化工機(jī)械實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

..目錄TOC\o"1-1"\h\z\u活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)及性能實(shí)驗(yàn)1離心泵性能測試12內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測定15外壓圓筒失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)20高壓容器爆破實(shí)驗(yàn)23超聲波探傷實(shí)驗(yàn)28換熱器總傳熱系數(shù)的測定31精餾操作與塔效率的測定34攪拌反應(yīng)器性能實(shí)驗(yàn)38碳鋼極化曲線測定44不銹鋼鈍化曲線測定48振動測量52臨界轉(zhuǎn)速測量55法蘭非金屬墊片密封性能實(shí)驗(yàn)60傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)62二容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)70雷諾實(shí)驗(yàn)74活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)及性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程流體機(jī)械計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)室過程流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)課中的一項綜合性實(shí)驗(yàn),包括兩部分：活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和活塞式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能測定。實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠卸骸?通過觀察多種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)和拆解一臺空氣壓縮機(jī),把課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來,達(dá)到獲得對實(shí)際往復(fù)活塞壓縮機(jī)內(nèi)外各部件的感性認(rèn)識的目的。了解氣閥、活塞、十字頭、曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸箱之間的相對位置,以及他們的形狀與作用。認(rèn)識氣體進(jìn)出壓縮機(jī)的途徑,壓縮機(jī)的冷卻方式,潤滑方法。掌握各主要零部件的拆裝步驟及方法。〔2通過實(shí)驗(yàn)測量一臺活塞式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能,進(jìn)一步理解活塞式壓縮機(jī)的基本理論,掌握過程流體機(jī)械的實(shí)驗(yàn)研究方法和手段。本實(shí)驗(yàn)通過測定一臺活塞式壓縮機(jī)的排氣量、功率、轉(zhuǎn)速來研究和分析活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和影響活塞式壓縮機(jī)性能的因素,同時觀察壓縮機(jī)氣缸內(nèi)部的工作過程—示功圖。2.任務(wù)〔1觀察多種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)并拆解一臺空氣壓縮機(jī)?！?測定在一定轉(zhuǎn)速下和一定工況下,壓縮機(jī)的排氣量Q、指示功率、軸功率Nz并與理論計算值比較；觀察示功圖?！?了解計算機(jī)控制的參數(shù)采集系統(tǒng)的工作機(jī)理〔包括信號與采集、運(yùn)算處理、結(jié)果顯示及結(jié)果打??；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1.活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)a.實(shí)驗(yàn)壓縮機(jī)壓縮機(jī)3臺：立式單級單作用空壓機(jī)1臺,W型單級單作用空壓機(jī)1臺,L型兩級雙作用空壓機(jī)〔可動有機(jī)玻璃模型機(jī)1臺。b.壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及主要零部件介紹工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)空氣壓縮的主要部件。由氣缸、氣閥、活塞組件等組成。氣缸呈圓筒形,在氣缸蓋〔及汽缸座設(shè)有若干吸氣閥與排氣閥?；钊汕B桿機(jī)構(gòu)帶動在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動。L型壓縮機(jī)有兩個氣缸,通常垂直列為一級缸,水平列為二級缸?？諝馕胍患墯飧捉?jīng)過壓縮后,進(jìn)入中間冷卻器降溫,再進(jìn)入二級氣缸壓縮,最后排出到輸氣管路供使用。運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動機(jī)構(gòu)由曲軸、連桿、十字頭〔用于雙作用壓縮機(jī),對單作用壓縮機(jī)為連桿組成,用于傳遞動力,將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成往復(fù)運(yùn)動。曲軸的曲拐上裝有一個或多個連桿。連桿的另一端與只能在滑道內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動的十字頭〔對單作用壓縮機(jī)為在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動的活塞連接。這樣,旋轉(zhuǎn)的曲軸使連桿擺動,傳到十字頭〔活塞作往復(fù)運(yùn)動,在通過活塞桿使活塞往復(fù)運(yùn)動對氣體做功。機(jī)身機(jī)身上支承和安裝著整個運(yùn)動機(jī)構(gòu)與工作機(jī)構(gòu),又兼作潤滑油箱用。曲軸用軸承支承在機(jī)身上。對于雙作用壓縮機(jī),機(jī)身上兩個滑道又支托著十字頭,兩個氣缸分別固定在L型機(jī)身的兩臂上。氣缸氣缸是構(gòu)成壓縮容積實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的主要部件。本實(shí)驗(yàn)的壓縮機(jī)氣缸有空冷的,也有水冷的。單作用壓縮機(jī)為空冷,缸體和缸蓋上有散熱翅片。雙作用壓縮機(jī)氣缸為水冷結(jié)構(gòu)?；钊M件活塞組件包括活塞、活塞環(huán)及活塞桿〔雙作用壓縮機(jī)或活塞、活塞環(huán)及活塞銷〔單作用壓縮機(jī)等。實(shí)驗(yàn)的L型壓縮機(jī)活塞為盤形活塞機(jī)構(gòu)。在活塞盤側(cè)面上有兩道凹槽,用來安裝活塞環(huán)?；钊麠U的作用是將活塞與十字頭連接起來,傳遞作用在活塞上的力,帶動活塞運(yùn)動。其它壓縮機(jī)用的是筒型活塞,活塞與連桿是通過活塞銷連接?；钊h(huán)為一開口圓環(huán),在自由狀態(tài)下,其外徑大于氣缸直徑。裝入氣缸后,環(huán)徑縮小,僅在切口處留下一個熱膨脹間隙。其主要作用是密封氣缸與活塞盤之間的間隙,防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向另一側(cè),此外還有均布潤滑油的作用。單作用壓縮機(jī)用的筒型活塞上還有一道刮油環(huán),用于刮去汽缸表面多余的潤滑油。氣閥氣閥是壓縮機(jī)中的重要部件,其作用是控制氣體及時吸入與排出氣缸。實(shí)驗(yàn)所用壓縮機(jī)的氣閥為環(huán)狀閥,主要由閥座、閥片、彈簧及升高限制器等零件組成。它的工作原理以吸氣閥為例來說明。在吸氣過程,當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力低于吸氣管道中的壓力,且兩者壓力差所產(chǎn)生的推力足已克服彈簧壓緊力及閥片、彈簧的慣性力時,彈簧隨即把閥片彈回,閥片由落在閥座上,吸氣閥關(guān)閉,完成吸氣過程。曲軸曲軸是壓縮機(jī)的運(yùn)動部件。主要由主軸頸、曲軸銷、曲柄等組成。曲軸擱置在機(jī)體軸承座上的部份,稱為豬軸頸；與連桿連接的部分稱為曲柄銷；連接主軸頸與曲柄銷的部分稱為曲柄。曲柄與曲柄銷組合在一起稱為曲拐。本實(shí)驗(yàn)所用壓縮機(jī)的曲軸均為曲拐軸,其特點(diǎn)是曲柄銷兩端均有曲柄形成曲拐。連桿連十字頭十字頭是連接活塞桿與連桿的部件,是雙作用壓縮機(jī)特有的。它在導(dǎo)軌里作往復(fù)運(yùn)動,并將連桿的動力傳給活塞部件。實(shí)驗(yàn)用L型壓縮機(jī)的十字頭與連桿的連接方式為閉式。十字頭與活塞桿的連接采用螺紋連接方式,可根據(jù)活塞桿螺紋旋入十字頭的深淺來調(diào)整活塞桿與氣缸端面的間隙,并用自鎖螺母鎖緊。十字頭與連桿采用十字頭銷連接。壓縮機(jī)的潤滑系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)的L型壓縮機(jī)采用壓力潤滑方式。分為兩個獨(dú)立的系統(tǒng)：氣缸部分靠注油器供潤滑,傳動部分靠齒輪油泵供油潤滑；其它兩臺壓縮機(jī)采用的是飛濺潤滑方式,即汽缸—活塞及曲軸—連桿的潤滑都采用由連桿大頭上的打油機(jī)構(gòu)將曲軸箱內(nèi)的潤滑油濺起到潤滑表面實(shí)現(xiàn)潤滑。L型壓縮機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的潤滑：傳動機(jī)構(gòu)的潤滑路線如下：連桿大頭主軸承油冷卻器濾油器齒輪油泵儲油箱連桿小頭連桿大頭主軸承油冷卻器濾油器齒輪油泵儲油箱連桿小頭十字頭滑道十字頭銷十字頭滑道十字頭銷圖１傳動機(jī)構(gòu)的潤滑路線冷卻系統(tǒng)：本實(shí)驗(yàn)L型壓縮機(jī)采用水冷方式。兩級之間設(shè)有中冷器,用于冷卻一級排氣；汽缸及填料函外設(shè)有冷卻水夾套,用于冷卻汽缸和填料。c.實(shí)驗(yàn)步驟拆解并安裝1臺立式單級單作用空壓機(jī)。拆卸時遵循從上到下,從外到內(nèi)的基本原則,安裝時次序與拆卸是相反。本壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單,拆裝的重點(diǎn)是觀察汽缸、氣閥及氣道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。拆卸次序?yàn)椋孩?拆氣缸蓋卸下缸蓋頂部的螺母,向上拆下氣缸蓋。注意觀察其結(jié)構(gòu)形式以及內(nèi)部氣道的布置。Ⅱ.拆氣閥本壓縮機(jī)的氣閥為組合式氣閥,即進(jìn)氣閥和排氣閥組合在一起。拆下氣缸蓋后即可拿出裝在氣缸正上方的氣閥組件。松開位于中心螺栓和螺母,即可將閥座和升程限制器分開,取出閥片和彈簧。Ⅲ.盤動飛輪,使曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞動作,觀察氣缸內(nèi)部及活塞在氣缸內(nèi)的運(yùn)動情況。Ⅳ.安裝復(fù)原壓縮機(jī)。安裝時注意參照壓縮機(jī)的拆開步驟及壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式,正確安裝各部件。d.實(shí)驗(yàn)要求本部分要求觀察3種壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式并作出記錄。包括：總體結(jié)構(gòu),單、雙作用活塞對應(yīng)的運(yùn)動機(jī)構(gòu),氣閥結(jié)構(gòu)及類型,汽缸結(jié)構(gòu)及冷卻方式,潤滑方式。2.活塞式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能測量本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為測量一臺空氣壓縮機(jī)在設(shè)計工況下的排氣量、指示功率并與理論計算結(jié)果對比。