食品工程原理

1、食品工程原理食品工程原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 課程簡(jiǎn)介：課程簡(jiǎn)介： 本實(shí)驗(yàn)課程主要面向本實(shí)驗(yàn)課程主要面向“食品科學(xué)與工程食品科學(xué)與工程”專業(yè)專業(yè)本科生，是本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課本科生，是本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課食品工程原理食品工程原理課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，共有學(xué)時(shí)數(shù)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，共有學(xué)時(shí)數(shù)1616學(xué)時(shí)，其中包括必學(xué)時(shí)，其中包括必做內(nèi)容做內(nèi)容1212學(xué)時(shí)，選作內(nèi)容學(xué)時(shí)，選作內(nèi)容4 4學(xué)時(shí)，內(nèi)容包括流體力學(xué)、學(xué)時(shí)，內(nèi)容包括流體力學(xué)、傳質(zhì)、傳熱等食品各單元操作的演示及實(shí)踐操作。傳質(zhì)、傳熱等食品各單元操作的演示及實(shí)踐操作。實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括操作型和演示型教學(xué)環(huán)節(jié)，可加強(qiáng)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括操作型和演示型教學(xué)環(huán)節(jié)，可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的理解及單

2、元操作的綜合設(shè)計(jì)能力。生對(duì)課程的理解及單元操作的綜合設(shè)計(jì)能力。課程簡(jiǎn)介：課程簡(jiǎn)介： 食品工程原理實(shí)驗(yàn)課是食品工程原理實(shí)驗(yàn)課是“食品科學(xué)與工食品科學(xué)與工程程”專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課食品工程原理食品工程原理課程的實(shí)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程面向踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程面向“食品科學(xué)與工程食品科學(xué)與工程”專業(yè)的本科教學(xué)，由食品科技學(xué)院食品工程專業(yè)的本科教學(xué)，由食品科技學(xué)院食品工程3 3室承擔(dān)課程的教學(xué)任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)課程共室承擔(dān)課程的教學(xué)任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)課程共1010個(gè)學(xué)時(shí)，開(kāi)設(shè)個(gè)學(xué)時(shí)，開(kāi)設(shè)7 7個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括5 5個(gè)必做項(xiàng)目和個(gè)必做項(xiàng)目和2 2個(gè)選做項(xiàng)目，涉及流體輸送、傳熱、傳質(zhì)個(gè)選做項(xiàng)目，涉及流體輸送、傳

3、熱、傳質(zhì)等。等。l實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)( (演示性演示性) 2) 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 流體流動(dòng)型態(tài)及臨界雷諾數(shù)的測(cè)定流體流動(dòng)型態(tài)及臨界雷諾數(shù)的測(cè)定( (驗(yàn)證性驗(yàn)證性) ) l 2 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 管路流體阻力實(shí)驗(yàn)管路流體阻力實(shí)驗(yàn) ( (操作性操作性) 2) 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)( (操作性操作性) 2) 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 套管換熱器液套管換熱器液液熱交換系數(shù)及膜系數(shù)的測(cè)液熱交換系數(shù)及膜系數(shù)的測(cè)定定( (操作性操作性) 4) 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 板式塔流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)板式塔流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)(

4、 (操作性，選做操作性，選做) 2) 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 固體流態(tài)化的流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)固體流態(tài)化的流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)( (操作性，選做操作性，選做) ) l 2 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)一：柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：柏努利方程演示實(shí)驗(yàn)( (演示性實(shí)驗(yàn)演示性實(shí)驗(yàn)) )【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）觀察不可壓縮流體在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的各種形式）觀察不可壓縮流體在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的各種形式機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象；機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象；2）驗(yàn)證機(jī)械能衡算方程（伯努利方程）；）驗(yàn)證機(jī)械能衡算方程（伯努利方程）；3）加深對(duì)流體流動(dòng)過(guò)程基本原理的理解。）加深對(duì)流體流動(dòng)過(guò)程基本原理的理解。【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 對(duì)于不可壓縮流體，在導(dǎo)管

5、內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，系對(duì)于不可壓縮流體，在導(dǎo)管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，系統(tǒng)與環(huán)境無(wú)功的交換時(shí)，以單位質(zhì)量液體為衡算基統(tǒng)與環(huán)境無(wú)功的交換時(shí)，以單位質(zhì)量液體為衡算基準(zhǔn)，對(duì)確定的系統(tǒng)可列出機(jī)械能衡算方程，即為柏準(zhǔn)，對(duì)確定的系統(tǒng)可列出機(jī)械能衡算方程，即為柏努利方程式。努利方程式。 當(dāng)流體為理想流體時(shí)當(dāng)流體為理想流體時(shí) ，為理想柏努利方程式：為理想柏努利方程式： hfupgZupgZ2222211121211kgJ222221112121upgZupgZ1kgJ【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) 即為流體靜力學(xué)方程式。即為流體靜力學(xué)方程式。 本實(shí)驗(yàn)即通過(guò)測(cè)量流體靜止或流動(dòng)時(shí)的能量變本實(shí)驗(yàn)即

6、通過(guò)測(cè)量流體靜止或流動(dòng)時(shí)的能量變化驗(yàn)證柏努利方程式和流體的靜力學(xué)方程式?；?yàn)證柏努利方程式和流體的靜力學(xué)方程式。2211pgZpgZ1kgJ【實(shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)裝置】 本實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下頁(yè)所示，主要由試驗(yàn)導(dǎo)管、本實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下頁(yè)所示，主要由試驗(yàn)導(dǎo)管、穩(wěn)壓溢流水槽和三對(duì)測(cè)壓管所組成。穩(wěn)壓溢流水槽和三對(duì)測(cè)壓管所組成。 試驗(yàn)導(dǎo)管為一水平裝置的變徑圓管，沿程分三處設(shè)試驗(yàn)導(dǎo)管為一水平裝置的變徑圓管，沿程分三處設(shè)置測(cè)壓管。每處測(cè)壓管由一對(duì)并列的測(cè)壓管組成，分別置測(cè)壓管。每處測(cè)壓管由一對(duì)并列的測(cè)壓管組成，分別測(cè)量該截面處的靜壓頭和沖壓頭。測(cè)量該截面處的靜壓頭和沖壓頭。 液體由穩(wěn)壓水槽流入試驗(yàn)導(dǎo)管，途經(jīng)直徑

