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南京工业大学化工原理复习_第二章_离心泵new

化工原理实验

流量计的种类很多,本实验是研究差压式(速度式)流量计的校正,这类差压式流量计是用测定流体的压差来确定流体流量(或流速)常用的有孔板流量计、文丘里流量计和毕托管等。实验装置用孔板流量计如同2。a)所示,是在管道法兰向装有一中心开孔的不诱钢板。 孔板流量计的缺点是阻力损失大,流体流过孔板流量计,由于流体与孔板有摩擦,流道突然收缩和扩大,形成涡流产生阻力,使部分压力损失,因此流体流过流量计后压力不能完全恢复,这种损失称为永久压力损失(局部阻力损失)。流量计的永久压力损失可以用实验方法测出。如下图所示,实验中测定3、4两个截面的压力差,即为永久压力损失。对孔板流量计,测定孔板前为d1的地方和孔板后6d1的地方两个截面压差 工厂生产的流量计大都是按标准规范生产的。出厂时一般都在标准技术状况下(101325Pa,20℃)以水或空气为介质进行标定,给出流量曲线或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数,然而在使用时,往往由于所处温度、压强、介质的性质同标定时不同,因此为了测定准确和使用方便,应在现场进行流量计的校正。即使已校正过的流量计,由于在长时间使用中被磨损较大时,也需要再一次校正。 量体法和称重法都是以通过一定时间间隔内排出的流体体积或质量的测量来实现的 《化工原理实验指导》李发永 流量计原理 工厂生产的流量计,大都是按标准规范制造的。流量计出厂前要经过校核,并作出流量曲线,或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数,或将流量系数直接刻在显示仪表刻度盘上供用户使用。 如果用户丢失原厂的流量曲线图;或者流量计经长期使用,由于磨损造成较大的计量误差;或者用户自行制造非标准形式的流量计;或者被测量流体与标定的流体成分或状态不同,则必须对流量计进行校核(或称为标定)。也就是用实验的方法测定流量计的指示值与实际流量的关系,作出流量曲线或确定流量的计算公式。因此,流量计的校核在生产、科研中都具有很重要的实际意义。 Φ16×2.5 Ф:是表示外径 DN:公称直径(近似内径) “Φ”标识普通圆钢管的直径,或管材的外径乘以壁厚,如:Φ25×3标识外径25mm,壁厚为3mm的管材; 以孔板流量计为例进行说明,文丘里流量计的原理与此完全一样,只是流量系数不同。

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一:柏努利方程实验 1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对 流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什 么?这一高度的物理意义是什么? 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。 (2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度?为什么? 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。这一现象说明各测压管总能量相等。 2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观 察其的液位高度H / 并回答以下问题: (1) 各H / 值的物理意义是什么? 答:当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲;当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静;两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 (2) 对同一测压点比较H 与H / 各值之差,并分析其原因。

答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 (3) 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大? (4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答:注:A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速: 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速: 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 (m/s ) C 点半开时的流速: 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 (m/s ) C 点全开时的流速: 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 (m/s ) 实验二:雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象,列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程,并提供数据完整的原始数据表。 答:根据观察流态,层流临界状态时流量为90( l/h )

化工原理终极总结

第一章流体与输送机械 1、基本研究方法:实验研究法、数学模型法 2、牛顿粘性定理: 应用条件: 3、阻力平方区:管内阻力与流速平方成正比的流动区域; 原因:流体质点与粗糙管壁上凸出的地方直接接触碰撞产生的惯性阻力在压倒地位。 4、流动边界层:紧贴壁面非常薄的一区域,该薄层内流体速度梯度非常大。 流动边界层分离的弊端:增加流动阻力。 优点:增加湍动程度。 5、流体黏性是造成管内流动机械能损失的原因。 6、压差计: 文丘里 孔板 转子 7、离心泵工作原理: 离心泵工作时,液体在离心力的作用下从叶轮中心被抛向外缘并获得能