實(shí)驗(yàn)裝置由容積式空氣壓縮機(jī)測試系統(tǒng)和空氣壓縮機(jī)組組成,見圖2。圖2壓縮機(jī)性能測試系統(tǒng)示意圖1.噴嘴流量計2.壓縮機(jī)3.轉(zhuǎn)速傳感器4.儲氣罐5.信號處理系統(tǒng)6.數(shù)據(jù)采集接口箱7.壓力傳感器a.實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)原理〔1實(shí)驗(yàn)壓縮機(jī)裝置實(shí)驗(yàn)壓縮機(jī)是上海壓縮機(jī)廠制造的無十字頭3缸單作用風(fēng)冷式壓縮機(jī)一臺,壓縮機(jī)基本參數(shù)如下：額定排氣量：1.0m額定排氣壓力：0.7MPa〔表壓額定轉(zhuǎn)速：1000r/min活塞行程：75mm〔曲柄半徑氣缸直徑：90氣缸數(shù)目：3潤滑方式：飛濺式壓縮機(jī)軸功率：6.7KW氣缸相對余隙容積約為6％驅(qū)動電動機(jī)額定功率：7.5KW電動機(jī)功率因數(shù)：0.85壓縮機(jī)是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的,連桿直接與活塞相連接,沒有十字頭,連桿大頭為對分式。曲柄安裝在滑動軸承上,壓縮機(jī)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)及氣缸均用擊濺方式進(jìn)行潤滑。壓縮機(jī)機(jī)身與氣缸外套鑄成整體?？諝庾源髿膺M(jìn)入壓縮機(jī),經(jīng)壓縮后排出,壓縮機(jī)的排氣管接儲氣罐,儲氣罐為直徑Φ300,長900mm壁厚1〔2壓縮機(jī)的排氣測定裝置在儲氣罐出口的壓力調(diào)節(jié)閥后設(shè)有一套排氣量測定裝置,即噴嘴流量計,裝置設(shè)計按照排氣量按照"GB/T15487--1995《容積式壓縮機(jī)流量測方法》"中所規(guī)定的方法進(jìn)行測定。裝置由減壓箱、噴嘴、測壓管及測溫管所組成,減壓箱內(nèi)有多孔小板及井字形隔板所組成的氣體流動裝置,噴嘴由不銹鋼或黃銅制造,孔徑尺寸為19.05mm根據(jù)測量得到的有關(guān)參數(shù),壓縮機(jī)實(shí)際排氣量由下式計算得出<1>式中：Q－壓縮機(jī)排氣量〔m3/min－噴嘴系數(shù)〔查表－噴嘴前后的壓力差〔mm水柱,1mm水柱10.2Pa－噴嘴直徑〔mm－大氣壓力〔105Pa－壓縮機(jī)吸入氣體的絕對溫度〔K－噴嘴前氣體的絕對溫度〔K〔3示功圖〔P-V圖的測試裝置壓縮機(jī)的一個一級氣缸頂部開孔,通過接頭連接壓電式壓力傳感器,測試氣缸內(nèi)氣體的瞬間壓力P。壓縮機(jī)飛輪上裝有鍵相器,通過光電轉(zhuǎn)速器,測試壓縮機(jī)的瞬間曲柄轉(zhuǎn)角α。由下面公式確定活塞位移x,〔2式中：－活塞位移,－曲柄半徑,－曲軸半徑與連桿長度l的比值,α－曲柄轉(zhuǎn)角。由活塞位移x與氣缸截面積A的乘積即可確定活塞掃過的氣缸容積V?！?式中：—?dú)飧兹莘e；—?dú)飧捉孛娣e,A=πD2/4；x—活塞位移。由和可繪出壓縮機(jī)一個循環(huán)的圖〔示功圖。由示功圖封閉面積即可算出一個循環(huán)的壓縮功；再乘以轉(zhuǎn)速和氣缸數(shù)目即得壓縮機(jī)指示功率：〔封閉面積〔氣缸數(shù)目〔〔4式中：－轉(zhuǎn)速,r/min。〔4電動機(jī)功率的測定電機(jī)負(fù)載為三角形的三相電路,電動機(jī)輸入功率為〔5式中：—電機(jī)功率；—相電壓；—相電流；—功率因數(shù),等于0.85。〔5計算機(jī)化的數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集與處理通過計算機(jī)化的"信號采集與分析系統(tǒng)CRAS"實(shí)現(xiàn)。示功圖繪制、排氣量和指示功率計算通過示功圖軟件實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集與信號處理系統(tǒng)包括傳感器以及放大器,數(shù)據(jù)采集卡,接口箱,以及VMCRAS及示功圖軟件等。b.實(shí)驗(yàn)步驟〔1熟悉實(shí)驗(yàn)用設(shè)備和儀器?！?打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集?！?進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。打開計算機(jī)電源,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊桌面上的"CRAS6.1〔快捷方式",進(jìn)入計算機(jī)化的振動信號采集分析系統(tǒng)CRAS。再點(diǎn)擊："旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)示與分析VMCRAS"。在"VMCRAS"界面下,先定義作業(yè)文件〔即數(shù)據(jù)采集文件名稱及類型。點(diǎn)擊"作業(yè)"在"搜尋〔I"欄確認(rèn)作業(yè)文件的位置<即文件保存位置>②在"文件名稱〔N"欄寫入所起的文件名〔不寫擴(kuò)展名；③在"文件類型〔T"欄點(diǎn)入"外部雙通道"<注：內(nèi)部方式指定采樣率頻率；外部方式指采樣頻率隨轉(zhuǎn)速同步變化>?！?設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù),點(diǎn)擊"參數(shù)設(shè)置",逐步完成以下各項設(shè)置：①采集方式：選擇"外部"；鍵相位必須為128〔鍵相位表示整轉(zhuǎn)速周期的測點(diǎn)。采集控制：選擇"監(jiān)示采集"；轉(zhuǎn)速控制為"升速"；在"總記錄時間〔秒"攔中填入時間,一般為30–40秒。監(jiān)測值類型：P_P〔雙峰值,在文本框的下拉列表中選擇。工程單位：一通道〔氣缸壓力傳感器：MPa,在文本框的下拉列表中選擇。二通道〔差壓傳感器：Pa,在文本框的下拉列表中選擇。電壓范圍：±10000mv,在選項欄中選擇。較正因子：輸入一通道<氣缸壓力傳感器>較正因子〔由傳感器參數(shù)確定：17000二通道<差壓傳感器>較正因子：1所有參數(shù)確定后,點(diǎn)擊"確認(rèn)"。〔5開啟壓縮機(jī),開始數(shù)據(jù)采集檢查傳感器,儀器儀表接線等無誤,確認(rèn)儲氣罐出口的壓力調(diào)節(jié)閥完全打開后,啟動壓縮機(jī)。逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥開度,壓縮機(jī)排氣壓力開始升高,注意觀察,待壓縮機(jī)排氣壓力達(dá)到規(guī)定值〔0.7MPa表壓力且穩(wěn)定后,點(diǎn)擊VMCRAS狀態(tài)下的"在線監(jiān)測"。即可觀察壓縮機(jī)排氣壓力—時間曲線,數(shù)據(jù)采集完畢后退出"CRAS"。〔6作壓縮機(jī)示功圖和計算排氣量①用鼠標(biāo)點(diǎn)擊電腦顯示器桌面上的"示功圖"在打開的界面里逐步完成以下各項。=2\*GB3②導(dǎo)入數(shù)據(jù)采集的Vm文件點(diǎn)擊菜單"導(dǎo)入數(shù)據(jù)〔I",在下拉菜單中選擇"從Vm作業(yè)導(dǎo)入數(shù)據(jù)",在C盤中選擇文件夾"Cras"打開,選擇擴(kuò)展名為"DED"的數(shù)據(jù)采集文件〔即先前所定義的作業(yè)文件,點(diǎn)擊文件名欄的"打開"按鈕,打開該文件；=3\*GB3③點(diǎn)擊菜單"參數(shù)設(shè)置"設(shè)置初相位角,在初相角攔內(nèi)填入210o。鍵相位選項必須選擇為"128”依次填入：{默認(rèn)值,可忽略}氣缸數(shù)目：3氣缸直徑〔單位為米：0.09曲柄半徑〔單位為米：0.0375"r/l"〔曲柄半徑與連桿長之比：0.217點(diǎn)擊確認(rèn)。電腦顯示器界面上可顯示壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)指示功率、二通道壓差〔噴嘴前后壓差的測量結(jié)果及示功圖。④點(diǎn)擊菜單"排氣量計算",可計算排氣量Q和噴嘴系數(shù)C。在排氣量計算界面內(nèi),在"噴嘴壓差"選擇框內(nèi)選擇"毫米水柱"或"表讀數(shù)〔Pa"選項,可在對應(yīng)的數(shù)值欄中顯示出以毫米水柱或Pa為單位的噴嘴壓差的測量數(shù)值依次填入：噴嘴直徑〔單位為毫米：19.05吸入氣體溫度〔單位為K：噴嘴前氣體溫度〔單位為K：大氣壓力〔單位為MPa：填完后,點(diǎn)擊"計算"框,即可由計算機(jī)算出排氣量Q〔m3/min,并示出噴嘴系數(shù)C。⑤點(diǎn)擊"保存"可保存本次實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果。c.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值的比較將有關(guān)數(shù)據(jù)填入本指導(dǎo)書附表,并對測試的指示功率和排氣量與理論計算值進(jìn)行比較,分析?！?壓縮機(jī)理論排氣量Qth〔m3/min〔6式中：—第一級各個氣缸活塞面積的總和,m2—行程,m—轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)/分—容積系數(shù),—相對余隙容積,0.06;—壓力比,—?dú)怏w多變指數(shù)1.20—第一級壓力系數(shù)；0.95~0.98—第一級溫度系數(shù)；0.90~0.95—第一級泄漏系數(shù)；0.92~0.96〔2理論功率計算〔Kw〔7式中：—名義吸氣壓力,MPa；—進(jìn)氣時的壓力損失系數(shù),0.04~0.06；－實(shí)際吸、排氣壓力,MPa；,名義排氣壓力,MPa；—排氣時的壓力損失系數(shù),0.08~0.12。－氣體絕熱指數(shù),空氣以k=1.4；Vh—行程容積,Vh=；—轉(zhuǎn)速,RPM；其余符號同上。將實(shí)測指示功率,理論計算指示功率及電測功率計算結(jié)果列表并比較之。三、實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容應(yīng)包括本實(shí)驗(yàn)的兩部分實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容應(yīng)有以下方面：〔1實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?實(shí)驗(yàn)裝置〔3實(shí)驗(yàn)原理〔4簡明寫出實(shí)驗(yàn)步驟〔5實(shí)驗(yàn)記錄表〔6采用理論公式分別計算壓縮機(jī)指示功率和排氣量與實(shí)驗(yàn)值比較,并分析原因。四、注意事項〔1嚴(yán)格聽從老師指導(dǎo)。〔2嚴(yán)格按規(guī)定操作?！?開機(jī)前用手盤動皮帶輪?！?氣罐出口閥開至最大位置后,慢慢調(diào)小。〔5注意安全,開車時不要過分靠近機(jī)器。實(shí)驗(yàn)完畢后關(guān)閉電源,打掃現(xiàn)場。離心泵性能測試實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程流體機(jī)械計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针x心泵特性曲線〔曲線,曲線,曲線的測定方法。二、實(shí)驗(yàn)裝置圖1實(shí)驗(yàn)裝置1.計量水箱2.回流閥3.儲水箱4.放水閥5.孔板流量計6.萬向漏斗三、實(shí)驗(yàn)原理和方法1.曲線利用閥門1、2調(diào)節(jié)流量,測定H、Q的數(shù)值。Q用計量水箱和秒表測定；H可由下式要求測試和計算。〔均化成水柱高〔m式中：—壓力表讀數(shù)〔MPa—真空表讀數(shù)〔MPa—壓力表至真空表接出點(diǎn)之間的高度〔m、—泵進(jìn)、出口流速,一般進(jìn)口和出口管徑相同,,,所以逐次改變閥門1、2的開度,測得不同的值和其相應(yīng)的水頭值,在坐標(biāo)系中得出相應(yīng)的若干測點(diǎn),將這些點(diǎn)光滑的連接起來,即得水泵的曲線。2.曲線測定泵在不同流量時的泵輸入功率,〔為電機(jī)的輸出功率,繪制曲線。