7、分別為液體由穩(wěn)壓水槽流入試驗(yàn)導(dǎo)管，途經(jīng)直徑分別為2020、3030和和20mm20mm的管子，最后排出設(shè)備。流體流量由出口調(diào)節(jié)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)，流量需直接由計(jì)時(shí)稱量測(cè)定之。閥調(diào)節(jié)，流量需直接由計(jì)時(shí)稱量測(cè)定之。 1. 1. 穩(wěn)壓水槽穩(wěn)壓水槽; 2. ; 2. 試驗(yàn)導(dǎo)管；試驗(yàn)導(dǎo)管；3. 3. 出口調(diào)節(jié)閥；出口調(diào)節(jié)閥；4. 4. 靜壓頭測(cè)量管；靜壓頭測(cè)量管；5. 5. 沖壓頭測(cè)量管。沖壓頭測(cè)量管。A.B.CA.B.C分別為三處測(cè)壓點(diǎn)。分別為三處測(cè)壓點(diǎn)。【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】1 1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：緩慢開(kāi)啟進(jìn)水閥，將水充滿穩(wěn)壓溢流水槽，）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：緩慢開(kāi)啟進(jìn)水閥，將水充滿穩(wěn)壓溢

8、流水槽，并保持有少量溢流水流出，使槽內(nèi)液面平穩(wěn)不變。同時(shí)，并保持有少量溢流水流出，使槽內(nèi)液面平穩(wěn)不變。同時(shí)，排盡設(shè)備內(nèi)的空氣泡。排盡設(shè)備內(nèi)的空氣泡。2 2）靜力學(xué)方程式的驗(yàn)證：關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥，觀）靜力學(xué)方程式的驗(yàn)證：關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥，觀察和測(cè)量液體處于靜止?fàn)顟B(tài)下各測(cè)試點(diǎn)（察和測(cè)量液體處于靜止?fàn)顟B(tài)下各測(cè)試點(diǎn)（A A 、B B、和、和C C三三點(diǎn)）的壓強(qiáng)。點(diǎn)）的壓強(qiáng)。3 3）柏努利方程式的驗(yàn)證：開(kāi)啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，）柏努利方程式的驗(yàn)證：開(kāi)啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，觀察比較液體在流動(dòng)情況下的各測(cè)試點(diǎn)壓頭變化。緩慢觀察比較液體在流動(dòng)情況下的各測(cè)試點(diǎn)壓頭變化。緩慢開(kāi)啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)

9、閥，測(cè)量流體在不同流量下的開(kāi)啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，測(cè)量流體在不同流量下的各測(cè)試點(diǎn)的靜壓頭、動(dòng)壓頭和損失壓頭。各測(cè)試點(diǎn)的靜壓頭、動(dòng)壓頭和損失壓頭。 實(shí)驗(yàn)二：流體流動(dòng)型態(tài)及臨界雷諾數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二：流體流動(dòng)型態(tài)及臨界雷諾數(shù)的測(cè)定 ( (驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)) ) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）觀察流體在管內(nèi)流動(dòng)的兩種不同流型。）觀察流體在管內(nèi)流動(dòng)的兩種不同流型。 2）測(cè)定臨界雷諾數(shù)）測(cè)定臨界雷諾數(shù)Re c ?！緦?shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 流體流動(dòng)有兩種不同型態(tài)，即層流（或稱滯流，流體流動(dòng)有兩種不同型態(tài)，即層流（或稱滯流，Laminar flow）和湍流（或稱紊流，）和湍流（或稱紊流，Turbulent fl

10、ow），），這一現(xiàn)象最早是由雷諾（這一現(xiàn)象最早是由雷諾（Reynolds）于）于1883年首先發(fā)現(xiàn)年首先發(fā)現(xiàn)的。流體作層流流動(dòng)時(shí)，其流體質(zhì)點(diǎn)作平行于管軸的直的。流體作層流流動(dòng)時(shí)，其流體質(zhì)點(diǎn)作平行于管軸的直線運(yùn)動(dòng)，且在徑向無(wú)脈動(dòng)；流體作湍流流動(dòng)時(shí)，其流體線運(yùn)動(dòng)，且在徑向無(wú)脈動(dòng)；流體作湍流流動(dòng)時(shí)，其流體質(zhì)點(diǎn)除沿管軸方向作向前運(yùn)動(dòng)外，還在徑向作脈動(dòng)，從質(zhì)點(diǎn)除沿管軸方向作向前運(yùn)動(dòng)外，還在徑向作脈動(dòng)，從而在宏觀上顯示出紊亂地向各個(gè)方向作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。而在宏觀上顯示出紊亂地向各個(gè)方向作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 流體流動(dòng)型態(tài)可用雷諾準(zhǔn)數(shù)（流體流動(dòng)型態(tài)可用雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）來(lái)判斷，）來(lái)判斷，這是一個(gè)

