流體流動阻力的測定

1、化工原理實(shí)驗(yàn)流動阻力測定實(shí)驗(yàn)流動阻力測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握直管與閥門阻力損失的測定方法；）掌握直管與閥門阻力損失的測定方法；（2）測定摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)、管壁粗糙度之間的關(guān)系；）測定摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)、管壁粗糙度之間的關(guān)系；（3）測定閥門的阻力系數(shù)與開度之間關(guān)系；）測定閥門的阻力系數(shù)與開度之間關(guān)系；（4）學(xué)會倒）學(xué)會倒U形壓差計和轉(zhuǎn)子流量計的使用方法。形壓差計和轉(zhuǎn)子流量計的使用方法。二、基本原理二、基本原理（1）直管阻力摩擦系數(shù)測定原理）直管阻力摩擦系數(shù)測定原理 流體在圓形管內(nèi)作層流流動時流體在圓形管內(nèi)作層流流動時 =64/Re，湍流流動時，湍流流動時 與雷諾數(shù)和相對粗糙度有關(guān)

2、，要實(shí)驗(yàn)測定，本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證與雷諾數(shù)和相對粗糙度有關(guān)，要實(shí)驗(yàn)測定，本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證不同管路不同管路 與雷諾數(shù)之間的關(guān)系。與雷諾數(shù)之間的關(guān)系。mgudlgpHff22直管阻力的計算可用范寧公式直管阻力的計算可用范寧公式 實(shí)驗(yàn)是對一定長度實(shí)驗(yàn)是對一定長度l和管徑和管徑d的水平管路進(jìn)行測定，在一的水平管路進(jìn)行測定，在一定流量下，利用定流量下，利用U形壓差計測出對應(yīng)的壓強(qiáng)差，由于管道形壓差計測出對應(yīng)的壓強(qiáng)差，由于管道為水平等徑管，壓強(qiáng)差在數(shù)值上就等于壓強(qiáng)降為水平等徑管，壓強(qiáng)差在數(shù)值上就等于壓強(qiáng)降 pf。由。由范范寧公式就可求得某一雷諾數(shù)下的摩擦系數(shù)值。寧公式就可求得某一雷諾數(shù)下的摩擦系數(shù)值。 本實(shí)驗(yàn)要分別對

3、光滑管和粗糙管進(jìn)行測定。本實(shí)驗(yàn)要分別對光滑管和粗糙管進(jìn)行測定。（2）局部阻力測定原理）局部阻力測定原理 局部阻力計算有當(dāng)量長度和阻力系數(shù)兩種方法，當(dāng)量局部阻力計算有當(dāng)量長度和阻力系數(shù)兩種方法，當(dāng)量長度和阻力系數(shù)均要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定，本實(shí)驗(yàn)僅測定閥門長度和阻力系數(shù)均要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定，本實(shí)驗(yàn)僅測定閥門在不同開度的阻力系數(shù)。在不同開度的阻力系數(shù)。 局部阻力可由下式進(jìn)行計算局部阻力可由下式進(jìn)行計算 測定閥門在一定開度下所對應(yīng)的壓強(qiáng)降，由上述公式根測定閥門在一定開度下所對應(yīng)的壓強(qiáng)降，由上述公式根據(jù)對應(yīng)的管內(nèi)流速確定阻力系數(shù)。據(jù)對應(yīng)的管內(nèi)流速確定阻力系數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)裝置三、實(shí)驗(yàn)裝置 本裝置由離心泵、各種閥門和管件

4、、轉(zhuǎn)子流量計、本裝置由離心泵、各種閥門和管件、轉(zhuǎn)子流量計、U形形管壓差計，不銹鋼光滑管、鍍鋅粗糙管等構(gòu)成。管壓差計，不銹鋼光滑管、鍍鋅粗糙管等構(gòu)成。 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為水，水從循環(huán)水箱由離心泵送入實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為水，水從循環(huán)水箱由離心泵送入實(shí)驗(yàn)裝置，經(jīng)過管道系統(tǒng)后返回循環(huán)水箱。經(jīng)過管道系統(tǒng)后返回循環(huán)水箱。 流量可由轉(zhuǎn)子流量計讀得，壓頭損失可由倒流量可由轉(zhuǎn)子流量計讀得，壓頭損失可由倒U壓差計或壓差計或由由1151壓差傳感器和數(shù)顯表測得。裝置結(jié)構(gòu)尺寸見講義。壓差傳感器和數(shù)顯表測得。裝置結(jié)構(gòu)尺寸見講義。gugpHff22m實(shí)驗(yàn)流程實(shí)驗(yàn)流程四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項 熟悉系統(tǒng)流程熟悉系統(tǒng)