水泵電機(jī)軸功率由下式計算：<Kw>式中：—電流表讀數(shù)〔A—電壓表讀數(shù)〔V—功率因數(shù),取0.77—電機(jī)效率,取0.65從開始,逐次改變閥門1、2的開度,測得不同的值和其相應(yīng)的泵軸功率值,在坐標(biāo)系中得出相應(yīng)的若干測點(diǎn),將這些點(diǎn)光滑地連接起來,即為泵的曲線。3.曲線求出不同流量時泵的有效功率和軸功率即可求出效率值。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備〔1記錄裝置的常數(shù)：值〔2接上電源〔3為水箱加水2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)〔1開動電機(jī),使水泵運(yùn)轉(zhuǎn),此時閥門1、2關(guān)閉,為空載狀態(tài),測讀壓力表讀數(shù),真空表讀數(shù)、電流、和電壓。〔2略開閥門1、2水泵開始給水,并利用計量水箱和秒表測量并計算在此工況下的流量<m3/s>?！?逐次調(diào)節(jié)閥門1、2,重復(fù)上述步驟,測讀相應(yīng)的、、、、和。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可記錄在如下表格中：表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)No.〔MPa〔MPa〔轉(zhuǎn)/分<m3/s>備注123456〔4根據(jù)測試數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中點(diǎn)出實(shí)驗(yàn)點(diǎn),最后光滑的繪制出、和曲線〔可以在一張圖上繪出。內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測定實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)1.測定內(nèi)壓薄壁圓筒外表面不同點(diǎn)的兩向應(yīng)力大小。2.測定內(nèi)壓薄壁封頭外表面不同點(diǎn)的兩向應(yīng)力大小。3.學(xué)習(xí)和了解測量元件、儀器等的正確使用及測試技術(shù)。4.學(xué)習(xí)和掌握測試數(shù)據(jù)處理的理論和方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1.根據(jù)引線的編組和顏色,仔細(xì)識別引線與應(yīng)變片的對應(yīng)關(guān)系。2.打開應(yīng)變儀和載荷顯示儀。通過加載壓力源施加一定的載荷,逐點(diǎn)檢測圓筒外壁、封頭外壁各個測點(diǎn)應(yīng)變花及應(yīng)變片的應(yīng)變值。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值的比較結(jié)果〔以繪圖或表格形式等都應(yīng)在實(shí)驗(yàn)報告中反映。4.實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)包括：試驗(yàn)原理、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡圖包括試驗(yàn)測點(diǎn)的布置、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)列表及繪圖〔包括相應(yīng)理論值、實(shí)驗(yàn)與理論數(shù)據(jù)差異的分析等。三、實(shí)驗(yàn)條件1.測試用儀器條件電阻應(yīng)變儀：型號：YJ—33型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、YJD—27精動態(tài)電阻應(yīng)變儀組成：〔圖1所示。<1>構(gòu)件變形的感受和轉(zhuǎn)換部分—電阻應(yīng)變片；<2>被轉(zhuǎn)換量的傳遞和放大部分—電路系統(tǒng)；<3>讀數(shù)及記錄部分—LCD顯示器及打印機(jī)。圖1電阻應(yīng)變儀原理圖圖2電橋接線示意圖2.試驗(yàn)用設(shè)備裝置條件實(shí)驗(yàn)裝置：三個承載內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器A、B〔圖3、C容器A：兩端分別為--帶折邊錐形封頭、圓平板封頭；容器B：兩端分別為--橢圓封頭、球形封頭。容器C：兩端分別為--橢圓封頭、平板封頭、中間為筒體容器A、B尺寸、材料：筒體內(nèi)徑：400mm,壁厚4mm。橢圓長短軸之比：2,壁厚4mm。容器及封頭材料：0Cr18Ni9容器C尺寸、材料：簡體內(nèi)徑：400mm,壁厚6mm。橢圓長短軸之比：2,壁厚6mm。圓平板直徑：412mm,壁厚6mm。容器及封頭材料：0Cr18Ni9圖3試驗(yàn)用容器裝置1.容器B2.壓力傳感器3.容器A4.壓力傳感器5.壓力表6.閥7.手動試壓泵四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計建議本實(shí)驗(yàn)對承受內(nèi)壓載荷的薄壁圓筒及封頭應(yīng)力區(qū)域兩向應(yīng)力進(jìn)行測定。通過測定內(nèi)應(yīng)力,獲得圓筒及封頭的應(yīng)力分布特征,從而驗(yàn)證其應(yīng)力分布規(guī)律。1．了解容器材料、壁厚尺寸、設(shè)計壓力等、初步確定容器加載壓力<建議多個壓力等級測量>；2．初步選定測點(diǎn)位置,測點(diǎn)位置應(yīng)能夠反映筒體、封頭上兩向應(yīng)力的分布規(guī)律；3．初算加載壓力下測點(diǎn)可能出現(xiàn)最大、最小應(yīng)變,選定適合的電阻應(yīng)變片規(guī)格,與測點(diǎn)應(yīng)變相匹配；4．了解電阻應(yīng)變儀基本原理、量程范圍,滿足應(yīng)變測量要求；5．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格的設(shè)計。五、實(shí)驗(yàn)操作建議1．應(yīng)變儀測量步驟1打開容器的排氣閥,通人冷水,裝滿后關(guān)閉排氣閥；2檢查各接線是否正確、牢固；3打開應(yīng)變儀電源；4檢查應(yīng)變儀是否工作正常；5按所貼應(yīng)變片設(shè)定應(yīng)變片靈敏系數(shù)K；6選擇調(diào)零,檢驗(yàn)各點(diǎn)初值是否為零；7用試壓泵向容器加壓,分別加壓至0.2,0.4,0.6MPa,并測量相應(yīng)壓力下各點(diǎn)之應(yīng)變值,并記錄。2.聯(lián)機(jī)測量步驟1>啟動實(shí)驗(yàn)程序,選擇實(shí)驗(yàn)；2>點(diǎn)擊"聯(lián)機(jī)測量",進(jìn)入測量程序；a.點(diǎn)擊"平衡"按鈕,應(yīng)變儀進(jìn)行平衡；b.點(diǎn)擊"測量"按鈕,讀入應(yīng)變初讀數(shù),〔若讀數(shù)不為零,重復(fù)a.b.步驟；c.點(diǎn)擊"記錄"按鈕,將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫文件；d.改變實(shí)驗(yàn)壓力,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫文件。3>點(diǎn)擊"設(shè)置"按鈕,可對應(yīng)變儀進(jìn)行參數(shù)設(shè)置〔應(yīng)變儀脫機(jī)測量的設(shè)置,請參照BZ2205C靜態(tài)電組應(yīng)變儀使用說明書；4>測量完成后,點(diǎn)擊"數(shù)據(jù)處理"進(jìn)入數(shù)據(jù)處理窗口；a.點(diǎn)擊"讀取數(shù)據(jù)"按鈕,彈出"選擇數(shù)據(jù)文件"對話框b.選擇數(shù)據(jù)文件：處理數(shù)據(jù)庫文件〔現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)--1；處理文本文件〔舊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)--2；c.點(diǎn)擊"計算"按鈕,計算應(yīng)變修正值和應(yīng)力值；d.點(diǎn)擊"畫圖"按鈕,進(jìn)入"繪制應(yīng)力曲線"窗口；e.點(diǎn)擊"打印"按鈕,打印頁面內(nèi)容圖象；f.點(diǎn)擊"導(dǎo)出數(shù)據(jù)"按鈕,將測量的應(yīng)變值入文本文件,可以用記事本打開、編輯和打印所存的文件；g.點(diǎn)擊"返回"按鈕,退出數(shù)據(jù)處理窗口。六、實(shí)驗(yàn)報告要求1．簡述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理及裝置；選擇實(shí)驗(yàn)裝置及內(nèi)容,設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案；2．整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計算在某一壓力下筒體、封頭測點(diǎn)的應(yīng)力值,并繪制其應(yīng)力分布曲線；3．利用所學(xué)理論分析封頭的應(yīng)力分布狀況；4．實(shí)驗(yàn)體會及存在問題討論。外壓圓筒失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)計劃學(xué)時：2學(xué)時一、試驗(yàn)?zāi)康?.觀察薄壁圓筒形容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定性后的形態(tài)。2.測定圓筒形容器失去穩(wěn)定性時的臨界壓力并與理論值相比較。二、試驗(yàn)原理圓筒形容器在外壓作用下,常因剛度不足使容器失去原有形狀,即被壓扁或折曲成波形,這就是容器的失穩(wěn)現(xiàn)象,容器失去穩(wěn)定性時的外壓力,成為容器的臨界壓力,用表示。圓筒形容器失去穩(wěn)定性后,其橫截面被折成波形,波數(shù)可能是1,2,3,4,……等任意整數(shù),如圖1所示。圖1圓筒形容器失去穩(wěn)定后的形狀容器承受臨界值的外壓力而失去穩(wěn)定性,決非是由于容器殼體本身不圓的緣故,即是絕對圓的殼體也會失去穩(wěn)定性。當(dāng)然如殼體不圓〔具有橢圓度容器更容易失穩(wěn),即它的臨界壓力值會下降。根據(jù)外壓容器筒體的長短,可分為長圓筒,短圓筒和剛性圓筒三種,剛性圓筒一般具有足夠的剛度,可不必考慮穩(wěn)定性問題。但長圓筒,短圓筒必須進(jìn)行穩(wěn)定性計算,它們的臨界壓力值大小主要與厚壁<>,外直徑<>,長度〔有關(guān)。亦受材料彈性模數(shù)<>,泊桑比<>影響。所謂長圓筒,短圓筒之分,并不是指它們的絕對長度,而是與直徑壁厚有關(guān)的相對長度。一般長圓筒、短圓筒之間的劃分用臨界長度表示。如容器長度>為長圓筒,反之為短圓筒。臨界長度由下式確定：長圓筒：長圓筒失穩(wěn)時的波數(shù)=2,臨界壓力僅與有關(guān),而與無關(guān)。值可由下式計算：短圓壁：短圓筒失去穩(wěn)定性時,波數(shù)>2,如為3,4,5……,其波數(shù)可近似為：臨界壓力可由下式計算：對于外壓容器臨界壓力的計算,有時為計算簡便起見,可借助于一些現(xiàn)成的計算圖來進(jìn)行。6767891圖2外壓圓筒失穩(wěn)裝置實(shí)驗(yàn)1.橫梁2.壓緊螺母3.圖2外壓圓筒失穩(wěn)裝置實(shí)驗(yàn)1.橫梁2.壓緊螺母3.密封螺母4.壓緊法蘭5.墊片6.外壓圓筒7.心軸8.圓筒底墊塊9.透明容器10.臺1045102344四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項1.測量試件的有關(guān)參數(shù)：壁厚<>,直徑<>,長度〔。用千分卡測壁厚,用游標(biāo)卡尺測內(nèi)直徑〔便于精確測量和長度,外直徑由內(nèi)直徑加壁厚得到。各參數(shù)分別測量兩到三次,計算時取平均值。2.