11、由各影響變量組合而成的無(wú)因次數(shù)群，這是一個(gè)由各影響變量組合而成的無(wú)因次數(shù)群，故其值不會(huì)因采用不同的單位制而不同。若流體故其值不會(huì)因采用不同的單位制而不同。若流體在圓管內(nèi)流動(dòng)，則雷諾準(zhǔn)數(shù)可用下式表示：在圓管內(nèi)流動(dòng)，則雷諾準(zhǔn)數(shù)可用下式表示： 注意：數(shù)群中各物理量必須采用同一單位制。注意：數(shù)群中各物理量必須采用同一單位制。duRe【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r(shí)的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)，層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r(shí)的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)，用用Re c表示。表示。 工程上一般認(rèn)為，流體在直圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)工程上一般認(rèn)為，流體在直圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)Re2000時(shí)為層流；當(dāng)時(shí)為層流；當(dāng)Re4000時(shí)，圓管內(nèi)形成湍

12、流；時(shí)，圓管內(nèi)形成湍流；當(dāng)當(dāng)Re在在2000至至4000范圍內(nèi)，流動(dòng)處于一種過(guò)渡狀態(tài)，范圍內(nèi)，流動(dòng)處于一種過(guò)渡狀態(tài)，可能是層流，也可能是湍流，或者是二者交替出現(xiàn)，可能是層流，也可能是湍流，或者是二者交替出現(xiàn)，這要視外界干擾而定，一般稱這一這要視外界干擾而定，一般稱這一Re數(shù)范圍為過(guò)渡數(shù)范圍為過(guò)渡區(qū)。區(qū)。 對(duì)于一定溫度的流體，在特定的圓管內(nèi)流動(dòng)，雷對(duì)于一定溫度的流體，在特定的圓管內(nèi)流動(dòng)，雷諾準(zhǔn)數(shù)僅與流體流速有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變流體在管諾準(zhǔn)數(shù)僅與流體流速有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變流體在管內(nèi)的速度，觀察在不同雷諾準(zhǔn)數(shù)下流體的流動(dòng)型態(tài)。內(nèi)的速度，觀察在不同雷諾準(zhǔn)數(shù)下流體的流動(dòng)型態(tài)。 1 2 6 3 7 4

13、8 9 5 1 1紅墨水儲(chǔ)槽；紅墨水儲(chǔ)槽；2 2溢流穩(wěn)壓槽；溢流穩(wěn)壓槽； 3 3實(shí)驗(yàn)管；實(shí)驗(yàn)管；4 4轉(zhuǎn)子流量計(jì)；轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5 5循環(huán)泵；循環(huán)泵；6 6上水管；上水管；7 7溢流回水管；溢流回水管； 8 8調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)閥；9 9儲(chǔ)水槽儲(chǔ)水槽【實(shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)裝置】 【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備： 實(shí)驗(yàn)前，先將水充滿低位貯水槽，關(guān)閉流量計(jì)后的實(shí)驗(yàn)前，先將水充滿低位貯水槽，關(guān)閉流量計(jì)后的調(diào)節(jié)閥，然后啟動(dòng)循環(huán)水泵。待水充滿穩(wěn)壓溢流水槽后，調(diào)節(jié)閥，然后啟動(dòng)循環(huán)水泵。待水充滿穩(wěn)壓溢流水槽后，開(kāi)啟流量計(jì)后的調(diào)節(jié)閥。水由穩(wěn)壓溢流水槽流經(jīng)緩沖槽、開(kāi)啟流量計(jì)后的調(diào)節(jié)閥。水由穩(wěn)壓溢流水槽流經(jīng)緩沖

14、槽、試驗(yàn)導(dǎo)管和流量計(jì)，最后流回低位貯水槽。水流量的大試驗(yàn)導(dǎo)管和流量計(jì)，最后流回低位貯水槽。水流量的大小，由流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。小，由流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。 示蹤劑采用紅色墨水，它由紅墨水貯瓶經(jīng)連接管和示蹤劑采用紅色墨水，它由紅墨水貯瓶經(jīng)連接管和細(xì)孔噴嘴，注入試驗(yàn)導(dǎo)管。細(xì)孔玻璃注射管細(xì)孔噴嘴，注入試驗(yàn)導(dǎo)管。細(xì)孔玻璃注射管(或注射針頭或注射針頭)位于試驗(yàn)導(dǎo)管人口的軸線部位。位于試驗(yàn)導(dǎo)管人口的軸線部位?！緦?shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】2）層流流動(dòng)型態(tài)）層流流動(dòng)型態(tài) 試驗(yàn)時(shí)，先少許開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥，將流速調(diào)至所需要的試驗(yàn)時(shí)，先少許開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥，將流速調(diào)至所需要的值。再調(diào)節(jié)紅墨水貯瓶的下口旋塞，并作精細(xì)調(diào)節(jié)，使值。再調(diào)節(jié)紅

15、墨水貯瓶的下口旋塞，并作精細(xì)調(diào)節(jié)，使紅墨水的注入流速與試驗(yàn)導(dǎo)管中主體流體的流速相適應(yīng)，紅墨水的注入流速與試驗(yàn)導(dǎo)管中主體流體的流速相適應(yīng)，一般略低于主體流體的流速為宜。待流動(dòng)穩(wěn)定后記錄一般略低于主體流體的流速為宜。待流動(dòng)穩(wěn)定后記錄主體流體的流量。此時(shí)，在試驗(yàn)導(dǎo)管的軸線上，就可觀主體流體的流量。此時(shí)，在試驗(yàn)導(dǎo)管的軸線上，就可觀察到一條平直的紅色細(xì)流，好像一根拉直的紅線一樣。察到一條平直的紅色細(xì)流，好像一根拉直的紅線一樣。顏色水顏色水【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】3）湍流流動(dòng)型態(tài)）湍流流動(dòng)型態(tài) 緩慢地加大調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使水流量平穩(wěn)地增大，緩慢地加大調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使水流量平穩(wěn)地增大，玻璃導(dǎo)管內(nèi)的流速也隨之平穩(wěn)