量,使叶轮外缘的液体静压强提高。液体离开叶轮进入泵壳后,部分动能转变成为静压能。当液体从叶轮中心被抛向外缘时,在中心处形成低压区,在外界与泵吸入口的压差作用下,致使液体被吸进叶轮中心。 8、汽蚀现象:离心泵安装过高,泵进口处的压力降低至同温度下液体的饱和蒸汽压,使液体气化,产生气泡。气泡随液体进入高压区后立即凝结消失,形成真空导致巨大的水力冲击,对泵造成损害。 9、气缚现象:离心泵启动时,若泵内存在空气,由于空气密度大大低于输送流体的密度,经离心力的作用产生的真空度小,没有足够的压差使液体进入泵内,从而吸不上液体。 10、泵壳作用:收集液体和能量转化(将流体部分动能转化为静压能) 11、离心泵在设计流量下工作效率最高,是因为:此时水力损失小。 12、大型泵的效率通常高于小型泵是由于:容积效率大。 13、叶轮后弯的优缺点 优点:叶片后弯使液体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转化为势能的损失小,泵的效率高。 缺点:产生同样的理论压头所需泵的体积大。 14、正位移泵(往复泵)的特点:a流量与管路状况、流体温度、黏度无关; b 压头仅取决于管路特性。(耐压强度) c 不能在关死点运转。 d 很好的自吸

化工原理实验指导

化工2004/02 化工原理实验 福州大学化工原理实验室 二〇〇四年二月

前言 实施科教兴国战略和可持续发展战略,迎接知识经济时代的到来,建设面向知识经济时代的国家创新体系,要求造就一支庞大的高素质的创造性人才队伍。因此,作为高级人才的培养基地,高等院校应当把创造力的教育和培养贯穿于各门课程教学及实践性教学环节中。实践性教学环节相对于课堂理论教学环节,更能贯穿对学生创造力的开发,其教学内容、方法、手段如何能适应创造性人才的培养要求尤为重要。传统的大学实验教学,其内容是以验证前人知识为主的验证型实验,其方法是教师手把手地教,这些都不利于培养学生的主动性和创造性。当今,大学实验教学改革中,普遍开设综合型、设计型、研究型实验,是对学生进行创造教育的重要思路和做法。在“211工程”重点建设的大学必须通过的本科教学评优工作指标中就明确要求综合型、设计型、研究型实验应占70%以上。 《化工原理实验》是一门技术基础实验课,在培养化工类及相关专业的高级人才中起举足轻重的作用,被学校确定为我校参加本科教学评优工作重点建设的基础课程之一。福州大学投入247万元用于建设以“三型”实验为主的现代化的具有国内先进水平的化工原理实验室。目前,第一期投入100万元的化工原理实验室建设工作已经完成,第二期投入147万元的建设工作正在进行中。已建成具有国内先进水平的实验装置18套,其中有6套是我校与北京化工大学、天津大学共同联合研制的,有2套是我们自行研制的。这些装置将化工知识与计算机技术紧密地结合起来,同时还融合了化学、电工电子、数学、物理及机械等多学科的知识,具有计算机数据采集、处理和控制等功能,能够针对不同专业的要求开出不同类型的“三型”实验。有了这些高新技术装备的实验装置,我们还必须花大力气进行化工原理实验内容、方法的改革,必须以当代教育思想、教育方法论及教育心理学为指导,研究以学生自主学习为主的启发式、交互式、研讨式、动手式的实验教学方法,从实验方案拟定、实验步骤设计、实验流程装配、实验现象观察、实验数据处理和实验结果讨论等方面有效地培养学生的创造性思维和实践动手能力。《化工原理实验讲义》就是为了适应化工原理实验教学内容、方法、手段的改革要求而编写的。 《化工原理实验讲义》由施小芳高级实验师执笔主编,李微高级实验师、林述英实验师参与编写工作,阮奇教授主审。叶长燊等老师参加了编写讲义的讨论,并提出许多宝贵意见。在此,对本讲义在编写过程中给予热心帮助和支持的老师,表示衷心的感谢。 本讲义在编写过程中,参阅了有关书籍、杂志、兄弟院校的讲义等大量资料,由于篇幅所限,未能一一列举,谨此说明。本讲义难免存在不妥之处,衷心地希望读者给予指教,使本讲义日臻完善。 福州大学化工原理实验室 2004.2.5

