化工原理实验报告

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1、实验一伯努利实验一、实验目的1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念与相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解.2、观察各项能量或压头随流速的变化规律.二、实验原理1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件如位置高低、管径大小等的变化,会引起流动过程中三种机械能位能、动能、静压能的相应改变与相互转换.对理想流体,在系统内任一截面处,虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的机械能守恒定律.2、对于实际流体,由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失.故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等,两者的差值即为机械损失.3、以上几种机械能均可用U型压差计中的液

2、位差来表示,分别称为位压头、动压头、静压头.当测压直管中的小孔即测压孔与水流方向垂直时,测压管内液柱高度位压头则为静压头与动压头之和.任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值,则为损失压头.4、柏努利方程式式中：、各截面间距基准面的距离 m、各截面中心点处的平均速度可通过流量与其截面积求得 、各截面中心点处的静压力可由U型压差计的液位差可知 对于没有能量损失且无外加功的理想流体,上式可简化为 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速与动压,从而可得到各截面测管水头和总水头.三、实验流程图泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W.实验管：内径15mm.四、实验操作步骤与注意

3、事项1、熟悉实验设备,分清各测压管与各测压点,毕托管测点的对应关系. 2、打开开关供水,使水箱充水,待水箱溢流后,检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平,若不平则进行排气调平开关几次.3、打开阀5,观察测压管水头和总水头的变化趋势与位置水头、压强水头之间的相互关系,观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况.4、将流量控制阀开到一定大小,观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差h1h4.要注意其变化情况.继续开大流量调节阀,测压孔正对水流方向,观察并记录各测压管中液位差h1h4.5、实验完毕停泵,将原始数据整理.实验二 离心泵性能曲线测定一、实验目的1. 了解离心泵的构造和操作方法2.

4、 学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法二、 实验原理离心泵的主要性能参数有流量Q也叫送液能力、扬程H、轴功率 N和效率.离心泵的特性曲线是Q-H、Q-N与Q-之间的关系曲线.泵的扬程用下式计算：He=H压力表+H真空表+H0+/2g式中：H压力表泵出口处压力 H真空表泵入口处真空度 H0压力表和真空表测压口之间的垂直距离泵的总效率为：其中,Ne为泵的有效功率：Ne=gQHe 式中：液体密度g重力加速度常数 Q泵的流量Na为输入离心泵的功率：Na=KN电电转 式中：K用标准功率表校正功率表的校正系数,一般取1 N电电机的输入功率电电机的效率转传动装置的传动效率三、实验设备与流程：设备参数：泵的转速

5、：2900转/分 额定扬程：20m水温：25泵进口管内径：41mm泵出口管内径：35.78mm 两测压口之间的垂直距离：0.35m四、实验操作1.灌泵因为离心泵的安装高度在液面以上,所以在启动离心泵之前必须进行灌泵.2.开泵注意：在启动离心泵时,主调节阀应关闭,如果主调节阀全开,会导致泵启动时功率过大,从而可能引发烧泵事故.3.建立流动4.读取数据等涡轮流量计的示数稳定后,即可读数.注意：务必要等到流量稳定时再读数,否则会引起数据不准.五、作业序号涡轮流量计P真P表N以一组数据计算Q、He、Ne、实验三 过滤实验一、实验目的1.了解板框过滤机的构造和操作方法.2.掌握恒压过滤常数的测定方法测定

6、恒压过滤常数；虚拟滤液体积；虚拟过滤时间.二、基本原理 对于不可压缩滤渣,在恒压过滤情况下,滤液量与过滤时间的关系可用下式表示:2=KS2上式也可写成:2=K微分后得到:dt / dq= 2q / K+2qe / K该微分式为一直线方程,其斜率为2/K,截距为2qe/K.实验中t/q代替dt/dq,通过实验测定一系列的t与q值,用作图的方法,求出直线的斜率、截距,进而求出恒压过滤常数K,虚拟滤液体积qe.只考虑介质阻力时：qe2=Kte 将qe代入上式可求出虚拟过滤时间te.三、实验设备板框过滤机的过滤面积为0.12m2.由空压机提供压力,并恒压可调.以碳酸钙和水混合成悬浮液,可完成过滤常数的

7、测定实验.孔板孔口径：8mm，文丘里管喉径：8mm,202不锈钢管.四、实验步骤1、先将板框过滤机的紧固手柄全部松开,将板、框清洗干净.2、将干净滤布安放在滤板两侧,注意必须将滤布四角的圆孔与滤板四角的圆孔中心对正,以保证滤液和清洗液流道的畅通.3、安装时应从左至右进行,装好一块,用手压紧一块.请特别注意板框的顺序和方向,所有板框有圆点的一侧均应面向安装者,板框过滤机共有4块板带奇数点,3块框带偶数点,以确保流道的畅通.4、装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止.5、松开混合釜上加料口的紧固螺栓,打开加料口,加水至视镜的水平中心线,打开控制屏上的电源,启动搅拌机,再加入碳酸钙3kg,任其自行搅拌