16、地增大。此時(shí)可觀察到，玻璃導(dǎo)管內(nèi)的流速也隨之平穩(wěn)地增大。此時(shí)可觀察到，玻璃導(dǎo)管軸線上呈直線流動(dòng)的紅色細(xì)流，開(kāi)始發(fā)生波動(dòng)。玻璃導(dǎo)管軸線上呈直線流動(dòng)的紅色細(xì)流，開(kāi)始發(fā)生波動(dòng)。隨著流速的增大，紅色細(xì)流的波動(dòng)程度也隨之增大，最隨著流速的增大，紅色細(xì)流的波動(dòng)程度也隨之增大，最后斷裂成一段段的紅色細(xì)流。當(dāng)流速繼續(xù)增大時(shí)，紅墨后斷裂成一段段的紅色細(xì)流。當(dāng)流速繼續(xù)增大時(shí)，紅墨水進(jìn)入試驗(yàn)導(dǎo)管后立即呈煙霧狀分散在整個(gè)導(dǎo)管內(nèi)，進(jìn)水進(jìn)入試驗(yàn)導(dǎo)管后立即呈煙霧狀分散在整個(gè)導(dǎo)管內(nèi)，進(jìn)而迅速與主體水流混為而迅速與主體水流混為體，使整個(gè)管內(nèi)流體染為紅色，體，使整個(gè)管內(nèi)流體染為紅色，以致無(wú)法辨別紅墨水的流線。以致無(wú)法辨別紅墨水的

17、流線。顏色水顏色水顏色水顏色水實(shí)驗(yàn)三：管路流體阻力實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三：管路流體阻力實(shí)驗(yàn) ( (操作性實(shí)驗(yàn)操作性實(shí)驗(yàn)) ) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）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）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。般實(shí)驗(yàn)方法。 2）測(cè)定直管摩擦系數(shù)）測(cè)定直管摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的關(guān)系，驗(yàn)證在一般的關(guān)系，驗(yàn)證在一般湍流區(qū)內(nèi)湍流區(qū)內(nèi)與與Re的關(guān)系曲線。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)）測(cè)定流體流經(jīng)管件、閥門時(shí)的局部阻力系數(shù) 。 4）學(xué)會(huì)倒）學(xué)會(huì)倒U形壓差計(jì)和渦輪流量計(jì)的使用方法。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

18、種管件、閥門，并了解其作用。）識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用?！緦?shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 流體通過(guò)由直管、管件（如三通和彎頭等）和閥門等流體通過(guò)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，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)所造成機(jī)械能損失要損失一定的機(jī)械能。流體流經(jīng)直管時(shí)所造成機(jī)械能損失稱為直管阻力損失。流體通過(guò)管件、閥門時(shí)因流體運(yùn)動(dòng)方稱為直管阻力損失。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。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）

19、直管阻力摩擦系數(shù)）直管阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定的測(cè)定 2221udlppphff22lupdf【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 2）局部阻力系數(shù)）局部阻力系數(shù) 的測(cè)定的測(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。本實(shí)驗(yàn)采用阻力系數(shù)法表示管件或閥門的局阻力系數(shù)法。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。部阻力損失。 22ugphff22gupf【實(shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)裝置】 實(shí)驗(yàn)裝置由貯水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水實(shí)驗(yàn)裝置由貯水箱，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)和倒管，各種閥門、管件，渦輪流量計(jì)和倒U型壓差計(jì)等所型

20、壓差計(jì)等所組成的。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)管件件(閘閥閘閥)；光滑管直管阻力的測(cè)定同樣使用內(nèi)壁光滑的；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。粗糙的鍍鋅管。 水的流量使用渦輪流量計(jì)測(cè)量，管路和管件的阻力水的流量使用渦輪流量計(jì)測(cè)量

21、，管路和管件的阻力采用差壓變送器將差壓信號(hào)傳遞給無(wú)紙記錄儀。采用差壓變送器將差壓信號(hào)傳遞給無(wú)紙記錄儀。1水箱；水箱； 2管道泵；管道泵；3渦輪流量計(jì)；渦輪流量計(jì)；4管路選擇球閥閥；管路選擇球閥閥；5均壓閥；均壓閥；6局部阻力管上閘閥；局部阻力管上閘閥；7連接均壓環(huán)和壓力變送連接均壓環(huán)和壓力變送器球閥；器球閥；8差壓變送器；差壓變送器；9出口閥；出口閥；10排水閥；排水閥； 【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】 1）泵啟動(dòng)：對(duì)水箱灌水，關(guān)閉出口閥，打開(kāi)總電源和儀）泵啟動(dòng)：對(duì)水箱灌水，關(guān)閉出口閥，打開(kāi)總電源和儀表開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)水泵，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)后，把出口閥緩緩開(kāi)表開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)水泵，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)后，把出口閥緩緩開(kāi)到

22、最大。到最大。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(kāi)，）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(kāi)，并在出口閥最大開(kāi)度下，保持全流量流動(dòng)并在出口閥最大開(kāi)度下，保持全流量流動(dòng)510min。3）流）流量調(diào)節(jié)：手控狀態(tài)，開(kāi)啟管路出口閥，調(diào)節(jié)流量，讓流量量調(diào)節(jié)：手控狀態(tài)，開(kāi)啟管路出口閥，調(diào)節(jié)流量，讓流量從從1到到4m3/h范圍內(nèi)變化，待流動(dòng)穩(wěn)定后，記下對(duì)應(yīng)的壓差范圍內(nèi)變化，待流動(dòng)穩(wěn)定后，記下對(duì)應(yīng)的壓差值。值。4）計(jì)算：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，可計(jì)算）計(jì)算：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，可計(jì)算和和。調(diào)節(jié)管路流量，。調(diào)節(jié)管路流量，得到一系列得到一系列Re的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，繪出的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，繪出Re曲線。曲線。5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束：