化工原理实验报告二离心泵

实验二、离心泵特性曲线的测定 一、 实验目的 1.学习离心泵的操作。 2.测定单级离心泵在固定转速下的特定曲线。 二、 实验原理 离心泵的性能一般用三条特性曲线来表示,分别为H-Q 、N-Q 和-Q 曲线,本实验利用如图1所示的实验装置进行测定工作。 泵的压头用下式计算 g u u h H H H 22 1220-+++=真空表压力表 其中压力表H 及真空表H 分别表示离心泵出口压力表和进口真空表的读数换算成米液柱的数值,0h 表示进、出口管路两测压点间的垂直距离,可忽略不计,21u u =,故真空表压力表H H H += g QH N e ρ=/(3600 1000) 效率%100?= N N e η, 式中:e N ——泵的有效功率,kW ; N ——电机的输入功率,由功率表测出,kW ; Q ——泵的流量,-13h m ?。

图1. 实验装置流程图 1-底阀2-入口真空表3-离心泵4-出口压力表5-充水阀6-差压变送器7-涡轮流量计8-差压变送器9-水箱 离心泵入口和出口管的规格为 1#~2#装置,入口内径为35.75mm,出口内径为27.1mm 3#~8#装置,入口内径为41mm42.25 3.25,出口内径为35.75mm 48 3.5 三、实验步骤 1.打开充水阀向离心泵泵壳内充水。 2.关闭充水阀、出口流量调节阀,启动总电源开关,启动电机电源开关。 3.打开出口调节阀至最大,记录下管路流量最大值,即控制柜上的涡轮流量计的读数。 4.调节出口阀,流量从最大到最小测取8次,再由最小到最大测取8次,记录各次实验数据,包括压力表读数、真空表读数、涡轮流量计的读数、功率表的读数。

化工原理知识点总结

一、流体力学及其输送 1.单元操作:物理化学变化的单个操作过程,如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律:F=±τA=±μAdu/dy,(F:剪应力;A:面积;μ:粘度;du/dy:速度梯度)。 4.两种流动形态:层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ;层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力;范宁公式:沿程压降:Δpf=λlρu2/2d,沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ:摩擦系数);层流时λ=64/Re,湍流时λ=F(Re,ε/d),(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g,(ξ:局部阻力系数,情况不同计算方法不同) 7.流量计:变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计);变截面流量计。孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。 转子流量计的特点——恒压差、变截面。 8.离心泵主要参数:流量、压头、效率(容积效率?v:考虑流量泄漏所造成的能量损失;水力效率?H:考虑流动阻力所造成的能量损失;机械效率?m:考虑轴承、密

封填料和轮盘的摩擦损失。)、轴功率;工作点(提供与所需水头一致);安装高度(气蚀现象,气蚀余量);泵的型号(泵口直径和扬程);气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg (1)被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压-大气压 (2)被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压-绝压= -表压 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和 轴封装置 离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低,常用于输送浆料或悬浮液。 气缚现象:贮槽内的液体没有吸入泵内。汽蚀现象:泵的安装位置太高,叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。原因(①安装高度太高②被输送流体的温度太高,液体蒸汽压过高;③吸入管路阻力或压头损失太高)各种泵:耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 往复泵的流量调节 ? (1)正位移泵 ? 流量只与泵的几何尺寸和转速有关,与管路特性无关,压头与流量无关,受管路的承压能力所限制,这种特性称为正位移性,这种泵称为正位移泵。 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ

化工原理实验思考题答案

实验1单项流动阻力测定 (1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门? 答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧毁线圈。 (2)作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力实验对泵灌水却无要求,为什么? 答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水,所以不需要灌水。 (3)流量为零时,U形管两支管液位水平吗?为什么? 答:水平,当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程: Z l P l ? :?g =Z2 P2;g,当P l = P2 时,Z I = Z2 (4 )怎样排除管路系统中的空气?如何检验系统内的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 (5)为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘? 答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。 (6)你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法?它们各有什么特点? 答:测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计,差压变送器。转子流量计,随流量的大小,转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单,使用方便、经济。差压变送器,将压差转换 成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测 大流量下的压强差。 (7 )读转子流量计时应注意什么?为什么? 答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有误^^。 (8)两个转子能同时开启吗?为什么? 答:不能同时开启。因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。 (9 )开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯?答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短的时间,迅速关闭阀门,久而久之就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求,阀门制做成顺关逆开。 (10)使用直流数字电压表时应注意些什么? 答:使用前先通电预热15分钟,另外,调好零点(旧设备),新设备,不需要调零点。如果有波动,取平均值。 (11)假设将本实验中的工作介质水换为理想流体,各测压点的压强有何变化?为什么?答:压强相等,理想流体u=0,磨擦阻力F=0,没有能量消耗,当然不存在压强差。 Z j +P/? +uj/2g =Z2 +u;/2g , T d1=d2 二U1=U2 又T Z1=Z2 (水平管)P1 = P2 (12)离心泵送液能力,为什么可以通过出口阀调节改变?往复泵的送液能力是否也可采用同样的调节方法?为什么? 答:离心泵送液能力可以通过调节出口阀开度来改变管路特性曲线,从而使工作点改变。往复泵是正往移泵 流量与扬程无关。若把出口堵死,泵内压强会急剧升高,造成泵体,管路和电机的损 坏。 (13)本实验用水为工作介质做出的入一Re曲线,对其它流体能否使用?为什么?