5、流程啟動離心泵啟動離心泵管道系統(tǒng)排氣（包括管道系統(tǒng)排氣（包括測壓導(dǎo)管排氣）測壓導(dǎo)管排氣）系統(tǒng)流體靜止時，倒系統(tǒng)流體靜止時，倒U形壓差計兩臂形壓差計兩臂指示液液位是否相等指示液液位是否相等打開閥門，調(diào)節(jié)流量為打開閥門，調(diào)節(jié)流量為1、1.5、2.05.0m3/h（89點(diǎn)），測定光滑管和粗糙管的阻力點(diǎn)），測定光滑管和粗糙管的阻力（由對應(yīng)的壓差計讀得，單位為（由對應(yīng)的壓差計讀得，單位為mmH2O），注意調(diào)節(jié)好），注意調(diào)節(jié)好流量后，要等一段時間再讀數(shù)流量后，要等一段時間再讀數(shù)測定閘閥全開時阻力系測定閘閥全開時阻力系數(shù)（流量設(shè)定為數(shù)（流量設(shè)定為2，3，4m3/h，測得，測得3個阻力，以確定平均個阻力，以確

6、定平均阻力系數(shù)）阻力系數(shù)）關(guān)閉系統(tǒng)閥門關(guān)閉系統(tǒng)閥門停泵停泵關(guān)閉所有儀表關(guān)閉所有儀表電源電源記錄下流體的溫度、裝置號。記錄下流體的溫度、裝置號。 實(shí)驗(yàn)前要畫好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。結(jié)束后實(shí)驗(yàn)記錄要交指實(shí)驗(yàn)前要畫好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。結(jié)束后實(shí)驗(yàn)記錄要交指導(dǎo)老師審閱后，才能離開現(xiàn)場。導(dǎo)老師審閱后，才能離開現(xiàn)場。987654321閘閥阻力閘閥阻力mmH2O粗糙管阻力粗糙管阻力mmH2O光滑管阻力光滑管阻力mmH2O流量流量m3/h序號序號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表五、實(shí)驗(yàn)報告編寫五、實(shí)驗(yàn)報告編寫（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬?shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)原理（二）實(shí)驗(yàn)原理（三）實(shí)驗(yàn)裝置（三）實(shí)驗(yàn)裝置（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)

7、據(jù)記錄表（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（六）思考題（六）思考題實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理22ludgHf直管阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：直管阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 根據(jù)流量、管徑確定流速，根據(jù)管長、該流量下所對根據(jù)流量、管徑確定流速，根據(jù)管長、該流量下所對應(yīng)的直管阻力（應(yīng)的直管阻力（mH2O）代入下式，確定摩擦系數(shù)）代入下式，確定摩擦系數(shù) 。 根據(jù)流體溫度，查取流體的密度、黏度，計算該流量下根據(jù)流體溫度，查取流體的密度、黏度，計算該流量下的流動雷諾數(shù)的流動雷諾數(shù)Re。 計算光滑管、粗糙管每一個流量下的摩擦系數(shù)計算光滑管、粗糙管每一個流量下的摩擦系數(shù) 和雷諾和雷諾數(shù)數(shù)Re ，將處理結(jié)果列入計算結(jié)果表中（表

8、的格式見書）。，將處理結(jié)果列入計算結(jié)果表中（表的格式見書）。 注意：注意：在實(shí)驗(yàn)報告中僅寫出一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計算過程，在實(shí)驗(yàn)報告中僅寫出一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計算過程，其他只要在計算結(jié)果表中表達(dá)出來即可。其他只要在計算結(jié)果表中表達(dá)出來即可。 將計算結(jié)果將計算結(jié)果在在 Re圖上標(biāo)點(diǎn)圖上標(biāo)點(diǎn)，并連成曲線。，并連成曲線。897654321 Re Re 閘閥阻閘閥阻 力系數(shù)力系數(shù)粗糙管粗糙管光滑管光滑管流量流量m3/h序號序號數(shù)據(jù)處理結(jié)果表數(shù)據(jù)處理結(jié)果表log（Re）log（ ）光滑管光滑管粗糙管粗糙管全開閘閥阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：全開閘閥阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 根據(jù)流量、管徑確定流速，根據(jù)該流量下所對應(yīng)的閘根