23、關(guān)閉出口閥，關(guān)閉水泵和儀表電源，清理）實(shí)驗(yàn)結(jié)束：關(guān)閉出口閥，關(guān)閉水泵和儀表電源，清理裝置。記錄儀。裝置。記錄儀。實(shí)驗(yàn)四：離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四：離心泵特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn) （操作性實(shí)驗(yàn)（操作性實(shí)驗(yàn)) ) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）測(cè)定離心泵的特性曲線。）測(cè)定離心泵的特性曲線。2）識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其）識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。作用?！緦?shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據(jù)之一，其特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程據(jù)之一，其特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程H、軸功、軸功率率N及效率及效率與泵

24、的流量與泵的流量Q之間的關(guān)系曲線，它是流體在之間的關(guān)系曲線，它是流體在泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的宏觀表現(xiàn)形式。泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的宏觀表現(xiàn)形式。 由于泵內(nèi)部流動(dòng)情況復(fù)雜，不能用理論方法推導(dǎo)出由于泵內(nèi)部流動(dòng)情況復(fù)雜，不能用理論方法推導(dǎo)出泵的特性關(guān)系曲線，只能依靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定。泵的特性關(guān)系曲線，只能依靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定。1）揚(yáng)程）揚(yáng)程H的測(cè)定與計(jì)算的測(cè)定與計(jì)算 取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1、2兩截面，兩截面，列機(jī)械能衡算方程：列機(jī)械能衡算方程：通常忽略阻力項(xiàng)和速度平方差，則有通常忽略阻力項(xiàng)和速度平方差，則有 fhgugpzHgugpz2222222111gppzzH1212)(210(

25、HHH表值）2）軸功率）軸功率N的測(cè)量與計(jì)算的測(cè)量與計(jì)算 其中，其中，N電為電功率表顯示值，電為電功率表顯示值，k代表電機(jī)傳動(dòng)效代表電機(jī)傳動(dòng)效率，可取率，可取0.95。3）效率）效率的計(jì)算的計(jì)算 泵的效率泵的效率是泵的有效功率是泵的有效功率Ne與軸功率與軸功率N的比值。的比值。兩者差異反映了水力損失、容積損失和機(jī)械損失的大小。兩者差異反映了水力損失、容積損失和機(jī)械損失的大小。泵的有效功率泵的有效功率Ne可用下式計(jì)算：可用下式計(jì)算： 故泵效率為故泵效率為 kNN電gHQNe%100NgHQ0481216 20 24 2832020406080100 12010121416182022242602

26、468010203040506070804B20n=2900r/minPHqv,l/sm3/s離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線【實(shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)裝置】 1水箱；水箱；2離心泵；離心泵；3泵進(jìn)口壓力傳感器；泵進(jìn)口壓力傳感器；4泵出口壓力泵出口壓力傳感器；傳感器；5灌泵口；灌泵口；6渦淪流量計(jì)；渦淪流量計(jì)；7離心泵的管路閥；離心泵的管路閥； 8電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；9旁路閘閥；旁路閘閥；10排水閥；排水閥；【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】 1）清洗水箱，加裝實(shí)驗(yàn)用水。給離心泵灌水，排出泵清洗水箱，加裝實(shí)驗(yàn)用水。給離心泵灌水，排出泵內(nèi)氣體。內(nèi)氣體。2）檢查各閥門開(kāi)度和儀表自檢情況，試開(kāi)狀態(tài)下檢查）檢查各閥門開(kāi)

27、度和儀表自檢情況，試開(kāi)狀態(tài)下檢查電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。開(kāi)啟離心泵之前先將出口電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。開(kāi)啟離心泵之前先將出口閥關(guān)閉，當(dāng)泵達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后方可逐步打開(kāi)出口閥。閥關(guān)閉，當(dāng)泵達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后方可逐步打開(kāi)出口閥。3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)儀表逐漸增加電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度以增）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)儀表逐漸增加電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度以增大流量，待各儀表讀數(shù)顯示穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。離大流量，待各儀表讀數(shù)顯示穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。離心泵特性實(shí)驗(yàn)主要獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：流量心泵特性實(shí)驗(yàn)主要獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：流量Q、泵進(jìn)口壓、泵進(jìn)口壓力力p1、泵出口壓力、泵出口壓力p2、電機(jī)功率、電機(jī)功率N電、泵轉(zhuǎn)速電、泵轉(zhuǎn)速n，及流體，及流體

28、溫度溫度t和兩測(cè)壓點(diǎn)間高度差和兩測(cè)壓點(diǎn)間高度差H0（H00.2m）。）。4）測(cè)?。y(cè)取10組左右數(shù)據(jù)后，停泵，記錄設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)組左右數(shù)據(jù)后，停泵，記錄設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號(hào)，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率（如離心泵型號(hào)，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率等），停泵前先將出口閥關(guān)閉。等），停泵前先將出口閥關(guān)閉?！緦?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】 1）一般每次實(shí)驗(yàn)前，均需對(duì)泵進(jìn)行灌泵操作，以防止）一般每次實(shí)驗(yàn)前，均需對(duì)泵進(jìn)行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對(duì)泵進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對(duì)泵進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。固體顆粒損壞。2）泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，勿觸碰泵主軸部分，

29、因其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，）泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，勿觸碰泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)纏繞并傷害身體接觸部位?？赡軙?huì)纏繞并傷害身體接觸部位。3）不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不）不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不超過(guò)三分鐘，否則泵中液體循環(huán)溫度升高，易生氣泡，超過(guò)三分鐘，否則泵中液體循環(huán)溫度升高，易生氣泡，使泵抽空。使泵抽空。實(shí)驗(yàn)五：套管換熱器液實(shí)驗(yàn)五：套管換熱器液液熱交換系數(shù)及膜系液熱交換系數(shù)及膜系數(shù)的測(cè)定數(shù)的測(cè)定( (操作性實(shí)驗(yàn)操作性實(shí)驗(yàn)) ) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）測(cè)定套管換熱器中進(jìn)行的液）測(cè)定套管換熱器中進(jìn)行的液-液交換過(guò)程的傳熱總系液交換過(guò)程的傳熱總系數(shù)，流體在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍

30、流時(shí)的傳熱膜系數(shù)，以及數(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。確立求算傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。2）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，對(duì)傳熱過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究方法有所了解，）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，對(duì)傳熱過(guò)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(duì)傳熱過(guò)程基本原在實(shí)驗(yàn)技能上受到一定的訓(xùn)練，并對(duì)傳熱過(guò)程基本原理加深理解。理加深理解。【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 冷熱流體通過(guò)固體壁所進(jìn)行熱交換。先由熱流體冷熱流體通過(guò)固體壁所進(jìn)行熱交換。先由熱流體把熱量傳遞給固體壁面，然后由固體壁面的一側(cè)傳向把熱量傳遞給固體壁面，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。即熱交換另一側(cè)，最后再由壁面

31、把熱量傳給冷流體。即熱交換過(guò)程為對(duì)流傳熱過(guò)程為對(duì)流傳熱-導(dǎo)熱導(dǎo)熱-對(duì)流傳熱三個(gè)串聯(lián)過(guò)程組成。對(duì)流傳熱三個(gè)串聯(lián)過(guò)程組成。1）總傳熱系數(shù)的測(cè)定）總傳熱系數(shù)的測(cè)定2）對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定（管內(nèi)為例）對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定（管內(nèi)為例）3）流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流時(shí)，傳熱膜系數(shù)）流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流時(shí)，傳熱膜系數(shù)與與各項(xiàng)影響因素之間的關(guān)系可關(guān)聯(lián)成如下準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，各項(xiàng)影響因素之間的關(guān)系可關(guān)聯(lián)成如下準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定系數(shù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定系數(shù)a、m、n： m21TA)T-T（psCmKmw1211TA)T-T（psCmnmaNuPrRe【實(shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)裝置】 本實(shí)驗(yàn)裝置主要由套管熱交換器、恒溫循環(huán)水槽、高

32、位穩(wěn)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(cè)量和控制儀表所組成壓水槽以及一系列測(cè)量和控制儀表所組成 ，裝置流程如下圖所，裝置流程如下圖所示。示。 套管熱交換器由黃銅管作為內(nèi)管，有機(jī)玻璃管作為套管所套管熱交換器由黃銅管作為內(nèi)管，有機(jī)玻璃管作為套管所構(gòu)成構(gòu)成 。套管熱交換器外面再套一根有機(jī)玻璃管作為保溫管。套。套管熱交換器外面再套一根有機(jī)玻璃管作為保溫管。套管熱交換器兩端測(cè)溫點(diǎn)之間距離（測(cè)試段距離）為管熱交換器兩端測(cè)溫點(diǎn)之間距離（測(cè)試段距離）為1000mm。每。每個(gè)檢測(cè)端面上在管內(nèi)、管外和管壁內(nèi)設(shè)置三支銅個(gè)檢測(cè)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，康銅熱電偶

33、，并通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與數(shù)字電壓表相連接，測(cè)量管內(nèi)、外流體溫度并通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與數(shù)字電壓表相連接，測(cè)量管內(nèi)、外流體溫度和管內(nèi)壁的溫度。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)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)水槽中用電熱器補(bǔ)充熱水在熱交換器中再返回槽內(nèi)。恒溫循環(huán)水槽中用電熱器補(bǔ)充熱水在熱交換器中移去的熱量，并控制恒溫。移去的熱量，并控制恒溫。 冷水由自來(lái)水管直接送入高位穩(wěn)壓水槽，再由穩(wěn)壓水槽流冷水由自來(lái)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

34、出的溢流水和由換熱管排出被加熱后的水，均排入下水道。和由換熱管排出被加熱后的水，均排入下水道?！緦?shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作實(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）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。管有水溢出為止。 （2）開(kāi)啟并調(diào)節(jié)通往高位穩(wěn)壓水槽的自來(lái)水閥門，）開(kāi)啟并調(diào)節(jié)通往高位穩(wěn)壓水槽的自來(lái)水閥門，使槽內(nèi)充滿水，并由溢流管有水流出。使槽內(nèi)充滿水，并由溢流管有水流出。 （3）將冰碎成細(xì)粒，放入冷阱中并摻入少許蒸餾水，）將冰碎成細(xì)粒，放入冷阱中并摻入少許蒸餾水，使之呈粥狀。將熱電偶冷接點(diǎn)插入冰水中，蓋嚴(yán)蓋子。使之呈粥狀。將熱電偶冷接點(diǎn)插入冰水

35、中，蓋嚴(yán)蓋子。 （4）將恒溫循環(huán)水槽的溫度自控裝置的溫度定為）將恒溫循環(huán)水槽的溫度自控裝置的溫度定為55。啟動(dòng)恒溫水槽的電熱器。等恒溫水槽的水達(dá)到。啟動(dòng)恒溫水槽的電熱器。等恒溫水槽的水達(dá)到預(yù)定溫度后即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。預(yù)定溫度后即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。 （5）實(shí)驗(yàn)前需要準(zhǔn)備好熱水轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定曲線）實(shí)驗(yàn)前需要準(zhǔn)備好熱水轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定曲線和熱電偶分度表。和熱電偶分度表?！緦?shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)操作步驟實(shí)驗(yàn)操作步驟(1)開(kāi)啟冷水截止球閥，測(cè)定冷水流量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保開(kāi)啟冷水截止球閥，測(cè)定冷水流量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持恒定。持恒定。(2)啟動(dòng)循環(huán)水泵，開(kāi)啟并調(diào)節(jié)熱水調(diào)節(jié)閥。熱水流量啟動(dòng)循環(huán)水泵，開(kāi)啟并調(diào)節(jié)熱水調(diào)節(jié)閥。