南京工业大学-化工原理期末试卷及答案[2]

南京工业大学期末考试(A)卷 课程:?化工原理?(上册) 班级:姓名:学号: 一、选择填空题:(每题5分,共20分) 1.(1) 如图所示,若敞口罐液面恒定,罐上方压强为Pa,忽略流动阻力损失,出水管管径为d,则出水管的出口速度u与有关。 (A)H(B)H、d(C)d (D)Pa(E)H、d、Pa 水 (2)有一并联管路,两段管路的流量,流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1,u,d1,l1,hf1及V2,u2,d2,l2,hf2。若d1=2d2,l1=2l2,则: 1 ①hf1/hf2=() (A)2(B)4(C)1/2;(D)1/4(E)1 ②当两段管路中流体均作滞流流动时,V1/V2=() (A)2(B)4(C)8(D)1/2(E)1 (3)转子流量计的主要特点是() (A)恒截面、恒压差(B)变截面、变压差 (C)恒流速、恒压差(D)变流速、恒压差 2.⑴已知流体经过泵后,压力增大?P N/m2,则单位重量流体压能的增加为()(A)?P (B)?P/ρ (C)?P/ρg (D)?P/2g ⑵离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能() (A)泵壳和叶轮(B)叶轮(C)泵壳(D)叶轮和导轮3.(1)过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则___(A)操作压差增大至原来的√2倍 (B)操作压差增大至原来的4倍 (C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变 (2)恒压过滤时,如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ (A)增大至原来的2倍 (B)增大至原来的4倍 (C)增大至原来的√2倍 (D)增大至原来的1.5倍 4.比较下列对流给热系数的大小 空气流速为6m/s的α1,空气流速为25m/s的α2,水流速为1.2m/s的α3,水流速为2.5m/s 的α4,蒸汽膜状冷凝的α5,自大到小的顺序为:> > > > 二、填空题:(每题5分,共20分) 1.①1atm=__________kN/m2 。 ②____________________的流体称为理想流体。 ③表压与绝对压力的关系是____________________。 2.①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的管路上,关小出口阀门后,真空表的读数,压力表的读数。(填增加、降低或不变) ②管路特性曲线的一般表达式是。 ③离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生____现象。 3. 粒子沉降过程分阶段和阶段。

《化工原理》公式总结

第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程:gh p p ρ+=02 2. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p ) 3. 伯努力方程:ρ ρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 4. 实际流体机械能衡算方程:f W p u g z p u g z ∑+++=++ ρρ222212112121+ 5. 雷诺数:μρ du =Re 6. 范宁公式:ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=2 2322 7. 哈根-泊谡叶方程:2 32d lu p f μ=? 8. 局部阻力计算:流道突然扩大:2211?? ? ??-=A A ξ流产突然缩小:??? ??-=2115.0A A ξ 第二章 非均相物系分离 1. 恒压过滤方程:t KA V V V e 222=+ 令A V q /=,A Ve q e /=则此方程为:kt q q q e =+22 第三章 传热 1. 傅立叶定律:n t dA dQ ??λ-=,dx dt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系:)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率:b t t A Q 21-=λ,或m A b t Q λ?= 4. 单层圆筒壁的定态热传导方程: )ln 1(21 221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-= 5. 单层圆筒壁内的温度分布方程:C r l Q t +- =ln 2λπ(由公式4推导)

