shiyan山東輕工業(yè)學(xué)院課件

1、實驗一 雷諾實驗1. 觀察流體的層流、過度流、湍流三種流動情況和層流時的速度分布。2. 測定不同流動狀態(tài)下的雷諾準(zhǔn)數(shù)，從而確定臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)。一、實驗?zāi)康牡?頁，共32頁。流體流動的基本狀態(tài)有層流及湍流，還有處在這二者之間的過渡流。流態(tài)決定于雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的大小。流態(tài)轉(zhuǎn)變時的雷諾準(zhǔn)數(shù)值稱為臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec。由湍流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r的臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec1 要比由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r的臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec2 小。Rec1 稱為下臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)，Rec2 稱為上臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)。所以，ReRec12300時，恒為層流；ReRec24000時，恒為湍流。實驗中，在某一直徑的管道中觀察某一溫度下清水的流動，因此，D、 值均

2、是固定不變的。由于wQ/(D2/4 ) ，故有ReDw/4Q/(D)。通過控制閥改變流量，就改變了Re值。觀察流態(tài)的改變，就可以確定下臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec1及上臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec2 的值。二、實驗原理第2頁，共32頁。三、實驗裝置第3頁，共32頁。1. 檢查所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，紅墨水裝入墨水瓶內(nèi)。2. 打開自來水開關(guān)（閥1），使高位水箱中加滿水，當(dāng)溢流管中有水流出時，可將閥1關(guān)小，保持溢流管中有水流出即可。 注意：以后每次改變流量后，均須調(diào)節(jié)閥1，保證溢流管中有水流出（不必太大）。3. 觀察層流時的速度分布：開啟閥3，待觀察管上端均勻染上顏色后，關(guān)閉閥3，緩緩開啟閥2，控制流量使水呈層流，仔細(xì)

3、觀察染色水流的運(yùn)動情況，可以看出流速呈拋物線分布。四、實驗步驟第4頁，共32頁。4. 流體流動狀態(tài)的觀察與測定： （1）慢慢打開閥2，并根據(jù)Re2300計算出層流時水的最大流量，調(diào)節(jié)閥2使水的流量小于計算出的臨界值，當(dāng)水流穩(wěn)定510 min后，可打開閥3，注意使紅墨水的流速盡量與觀察管中水的流速相近，觀察紅墨水的流動形態(tài)，應(yīng)為一條直線。記錄此時流量計讀數(shù)。 （2）慢慢增大水的流量，直至紅墨水細(xì)流在管中開始波動，記錄此時的流動狀況及流量計讀數(shù)。 （3）繼續(xù)增大流量，直至紅墨水細(xì)流波動得更加紊亂，記錄此時的流動狀況及流量計讀數(shù)。 （4）繼續(xù)增大流量，直至紅墨水細(xì)流在進(jìn)入管內(nèi)后迅速擴(kuò)散到整個管路中，

4、記錄此時的流動狀況及流量計讀數(shù)。 （5）再由較大流量變?yōu)樾×髁?，重?fù)以上觀察，并記錄以上各項數(shù)據(jù)。四、實驗步驟（續(xù)）第5頁，共32頁。五、實驗記錄水溫： 觀察管內(nèi)徑： mm流量變化序號流量(L/min)墨水線形狀由小變大1234由大變小5678第6頁，共32頁。1. 將實驗結(jié)果整理，填入下表，根據(jù)實驗結(jié)果確定臨界雷諾數(shù)，并列計算示例。2. 分析實驗結(jié)果是否準(zhǔn)確，如與理論值有偏差，請分析產(chǎn)生偏差的可能原因。觀察管內(nèi)徑： mm 水溫： 密度： kgm3 粘度： Pas流量變化序號流量(L/min)Re流動形態(tài)根據(jù)Re做出的判斷實驗觀察到的形態(tài)由小變大1234由大變小5678下臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec1上

5、臨界雷諾準(zhǔn)數(shù)Rec2六、實驗報告第7頁，共32頁。1. 在同一流量下，管徑大和管徑小的管子，哪一個Re大？2. 墨水的流入速度過大會產(chǎn)生什么影響？七、思考題第8頁，共32頁。實驗二 柏努利方程實驗1. 熟悉流體流動中位壓頭、動壓頭、靜壓頭的概念和相互間轉(zhuǎn)換關(guān)系。2. 觀察各項壓頭的變化規(guī)律。 一、實驗?zāi)康牡?頁，共32頁。對于管內(nèi)作穩(wěn)定流動的流體，在無外功的條件下，任意兩截面間的能量衡算，可由柏努利方程式表示： hz1hp1hd1hz2hp2hd2hw1-2當(dāng)管路條件改變（如管路截面改變、位置高低等）或流量改變時，流體的各項能量（即位壓頭、靜壓頭、動壓頭）即發(fā)生改變或相互轉(zhuǎn)換，并且會產(chǎn)生壓頭損