8、.6、约5min后,检查所有阀门看是否已关紧？确保全部关紧后,同时注意在搅拌过程中混合釜的压力,控制混合釜压力表的指示值在0.10.2MPa范围,并一直维持在恒压条件下操作,如果压力过大也可通过混合釜右侧的放空阀调节.（1） 、打开过滤机的出料阀,并准备好秒表,做好过滤实验的读数和记录准备,再打开控制屏上板框过滤机的进料阀,开始过滤操作.2、注意看看板框是否泄漏大量液体冲出,少量漏液无妨？确认正常后,观察滤液情况,一般开始出来的比较浑浊,待滤液变清后,立即开始读取计量槽的数据,并同时开始计时和记录相关实验数据.3、装置的计量槽分左右计量筒计量,左侧计滤液量,右侧计洗水量左右两筒有过滤液孔连通,

9、需要时两筒可串联使用,以便连续实验需要.读取5组以上的实验数据后,即可关闭进料阀和出料阀结束过滤实验.（4） 、如果需要做滤饼洗涤实验,则在结束过滤实验之后,关闭混合釜的进气阀.然后关闭进水阀,打开进气阀,恒压在0.160.2MPa范围,按过滤实验相同的方法操作,完成实验后,关闭进水阀和出水阀结束滤饼洗涤实验.（5） 、如果改变操作压力,还可进行过滤速率方程压缩指数的测定实验.实验四 传热实验一、实验目的 测定对流传热系数的准数关联式.二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热系数,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故用图解法对多变量方程进行关联时

10、,要对不同变量Re和Pr分别回归.本实验简化上式,即取n=0.4流体被加热.这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线方程：在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m.在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即：对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组.其准数定义式分别为：牛顿冷却定律：传热量Q可由下式求得：三、 实验设备流程设备参数：孔板流量计：流量计算关联式：V=4.49R0.5式中：R孔板压差,mmH2OV水流量,m3 /h换热套管：套管外管为玻璃管,内管为黄铜管. 套管有效长度：1.25m,内管内径：0.022m四、实验操作1.启动水泵2.打开进水

11、阀3.打开蒸汽发生器4.打开放汽阀5.读取水的流量6.读取温度7.实验结束后,先停蒸汽发生器,再关进水阀.五、 数据处理水入口温度水出口温度壁温1壁温2压差计读数mm20.028.855550.420.028.455551.820.028.355554.020.028.155557.120.027.5555516.120.027.1555528.620.026.7555544.620.026.4555587.420.026.05555144.5以一组数据计算传热量、传热系数.实验五 精馏实验一、试验目的 1.掌握精馏塔的结构 2.测定精馏塔的理论板数与塔效率二、实验原理1.理论板2.作图法求理

12、论板数3.精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,即：Et=Nt/N精馏塔的单板效率Em可以根据气相或液相通过测定塔板的浓度变化进行计算. 若以液相浓度变化计算,则为： Eml=/ 若以气相浓度变化计算,则为： Emv=/ 式中：Xn-1-第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率； Xn-第n块板下降的液体组成,摩尔分率； Xn*-第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成,摩尔分率； Yn+1-第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率； Yn-第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率； Yn*-第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成,摩尔分率.三、实验设备与流程简介本实验进料的溶液为乙醇水体系,其中乙

13、醇占20%摩尔百分比.精馏塔：采用筛板结构,塔身用直径57X3.5mm的不锈钢管制成,设有两个进料口,共15块塔板,塔板用厚度1mm的不锈钢板,板间距为10cm；板上开孔率为4%,孔径是2mm,孔数为21；孔按正三角形排列；降液管为14X2mm的不锈钢管；堰高是10mm.四、实验步骤1.全回流进料打开泵开关,再打开进料的管线.2.塔釜加热升温全回流进料完成后,开始加热. 3.建立全回流注意恒压,回流开始以后就不能再打开衡压排气阀,否则会影响结果.4.读取全回流数据5.逐步进料,开始部分回流 逐渐打开塔中部的进料阀和塔底的排液阀以与产品采出阀,注意维持塔的物料平衡、塔釜液位和回流比.6.记录部分回流数据五、作业 写出精馏段操作线方程、提馏段操作线方程、加料线方程.实验六、吸收实验一、实验原理 本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨.混合气体中氨的浓度很低.吸收所得的溶液浓度也不高.气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律即平衡线在x-y坐标系为直线.故可用对数