6. 三层圆筒壁定态热传导方程:3 4123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-= 7. 牛顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α 8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数22 3μ ρβtl g Gr ?= 9. 流体在圆形管内做强制对流: 10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d l k Nu Pr Re 023.08.0=,或k Cp du d ??? ? ????? ??=λμμρλα8.0023.0,其中当加热时,k=0.4,冷却时k=0.3 10. 热平衡方程:)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+= 无相变时:)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=,若为饱和蒸气冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数:2 1211111d d d d b K m ?+?+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程: 212121211111d d R R d d d d b K s s m ?++?+?+=αλα 13. 总传热速率方程:t KA Q ?= 14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程:???? ??-=--2 2111112211ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程:???? ??+=--2 2111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程:2 221ln p m c q KA t T t T =-- 第四章 蒸发 1. 蒸发水量的计算:110)(Lx x W F Fx =-= 2. 水的蒸发量:)1(1 0x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度:W F F x -= 0 4. 单位蒸气消耗量:r r D W '=,此时原料液由预热器加热至沸点后进料,且不计热损失,r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热

化工原理实验指导(1)

实验1 雷诺实验 一、实验目的 1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。 2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。 3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec1和下临界雷诺数Rec2。 二、实验要求 1、实验前认真阅读实验教材,掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤,按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象,记录实验数据。 4、分析计算实验数据,提交实验报告。 三、实验仪器 1、雷诺实验装置(套), 2、蓝、红墨水各一瓶, 3、秒表、温度计各一只, 4、 卷尺。 四、实验原理 流体在管道中流动,有两种不同的流动状态,其阻力性质也不同。在实验过程中,保持水箱中的水位恒定,即水头H不变。如果管路中出口阀门开启较小,在管路中就有稳定的平均流速u,这时候如果微启带色水阀门,带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流动,带色水成一条带色直线,其流动质点没有垂直于主流方向的横向运动,带色水线没有与周围的液体混杂,层次分明的在管道中流动。此时,在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动,为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大,管路中的带色直线出现脉动,流体质点还没有出现相互交换的现象,流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大,出现流体质点的横向脉动,使色线完全扩散与无色水混合,此时流体的流动状态为紊流运动。

雷诺数:γ d u ?= Re 连续性方程:A ?u=Q u=Q/A 流量Q 用体积法测出,即在时间t 内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。 t V Q ?= 4 2 d A ?=π 式中:A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 γ-水的粘度 五、实验步骤 1、连接水管,将下水箱注满水。 2、连接电源,启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。 3、将蓝墨水注入带色水箱,微启水阀,观察带色水的流动从直线状态至脉动临界状态。 4、通过计量水箱,记录30秒内流体的体积,测试记录水温。 5、调整水阀至带色水直线消失,再微调水阀至带色水直线重新出现,重复步骤4。 6、层流到紊流;紊流到层流各重复实验三次。 六、数据记录与计算 d= mm T (水温)= 0C 七、实验分析与总结(可添加页) 1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。 2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值。

化工原理实验 离心泵

北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2012.11.12 班 级: 姓 名: 同 组 人: 学 号: 离心泵性能实验 一、实验摘要 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构,叶轮形式和转速。通过对离心泵内部流体质点运动的理论分析,可得出理论压头和流量的关系。但实际流体流经泵时,不可避免的造成一定的能量损失.在本实验中,将直接测定其参数间的关系,并绘出离心泵的三条He-q v .Pa-q v 和η-q v 特征曲线。 流量系数Co 的数值只能通过实验求得。Co 主要取决于管路流动的雷诺数Re 和面积比m 等。对于测压方式,结构尺寸,加工状况等均以确定的标准孔板,流量系数Co 只与雷诺数Re 有关。 本实验选用水作为实验的研究对象。 关键词:离心泵特性曲线 泵的有效功率和效率 孔流系数C 0 二、实验目的及任务 1、了解离心泵的构造,掌握其操作和调节方法。 2、测定离心泵在恒定转速下的特性曲线,并确定泵的最佳工作范围。 3、熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。 4、测定孔板流量计的孔流系数。 5、测定管路特性曲线。 三、实验原理 1.离心泵特性曲线测定 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系,可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时可能会产生能量损失,如摩擦损失、环流损失等,因此,实际压头比理论压头小,因此,通常采用实验的方法,直接测定其参数间的关系,并将测绘出的He-q v .Pa-q v 和η-q v 三条曲线称为离心泵的性能曲线。另外,根据这些曲线也可以求出泵的最佳工作区间,作为选泵的依据。 ⑴泵的扬程He He=H 压力表+H 真空表+H 0 式中 H 压力表------泵出口处的压力,m ; H 真空表------泵入口处的真空度,m ; H 0------压力表和真空表测压口之间的垂直距离,H0=0.2m 。 在计算中: 0p p H e H g ρ+= +压力表真空表