36、熱水流量在在60250Lh-1范圍內(nèi)選取若干流量值（一般要求不范圍內(nèi)選取若干流量值（一般要求不少于少于56組測(cè)試數(shù)據(jù)），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。組測(cè)試數(shù)據(jù)），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。(3)每調(diào)節(jié)一次熱水流量，待流量和溫度都恒定后，再每調(diào)節(jié)一次熱水流量，待流量和溫度都恒定后，再通過(guò)琴鍵開(kāi)關(guān)，依次測(cè)定各點(diǎn)溫度。通過(guò)琴鍵開(kāi)關(guān)，依次測(cè)定各點(diǎn)溫度?！緦?shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先向換熱器通冷水，然后再啟）開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先向換熱器通冷水，然后再啟動(dòng)熱水泵。停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先停熱電器，待熱交換動(dòng)熱水泵。停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先停熱電器，待熱交換器管內(nèi)存留熱水被冷卻后，再停水泵并停止通冷水。

37、器管內(nèi)存留熱水被冷卻后，再停水泵并停止通冷水。（2）啟動(dòng)恒溫水槽的電熱器之前，必須先啟動(dòng)循環(huán)泵）啟動(dòng)恒溫水槽的電熱器之前，必須先啟動(dòng)循環(huán)泵使水流動(dòng)。使水流動(dòng)。（3）在啟動(dòng)循環(huán)水泵之前，必須先將熱水調(diào)節(jié)閥門關(guān)）在啟動(dòng)循環(huán)水泵之前，必須先將熱水調(diào)節(jié)閥門關(guān)閉，待泵運(yùn)行正常后，再徐徐開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥。閉，待泵運(yùn)行正常后，再徐徐開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥。（4）每改變一次熱水流量，一定要使傳熱過(guò)程達(dá)到穩(wěn)）每改變一次熱水流量，一定要使傳熱過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定之后，才能測(cè)取數(shù)據(jù)。每測(cè)一組數(shù)據(jù)，最好重復(fù)數(shù)定之后，才能測(cè)取數(shù)據(jù)。每測(cè)一組數(shù)據(jù)，最好重復(fù)數(shù)次。次。實(shí)驗(yàn)六：板式塔流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六：板式塔流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)( (操作性實(shí)驗(yàn)操作性實(shí)驗(yàn))

38、) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）采用目前工業(yè)上常用的篩板塔或浮閥塔，實(shí)驗(yàn)測(cè)定）采用目前工業(yè)上常用的篩板塔或浮閥塔，實(shí)驗(yàn)測(cè)定兩相流體在塔板上的流動(dòng)特性，考察塔板上的氣液接兩相流體在塔板上的流動(dòng)特性，考察塔板上的氣液接觸方式、操作狀況及其變化規(guī)律，尋求適宜操作范圍。觸方式、操作狀況及其變化規(guī)律，尋求適宜操作范圍。2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握板式塔在結(jié)構(gòu)、操作狀況和性能上的）通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握板式塔在結(jié)構(gòu)、操作狀況和性能上的特點(diǎn)，以及板式塔流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究方法。特點(diǎn)，以及板式塔流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究方法。【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 當(dāng)氣體通過(guò)塔板時(shí)，因阻力造成的壓強(qiáng)降應(yīng)為氣體通過(guò)干當(dāng)氣體通過(guò)塔板時(shí)，因阻力造成的壓強(qiáng)降應(yīng)為氣體

39、通過(guò)干塔板的壓力降與氣體通過(guò)塔板上液層的壓力降塔板的壓力降與氣體通過(guò)塔板上液層的壓力降p1之和之和 干板壓力降可表達(dá)為如下關(guān)系式干板壓力降可表達(dá)為如下關(guān)系式對(duì)于篩孔塔板，干板壓降與對(duì)于篩孔塔板，干板壓降與篩孔速度篩孔速度ua變化關(guān)系可由實(shí)變化關(guān)系可由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定，并可在雙對(duì)數(shù)驗(yàn)直接測(cè)定，并可在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上給出一條直線?？捎勺鴺?biāo)上給出一條直線?？捎纱饲€擬合得出干板阻力系此曲線擬合得出干板阻力系數(shù)值。數(shù)值。22agupd1ppdp 對(duì)于浮閥塔板，干板壓降與閥孔速度對(duì)于浮閥塔板，干板壓降與閥孔速度ua的關(guān)系，曲線如下的關(guān)系，曲線如下圖所示。隨著氣速不斷增大，該曲線具有三個(gè)階段。圖所示。隨著氣速不斷

40、增大，該曲線具有三個(gè)階段。 第一階段是浮閥處于尚未浮起階段。第一階段是浮閥處于尚未浮起階段。 第二階段是浮閥開(kāi)始浮動(dòng)，但尚未完全開(kāi)啟階段。在此階第二階段是浮閥開(kāi)始浮動(dòng)，但尚未完全開(kāi)啟階段。在此階段里，氣體通過(guò)縫隙的開(kāi)度段里，氣體通過(guò)縫隙的開(kāi)度(環(huán)隙面積環(huán)隙面積)可自行調(diào)節(jié)，使氣體通可自行調(diào)節(jié)，使氣體通過(guò)縫隙的速度保持不變，維持壓力過(guò)縫隙的速度保持不變，維持壓力降與浮閥重量相平衡。降與浮閥重量相平衡。 第三階段是當(dāng)浮閥升至第三階段是當(dāng)浮閥升至最大開(kāi)度時(shí)，塔板與浮閥之最大開(kāi)度時(shí)，塔板與浮閥之間的縫隙面積保持不變，浮間的縫隙面積保持不變，浮閥重量對(duì)壓力降不再發(fā)生影閥重量對(duì)壓力降不再發(fā)生影響。響。 氣