6、失，但對于任意兩截面間各能量的變化遵循柏努利方程式。本實驗通過測量測壓管內(nèi)的液柱高度，可以測量流體流過不同管件（彎頭、閥門等）的能量損失以及各能量之間的轉(zhuǎn)換。二、實驗原理第10頁，共32頁。圖中： 1水槽 2水泵 3閥門 4閥門 5水箱 6溢流管 7轉(zhuǎn)子流量計 8調(diào)節(jié)閥三、實驗裝置第11頁，共32頁。1. 檢查閥門、閥門、調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉，如未關(guān)閉，將其關(guān)閉。2. 開啟水泵，待水泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，打開進(jìn)水閥門。3. 待溢流管內(nèi)有水流出，各測壓管、測速管內(nèi)水柱液面穩(wěn)定時，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。 思考題：各測壓管、測速管內(nèi)水柱液面是否在同一水平面上？應(yīng)否在同一水平面上？為什么？4. 將流量調(diào)節(jié)閥打開，使管

7、內(nèi)有水流過，待各測壓管、測速管內(nèi)水柱液面穩(wěn)定時，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。 思考題：各測壓管、測速管內(nèi)水柱高度是否發(fā)生變化？如何變化？解釋為什么。5. 將流量調(diào)節(jié)閥開大，使管內(nèi)水的流量增大，待各測壓管、測速管內(nèi)水柱液面穩(wěn)定時，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。 思考題：各處測壓管、測速管內(nèi)水柱高度是否發(fā)生變化？如何變化？解釋為什么。6. 實驗結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)水閥門，然后關(guān)閉水泵，開啟閥門，放出水箱中的水。四、實驗步驟第12頁，共32頁。五、實驗記錄序號操作情況實 驗 現(xiàn) 象1流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉2流量調(diào)節(jié)閥開啟3流量調(diào)節(jié)閥開大第13頁，共32頁。解釋實驗中發(fā)生的現(xiàn)象，并討論實驗所測數(shù)據(jù)及結(jié)果是否有不合理的？如有，請分析可能

8、的原因。 六、實驗報告第14頁，共32頁。實驗三 離心泵性能曲線的測定1. 了解離心泵的操作。2. 掌握離心泵性能曲線的測定方法，測定離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的性能曲線。一、實驗?zāi)康牡?5頁，共32頁。離心泵的壓頭H、功率N、效率 隨流量Q的變化而改變，通過測量（或計算）不同流量時之H、N、，便可求得泵的H-Q、N-Q、-Q曲線。1. 流量的測量本實驗用渦輪流量計測量流量。當(dāng)被測流體通過流量計時，渦輪受流體的作用而旋轉(zhuǎn)，渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)隨流量的變化而改變，通過磁電轉(zhuǎn)換裝置將轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號。通過渦輪流量計的流體流量按下式計算： Qf / L/s式中：f 流量計示值，Hz； 流量計系數(shù)（標(biāo)于流量計表盤上）

9、。二、實驗原理第16頁，共32頁。2. 壓頭的測量用真空表和壓強(qiáng)表測量泵進(jìn)、出口處的壓強(qiáng)，泵的壓頭H與泵進(jìn)、出口處的壓強(qiáng)、流速等有關(guān)： H f (pM，pV，h，w進(jìn)，w出，hw )二、實驗原理（續(xù)）式中： pM 由壓出管上裝設(shè)的壓強(qiáng)表讀出的壓強(qiáng)（表壓），Pa ； pV 由汲入管上裝設(shè)的真空表讀出的真空度，Pa ； h 壓強(qiáng)表和真空表測點之間的垂直距離，m ； w進(jìn)、w出 汲入管、壓出管中液體的流速，m/s ； 液體的密度，kg/m3 ； hw 測點間的管路阻力。此段管路很短，h w極小，故可略去不計。第17頁，共32頁。3. 功率的測量功率N是指離心泵的軸功率。本實驗中： 新泵：軸功率儀表盤

10、上功率表讀數(shù)0.89 舊泵：軸功率儀表盤上功率表讀數(shù)30.89二、實驗原理（續(xù)）4. 離心泵的效率離心泵的效率用下式計算：第18頁，共32頁。圖中： 1離心泵； 2真空表； 3壓力表； 4渦輪流量計； 5水箱； 6、7、8閥門； 9排水閥； 10放氣閥。三、實驗裝置另外，在儀表盤上裝有功率表，用以測量電機(jī)的輸入功率。第19頁，共32頁。1. 開上水閥門，水箱充水至80%。2. 關(guān)閉功率表、流量計的二次儀表及閥門8。3. 開啟閥門6向水泵中加水，反復(fù)開啟和關(guān)閉放氣閥10，盡可能排除泵體內(nèi)的空氣，排氣結(jié)束，關(guān)閉閥門6和放氣閥。4. 啟動離心泵。5. 開啟各儀表開關(guān)。6. 開啟閥門8至最大開度，由最