按圖二所示安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備,先用手搖泵將透明容器內(nèi)的水升至容器的約三份之二處；將外壓圓筒試件6置于平板頂蓋上,試件與平頂蓋間用墊片5密封〔試件折邊上下各放一墊片；用壓緊法蘭4通過四個密封螺母2將試件壓緊到平板頂蓋上。3.將圓筒底墊塊8<一大一小>置于外壓圓筒底部,把用心軸7置于圓筒底墊塊的中心孔中,再將橫梁1壓在心軸7上,通過兩個壓緊螺母2上緊<用手旋緊既可>；以此抵消試件承受的軸向載荷。4.用手搖泵緩慢升壓至試件破壞為止〔試件破壞時有輕微的響聲,記下容器的失穩(wěn)壓力〔即有輕微響聲時的瞬間壓力,此壓力為臨界壓力。失穩(wěn)后不可再升壓。5.打開手搖泵的開關(guān)卸壓,待壓力為零后取出試件,觀察失穩(wěn)后試件的形狀并記下波紋數(shù)。6.關(guān)上手搖泵的開關(guān),清理好實(shí)驗(yàn)備件和工具。五、實(shí)驗(yàn)報告1.列出測量所得的試件幾何尺寸數(shù)據(jù)。2.驗(yàn)算波紋數(shù)。3.計算容器的臨界壓力并與實(shí)測值進(jìn)行比較。4.討論、分析試驗(yàn)結(jié)果,分析誤差原因。高壓容器爆破實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)計劃學(xué)時：2學(xué)時一、試驗(yàn)?zāi)康?.測定圓筒塑性變形開始和結(jié)束時的屈服壓力值；2.測定圓筒破壞時的爆破壓力,并通過計算驗(yàn)證理論公式；3.了解過程裝備控制專業(yè)數(shù)據(jù)自動采集測量系統(tǒng)基本單元的原理。二、試驗(yàn)原理1.屈服壓力值的理論計算〔1屈服壓力〔2全始屈服壓力〔材料為理想彈塑性2.爆破壓力值的理論計算承受內(nèi)壓的高壓筒體,其爆破壓力計算方法有如下幾種：〔1公式〔2中徑公式〔3最大主應(yīng)力理論〔4最大線應(yīng)變理論〔5最大剪應(yīng)力理論〔6最大變形能理論圖1壓力與容積變化圖1壓力與容積變化guanxigun關(guān)系3．爆破試驗(yàn)原理過程塑性材料制造的壓力容器的爆破過程如圖一所示,在彈性變形階段〔線段,器壁應(yīng)力較小,產(chǎn)生彈性變形,內(nèi)壓與容積變化量成正比,隨著壓力的增大,應(yīng)力和變形不斷增加；到點(diǎn)時容器內(nèi)表面開始屈服,與點(diǎn)對應(yīng)的壓力為初始屈服壓力；在彈塑性變形階段〔線段,隨著內(nèi)壓的繼續(xù)提高,材料從內(nèi)壁向外壁屈服,此時,一方面因塑性變形而使材料強(qiáng)化導(dǎo)致承壓能力提高,另一方面因厚度不斷減小而使承壓能力下降,但材料強(qiáng)化作用大于厚度減小作用,到點(diǎn)時兩種作用已接近,點(diǎn)對應(yīng)的壓力是容器所能承受的最大壓力,稱為塑性垮塌壓力；在爆破階段〔線段,容積突然急劇增大,使容器繼續(xù)膨脹所需要的壓力也相應(yīng)減小,壓力降落到點(diǎn),容器爆炸,點(diǎn)所對應(yīng)的壓力為爆破壓力。三、實(shí)驗(yàn)裝置與工作原理1.實(shí)驗(yàn)裝置本儀器中的液體介質(zhì)油的吸入、壓縮與排出是通過活塞腔容積的周期性變化而實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)接入電源后進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn),通過減速器帶動偏心輪傳至十字頭滑塊,活塞柱通過滑快與導(dǎo)向桿相連〔導(dǎo)向桿在導(dǎo)向套內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動,當(dāng)缸內(nèi)處于低壓狀態(tài)時吸入介質(zhì)油,活塞桿壓縮時,泵內(nèi)高壓流體經(jīng)過止回閥向爆破試件中輸送,使爆破試件中內(nèi)壓不斷升高。2.工作原理本系統(tǒng)的壓力增升原理圖2所示,活塞桿9在缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動,介質(zhì)油通過進(jìn)口單向閥5吸入缸內(nèi),活塞柱向缸內(nèi)推進(jìn)時,進(jìn)口單向閥5關(guān)閉,介質(zhì)油通過出口單向閥6流進(jìn)爆破試件中。壓力表4下面裝有單向閥7,目的是為了在試件瞬間爆破時保護(hù)壓力表〔試件爆破后壓力表數(shù)值仍舊保持壓力信號由壓力傳感器12通過接口13傳送至計算機(jī)。圖2工作原理流程圖1.油槽2.導(dǎo)油杯3.爆破試件4.壓力表5.進(jìn)口閥6.出口閥7.壓力表保護(hù)閥8.油缸9.活塞10.試件卸壓閥11.表卸壓閥12.壓力傳感器13.傳感器微機(jī)接頭四、試驗(yàn)操作步驟及注意事項1.了解試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)〔包括高壓爆破教學(xué)試驗(yàn)臺操作方法、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、轉(zhuǎn)換器等計算機(jī)硬件接口以及測試軟件的位置和功能。2.測量尺寸：在爆破試件的上、中、下不同圓周方向上,測量外徑三次；內(nèi)徑為已知值〔試件材料為20號無縫鋼管加工而成,根據(jù)不同的理論公式計算可得到不同的理論爆破值。3.操作步驟：〔1關(guān)閉卸荷閥10與11〔即面板上左右支閥,觀察儀器面板上的油標(biāo),看油缸中是否有足夠的介質(zhì)油,若油缸中油不足,可從導(dǎo)油杯2中直接加油〔一般機(jī)油即可?！?啟動電機(jī)前,須對試驗(yàn)機(jī)的十字頭滑塊、活塞桿等運(yùn)動磨損件加油潤滑；開機(jī)后待爆破試件接口3處有油溢出,再關(guān)閉電機(jī)?！?將測量好欲爆破的厚壁圓筒試件預(yù)先灌滿油〔必須排除里面的空氣,在出口上貼上一層薄紙〔防倒轉(zhuǎn)后漏油,倒轉(zhuǎn)后快速旋到爆破試件接口上,用管子鉗上緊,罩好保護(hù)罩?！?打開計算機(jī),點(diǎn)擊桌面""進(jìn)入隨機(jī)信號與振動分析系統(tǒng)；再點(diǎn)擊"數(shù)據(jù)采集及處理",進(jìn)入""界面?！?點(diǎn)擊"作業(yè)"在文件名編輯欄輸入要創(chuàng)建的新文件名,見圖3,然后點(diǎn)擊"打開"圖3創(chuàng)建的新文件名的界面〔6點(diǎn)擊"參數(shù)設(shè)置",彈出"參數(shù)設(shè)置"對話框,選項"采樣頻率"選擇1280；"工程單位"選擇MPa；再選擇"校正因子",見圖4。圖4設(shè)置各參數(shù)的界面〔7確定上述選項后進(jìn)入"趨勢圖"菜單,在它下面有"時間設(shè)置"、"趨勢采集"、"趨勢顯示"和"設(shè)置截距"四個子菜單。在"設(shè)置時間"對話框有"請輸入總時間",單位是秒,輸入估計此次實(shí)驗(yàn)所用總時間；"間隔記錄時間〔≥200ms,單位是毫秒,選200的倍數(shù),一般輸入"200"；在"設(shè)置截距"中的每個通道對應(yīng)的零工程單位對應(yīng)的毫伏數(shù)為"1000",對應(yīng)通道數(shù)為"1",如圖五。圖5趨勢圖菜單設(shè)置各參數(shù)的界面〔8確認(rèn)完上述參數(shù)后,點(diǎn)擊"趨勢采集"子菜單,此時打開實(shí)驗(yàn)機(jī)的泵電源,微機(jī)將跟蹤爆破試件整個實(shí)驗(yàn)過程的壓力變化直至爆破?！?試件爆破后關(guān)閉電源,將計算機(jī)中本次實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建的新文件名存盤,打印出整個實(shí)驗(yàn)過程曲線和有關(guān)記錄；將爆破后的厚壁圓筒試件拆下。五、實(shí)驗(yàn)報告1.討論分析試件破壞的情況2.將實(shí)測的爆破壓力和各種理論公式的計算結(jié)果進(jìn)行比較,并進(jìn)行分析討論。超聲波探傷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：設(shè)備制造工藝學(xué)計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉C型超聲波探傷儀的使用方法2．根據(jù)給定條件初步掌握超聲波探傷的基本技術(shù),學(xué)會縱波法探傷和橫波法探傷的原理及方法。3．觀察分析探傷波形,測定試塊缺陷位置。4．通過實(shí)驗(yàn)課,對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究方法與實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生計算能力、動腦動手能力和嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)工作態(tài)度。二、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的兩臺超聲波探傷儀,幾種不同缺陷的試件及各種不同頻率的探頭等輔助材料,自行選擇試件、探頭及探傷方法,根據(jù)所選探傷試件及方法,自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,制定實(shí)驗(yàn)步驟,經(jīng)任課老師或?qū)嶒?yàn)老師同意后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并完成實(shí)驗(yàn)報告要求。三、實(shí)驗(yàn)報告要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.實(shí)驗(yàn)原理3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備參數(shù),試件尺寸,探頭規(guī)格4.實(shí)驗(yàn)步驟5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、計算及分析〔1寫出直探頭探傷缺陷位置的計算過程,探測計算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果比較分析。〔2寫出斜探頭折射角的測定方法,以及斜探頭探傷缺陷位置的計算過程,并將計算的數(shù)據(jù)與實(shí)測結(jié)果比較分析。6.實(shí)驗(yàn)體會、建議等附：〔一探測條件的選定1．頻率的選擇頻率高的超聲波、波長短、聲速指向性好,因而分辨率高,發(fā)現(xiàn)小缺陷的能力強(qiáng)。但頻率高超聲波在介質(zhì)同中傳播時衰減較大,因此探測大厚度試件離表面較深處的缺陷,應(yīng)采用較低頻率的超聲波。材料的晶粒越粗大,聲波的衰減也越強(qiáng)烈。對于具有粗晶粒組織的材料,應(yīng)采用更低頻率的超聲波。2．探頭的選擇小晶片探頭在近場范圍內(nèi)聲速窄,有利于缺陷定位,適宜于小厚度的器件探傷。大晶片探頭的發(fā)射能量大,擴(kuò)散角小,掃描空間大,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離小缺陷的能力高。中等厚度的鋼板探測,一般采用φ14mm探頭。3．聲耦合條件探頭和試件表面之間的空氣間隙,嚴(yán)重阻礙超聲波的傳播。為了排除空氣間隙、探傷時探頭和試件之間涂上液體偶合劑。通常用機(jī)油作耦合劑,它無毒、無腐蝕作用,而且取材方便。試件表面光潔度會明顯影響耦合情況。探傷前應(yīng)注意檢查試件表面。其它光潔度一般不應(yīng)低于4,但過高光潔度、會提高制造成本,而且使探頭移動困難。〔二缺陷位置的測定1．縱波探傷〔直探頭探傷時,若試件厚度為d,缺陷波F在熒光屏上的水平刻度為1,底波B在熒光屏上的水平刻度為S〔如圖e,則探測面到缺陷的深度為d1=<S1/S>d。2．橫波探傷〔斜探頭探傷時,若用一次波測定缺陷位置,應(yīng)先在試件健全部位或在和試件同質(zhì)同厚的試塊上測出一次波聲程〔如圖f,聲程S、板厚d、探頭折射角三者之間的關(guān)系是：S=d/cos,這時熒火屏上顯示的起始波和底角反射波之間的距離表示聲程。然后把探頭移到試件缺陷區(qū)、若缺陷和探頭的距離超過一次波聲程,可利用二次反射波、三次反射波……來測定缺陷位置。本實(shí)驗(yàn)采用一次波法測定缺陷位置?！