41、體通過(guò)濕塔板的總壓力降氣體通過(guò)濕塔板的總壓力降p和塔板上液層的狀況，將隨著氣流和塔板上液層的狀況，將隨著氣流速度的變化而發(fā)生階段性的變化，如下圖所示。速度的變化而發(fā)生階段性的變化，如下圖所示。塔板上形成穩(wěn)定液層后，塔塔板上形成穩(wěn)定液層后，塔板上氣液兩相的接觸和混和板上氣液兩相的接觸和混和狀態(tài)，也將隨著氣速的改變狀態(tài)，也將隨著氣速的改變而發(fā)生變化。當(dāng)氣速較小時(shí)，而發(fā)生變化。當(dāng)氣速較小時(shí)，氣體以鼓泡方式通過(guò)液層。氣體以鼓泡方式通過(guò)液層。隨著氣速增大，鼓泡層逐漸隨著氣速增大，鼓泡層逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫層，并在液面上轉(zhuǎn)化為泡沫層，并在液面上形成的霧沫層也將隨之增大。形成的霧沫層也將隨之增大?！緦?shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)

42、裝置】浮閥塔浮閥塔 篩板塔篩板塔 1、塔體；、塔體；2、篩孔（浮閥）塔板；、篩孔（浮閥）塔板；3、漏液排放口；、漏液排放口； 4、溫度計(jì)；、溫度計(jì)；5、溢流裝置。、溢流裝置。 【實(shí)驗(yàn)流程圖【實(shí)驗(yàn)流程圖】 水自高位槽，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，由塔板上方一側(cè)水自高位槽，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，由塔板上方一側(cè)的進(jìn)水口進(jìn)入，并由塔板上另一側(cè)溢流堰溢入溢流裝的進(jìn)水口進(jìn)入，并由塔板上另一側(cè)溢流堰溢入溢流裝置。通過(guò)塔板泄漏的液體，可由塔底排放口排出。置。通過(guò)塔板泄漏的液體，可由塔底排放口排出。 來(lái)自空氣源的空氣，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和孔板流量來(lái)自空氣源的空氣，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和孔板流量計(jì)進(jìn)入塔底。計(jì)進(jìn)入塔底。 通過(guò)塔板的尾氣由塔頂

43、排出。氣體通過(guò)塔板的壓通過(guò)塔板的尾氣由塔頂排出。氣體通過(guò)塔板的壓力降由壓差計(jì)顯示。力降由壓差計(jì)顯示。 1、空氣源；、空氣源； 2、放空閥；、放空閥； 3、消聲器、消聲器 4、孔板流量計(jì)；、孔板流量計(jì)； 5、水柱壓差計(jì)；、水柱壓差計(jì)； 6、汞柱壓差計(jì)；、汞柱壓差計(jì)； 7、板式塔；、板式塔； 8、轉(zhuǎn)子流量計(jì)；、轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 9、水柱壓差計(jì)、水柱壓差計(jì)【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】 實(shí)驗(yàn)前，檢查空氣調(diào)節(jié)閥和進(jìn)水閥是否關(guān)嚴(yán)。放空實(shí)驗(yàn)前，檢查空氣調(diào)節(jié)閥和進(jìn)水閥是否關(guān)嚴(yán)。放空閥是否全部開(kāi)啟。高位水槽充水，保持溢流。閥是否全部開(kāi)啟。高位水槽充水，保持溢流。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，每一種塔都可按如下步驟進(jìn)行操作：實(shí)驗(yàn)時(shí)，每一種塔都

44、可按如下步驟進(jìn)行操作：（1）啟動(dòng)空氣源。不斷改變氣體流量，測(cè)定干板壓降）啟動(dòng)空氣源。不斷改變氣體流量，測(cè)定干板壓降與氣速的變化關(guān)系。與氣速的變化關(guān)系。（2）當(dāng)進(jìn)行塔板流動(dòng)特性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先緩慢打開(kāi)水調(diào)）當(dāng)進(jìn)行塔板流動(dòng)特性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先緩慢打開(kāi)水調(diào)節(jié)閥，調(diào)定水的噴淋密度，在一定噴淋密度下，測(cè)定節(jié)閥，調(diào)定水的噴淋密度，在一定噴淋密度下，測(cè)定塔板總壓降、塔板上充氣液層高度等數(shù)據(jù)。塔板總壓降、塔板上充氣液層高度等數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉水調(diào)節(jié)閥和高位槽的進(jìn)水閥實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉水調(diào)節(jié)閥和高位槽的進(jìn)水閥門，然后完全打開(kāi)旁路放空閥，再將空氣調(diào)節(jié)閥關(guān)嚴(yán)，門，然后完全打開(kāi)旁路放空閥，再將空氣調(diào)節(jié)閥關(guān)嚴(yán)，最后關(guān)掉空氣源的電源。最后關(guān)掉空氣源的電源。實(shí)驗(yàn)七：固體流態(tài)化的流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七：固體流態(tài)化的流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn) ( (操作性實(shí)驗(yàn)操作性實(shí)驗(yàn)) ) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察固定床向流化床轉(zhuǎn)變的過(guò)程，以及聚）通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察固定床向流化床轉(zhuǎn)變的過(guò)程，以及聚式流化床和散式流化床流動(dòng)特性的差異；式流化床和散式流化床流動(dòng)特性的差異；2）實(shí)驗(yàn)測(cè)定流化曲線和臨界流化速度。）實(shí)驗(yàn)測(cè)定流化曲線和臨界流化速度。3）通過(guò)本實(shí)