9、據(jù)流量、管徑確定流速，根據(jù)該流量下所對應(yīng)的閘閥阻力（閥阻力（mH2O）代入下式，確定阻力系數(shù)）代入下式，確定阻力系數(shù) 。22uHgf計算三個流量下的阻力系數(shù)，并將其平均得全開閘閥平計算三個流量下的阻力系數(shù)，并將其平均得全開閘閥平均阻力系數(shù)均阻力系數(shù) 。對流給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)對流給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬┯^察水蒸氣在水平管外壁上的冷凝現(xiàn)象；（一）觀察水蒸氣在水平管外壁上的冷凝現(xiàn)象；（二）測定水或空氣在圓形管內(nèi)強(qiáng)制對流的給熱系數(shù)和傳（二）測定水或空氣在圓形管內(nèi)強(qiáng)制對流的給熱系數(shù)和傳熱系數(shù)，并得出其隨流量的變化規(guī)律。熱系數(shù)，并得出其隨流量的變化規(guī)律。（三）掌握熱電阻測溫方法（三）掌

10、握熱電阻測溫方法二、基本原理二、基本原理mWiittSQ)(mWiittSQ)(根據(jù)牛頓冷卻定律對冷流體可寫出根據(jù)牛頓冷卻定律對冷流體可寫出即即4 . 08 . 0023. 0PrRedii2121ln)()()(ttttttttttWWWWmW)(12ttVQs式中式中LdSii 由此可見只要測得由此可見只要測得t1、t2、tw、流量、流量Vs、換熱管內(nèi)徑以、換熱管內(nèi)徑以及管長及管長L，再由流體的平均溫度確定流體的密度，再由流體的平均溫度確定流體的密度 ，分，分別求得別求得Q，Si，（，（tw-t）m，代入牛頓冷卻定律即可求得，代入牛頓冷卻定律即可求得給熱系數(shù)給熱系數(shù) i。然后再由下式計算其

11、理論值進(jìn)行比較。然后再由下式計算其理論值進(jìn)行比較。miitSQK再由已知的再由已知的t1、t2、 Q，Si，并根據(jù)測得的加熱蒸汽溫度，并根據(jù)測得的加熱蒸汽溫度T，確定傳熱平均溫度差，確定傳熱平均溫度差 tm，代入傳熱速率方程即可，代入傳熱速率方程即可確定確定Ki，與所測到的給熱系數(shù)，與所測到的給熱系數(shù) i進(jìn)行比較，分析管內(nèi)流進(jìn)行比較，分析管內(nèi)流體給熱熱阻占總熱阻的比例。若將管壁熱阻忽略，也可體給熱熱阻占總熱阻的比例。若將管壁熱阻忽略，也可求出水蒸氣冷凝的給熱系數(shù)求出水蒸氣冷凝的給熱系數(shù) o 。2121ln)()(tTtTtTtTtm三、給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)裝置與流程三、給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)裝置與流程四

12、、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項四、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項 （一）水蒸氣（一）水蒸氣空氣體系空氣體系 1、打開總電源開關(guān)，儀表電源開關(guān)（由老師啟動蒸汽發(fā)、打開總電源開關(guān)，儀表電源開關(guān)（由老師啟動蒸汽發(fā)生器和打開蒸汽總閥生器和打開蒸汽總閥6； 2、開啟變頻器，啟動旋渦氣泵；全開氣泵出口閥、開啟變頻器，啟動旋渦氣泵；全開氣泵出口閥10； 3、排盡蒸汽管內(nèi)原積存的冷凝水，排盡后，關(guān)閉冷凝水、排盡蒸汽管內(nèi)原積存的冷凝水，排盡后，關(guān)閉冷凝水排放閥排放閥8，打開蒸汽調(diào)節(jié)閥，打開蒸汽調(diào)節(jié)閥7，再打開換熱器冷凝水排放閥，再打開換熱器冷凝水排放閥9，使冷凝水不斷地排進(jìn)地溝，打開不凝氣排放閥。使冷凝水不斷地排進(jìn)地溝，打開不凝氣排

13、放閥。 4、調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥7，使蒸汽壓力穩(wěn)定在，使蒸汽壓力穩(wěn)定在0.05MPa以下以下（也可用不凝氣排放閥微調(diào)），蒸汽壓力穩(wěn)定的條件下，由（也可用不凝氣排放閥微調(diào)），蒸汽壓力穩(wěn)定的條件下，由大到小調(diào)節(jié)閥大到小調(diào)節(jié)閥10改變空氣流量，測定改變空氣流量，測定36組數(shù)據(jù)，為了保證組數(shù)據(jù)，為了保證所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每組數(shù)據(jù)之間穩(wěn)定時間不得低于所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每組數(shù)據(jù)之間穩(wěn)定時間不得低于5min。記錄數(shù)據(jù)列表。記錄數(shù)據(jù)列表。 5、停車，首先關(guān)閉閥、停車，首先關(guān)閉閥7，停氣泵、關(guān)閉發(fā)生器、儀表、電，停氣泵、關(guān)閉發(fā)生器、儀表、電源。源。（二）水蒸氣（二）水蒸氣水體系水體系 1、打開總電源開