矆De直探頭探傷時缺陷定位〔圖f一次波聲程測定〔圖g根據(jù)三角函數(shù)一次波法測得缺陷距表面深度h和缺陷到探頭入射點(diǎn)的水平距離x可分別由下式計算：h=x=ky=式中：S1——缺陷至探頭入射點(diǎn)的聲程。K——探頭K值,K=tg<為探頭折射角>=參考資料：1.華南工學(xué)院梁啟涵主編.焊接檢驗(yàn).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2.李榮雪主編.焊接檢驗(yàn).北京：機(jī)械工業(yè)出版社換熱器總傳熱系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：化工原理計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)從傳熱單元操作的基本理論出發(fā),學(xué)生親自進(jìn)行換熱器實(shí)驗(yàn)操作,進(jìn)一步理解傳熱的基本理論,掌握研究傳熱和換熱器結(jié)構(gòu)的方法和手段。本實(shí)驗(yàn)是以測定總傳熱系數(shù)K來研究和分析比較不同換熱器傳熱性能和結(jié)構(gòu)及其K的影響因素。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),應(yīng)達(dá)到以下目的：1.使學(xué)生掌握換熱器的操作和總傳熱系數(shù)K的測定方法；研究流量大小對總傳熱系數(shù)的影響；并比較分析各類換熱器的傳熱性能和結(jié)構(gòu)。2.培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、科學(xué)的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3.對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn),初步學(xué)會設(shè)計測定不同種類換熱器總傳熱系數(shù)K的實(shí)驗(yàn)方案；通過學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的研究方法和設(shè)計方案有較深入的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求本實(shí)驗(yàn)項目為設(shè)計性實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自行設(shè)計或選擇恰當(dāng)?shù)膿Q熱器總傳熱系數(shù)K實(shí)驗(yàn)方案和裝置,自己確定實(shí)驗(yàn)步驟,擬定實(shí)驗(yàn)方案,通過對測得的總傳熱系數(shù)K進(jìn)行分析,最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。具體要求如下：1.掌握傳熱研究的基本實(shí)驗(yàn)技能；2.對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn),初步學(xué)會設(shè)計換熱器總傳熱系數(shù)K實(shí)驗(yàn)方案；3.熟悉常用傳熱實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀表的使用方法；4.掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)報告撰寫；5.實(shí)驗(yàn)中存在的問題及解決方法,實(shí)驗(yàn)收獲體會。三、實(shí)驗(yàn)條件本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置及流程如圖1、圖2所示。裝置一：列管換熱器a.結(jié)構(gòu)為單殼程雙管程。殼程采用圓缺型擋板。傳熱管為銅管,管徑10×1mm,有效管長290mm,管數(shù)14根,管外側(cè)傳熱總面積為0.4m2。b.結(jié)構(gòu)為單殼程單管程。管外側(cè)傳熱總面積為1m2,殼體內(nèi)徑為150mm。冷流體〔水經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后進(jìn)入換熱器殼程,換熱后排入下水道：熱流體〔空氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后進(jìn)入換熱器管程,換氣后放空。裝置二：套管換熱器的內(nèi)管長2000mm,內(nèi)徑17mm,壁厚1.5mm。熱流體〔空氣走內(nèi)管,冷流體〔水走環(huán)隙。裝置三：螺旋板式換熱器,換熱面積為1m2,冷熱介質(zhì)通道設(shè)計壓力均為0.8MPa,設(shè)計溫度均為200℃裝置四：板式換熱器,換熱面積為1m2,冷熱介質(zhì)通道設(shè)計壓力均為1MPa,設(shè)計溫度均為150℃圖1列管換熱器圖2套管換熱器相關(guān)文獻(xiàn)資料：[1]王志魁.化工原理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1998[2]陳敏恒、從德滋、方圖南.化工原理<上、下冊>.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999.6[3]鄭旭煦、殷鐘意.化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.XX工商大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院,2002.7[4]楊祖榮主編.化工原理實(shí)驗(yàn).北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計及注意事項1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計a．觀察了解選擇實(shí)驗(yàn)裝置及流程,注意各溫度計刻度劃分情況。b．打開進(jìn)水閥門,調(diào)節(jié)水流量到設(shè)計預(yù)定值。c．開啟氣泵,通過進(jìn)氣閥門調(diào)節(jié)流量到預(yù)定值,并打開加熱開關(guān),通過調(diào)壓器控制電加熱器,使流體被加熱至某一溫度?！沧⒁猓簩τ诓煌瑩Q熱器初始電壓和終了電壓不同。d．待流體入口溫度穩(wěn)定〔±1℃時,方可開始讀取并記錄冷、熱流體的進(jìn)、出口溫度和流量以及泵出口的溫度。各溫度要讀取3次,每次間隔1分鐘,取3次讀數(shù)的平均值做為本組的數(shù)據(jù)。e．實(shí)驗(yàn)結(jié)束,關(guān)閉加熱電源和進(jìn)水閥門,保持流體流量適當(dāng),以便將電加熱器中的余熱帶走,避免將電熱絲燒壞。待流體入口溫度降至50℃以下的時關(guān)停泵。2.注意事項〔1必須保證蒸汽上升管路的暢通。且開啟和關(guān)閉控制閥必須緩慢,防止管路截斷或蒸汽壓力過大突然噴出?！?必須保證流體管路的暢通。五、思考題1.試比較不同裝置總傳熱系數(shù)Ｋ值,并從中體會出K值主要受哪些因素影響。2.分析實(shí)驗(yàn)中如何提高測量溫度值精度的方法。六、實(shí)驗(yàn)報告1.實(shí)驗(yàn)報告格式：自擬；2.實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容：總傳熱系數(shù)K測定方案簡述、方案簡圖、相關(guān)參數(shù)理論計算、實(shí)測數(shù)據(jù)、圖表、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等；3.分析討論在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題；4.記錄實(shí)驗(yàn)中使用的儀器的名稱及型號,耗材名稱及規(guī)格；5.實(shí)驗(yàn)心得與體會。精餾操作與塔效率的測定實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：化工原理計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)從精餾單元操作的基本理論出發(fā),學(xué)生親自進(jìn)行板式塔實(shí)驗(yàn)操作,進(jìn)一步理解蒸餾的基本理論,掌握精餾單元操作的研究方法和手段。本實(shí)驗(yàn)是以測定板式塔全塔效率來進(jìn)一步理解t-x-y圖,x-y圖和理論板與全塔效率的概念；并觀察了解流體流動狀況。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),應(yīng)達(dá)到以下目的：1.使學(xué)生熟悉精餾的工藝流程和篩板塔的基本結(jié)構(gòu),掌握精餾塔的操作方法與調(diào)節(jié),學(xué)會測定全塔效率；并觀察了解流體流動狀況。2.培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、科學(xué)的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3.對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn),初步學(xué)會選擇合適裝置設(shè)計測定全塔效率實(shí)驗(yàn)方案；通過學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的研究方法和設(shè)計方案有較深入的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求本實(shí)驗(yàn)項目為設(shè)計性實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自行選擇恰當(dāng)?shù)陌迨剿?shí)驗(yàn)方法和裝置,自己確定實(shí)驗(yàn)步驟,擬定實(shí)驗(yàn)方案,通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果計算分析,最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。具體要求如下：1.掌握精餾單元操作研究的基本實(shí)驗(yàn)技能；2.對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn),初步學(xué)會設(shè)計精餾單元操作實(shí)驗(yàn)方案；3.熟悉常用精餾單元操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器儀表的使用方法；4.掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)報告撰寫；5.實(shí)驗(yàn)中存在的問題及解決方法,實(shí)驗(yàn)收獲體會。三、實(shí)驗(yàn)條件1.裝置條件本實(shí)驗(yàn)裝置有兩套：〔一由篩板塔裝置〔包括塔釜、15塊篩板的塔體和塔頂冷凝器、加料系統(tǒng)、產(chǎn)品貯槽、回流系統(tǒng)以及儀表控制柜等組成,其流程如圖1所示。利用該裝置可以設(shè)計實(shí)驗(yàn)通過測得塔頂回流液和塔底釜液濃度計算出理論塔板數(shù)。圖1圖2〔二主要由試驗(yàn)塔為986×348×455mm3的矩形有機(jī)玻璃塔〔兩塊塔板,氧氣瓶,填料吸收塔,泵,風(fēng)機(jī),溶氧儀,氣體和液體轉(zhuǎn)子流量計,水箱及其他測量儀表構(gòu)成,流程圖如圖2所示,利用本套裝置可設(shè)計實(shí)驗(yàn)通過測得溶氧濃度以測定單板效率,全塔效率,并觀察流體流動狀況〔鼓泡,泡沫,噴射,液泛,霧沫夾帶等和測量流體力學(xué)性能指標(biāo)〔霧沫夾帶量,漏液量,板壓降等2.相關(guān)文獻(xiàn)資料[1]王志魁.化工原理,北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1998[2]陳敏恒、從德滋、方圖南.化工原理<上、下冊>,北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999.6[3]鄭旭煦、殷鐘意.化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,XX工商大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院,2002.7[4]楊祖榮主編.