化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题

实验一：柏努利方程实验

1．关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H并回答以下问题：

（1）各测压管旋转时，液柱高度H有无变化？这一现象说明了什么？这一高

=，

（

。2

（1）各H/值的物理意义是什么？

答：当测压管小孔转到正对流向时H/值指该测压点的冲压头H/冲；当测压管小孔转到垂直流向时H/值指该测压点的静压头H/静；两者之间的差值为动压头H/

动=H /

冲-H

/

静。

（2）对同一测压点比较H与H/各值之差，并分析其原因。

答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。

（3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大？

（4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出

2

（ （能ρcd

p ＜ρab

p 。此外从2

2

u d l H f ⋅⋅=λ直管阻力公式可以看出， l 、d 产生的阻力

损失Σh f 对C 、D 两点的静压能也有一定的影响。

4. 计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=0.0145(m) ;C 点处的管径d=0.012(m)

A 点半开时的流速：

135.00145

.036004

08.0360042

2=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=

ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145.036004

16.0360042

2=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=

ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012

.036004

08.0360042

2=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππd Vs u c 半 （m/s ）

3600s 流速： )/(29269.00145

.04

1083.42

5s m A V u s =⨯⨯⨯==-π 雷诺准数： 381510111.173

.99829269.00145.0Re 3

=⨯⨯⨯=

=

-μ

ρ

du

同理，根据雷诺实验测定的读数计算其余各点的流量、流速和雷诺准数如原始数据表所述。

2．根据实验观察到的流态，层流和湍流临界雷诺准数值与公认值有无差距？原因何在？

答：略有差距。主要原因在于实验设备测量精度和测量稳定性不高，其次是流态显色墨水的注入量控制不当以及人为干扰产生的震动等。

3．根据雷诺准数表示式，你认为在什么条件下可以只用流速来判断流动型

（即

1

=998.2（

答：测得的压差不代表流体通过流量计的永久阻力损失。流量计测得的压差ΔP一方面由流体流经孔板产生的永久阻力ΔP1，另一方面由流体流经孔板的流速变化也将产生一定的阻力ΔP2。

3. 实验装置各压差计上的“平衡阀”（旁通阀）有何作用？在什么状况下进行开启或关闭操作？

答：平衡阀用以调节压差计两臂液柱的平衡。在实验装置启动运行或结束实验时，平衡阀应该处在开启状态；在实验装置检验系统内空气是否排净或测量阻力数据是平衡阀应该处在关闭状态。

4. 根据管道流体阻力测定的读数，列举1米直管在某一流量下的阻力H f和摩擦系数λ；在某一流量下的局部阻力H f’和局部阻力系数ζ的计算过程，并

u~R关

1596

值。

求

ζ

5．如何检验实验装置中的空气已经排净?

答：排空气操作后，在离心泵运行的状态下，关闭管路中的流量调节阀和各压差计上的平衡阀，观察各压差计上的读数为0是时，表示系统内的空气已经排净。

实验四 离心泵特性曲线的测定

η传

（%a. b

c.()

10009.8129.81

16.9m ⨯⨯=d.轴功率计算 ()1192079.9%1534.08N N W ηη==⨯=g g 传

电机1电机1 e.总效率计算 3

1111016.99.81 5.8167

1534.08

62.86%

e H g Q N ρη-⨯=

⨯⨯=

=g g g 总 同理其他数据按以上公式计算得表内结果：

离心泵特性曲线实验原始数据记录及计算结果表 功率表常数 C=40 功率（W ）=格数×C

00/()P g

b. 两截面间的动能g u 22

0和g

u

22

1将同步提

高。

c. 0-0、1-1两截面间无

外功加入W e ，即无有效压头H e 。

d. 由于流体的能量损失

与动能成正比，

流量越大2

2

u 越大，H f 响应

为什5其扬程

量必然低于原单台泵流量的两倍。两台泵串联操作的总压头必然低于单台泵压头的两倍。

实验五 板框压滤机过滤常数的测定

1． 据板框压滤机实验所测定的数据，计算出两种过滤条件下的过滤常数

K 1和K 2；过滤介质的当量滤液体积Ve 1和Ve 2；过滤介质的当量过滤时间θe 1和θe 2。并提供数据完整的原始数据表。