14、關(guān)，儀表電源開關(guān)（由老師啟動蒸汽發(fā)、打開總電源開關(guān)，儀表電源開關(guān)（由老師啟動蒸汽發(fā)生器和打開蒸汽總閥生器和打開蒸汽總閥6）；）； 2、啟動泵，開泵出口閥，使水進(jìn)入管內(nèi)以排除管內(nèi)空氣；、啟動泵，開泵出口閥，使水進(jìn)入管內(nèi)以排除管內(nèi)空氣； 3、排盡蒸汽管內(nèi)原積存的冷凝水，排盡后，關(guān)閉冷凝水、排盡蒸汽管內(nèi)原積存的冷凝水，排盡后，關(guān)閉冷凝水排放閥排放閥8，打開蒸汽調(diào)節(jié)閥，打開蒸汽調(diào)節(jié)閥7，再打開換熱器冷凝水排放閥，再打開換熱器冷凝水排放閥9，使冷凝水不斷地排進(jìn)地溝，打開不凝氣排放閥。使冷凝水不斷地排進(jìn)地溝，打開不凝氣排放閥。 4、調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥7，使蒸汽壓力穩(wěn)定在，使蒸汽壓力穩(wěn)定在0.0

15、5MPa以下以下（也可用不凝氣排放閥微調(diào)），蒸汽壓力穩(wěn)定的條件下，由（也可用不凝氣排放閥微調(diào)），蒸汽壓力穩(wěn)定的條件下，由大到小調(diào)節(jié)閥大到小調(diào)節(jié)閥10改變水流量，測定改變水流量，測定36組數(shù)據(jù)，為了保證所組數(shù)據(jù)，為了保證所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每組數(shù)據(jù)之間穩(wěn)定時間不得低于測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每組數(shù)據(jù)之間穩(wěn)定時間不得低于5min。記錄數(shù)據(jù)列表。記錄數(shù)據(jù)列表。 5、實(shí)驗(yàn)終了，首先關(guān)閉閥、實(shí)驗(yàn)終了，首先關(guān)閉閥7，停泵、關(guān)閉發(fā)生器、儀表、，停泵、關(guān)閉發(fā)生器、儀表、電源。電源。五、實(shí)驗(yàn)報告編寫五、實(shí)驗(yàn)報告編寫（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬?shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)原理（二）實(shí)驗(yàn)原理（三）實(shí)驗(yàn)裝置（三）實(shí)驗(yàn)裝置（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（四

16、）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（六）思考題（六）思考題實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理)(12ttVQs2121ln)()()(ttttttttttWWWWmW由所測得的由所測得的Vs，t1、t2，確定流體密度，計算，確定流體密度，計算Q由所測得的由所測得的t1、t2、tw，計算，（，計算，（tw-t）m由所講義提供的換熱管長、管徑確定由所講義提供的換熱管長、管徑確定SiLdSii確定該流量下的給熱系數(shù)確定該流量下的給熱系數(shù) imWiittSQ)(由由t1、t2，確定流體密度、黏度、導(dǎo)熱系數(shù)、普蘭特準(zhǔn)數(shù)，計，確定流體密度、黏度、導(dǎo)熱系數(shù)、普蘭特準(zhǔn)數(shù)，計算算 i的的理論值。理論值。

17、4 . 08 . 0023. 0PrRedii由由t1、t2、T確定平均溫度差確定平均溫度差 tm ，進(jìn)而確定傳熱系數(shù)，進(jìn)而確定傳熱系數(shù)Ki。miitSQK2121ln)()(tTtTtTtTtm 計算每一個流量下的給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)，將處理計算每一個流量下的給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)，將處理結(jié)果列入計算結(jié)果表中（表的格式見書）。結(jié)果列入計算結(jié)果表中（表的格式見書）。 注意：注意：在實(shí)驗(yàn)報告中僅寫出一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計算過程，在實(shí)驗(yàn)報告中僅寫出一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計算過程，其他只要在計算結(jié)果表中表達(dá)出來即可。其他只要在計算結(jié)果表中表達(dá)出來即可。確定蒸汽冷凝的給熱系數(shù)確定蒸汽冷凝的給熱系數(shù) o確定流體被加熱給