化工原理實(shí)驗(yàn).北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計及注意事項1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計首先熟悉整個實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)和流程,然后設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟。對于裝置<一>：a.檢查塔釜中的料液量是否適當(dāng)〔釜中液面必須浸沒電加熱器,在液位計上有一標(biāo)線指示。塔釜中料液的乙醇濃度為5%〔V左右；b．通電加熱釜液〔按精餾塔控制柜操作規(guī)程進(jìn)行。開始時可快些,可用兩支加熱器一起加熱,并將加熱器的電壓調(diào)到額定值〔220V。在等待升溫的過程中,按照全回流操作的要求〔不出產(chǎn)品,不進(jìn)料,不排釜液檢查各閥門的開閉狀態(tài)是否適當(dāng)；c．當(dāng)靈敏區(qū)溫度上升時,打開塔頂冷凝器的冷卻水閥門,調(diào)節(jié)冷卻水量不必很大,使蒸汽不從冷凝器的放空管噴出即可；d.進(jìn)行全回流操作。注意調(diào)節(jié)加熱量,控制靈敏區(qū)溫度不要超過80℃,并使塔釜壓力不要超過25×102Pa。待回流量、靈敏區(qū)溫度、塔釜壓力等參數(shù)達(dá)到穩(wěn)定并保持15分鐘后,即可取回流液和釜液進(jìn)行濃度測定,并記錄取樣時的各操作參數(shù)。e.停止塔釜加熱〔按精餾塔控制柜操作規(guī)程進(jìn)行。待塔板上不再鼓泡時,將塔頂冷凝器的冷卻水閥門關(guān)閉。注意事項：測定濃度使用酒精計時。因?yàn)榫凭嬍窃?0℃時進(jìn)行標(biāo)定的,所以對測得的濃度進(jìn)行溫度換算,這時要注意被測液的溫度應(yīng)在換算表所列出的溫度范圍內(nèi),否則將無法進(jìn)行換算；對釜液則要冷卻到2對于裝置〔二通過吸收塔將一定氧濃度的水〔富氧水經(jīng)由吸收塔頂進(jìn)入試驗(yàn)塔上層降液管內(nèi),空氣由風(fēng)機(jī)鼓入試驗(yàn)塔下部,氣液兩相經(jīng)各級塔板完成濃度梯度變化。注意事項：a.開泵時,注意先將出水閥關(guān)閉,待開機(jī)后片刻再慢慢打開出水閥,防止損壞泵體。關(guān)閉時要先關(guān)閉供水泵,再斷電停機(jī)；b供氧系統(tǒng)在輸送氧氣時,要先將減壓閥旋出<即關(guān)閉氧氣瓶出口閥>,然后,旋松頂端閥門,氧氣經(jīng)出口閥輸送至吸收塔底。在停氧時,先關(guān)閉入吸收塔的接口閥,然后,關(guān)閉氧氣瓶出口閥,防止塔2內(nèi)的液體倒流進(jìn)流量計；c試驗(yàn)塔在工作時,各箱體連接螺栓要擰緊,防止漏氣、漏液。測量塔內(nèi)參數(shù)時,要待穩(wěn)定后測量。五、思考題1.什么是全回流?全回流操作特征有哪些？在生產(chǎn)中有什么實(shí)際意義？2.全回流操作時,塔內(nèi)輕組分存液量的多少,為什么要控制在某一個范圍？3.為什么要控制塔釜液面？它與物料、熱量和相平衡有什么關(guān)系？塔釜加熱情況對精餾塔的操作有什么影響？怎樣維持正常操作？你認(rèn)為塔釜加熱量主要消耗在何處？與回流量有無關(guān)系？4.什么叫做"靈敏板"？六、實(shí)驗(yàn)報告1.實(shí)驗(yàn)報告格式：自擬；2.實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容：精餾塔全塔效率測定方案簡述、方案簡圖、相關(guān)參數(shù)理論計算、實(shí)測數(shù)據(jù)、圖表、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等；3．分析討論在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題；4．記錄實(shí)驗(yàn)中使用的儀器的名稱及型號,耗材名稱及規(guī)格；5.實(shí)驗(yàn)心得與體會。攪拌反應(yīng)器性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握流體攪拌功率的測定技術(shù)與計算方法；討論影響流體攪拌功率的主要因素；分析轉(zhuǎn)速、粘度等參數(shù)對攪拌流動特性的影響；初步學(xué)會設(shè)計攪拌反應(yīng)器性能實(shí)驗(yàn)方案；通過學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的研究方法和設(shè)計方案有較深入的理解,從而培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。二、實(shí)驗(yàn)原理1.攪拌功率是指攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌時,對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率。測試攪拌功率的目的,一是用于設(shè)計或校核攪拌器和攪拌軸的強(qiáng)度和剛度,二是用于選擇電機(jī)和減速機(jī)等傳動裝置。第三是判斷攪拌功率是否達(dá)到作業(yè)功率的要求。影響攪拌功率P的因素很多,主要有以下四個方面：攪拌槳的和攪拌容器的幾何參數(shù)；攪拌槳的運(yùn)動參數(shù)〔轉(zhuǎn)速n；攪拌流體的物性參數(shù)〔密度ρ、粘度μ；重力加速度〔g。根據(jù)上述主要影響因素,攪拌功率P可表達(dá)為如下函數(shù)關(guān)系：P=f〔n,d,ρ,μ,g此函數(shù)關(guān)系可表述為指數(shù)函數(shù)：P=K·na·db·ρc·μd·ge=Kρn3d5<μ/ρnd2>d<g/n2d>e用因次分析法,整理后可得：Np=KRexFry〔1φ=Np/Fry=KRex〔2以上各式中：d―攪拌槳直徑,m；n―攪拌轉(zhuǎn)速,s-1；ρ—密度,kg/m3；μ—粘度,Pa·s；K—幾何尺寸總形狀系數(shù),無因次；P—攪拌功率,W；a,b,c,d,e—指數(shù),其中：x=-d,y=-e；Np—功率準(zhǔn)數(shù),其計算式Np=P/ρn3d5〔3Re—雷諾準(zhǔn)數(shù),用以表征液體流動狀態(tài),其計算式Re=d2ρn/μ〔4Fr—弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù),用以表征重力影響,Fr=n2d/gφ—功率因素,φ=Np/Fry當(dāng)Re≤10,層流區(qū)；沒有打漩現(xiàn)象,Fr可略,即y=0,x=-1,則P=Kμn2d3當(dāng)10＜Re＜104,過渡區(qū)；情況較復(fù)雜,可查閱有關(guān)專著。當(dāng)Re＞104,湍流區(qū)；為清除旋渦,采用全檔板,Fr可略,則P=Kρn3d5〔3圖1攪拌實(shí)驗(yàn)裝置雙對數(shù)坐標(biāo)的功率曲線的有關(guān)表達(dá),參閱化工2002版《過程設(shè)備設(shè)計》圖1攪拌實(shí)驗(yàn)裝置三、實(shí)驗(yàn)裝置及主要儀器1.攪拌實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,包括100L電加熱反應(yīng)釜、減速機(jī)、微能變頻器、攪拌電機(jī)、電加熱器。2.攪拌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速PB系列擴(kuò)散硅壓力變送器數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀、密度計、粘度計等。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計及注意事項1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計由式〔3可知,ρ、n、d可以測得,故計算攪拌功率的關(guān)鍵是求得功率準(zhǔn)數(shù)NP。功率準(zhǔn)數(shù)NP的影響因素包括四方面：即攪拌器的幾何尺寸,攪拌容器的結(jié)構(gòu),攪拌介質(zhì)的特性和重力加速度等。前面已經(jīng)通過因此分析法得到NP=f<Re>,可見通過改變雷諾數(shù)Re,可以測得功率準(zhǔn)數(shù)NP與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系,將此關(guān)系繪于雙對數(shù)坐標(biāo)上即得功率曲線,有了攪拌裝置的功率曲線就可以求得該裝置任意轉(zhuǎn)數(shù)和粘度下的攪拌功率?，F(xiàn)有攪拌裝置實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠測量攪拌軸的扭矩、轉(zhuǎn)速、介質(zhì)的密度、粘度、溫度等,攪拌裝置幾何尺寸已知,根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,以測定攪拌反應(yīng)器的功率曲線。2.注意事項事先了解功率曲線的特點(diǎn),范圍等,尤其應(yīng)注意曲線的曲率變化比較大的地方及拐點(diǎn)等地方的雷諾數(shù)Re的大概范圍,使得設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案時心中有數(shù)。規(guī)劃好實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量及間距,曲率變化大的地方及拐點(diǎn)處可以多安排一些實(shí)驗(yàn)點(diǎn),以使得功率曲線能夠準(zhǔn)確地描繪出來。預(yù)先了解攪拌裝置的結(jié)構(gòu)和測試系統(tǒng),知道那些參數(shù)變化和測試容易,那些參數(shù)變化和測試不容易,盡量安排易變參數(shù)的改變,以提高測試的效率和準(zhǔn)確度。轉(zhuǎn)速的變化通過變頻調(diào)速改變,比較好操作,也容易實(shí)現(xiàn)；粘度的改變通過溫度的改變加以實(shí)現(xiàn),需要加熱一段時間才能達(dá)到設(shè)定的溫度。加熱時盡量放在自動加熱檔,只要設(shè)定好了溫度值,不會過熱,可以始終保證溫度不變；如果是手動加熱,則務(wù)必不能離開人,否則因加熱過載,溫度過高,甚至可能發(fā)生爆炸。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.清理攪拌容器,使容器內(nèi)無雜物。2.測定攪拌容器和攪拌漿的幾何參數(shù)。向攪拌容器內(nèi)注入流體,保證容器內(nèi)流體無雜物。測量攪拌漿與流體表面的距離。測量流體液面高度。測量容器內(nèi)流體的密度和溫度。測量容器內(nèi)流體的粘度。確認(rèn)攪拌漿安裝可靠,觀察攪拌裝置有無異常。在確認(rèn)開機(jī)安全的情況下,接通電源,整機(jī)預(yù)熱5分鐘。按照設(shè)計好的實(shí)驗(yàn)方案,在控制柜上輸入所需溫度。按照設(shè)計好的實(shí)驗(yàn)方案,在控制柜上輸入所需轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速的設(shè)定要從小開始。剛開始,轉(zhuǎn)速旋鈕調(diào)到零,慢慢旋到所需轉(zhuǎn)速,使攪拌平穩(wěn)。電機(jī)轉(zhuǎn)動；讀出實(shí)驗(yàn)扭矩并記錄實(shí)驗(yàn)扭矩和轉(zhuǎn)速。取樣測定介質(zhì)的溫度、密度等。改變實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速和溫度,并重復(fù)步驟10、11。實(shí)驗(yàn)完成后依次關(guān)門電源開關(guān),清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。整理數(shù)據(jù)并根據(jù)因次分析理論,在雙坐標(biāo)圖上建立功率準(zhǔn)數(shù)Np〔或功率因數(shù)、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re變化的關(guān)系曲線即功率曲線。