化工原理实验实验报告

篇一:化工原理实验报告吸收实验 姓名 专业月实验内容吸收实验指导教师 一、实验名称: 吸收实验 二、实验目的: 1.学习填料塔的操作; 2. 测定填料塔体积吸收系数kya. 三、实验原理: 对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 (一)、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关,常通过实验测定。 若以空塔气速uo[m/s]为横坐标,单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标,在z ?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量l0=0时,可知 为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为l1时,?p~uo为一折线,若喷淋量越大,z ?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动,图中l2>l1。每条折线分为三个区段, 液区,?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区,~uo曲zzz ?p值较大时叫液泛区,z线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点a。 姓名 专业月实验内容指导教师?p~uo曲线斜率大于10,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。在液泛区塔已z 无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 (二)、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨,氨易溶于水,故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小,则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收姓名 专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示: na?kya???h??ym(1)式中:na——被吸收的氨量[kmolnh3/h];?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m] ?ym——气相对数平均推动力 kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h] 被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2): na?v(y1?y2)?l(x1?x2) (2)式中:v——空气的流量[kmol空气/h] l——吸收剂(水)的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气] x1,x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式(1)和式(2)联解得: kya?v(y1?y2)(3) ??h??ym 为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。 1、y1值的计算:

化工原理实验报告-离心泵试验

化工原理实验报告-离心泵试验

化工原理 实 验 报 告 班级: XXXXXX 指导老师: XXX 小组: XXX

组员:XXX XXX XXX XXX 实验时间: X年X月X日 目录 一、摘要 (2) 二、实验目的及任务 (3) 三、基本原理 (3) 1.泵的扬程He (4) 2.泵的有效功率和效率 (4) 四、实验装置和流程 (5) 五、操作要点 (6) 六、实验数据记录与处理 (7) 1.泵的扬程与流量关系曲线的测定(H e~Q) (7) 2.泵的轴功率与流量关系曲线的测定(N轴~Q) (8) 3.泵的总效率与流量关系曲线的测定(η~Q) (10)

4.计算示例 (13) (1)泵的扬程与流量关系曲线的测定(H e~Q) (13) (2)泵的轴功率与流量关系曲线的测定(N 轴~Q) (13) (3)泵的总效率与流量关系曲线的测定(η~Q) (13) 七、实验结果及分析 (14) 八、误差分析 (15) 九、思考题 (16) 实验二离心泵性能试验 一、摘要 本实验以水为工作流体,使用WB70/055型离心泵实验装置。通过调节阀门改变流量,测得不同流量下离心泵的各项性能参数,流量通过涡轮流量计测量。实验中直接测量量有P真空表、P压力表、电机功率N电、水流量Q、水温℃。根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、泵的总效率η。从而绘制He-Q、N e-Q和η-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作

范围。 关键词:离心泵特性曲线 二、实验目的及任务 ①了解离心泵的构造,掌握其操作和调节方法。 ②测定离心泵的扬程与流量关系曲线。 ③测定离心泵的轴功率与流量关系曲线。 ④测定离心泵的总效率与流量关系曲线。 ⑤综合测定离心泵在恒定转速下的特性曲线,并确定泵的最佳工作范围。 三、基本原理 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系,可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时,不可避免地会遇到各种阻力,产生能量损失,诸如摩擦损失、环流损失等,因此,实际压头比理论压头笑,且难以通过计算求得,因此通常采用实验方法,直接测定其参数间的关系,并将测出的He-Q、N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外,曲线也可以求出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。

化工原理实验指导书

化工原理实验指导书

目录 实验一流体流动阻力的测定 (1) 实验二离心泵特性曲线的测定 (5) 实验三传热系数测定实验 (7) 实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率测定 (9) 实验五填料塔吸收实验 (12) 演示实验柏努利方程实验 (14)

雷诺实验 (16)