18、熱熱阻占總熱阻的比例確定流體被加熱給熱熱阻占總熱阻的比例%10011iiK所占熱阻比例iiiiooSSKS111LdSoodo換熱管外徑。換熱管外徑。t1t2TtW1321ptW2流量流量m3/h序序號號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 實(shí)驗(yàn)值實(shí)驗(yàn)值 理論值理論值K321流量流量m3/h序號序號數(shù)據(jù)處理結(jié)果表數(shù)據(jù)處理結(jié)果表精餾塔塔板效率測定實(shí)驗(yàn)精餾塔塔板效率測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬┝私膺B續(xù)精餾塔的基本結(jié)構(gòu)及流程；（一）了解連續(xù)精餾塔的基本結(jié)構(gòu)及流程；（二）掌握連續(xù)精餾塔的操作方法；（二）掌握連續(xù)精餾塔的操作方法；（三）學(xué)會板式精餾塔全塔效率的測定方法；（三）學(xué)會板式精餾塔全塔效率的測

19、定方法；（四）了解氣相色譜儀的使用方法。（四）了解氣相色譜儀的使用方法。二、基本原理二、基本原理 全塔效率全塔效率ET=NT/NP，NT為所需理論塔板數(shù)，它可通過為所需理論塔板數(shù)，它可通過物系的平衡關(guān)系、通過實(shí)驗(yàn)測定的塔頂餾出液組成物系的平衡關(guān)系、通過實(shí)驗(yàn)測定的塔頂餾出液組成xD、料、料液組成液組成xF、熱狀態(tài)、熱狀態(tài)q、殘液組成、殘液組成xW以及回流比以及回流比R用圖解法求用圖解法求得。得。NP為塔內(nèi)實(shí)際塔板數(shù)，可見各套裝置的銘牌。為塔內(nèi)實(shí)際塔板數(shù)，可見各套裝置的銘牌。三、實(shí)驗(yàn)裝置和流程三、實(shí)驗(yàn)裝置和流程 裝置采用不銹鋼裝置采用不銹鋼篩板塔，塔內(nèi)徑和塔篩板塔，塔內(nèi)徑和塔板數(shù)見銘牌，塔釜采板數(shù)

20、見銘牌，塔釜采用電加熱，塔頂冷凝用電加熱，塔頂冷凝器為列管換熱器，器為列管換熱器，1、2號裝置加料泵采用離號裝置加料泵采用離心泵，心泵，3、4、5號裝置號裝置采用電磁微量計量泵。采用電磁微量計量泵。其流程見右圖。其流程見右圖。四、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項四、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項（一）實(shí)驗(yàn)步驟（一）實(shí)驗(yàn)步驟1、配制、配制16%19%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的酒精料液加入塔釜中，加（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的酒精料液加入塔釜中，加入量到液位計入量到液位計2/3處。處。2、檢查各閥門的位置是否處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動儀表電源，、檢查各閥門的位置是否處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動儀表電源，再啟動電加熱電源（開始電壓為再啟動電加熱電源（開始電壓為150V

21、），使釜液緩慢升溫。），使釜液緩慢升溫。打開冷卻水進(jìn)口閥控制流量在打開冷卻水進(jìn)口閥控制流量在400500L/h，以冷凝塔內(nèi)上升，以冷凝塔內(nèi)上升的蒸汽，并將回流閥全開，以實(shí)現(xiàn)全回流操作。當(dāng)回流管內(nèi)的蒸汽，并將回流閥全開，以實(shí)現(xiàn)全回流操作。當(dāng)回流管內(nèi)有液體流動時，可將電壓調(diào)到有液體流動時，可將電壓調(diào)到180V。3、當(dāng)塔頂溫度、回流量和塔釜溫度穩(wěn)定后，分別在塔頂和、當(dāng)塔頂溫度、回流量和塔釜溫度穩(wěn)定后，分別在塔頂和塔底取樣進(jìn)行色譜分析，以獲得餾出液和殘液組成。塔底取樣進(jìn)行色譜分析，以獲得餾出液和殘液組成。4、獲得準(zhǔn)確、獲得準(zhǔn)確xD和和xW后，先關(guān)閉電加熱電源，再停掉儀表電后，先關(guān)閉電加熱電源，再停掉儀