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理將實(shí)驗(yàn)中所記錄的原始數(shù)據(jù)填入下面的表格中。數(shù)據(jù)記錄表1槳型描述攪拌容器描述液面高度漿與液面的距離數(shù)據(jù)記錄表2序號實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速扭矩〔N.m溫度℃粘度mPa.s密度Kg/m3rpm〔s-1七、實(shí)驗(yàn)報告1.判斷攪拌漿所屬的的基本流動類別；了解攪拌轉(zhuǎn)速、粘度等對攪拌流場的影響；測定攪拌容器和攪拌漿的幾何參數(shù),攪拌漿的運(yùn)動參數(shù)和影響攪拌功率的物性參數(shù)；測量攪拌功率；根據(jù)因次分析理論,在雙坐標(biāo)圖上建立功率準(zhǔn)數(shù)Np〔或功率因數(shù)、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re變化的關(guān)系曲線—功率曲線。八、思考題了解攪拌轉(zhuǎn)速對攪拌功率有什么影響？粘度等對對攪拌功率有什么影響？雷諾準(zhǔn)數(shù)對攪拌功率有什么影響？附：雙對數(shù)坐標(biāo)碳鋼極化曲線測定實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：設(shè)計性所屬課程名稱：化工裝備腐蝕與防護(hù)計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),使學(xué)生能從金屬腐蝕的基本理論出發(fā),學(xué)生親自進(jìn)行常見的金屬腐蝕實(shí)驗(yàn)的操作,進(jìn)一步理解金屬腐蝕的基本理論,掌握金屬腐蝕的研究方法和手段。本實(shí)驗(yàn)是以測定碳鋼腐蝕極化曲線來研究和分析金屬電化學(xué)腐蝕的腐蝕機(jī)理、腐蝕速度。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),應(yīng)達(dá)到以下目的：1.使學(xué)生掌握電化學(xué)腐蝕測試方法的基本操作技術(shù),使學(xué)生了解電化學(xué)腐蝕的成因和機(jī)理；2.培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、科學(xué)的工作態(tài)度和協(xié)作精神；3.對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn),初步學(xué)會設(shè)計電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)方案；通過學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的研究方法和設(shè)計方案有較深入的理解；從而培養(yǎng)綜合設(shè)計能力和大膽創(chuàng)新的思想。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求本實(shí)驗(yàn)項目為設(shè)計性實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自行設(shè)計或選擇恰當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)方法和裝置,自己確定實(shí)驗(yàn)步驟,擬定實(shí)驗(yàn)方案,通過對碳鋼極化曲線進(jìn)行電化學(xué)解析,最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。具體要求如下：1.掌握腐蝕實(shí)驗(yàn)室研究的基本實(shí)驗(yàn)技能；2.對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn),初步學(xué)會設(shè)計電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)方案；3.熟悉常用電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法；4.掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)報告撰寫；5.實(shí)驗(yàn)中存在的問題及解決方法,實(shí)驗(yàn)收獲體會。實(shí)驗(yàn)條件1.儀器設(shè)備條件PAR2273腐蝕電化學(xué)測試系統(tǒng),corrTest電化學(xué)系統(tǒng),電解池為三電極電化學(xué)測試體系,輔助電極為25mm×25mm的鉑片,參比電極為飽和甘汞電極〔SCE。2.物質(zhì)條件實(shí)驗(yàn)中所用鐵電極為碳鋼?！蔡幚矸椒ǎ杭庸橹睆?mm,高為5mm的小圓柱體,真空爐中900℃退火8小時,隨爐降至室溫,消除鐵電極的晶體缺陷。電極用環(huán)氧＋固化劑〔順丁烯二酸酐,比例為100:25～30,溫度為130～140℃,恒溫8小時或用松香＋石蠟〔比例1:1。電極表面依次用400＃,800＃水砂紙在預(yù)磨機(jī)上打磨。然后用丙酮清洗電極表面除油。放置在干燥器中備用。溶液為HCl溶液或NaCl溶液〔濃度自定及HCl〔濃度自定+0.3%3.注意事項實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)預(yù)先做電位時間曲線Ecorr－t,從Ecorr－t曲線可知電極在何時穩(wěn)定,這樣每次實(shí)驗(yàn)前必須將電極浸泡在實(shí)驗(yàn)體系中一段時間直至電位穩(wěn)定,可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為節(jié)省時間可預(yù)先進(jìn)行這個準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。4.相關(guān)文獻(xiàn)資料[1]高護(hù)生.腐蝕與防護(hù).XX：XX科學(xué)技術(shù)出版社,1994[2]曹楚南.腐蝕電化學(xué)原理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004[3]曹楚南.腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1988[4]宋詩哲.腐蝕電化學(xué)研究方法.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1994[5]E.海茲等著,曹楚南等譯.腐蝕實(shí)驗(yàn)指南.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1991[6]corrTest電化學(xué)系統(tǒng)使用說明書[7]PAR2273腐蝕電化學(xué)測試系統(tǒng)使用說明書實(shí)驗(yàn)設(shè)計及注意事項1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計一般地,碳鋼極化曲線測定可以利用動電位掃描,測量材料在不同介質(zhì)中的極化曲線。掃描可從陰極極化開始,根據(jù)參比電極回路的阻抗,可以打開恒電位儀設(shè)置中的模擬低通濾波和數(shù)字濾波,延遲時間可設(shè)定為10～30秒。在動電位掃描中可以設(shè)置初始電位：-100mV,終止電位:100mV〔均相對開路電位,掃描速率為0.5mV/s。先在一定溶液中測量一條極化曲線,隨后改變不同濃度后,在相同的測試條件下重新進(jìn)行動電位掃描,然后利用參數(shù)擬合中的弱極化區(qū)擬合方法來計算不同濃度下的腐蝕速率。通過軟件,您可將所有數(shù)據(jù)文件讀入,并繪制在一幅圖形,然后經(jīng)剪貼板將圖形粘貼到Word文檔中。需要測量的數(shù)據(jù)大致有：腐蝕速率<mm/a>、腐蝕電流icorr<A/cm2>塔菲爾斜率ba<V>、塔菲爾斜率bc<V>、自然電位Eocp<V>。說明：不管是corrTest電化學(xué)系統(tǒng)還是PAR2273腐蝕電化學(xué)測試系統(tǒng),軟件所計算出的結(jié)果極大地依賴于用戶所選擇的數(shù)據(jù),另外錯誤的原始數(shù)據(jù)和不正確的實(shí)驗(yàn)方法均可能引起較大的偏差,用戶必須擁有足夠的電化學(xué)和腐蝕方面的知識來確認(rèn)計算是合理的。2.電解池連接注意事項連接電解池——將工作電極、輔助電極插入電解池內(nèi),參比電極應(yīng)放入套式鹽橋內(nèi)。鹽橋的連通過程如下：a.先通過洗耳球從乳膠管口將待測溶液吸入到鹽橋內(nèi)的環(huán)形空間內(nèi),并充滿之。b.取約3ml飽和KCl溶液到注入到鹽橋的內(nèi)套管內(nèi)。c.將參比電極先插入有乳膠管中,然后一起塞入鹽橋的內(nèi)套管,并使之緊密〔可將乳膠管反向卷起再賽入玻璃套管,通過負(fù)壓使內(nèi)孔溶液不致通過多孔砂芯泄漏。約1～3分鐘后,內(nèi)外溶液經(jīng)多孔陶瓷連通,并形成電回路。整個裝置如圖1所示。將電極插頭的黑色護(hù)套夾〔工作電極與研究電極,紅色護(hù)套夾與輔助電極〔即白金電導(dǎo)電極的極板連接片相連,黃色護(hù)套夾與參比電極相連,電位測量選擇開關(guān)置"參比",數(shù)字表顯示即為參比電極相對于研究電極的開路電位。注意：如果內(nèi)套管內(nèi)溶液干涸,請注意及時補(bǔ)充,否則電路不通或阻抗過大,會引起嚴(yán)重的電流或電位振蕩現(xiàn)象。另外,如果參比電極內(nèi)KCl完全消失,也請及時補(bǔ)充固體KCl。注意事項：輸出電流大于額定最大值時,儀器具有自動限流與短路保護(hù)功能,但不得長期處內(nèi)置式鹽橋于過電流狀態(tài)。圖1.電解池與電極的連接圖思考題1.影響動電位掃描曲線精度的因素主要是什么？如何處理才能使得到精確的極化曲線；2.腐蝕速率計算的常用的方法有哪些？實(shí)驗(yàn)報告1.實(shí)驗(yàn)報告格式：自擬；2.實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容：碳鋼極化曲線測定方案簡述、方案簡圖、相關(guān)參數(shù)理論計算、實(shí)測數(shù)據(jù)、圖表、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等；3.分析討論在測試過程中出現(xiàn)的問題,主要將本組實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他組的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并分析；由于本設(shè)計性實(shí)驗(yàn)要求：通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計,可以完成碳鋼在不同介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕行為；通過學(xué)生設(shè)計不同的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,完成碳鋼極化曲線的測定；再通過對碳鋼極化曲線進(jìn)行電化學(xué)解析,最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。因此,不同組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計〔儀器、介質(zhì)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法不同,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也就不同,要求學(xué)生能正確比較并分析。4.記錄實(shí)驗(yàn)中使用的儀器的名稱及型號,耗材名稱及規(guī)格；5.實(shí)驗(yàn)心得與體會。