàn)。注意：熱流體流量在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中最好保持不變，冷流體每次的進(jìn)口溫度會(huì)隨風(fēng)機(jī)發(fā)熱情況不同，但在一次換熱過程中，必須待熱流體進(jìn)出口溫度相對(duì)恒定后方可認(rèn)為換熱過程平衡。9. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)先關(guān)閉加熱器，待各溫度顯示至室溫左右，再關(guān)閉風(fēng)機(jī)和其他電源。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 逆流換熱流程下，固定熱流體流量，求取總換熱系數(shù)K（逆）。2. 并流換熱流程下，固定熱流體流量，求取總換熱系數(shù)K（并）。3. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表及計(jì)算結(jié)果換熱方式熱流體冷流體q/kJ·h-

41、1tmK/w·(m2·)-1流量m3/h進(jìn)口溫度 出口溫度 流量m3/h進(jìn)口溫度 出口溫度 逆流并流實(shí)驗(yàn)五 篩板精餾塔實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解篩板精餾塔及其附屬設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，掌握精餾過程的基本操作方法。2. 學(xué)會(huì)判斷系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的方法，掌握測(cè)定塔頂、塔釜溶液濃度的實(shí)驗(yàn)方法。3. 學(xué)習(xí)測(cè)定精餾塔全塔效率和單板效率的實(shí)驗(yàn)方法，研究回流比對(duì)精餾塔分離效率的影響。二、基本原理1全塔效率全塔效率又稱總板效率，是指達(dá)到指定分離效果所需理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù)的比值，即 （1） 式中，完成一定分離任務(wù)所需的理論塔板數(shù)，包括蒸餾釜；完成一定分離任務(wù)所需的實(shí)際塔板數(shù)，本裝置10。 全塔效率簡(jiǎn)單地反映了整個(gè)塔內(nèi)塔板的平均效率，說明了塔板結(jié)構(gòu)、物性系數(shù)、操作狀況對(duì)塔分離能力的影響。對(duì)于塔內(nèi)所需理論塔板數(shù)，可由已知的雙組分物系平衡關(guān)系，以及實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的塔頂、塔釜出液的組成，回流比R和熱狀況q等，用圖解法求得。2單板效率 單板效率又稱莫弗里板效率，如圖1所示，是指氣相或液相經(jīng)過一層實(shí)際塔板前后的組成變化值與經(jīng)過一層理論塔板前后的組成變化值之比。 圖1 塔板氣液流向示意按氣相組成變化表示的單板效率為 （2）按液相組成變化表示的單板效率為 （3）式中，、離開第n、n+1塊塔板的氣相組成，摩爾分?jǐn)?shù)；、離開第n-1、n塊塔板的液相組成，摩爾分?jǐn)?shù)； 與成平衡的