22、表電源，待到塔板上沒有液體流動時，關(guān)閉冷卻水閥，關(guān)閉所有源，待到塔板上沒有液體流動時，關(guān)閉冷卻水閥，關(guān)閉所有閥門，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。閥門，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。（二）注意事項（二）注意事項1、塔頂放空閥一定要打開；、塔頂放空閥一定要打開；2、料液加到塔釜液位計、料液加到塔釜液位計2/3處才能開始加熱，否則回由于釜處才能開始加熱，否則回由于釜液位太低而燒壞電加熱絲。液位太低而燒壞電加熱絲。五、實(shí)驗(yàn)報告編寫五、實(shí)驗(yàn)報告編寫（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬?shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)原理（二）實(shí)驗(yàn)原理（三）實(shí)驗(yàn)裝置（三）實(shí)驗(yàn)裝置（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（列表）（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（列表） 包括：實(shí)驗(yàn)裝置號；實(shí)際塔板包括：實(shí)驗(yàn)裝置號；實(shí)際塔板數(shù)數(shù)NP

23、；色譜分析所得塔頂和；色譜分析所得塔頂和塔底組成塔底組成aD和和aW測定值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。測定值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（六）思考題（六）思考題實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1、將所得塔頂和塔底組成換算為摩爾分?jǐn)?shù)、將所得塔頂和塔底組成換算為摩爾分?jǐn)?shù)xD和和xW ；2、在教科書上查取在、在教科書上查取在101.3kPa壓力下乙醇壓力下乙醇水物系的平衡數(shù)水物系的平衡數(shù)據(jù)；據(jù)；3、在、在xy圖上畫出乙醇圖上畫出乙醇水物系的平衡曲線，并畫圖求出在水物系的平衡曲線，并畫圖求出在全回流操作條件下，分離要求為全回流操作條件下，分離要求為xD和和xW情況時所需的理論塔情況時所需的理論塔板數(shù)板

24、數(shù)NT（不包括塔釜）。（不包括塔釜）。4、利用、利用ET=NT/NP 求出塔板效率求出塔板效率ET。xDxWNPNTET裝置號裝置號aWaDp=101.3kPaxDxxWy理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)NT=7-1=6層層吸收系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)吸收系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解填料塔裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；、了解填料塔裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；2、熟悉填料塔的操作控制；、熟悉填料塔的操作控制；3、掌握總體積吸收系數(shù)的測定方法；、掌握總體積吸收系數(shù)的測定方法；4、了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積吸收系數(shù)的、了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積吸收系數(shù)的影響；影響；5、了解氣相色譜儀的使用方法。、

25、了解氣相色譜儀的使用方法。二、基本原理二、基本原理 本實(shí)驗(yàn)采用用水吸收空氣中的本實(shí)驗(yàn)采用用水吸收空氣中的CO2 ，混合氣中，混合氣中CO2的的濃度控制在濃度控制在10%以下，可按低濃度吸收處理。又以下，可按低濃度吸收處理。又CO2在水在水中溶解度很小，過程可看為液膜控制過程。本實(shí)驗(yàn)主要測中溶解度很小，過程可看為液膜控制過程。本實(shí)驗(yàn)主要測定定HOL和和KXa。 Z= HOL NOLAmXYmXYAANOL11211ln11XaOLKLH24D 要求得體積吸收總系數(shù)要求得體積吸收總系數(shù)KXa，就必須先求，就必須先求HOL，在已知填料層，在已知填料層高度高度Z的條件下，若要求得的條件下，若要求得HO

26、L ，NOL應(yīng)為已知，應(yīng)為已知， NOL與與L/V、Y1、X1、X2、m等參數(shù)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)過程要設(shè)法測定這些參數(shù)。等參數(shù)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)過程要設(shè)法測定這些參數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)裝置三、實(shí)驗(yàn)裝置四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開儀表電源和風(fēng)機(jī)電源開關(guān)；、打開儀表電源和風(fēng)機(jī)電源開關(guān)；2、打開進(jìn)水總閥，供水量控制在、打開進(jìn)水總閥，供水量控制在500L/h左右，讓水進(jìn)入塔左右，讓水進(jìn)入塔內(nèi)使填料充分潤濕；內(nèi)使填料充分潤濕；3、控制塔底出水閥開度，使塔底液位穩(wěn)定在一個位置，以、控制塔底出水閥開度，使塔底液位穩(wěn)定在一個位置，以防止塔底液封過高溢滿或過低而泄氣；防止塔底液封過高溢滿或過低而泄氣；4、打開、打開CO2鋼瓶的總閥