不銹鋼鈍化曲線測定實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：化工裝備腐蝕與防護(hù)計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解金屬耐腐蝕能力的評定方法,加深對孔蝕擊穿電位,再鈍化電位、環(huán)形陽極極化曲線等的理解；2．初步掌握用線性掃描儀進(jìn)行動電位極化測量,熟悉恒電位儀,電化學(xué)信號發(fā)生器,X—Y函數(shù)記錄儀及對數(shù)變換儀的使用方法；3．用實(shí)驗(yàn)的方法求出孔蝕電位、再鈍化電位以及鈍化區(qū)的工作電流。二、基本理論孔蝕是破壞性和隱患性很大的腐蝕形態(tài)之一,它使設(shè)備在失重很少的情況下,穿孔破壞,導(dǎo)致突發(fā)性事件。金屬表面產(chǎn)生孔蝕的條件是其腐蝕電位達(dá)到或超過某一臨界電位Ebr〔孔蝕電位此電位比過鈍化電位低,位于金屬的鈍化區(qū)〔如右圖所示。圖1鈍化曲線本實(shí)驗(yàn)采用動電位極化曲線法測出可鈍化金屬〔1Cr18Ni9Ti在腐蝕介質(zhì)中的環(huán)狀陽極極化曲線,以評定其耐腐蝕的能力。利用電化學(xué)信號發(fā)生器進(jìn)行動電位陽極極化時,首先按一定的掃描速度,使電位逐步增大,當(dāng)達(dá)到某一臨界電位時,電流密度突然劇增,此臨界電位既是孔蝕電位Ebr。當(dāng)陽極電位越過Ebr繼續(xù)增加到某一數(shù)值后,進(jìn)行反方向電位掃描,電位降低,電流密度減小,最后與極化曲線的鈍化區(qū)相交于P點(diǎn),P點(diǎn)的電位Ep稱為再鈍化電位或保護(hù)電位,當(dāng)電位高于Ebr時,鈍化的金屬表面將發(fā)生孔蝕；當(dāng)電位低于Ebr時,鈍化的金屬表面不會產(chǎn)生新的孔蝕點(diǎn),原有的腐蝕小孔也會停止擴(kuò)展,整個金屬表面重新保持鈍化態(tài)；當(dāng)電位處于Ebr和Ep之間時,原有的腐蝕小孔繼續(xù)擴(kuò)展,但不會產(chǎn)生新的孔蝕點(diǎn)。因此Ep和Ebr是表征金屬或合金耐孔蝕傾向的特征電位。Ebr反映了鈍化膜破壞的難易,是評價鈍化膜的保護(hù)性與穩(wěn)定性的特征參數(shù),Ebr越是正值,金屬的耐腐蝕能力越強(qiáng)；Ep則反映了孔蝕重新鈍化的難易,是評價鈍化膜是否容易修復(fù)的特征電位,Ep越是正值〔與圖1鈍化曲線說明：Ep和Ebr的具體數(shù)值,受實(shí)驗(yàn)條件的影響很大。對于同一腐蝕體系,隨著掃描速度不同,以及開始向回掃電流值Ic的不同,將得到不同的Ep和Ebr。三、實(shí)驗(yàn)裝置圖2電解池與電極的連接圖1.輔助電極〔Pt電極；2.參比電極〔內(nèi)充飽和KCl溶液的甘汞電極；3.研究電極；4.飽和KCl溶液；5.3.5%NaCl溶液；6.鹽橋〔飽和KCl溶液四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1．試件制備有游標(biāo)卡尺量出不銹鋼試件的幾何尺寸,用細(xì)砂紙打磨試件工作表面,研磨光亮后用丙酮去油污,再用蘸有無水乙醇的脫脂棉擦試,濾紙吸干,即可做為研究電極浸入極化池內(nèi)。2．溶液配置配置3.5%NaCl溶液500ml,飽和KCl溶液500ml,分別注入1000ml的燒杯內(nèi)。3．儀器準(zhǔn)備〔按裝置圖所示連好各儀器〔1開機(jī)預(yù)熱30分鐘后,將信號發(fā)生器"超低頻波形"接線柱與恒電位儀"外控輸入"接線柱連接起來,信號發(fā)生器"┻"接線柱與恒電電位儀的"┻"接線柱連接起來,恒電位儀應(yīng)置"自然"檔；〔2將"階高選擇"開關(guān)置"線性"檔,"輸出選擇"置"終點(diǎn)"檔,調(diào)節(jié)"終點(diǎn)電位"使"終點(diǎn)電位"等于研究電極自然電位〔恒電位儀的"電位測量"開關(guān)置"參比"檔,可以測得研究電極的自然電位。"掃描速度"開關(guān)置"104mv/s"檔。將"超低頻波形"置"V"檔,按"負(fù)掃"按鈕,當(dāng)超低頻信號輸出電位達(dá)到"起掃電位"預(yù)調(diào)值時停止掃描?！?將"輸出選擇"開關(guān)置"上限"檔,調(diào)節(jié)"上限電位"電位器使上限電位等于-8V；將"輸出選擇"置"下限"檔,調(diào)節(jié)"下限電位"電位器使下限電位為+3.5V?！?將"輸出選擇"置"終點(diǎn)"檔,調(diào)節(jié)"終點(diǎn)電位"電位器,使"終點(diǎn)電位"預(yù)調(diào)值達(dá)到要求值。完成上述步驟后,將"輸出選擇"開關(guān)置"信號"檔,否則沒有掃描信號輸出。五、實(shí)驗(yàn)步驟1．試件制備用游標(biāo)卡尺量出碳鋼試件的幾何尺寸,用細(xì)砂紙打磨試件工作表面,研磨光亮后用丙酮去油污,再用蘸有無水乙醇的脫脂棉擦試,濾紙吸干,即可做為研究電極浸入極化池內(nèi)。2．溶液配置配置3%NaCl溶液500ml,飽和KCl溶液500ml,分別注入1000ml的燒杯內(nèi)。3．儀器準(zhǔn)備〔按裝置圖所示連好各儀器〔1開機(jī)預(yù)熱5—20分鐘后,使溫漂處于最小狀態(tài)。〔2連接電解池——將研究電極、輔助電極、參比電極分別與恒電位儀上的相應(yīng)接頭連接。將鹽橋充滿飽和KCl溶液后放入配制好的3.%NaCl溶液和飽和KCl溶液燒杯中。3分鐘后,電解池形成電回路。4.測量〔1測自然電位將儀器面板,""工作方式"置"恒電位","控制模式"置"面板,"電位量程"置"2v","電流量程"置"20mA","極化狀態(tài)"選擇開關(guān)置"自然"檔,"記錄輸出"的電流和電壓端分別接人記錄儀的"X"和"Y1"輸入端。"工作選擇"置"自然",這時恒電位儀雖已接通電源但電解池的極化回路并未接通,電位測量"再置于"參比"檔,3~5分鐘后,電位表指示的電位就是研究電極相對于參比電極的自然電位Ecorr?！?測極化曲線先把工作電源置"自然"檔,再將"電位測量"置于"給定"檔,電位表指示給定電位,即為選擇的研究電極相對于參比的電位。通過調(diào)節(jié)"恒電位粗調(diào)"和"恒電位細(xì)調(diào)"將電位調(diào)至自然電位Ecorr值。然后,將"工作電源"置于"極化",這時儀器進(jìn)入恒電位極化狀態(tài)。調(diào)節(jié)"恒電位粗"和"恒電位細(xì)調(diào)"可得到不同電位下的穩(wěn)態(tài)電流,記錄各電位值及對應(yīng)的分貝值〔電流。當(dāng)電位接近電位上限時,極化電流達(dá)到最大值,反方向調(diào)節(jié)電位至自然電位,然后逐步減小電位值,直到負(fù)相電流達(dá)到最大值為止。同時記錄各穩(wěn)態(tài)電位值、電流值及相應(yīng)的分貝值。注意：實(shí)驗(yàn)結(jié)束,"工作電源"應(yīng)置于"自然"檔,然后關(guān)機(jī)。振動測量實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：演示性所屬課程名稱：過程裝備監(jiān)測及處理計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)會用里莎茹圖形法測量信號振動頻率的方法。2．掌握用振動計測量振動體振動的位移、速度、加速度的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1．法國科學(xué)家JulesLissajous1875年在法國巴黎科學(xué)院發(fā)表論文,闡述了運(yùn)動方向互相垂直的兩個簡諧振動合成的運(yùn)動軌跡,稱為里沙茹圖形。只要在示波器的X軸、Y軸分別加上簡諧振動信號〔轉(zhuǎn)換成電信號,示波器的熒火屏上便可顯示出合成的運(yùn)動軌跡。用數(shù)學(xué)方法說明如下：在示波器的x軸和y軸同時輸入兩個信號當(dāng)時,消去上式中的參量t,即可得當(dāng)時,此式是一個橢圓方程,合成圖形是一個橢圓。當(dāng)時,合成圖形不再是橢圓,但是,隨著值的不同,合成圖形呈現(xiàn)不同的形狀,若合成圖形與y軸的交點(diǎn)數(shù)為m,與x軸交點(diǎn)數(shù)為n,則頻率比為,不同頻率比時的里沙茹圖形如下：根據(jù)此圖形,可以由已知簡諧振動的振動體的頻率來確定另一個未知簡諧振動的振動信號的頻率。2．壓電傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的。即當(dāng)有力作用于壓電材料時,壓電晶體兩表面就有電荷產(chǎn)生、電荷量和壓力成正比,因此,它可測量的基本參數(shù)是力,但也可測量能變換成力的參數(shù),如速度、加速度、位移等。由于傳感器固接于待測物上,因而受到同樣的振動,物體振動時由于慣性質(zhì)量會對傳感器壓電材料產(chǎn)生一個與加速度成正比的慣性力,從而使其產(chǎn)生電荷,這就是壓電加速度傳感器的工作原理。振動計被測機(jī)械量=例如：模式量程表頭指示值機(jī)械量加速度160.6m/s速度322.0mm/s位移166μm位移10660μm三、實(shí)驗(yàn)裝置圖振動計振動體振動計振動體示波器示波器XY2y未知振動信號信號發(fā)生器功率放大器未知振動信號信號發(fā)生器功率放大器四、實(shí)驗(yàn)步驟1．熟讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。2．按實(shí)驗(yàn)裝置圖連接各儀器。3．調(diào)節(jié)示波器,功能選擇置x-y。4．手動改變信號發(fā)生器頻率輸出,使示波器屏幕顯示不同頻率比時的里沙茹圖形,并由已知振動體振動頻率,來確定未知信號的振動頻率。5．用振動計測量不同情況下的振動體的位移、速度、加速度大小。五、實(shí)驗(yàn)要求1．了解掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法。2．通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證里沙茹圖形法。3．用振動計測量振動體的位移、速度、加速度的大小。臨界轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)項目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程裝備監(jiān)測及處理計劃學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)與計算的方法驗(yàn)證臨界轉(zhuǎn)速的存在,直觀理解臨界轉(zhuǎn)速的概念,觀察轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的振動圖形。二、基本原理臨界轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的原因。高速回轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子,由于受材質(zhì)、加工及裝配等方面的影響,不可能作到"絕對平衡",其質(zhì)心與軸心之間總存在一偏心距e。由于重心和回轉(zhuǎn)中心的偏差,將產(chǎn)生不平衡的離心力,使軸產(chǎn)生撓度y。轉(zhuǎn)速增加,撓度y也增大。當(dāng)時,系統(tǒng)產(chǎn)生共振,撓度y反而減小。,y=-e,系統(tǒng)振動最小,轉(zhuǎn)子達(dá)到自動對中。三、測試原理應(yīng)用非接觸渦流傳感器,將轉(zhuǎn)子在水平方向和垂直方向產(chǎn)生的振動振幅信號分別輸送到位移振幅測量儀的Ⅰ路、Ⅱ路輸入,經(jīng)過放大在顯示屏上顯示振幅值〔m,并由測振儀的Ⅰ路、Ⅱ路輸出端分別接入示波器和相位計的輸入端,直觀的觀察振動圖形及相位變化。通過調(diào)壓器改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速,用數(shù)字式轉(zhuǎn)速表可直接讀數(shù)測得轉(zhuǎn)速。四、計算公式及測定參數(shù)系統(tǒng)簡圖如下圖所示：軸的臨界轉(zhuǎn)速為：其中：N/m式中：E—軸材料的彈性摸量N/cm2J—軸的慣性矩1．測量結(jié)果：d=cmb=cmm=KgL=a+bcm2．計算結(jié)果：J=cm4K=N/mNe=r/min五、實(shí)驗(yàn)裝置圖3實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)裝置：由調(diào)壓器、試驗(yàn)臺底座、電機(jī)、含油軸承支座、接油盤、傳感器支