实验一流体流动阻力的测定 、实验目的 1、 了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法; 2、 确定摩擦系数入与雷诺数 Re 的关系。 二、基本原理 由于流体具有粘性, 在管内流动时必须克服内摩擦力。 当流体呈湍流流动时, 质点间不 断相互碰撞,弓I 起质点间动量交换,从而产生了湍动阻力,消耗了流体能量。流体的粘性和 流体 的涡流产生了流体流动的阻力。 在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式, 可得: △ P f = △ P ’ P f L u 2 h f d 2 L —两侧压点间直管长度(m ) 2d P f d —直管内径(m ) 入一摩擦阻力系数 u —流体流速(m/s ) △ P f —直管阻力引起的压降(N/m 2 ) 厂流体粘度(Pa.s ) p — 流体密度(kg/m 3 ) 本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验,改变水流量,测得一系 列流量下的△ P f 值,将已知尺寸和所测数据代入各式,分别求出入和 Re ,在双对数坐标纸 上绘出入?Re 曲线。 三、实验装置简要说明 水泵将储水糟中的水抽出, 送入实验系统,首先经玻璃转子流量计测量流量, 然后送入 被测直管段测量流体流动的阻力,经回流管流回储水槽,水循环使用。 被测直管段流体流 动阻力△ P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气一水倒置 U 型管来测量。 四、实验步骤: 1、 向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。 2、 大流量状态下的压差测量系统 ,应先接电预热10-15分钟,观擦数字仪表的初始值并 记 录后方可启动泵做实验。 3、 检查导压系统内有无气泡存在 .当流量为0时打开B1、B2两阀门,若空气一水倒置 U 型管内两液柱的高度差不为 0,则说明系统内有气泡存在,需要排净气泡方可测取数据。 排气方法:将流量调至较大,排除导压管内的气泡,直至排净为止。 4、 测取数据的顺序可从大流量至小流量,反之也可,一般测 15?20组数,建议当流量 读数 小于300L/h 时,用空气一水倒置 U 型管测压差△ P 。 5、待数据测量完毕,关闭流量调节阀,切断电源。 Re du

化工原理实验报告_离心泵

离心泵特性曲线的测定 一、实验目的 1.学习离心泵的操作。 2.测定单级离心泵在固定转速下的特定曲线。 二、实验原理 离心泵的性能一般用三条特性曲线来表示,分别为H-Q 、N-Q 和-Q 曲线,本实验利用 如图1所示的实验装置进行测定工作。 泵的压头用下式计算 g u u h H H H 22 1 220-+++=真空表压力表 其中压力表H 及真空表H 分别表示离心泵出口压力表和进口真空表的读数换算成米液柱的数值,0h 表示进、出口管路两测压点间的垂直距离,可忽略不计,21u u =,故 真空表压力表H H H += g QH N e ρ=/(36001000) 效率%100?= N N e η, 式中:e N ——泵的有效功率,kW ; N ——电机的输入功率,由功率表测出,kW ; Q ——泵的流量,-13h m ?。

图1. 实验装置流程图 1-底阀 2-入口真空表 3-离心泵 4-出口压力表 5-充水阀 6-差压变送器 7-涡轮流量计 8-差压变送器 9-水箱 离心泵入口和出口管的规格为 1#~2#装置,入口内径为,出口内径为 3#~8#装置,入口内径为41mm,出口内径为48 三、实验步骤 1.打开充水阀向离心泵泵壳内充水。 2.关闭充水阀、出口流量调节阀,启动总电源开关,启动电机电源开关。 3.打开出口调节阀至最大,记录下管路流量最大值,即控制柜上的涡轮流量计的读数。 4.调节出口阀,流量从最大到最小测取8次,再由最小到最大测取8次,记录各次实验数据,包括压力表读数、真空表读数、涡轮流量计的读数、功率表的读数。 5.测取实验用水的温度。 6.关闭出口流量调节阀,关闭电机开关,关闭总电源开关。 注意事项:离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。 四、数据处理与讨论 水温:℃,离心泵型号规格: 序流量泵入口压力(表压)泵出口压力(表压)电机功率扬程效率