27、，調(diào)節(jié)減壓閥并使其壓力穩(wěn)定在鋼瓶的總閥，調(diào)節(jié)減壓閥并使其壓力穩(wěn)定在200kPa5、打開尾氣閥、打開空氣進(jìn)氣閥，調(diào)節(jié)空氣流量在、打開尾氣閥、打開空氣進(jìn)氣閥，調(diào)節(jié)空氣流量在2m3/h，并打開二氧化碳進(jìn)氣閥，調(diào)節(jié)流量在并打開二氧化碳進(jìn)氣閥，調(diào)節(jié)流量在100mL/h；6、調(diào)節(jié)尾氣閥開度，使塔內(nèi)壓力穩(wěn)定在實(shí)驗(yàn)值；、調(diào)節(jié)尾氣閥開度，使塔內(nèi)壓力穩(wěn)定在實(shí)驗(yàn)值；7、操作穩(wěn)定后，讀取各流量計的數(shù)值，以及操作溫度、壓、操作穩(wěn)定后，讀取各流量計的數(shù)值，以及操作溫度、壓力等參數(shù)，通過六通閥在線取樣，利用色譜分析出塔頂、塔力等參數(shù)，通過六通閥在線取樣，利用色譜分析出塔頂、塔底氣相組成底氣相組成aW2、aW1；8、增大水量

28、到、增大水量到700800L/h，重復(fù)，重復(fù)5、6、7步驟。步驟。9、實(shí)驗(yàn)完畢，先關(guān)閉、實(shí)驗(yàn)完畢，先關(guān)閉CO2鋼瓶的總閥，再關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源開鋼瓶的總閥，再關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，關(guān)閉儀表電源開關(guān)，清理場地。關(guān)，關(guān)閉儀表電源開關(guān)，清理場地。五、注意事項五、注意事項1、操作過程中要注意調(diào)整并保持各操作參量穩(wěn)定不變；、操作過程中要注意調(diào)整并保持各操作參量穩(wěn)定不變；2、操作條件改變后，要有一個較長的穩(wěn)定時間，一定要穩(wěn)、操作條件改變后，要有一個較長的穩(wěn)定時間，一定要穩(wěn)定后才能讀取有關(guān)數(shù)據(jù)。定后才能讀取有關(guān)數(shù)據(jù)。六、實(shí)驗(yàn)報告編寫六、實(shí)驗(yàn)報告編寫（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬?shí)驗(yàn)?zāi)康?（二）實(shí)驗(yàn)原理（二）實(shí)驗(yàn)原理（三）實(shí)驗(yàn)裝

29、置（三）實(shí)驗(yàn)裝置 （四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：實(shí)驗(yàn)裝置號、填料層高度、塔徑、吸收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：實(shí)驗(yàn)裝置號、填料層高度、塔徑、吸收劑（水）流量、操作溫度、壓強(qiáng)、空氣流量、劑（水）流量、操作溫度、壓強(qiáng)、空氣流量、 CO2流量、色流量、色譜分析所得塔頂和塔底氣相組成測定值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。譜分析所得塔頂和塔底氣相組成測定值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 （六）思考題（六）思考題實(shí)驗(yàn)裝置號 塔徑 D 填料層高度 Z ?？諝饬髁靠諝饬髁?Vh m3/hCO2流量流量mL/h水流量水流量 Lh m3/h塔底氣相組成塔底氣相組成aW1塔底氣相組成塔底氣相組成aW2溫度

30、溫度 T K K壓強(qiáng)壓強(qiáng) pkPa實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理將塔底、塔頂氣相質(zhì)量分率換算為摩爾比將塔底、塔頂氣相質(zhì)量分率換算為摩爾比空氣MaMaYWCOW)1 (1112空氣MaMaYWCOW)1 (2222將氣、液相體積流量換算為摩爾摩爾流量將氣、液相體積流量換算為摩爾摩爾流量RTpVVhkmol/h水MLLhkmol/hLYYVX)(211X2=0，由物料衡算確定，由物料衡算確定X1AmXYmXYAANOL11211ln11 由操作溫度到教科書附錄查取由操作溫度到教科書附錄查取CO2在水中溶解的亨利系在水中溶解的亨利系數(shù)數(shù)E值，由操作壓力確定相平衡常數(shù)值，由操作壓力確定相平衡常數(shù)m，再進(jìn)一步

31、確定吸收，再進(jìn)一步確定吸收因子因子A值值pEm mVLA 根據(jù)填料層高度確定液相傳質(zhì)單元高度根據(jù)填料層高度確定液相傳質(zhì)單元高度HOLOLOLNZH確定液相傳質(zhì)單元數(shù)確定液相傳質(zhì)單元數(shù)NOL由液相傳質(zhì)單元高度由液相傳質(zhì)單元高度HOL確定體積吸收總系數(shù)確定體積吸收總系數(shù)KXa24DHLKOLXa 計算結(jié)果列表計算結(jié)果列表實(shí)驗(yàn)裝置號 塔徑 D 填料層高度 Z ?？諝饬髁靠諝饬髁?V kmol/h水流量水流量 L kmol/h塔底氣相組成塔底氣相組成Y1塔底氣相組成塔底氣相組成Y2溫度溫度 T K K壓強(qiáng)壓強(qiáng) pkPa KXakmol/m3 h離心泵性能特性曲線測定實(shí)驗(yàn)離心泵性能特性曲線測定實(shí)驗(yàn) 一、