11、大流量范圍合理分割流量，進(jìn)行實驗布點（測810組數(shù)據(jù)）。7. 由閥門8調(diào)節(jié)流量，每次流量調(diào)節(jié)穩(wěn)定后，讀取各組實驗數(shù)據(jù)。8. 實驗裝置恢復(fù)原狀，并清理實驗場地。 四、實驗步驟第20頁，共32頁。水泵型號： 汲入管內(nèi)徑(mm）： 壓出管內(nèi)徑（mm）：水泵轉(zhuǎn)速（按電機(jī)銘牌所標(biāo)的轉(zhuǎn)速記）： 水溫（）：壓力表與真空表間垂直距離h（mm）： 流量計系數(shù)：序號流量計示值f (Hz)壓力表讀數(shù)pM(MPa)真空表讀數(shù)pv(MPa)功率表讀數(shù)(W)五、實驗記錄第21頁，共32頁。1. 推導(dǎo)離心泵壓頭H的計算式；將實驗結(jié)果整理，填入下表，并且以其中一組數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計算。序號流量Q（m3/s）壓頭H（m）功率N（k

12、W）效率 （%）2. 在坐標(biāo)紙上繪出水泵的性能曲線（H-Q、N-Q、-Q曲線）。3. 分析實驗結(jié)果是否合理？如有不合理處，請分析產(chǎn)生這種不合理現(xiàn)象的可能原因。六、實驗報告第22頁，共32頁。1. 離心泵為什么要在出口閥關(guān)閉的情況下啟動？2. 離心泵啟動前為什么必須罐水排氣？3. 試從理論上分析，用實驗用的這臺泵輸送密度為1200 kg/m3的鹽水（忽略粘度的影響），你認(rèn)為在相同流量下泵的壓頭是否有改變？同一流量時的功率是否會改變？ 七、思考題第23頁，共32頁。一、實驗?zāi)康?掌握煙氣分析的原理、方法，了解氣體分析儀的構(gòu)造和使用方法。實驗四 煙氣成分分析儀二、實驗原理煙氣成分主要有N2、O2、C

13、O2和CO，用化學(xué)分析法定量測量。1. CO2的測量： 33%的KOH溶液，吸收量為40ml CO2 /ml KOH2KOH+ CO2=K2CO3+H2O第24頁，共32頁。2. 氧氣的測量： 吸收劑為焦性沒食子酸鉀C6H3(OH)3+3KOH=C6H3(OK)3+3H2O2C6H3(OK)3+0.5O2=(OK)3C6H2 _C6H2 (OK)3 +3H2O3. CO的測量： 吸收劑為氯化亞銅的氨性溶液Cu2Cl2+2CO= CU2Cl2-2CO(不穩(wěn)定）在氨性溶液中進(jìn)一步發(fā)生不可逆反應(yīng)：CU2Cl2-2CO+4NH3+2H2O=Cu-COONH4+2NH4ClCu-COONH4第25頁，共

14、32頁。三、實驗裝置： 奧氏氣體分析儀（見實驗指導(dǎo)書）四、實驗步驟：1. 吸收劑的配置；2. 煙氣的取樣；3. 實驗儀器的裝配及密封檢查；4. 測量步驟。瓶 三通閥 大氣：提升瓶排出分析器內(nèi)的氣體瓶 三通閥 球膽通：下降瓶煙氣進(jìn)入量氣筒瓶 三通閥 大氣：提升瓶排出煙氣量取100ml氣體采取減量法測量。第26頁，共32頁。五、注意事項1. 在進(jìn)行分析前必須首先通入煙氣以清洗儀器使封閉液被煙氣飽和；2. 必須按先后順序先分析CO2、然后分析O2、CO，CO分析時間不可太長；3. 平衡瓶不易升降過猛以免將吸收劑沖過刻度；4. 等管內(nèi)液面平穩(wěn)后再讀數(shù)。第27頁，共32頁。一、實驗?zāi)康模?1. 學(xué)習(xí)校驗

15、熱電偶的方法。 2. 正確掌握檢測熱電偶的外觀。 3. 學(xué)會常用熱電偶分度表的使用。實驗五 熱電偶校驗實驗二、實驗原理 熱電偶由兩種不同的金屬材料制成，一端焊接在一起，放置在高溫區(qū)，稱為熱端；另一端分開，用于接顯示儀表，稱為冷端。 當(dāng)冷端溫度為 t0 時： E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)第28頁，共32頁。三、實驗設(shè)備 實驗設(shè)備如圖所示：由高溫電阻爐、智能溫度控制儀、交流供電調(diào)壓器、UJ33a電位差計、銅一康銅熱電偶等組成。第29頁，共32頁。校驗儀調(diào)零：調(diào)節(jié)電氣調(diào)零旋鈕，使檢流計指向零。設(shè)定溫度：根據(jù)表1校驗點溫度設(shè)定測試溫度。測量：當(dāng)電爐達(dá)到設(shè)定溫度并恒溫10分鐘后開始測量。實驗結(jié)束：將溫控儀表打到手動，調(diào)節(jié)電動勢到最小，關(guān)閉電源，拔下電源插頭。常用熱電偶校驗點溫度 表1四、實驗步驟第30頁