化工原理实验讲

1流体阻力测定实验 实验目的 1)掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法,通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。 2 )测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系,将所得的入~Re方程与经验公式比较。 3 )测定流体流经阀门时的局部阻力系数E。 4 )学会倒U形差压计、差压传感器、涡轮流量计的使用方法。 5 )观察组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。 基本原理 流体在管内流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可避免地要消耗一定的机械能,这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。 1)沿程阻力 流体在水平等径圆管中稳定流动时,阻力损失表现为压力降低,即 h f 仏上厘(1 —1) 影响阻力损失的因素很多,尤其对湍流流体,目前尚不能完全用理论方法求解,必须通 过实验研究其规律。为了减少实验工作量,使实验结果具有普遍意义,必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。根据因次分析,影响阻力损失的因素有, (1)流体性质:密度P、粘度卩; (2)管路的几何尺寸:管径d、管长I、管壁粗糙度£; (3)流动条件:流速卩。 可表示为: p f (d,l,,,u,)(1—2)组合成如下的无因次式: p 2 (du I J d ,—)(1—3) u d p du I u2 (,—)? d d 2 du 令( , d )/ (1 — 4) 则式(1 —1)变为: 2 h f P 1u(1 - 5) d2 式中,入称为摩擦系数。层流(滞流)时,入=64/R e;湍流时入是雷诺准数R e和相对粗糙度的函数,须由实验确定。

2) 局部阻力 局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。 (1)当量长度法 流体流过某管件或阀门时,因局部阻力造成的损失,相当于流体流过与其具有相当管径 长度的直管阻力损失,这个直管长度称为当量长度,用符号le表示。这样,就可以用直管 阻力的公式来计算局部阻力损失,而且在管路计算时.可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算,如管路中直管长度为I,各种局部阻力的当量长度之和为le,则流体在管路中流动时的总阻力损失h f为 I leu2 h f(1 —6) d 2 (2)阻力系数法\ 流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示,这种计算局 部阻力的方法,称为阻力系数法。 即 2 . u h f (1 —7) 2 式中,E――局部阻力系数,无因次;u 在小截面管中流体的平均流速,m/ s。 由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短?引起的摩擦阻力与局部阻力相比,可以忽略不计。因此h f'直可应用柏努利方程由压差计读数求取。 实验装置与流程 1)实验装置 实验装置如图1 —1所示。主要由水箱、管道泵,不同管径、材质的管子,各种阀门和管件,转子流量计等组成。第一根为粗糙管,第二根为光滑管。第三根不锈钢管,装有待测闸阀,用于局部阻力的测定。 1、水箱 2、管道泵 3、5、6、球阀 4、均压环7、系统排水阀8闸阀9、流量调节阀 10、排污水阀11倒U形差压计12、不锈钢管13、粗糙管14、光滑管15、转子流量计16、导压管17、温度计18、进水阀

离心泵特性曲线实验报告

化工原理实验报告 实验名称:离心泵特性曲线实验报告:克川 专业:化学工程与工艺(石油炼制)班级:化工11203 学号:201202681

离心泵特性曲线实验报告 一、 实验目的 1. 了解离心泵的结构与特征,熟悉离心泵的使用。 2. 测定离心泵在恒定转速下的特征曲线,并确定离心泵的最佳工作围。 3. 熟悉孔板流量计的构造与性能以及安装方法。 4. 测量孔板流量计的孔流系数C 岁雷诺数R e 变化的规律。 5. 测量管路特性曲线。 二、 基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,其特性曲线是在恒 定转速下泵的扬程H 、功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线,它是流体在泵流动规律的宏观表现形式。由于泵部流动情况复杂,不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线,只能依靠实验测定。 2.1扬程H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面,列机械能衡算方程: z 1+ P 1ρg +U 12 2g +H=z 2+ P 2 ρg +U 22 2g +∑h f (1-1) 由于两截面间的管子较短,通常可忽略阻力项∑h f ,速度平方差也很小,故也可忽略,则有 H=(z 1-z 2)+ p 1?p 2ρg =H 1+H 2(表值)+H 3 (1-2) 由上式可知,只要直接读出真空表和压力表上的数值,及两表的安装高度差,就可计算出泵的扬程。 2.2轴功率N 的测量与计算 N=N 电k(w) (1-3) 其中,N 电为电功率表显示值,k 代表电机传动效率,可取0.90 2.3效率η的计算 泵的效率η是泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。有效功率Ne 是单位时间流体经过泵时所获得的实际功率,轴功率N 是单位时间泵轴从电机得到的功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。 泵的有效功率Ne 可用下式计算: N e =HQ ρg (1-4) η= HQρg N ×100% (1-5)

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