32、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆x心泵結(jié)構(gòu)與特性，學(xué)會離心泵的操作；測定恒定轉(zhuǎn)速條件下離心泵的有效揚(yáng)程(H)、軸功率(N)、以及總效率（）與有效流量(Q)之間的曲線關(guān)系； 學(xué)會馬達(dá)天平法測定離心泵軸功率的方法；了解壓力傳感器和變頻器的工作原理和使用方法；學(xué)會化工原理實(shí)驗(yàn)軟件庫（組態(tài)軟件MCGS和VB實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)）的使用。二、基本原理 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?lián)P程H、軸功率N及效率與流量Q之間的關(guān)系曲線，它是流體在泵內(nèi)流動規(guī)律的外部表現(xiàn)形式。由于泵內(nèi)部流動情況復(fù)雜，不能用數(shù)學(xué)方法計算這一特性曲線，只能依靠實(shí)驗(yàn)測定。1 ) 流量Q的測定與計算采用渦輪流量計測量

33、流量，智能流量積算儀顯示流量值Q m3/h。2 ) 揚(yáng)程H的測定與計算在泵進(jìn)、出口取截面列柏努利方程： (1)p1,p2：分別為泵進(jìn)、出口的壓強(qiáng) N/m2,Pa：液體密度 kg/m3u1, u2：分別為泵進(jìn)、出口的流速m/sg：重力加速度 m/s2當(dāng)泵進(jìn)、出口管徑一樣，且壓力表和真空表安裝在同一高度，上式簡化為： (2)由式（2）可知：只要直接讀出真空表和壓力表上的數(shù)值，就可以計算出泵的揚(yáng)程。本實(shí)驗(yàn)中，還采用壓力傳感器來測量泵進(jìn)口、出口的真空度和壓力，由巡檢儀顯示真空度和壓力值。guuZZgppH221221212gppH123) 軸功率N的測量與計算軸功率可按下式計算：N=M=M （3）式中

34、，N泵的軸功率，W M泵的轉(zhuǎn)矩，N.m 泵的旋轉(zhuǎn)角速度，1/sn泵的轉(zhuǎn)速，r/min P測功臂上所加砝碼的質(zhì)量,KgL測功臂長，m； L=0.4867m（馬達(dá)天平法） 由式（3）可知：要測定泵的軸功率，需要同時測定泵軸的轉(zhuǎn)矩M和轉(zhuǎn)速n，泵軸的轉(zhuǎn)矩采用馬達(dá)天平法測量，泵軸的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)速表直接讀出。60281. 9602nPLn4）效率的計算泵的效率為泵的有效功率Ne與軸功率N的比值。有效功率Ne是流體單位時間內(nèi)自泵得到的功，軸功率N是單位時間內(nèi)泵從電機(jī)得到的功，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Ne可用下式計算：Ne=HQg （4）故 =Ne/N=HQg/N

35、 （5）三、實(shí)驗(yàn)裝置流程圖離心泵性能特性曲線測定實(shí)驗(yàn)儀控柜面板圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1）儀表上電：打開總電源開關(guān)，打開儀表電源開關(guān)；打開三相空氣開關(guān)，把離心泵電源轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到直接位置，即為由電源直接啟動，這時離心泵停止按鈕燈亮。2）打開離心泵出口閥門，打開離心泵灌水閥，對水泵進(jìn)行灌水，注意在打開灌水閥時要慢慢打開，不要開的太大，否則會損壞真空表的。灌好水后關(guān)閉泵的出口閥與灌水閥門。3）實(shí)驗(yàn)軟件的開啟：打開“離心泵性能特性曲線測定實(shí)驗(yàn).MCG”組態(tài)軟件，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，按“F5”鍵進(jìn)入軟件運(yùn)行環(huán)境。按提示輸入班級、姓名、學(xué)號、裝置號后按“確定”進(jìn)入“離心泵性能特性測定實(shí)驗(yàn)軟件”界面，點(diǎn)擊“恒定轉(zhuǎn)速下的離心泵性能特性曲線測定”按鈕，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面。4）當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒后，按下離心泵啟動按鈕，啟動離心泵，這時離心泵啟動按鈕綠燈亮。啟動離心泵后把出水閥開到最大，開始進(jìn)