过程流体机械实验指导书
《过程设备设计》实验指导书
目录目录一、试验目的与要求 (1)二、学生实验手册 (1)实验一内压薄壁容器的应力测定实验 (2)实验二外压薄壁圆筒形容器失稳实验 (7)实验三厚壁圆筒爆破及测试实验 (10)实验四搅拌设备综合性能测试实验 (15)一、试验目的与要求1《过程设备设计》、《过程流体机械》课程所属的实验是过程装备与控制工程专业的重要教学环节之一，它的目的是：1．巩固，加深理解所学的理论知识；2．培养学生掌握一些最基本的专业实验方法和测量技术，培养和提高观察现象，分析数据和整理试验结果的能力；3．锻炼和培养成学生“三严”的科学作风即严肃的态度，严格的要求，严密的方法。
为此，要求学生做到：1．试验前做好充分准备，根据实验指导书认真做好预习；明确每次试验的目的与要求；考虑好实验所需的设备、仪器、工具及其它物品的名称、规格、数量、弄清楚试验的步骤以及由试验所需要的数据。
2．在实验过程中，必须严格按“操作规程”进行，要求发挥主观能动性，充分利用有限的时间，精心操作，周密观察，发现问题，深入细致的考虑问题。
3．试验完备后，认真整理所得的数据，结合实际情况加以分析，写出实验报告并提出自己的看法和见解。
二、学生实验手册1．试验前，预习实验指导书，经教师提问检查合格后，方可进行试验；2．实验时，必须使用指定的仪器、设备和工具，不得随便动用本试验无关的其它东西；3．实验时，必须先熟悉机器、设备和操作规程，开动机器及设备，应先经指导教师检查同意，不懂、不会时严禁操作；4．发生不正常的现象或事故，必须立即切断电源（指电器设备），保护现场，报告老师；5．试验完备后，整理各仪器设备，清洁场地。
实验一 内压薄壁容器的应力测定实验一、实验目的：1．了解薄壁容器在内压作用下，筒体、锥型封头、椭圆封头的应力分布情况；验证薄壁容器相关应力计算的理论公式。
2．熟悉和掌握电阻应变片粘贴技术的方法和步骤。
3．掌握用应变数据采集测量仪器测量应变的原理和操作方法。
《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式
《流体力学》课程实验指导书袁守利编汽车工程学院2005年9月前言1.实验总体目标、任务与要求1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、雷诺实验、阻力综合实验和动量方程实验，实现对基本理论的验证。
2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。
2.适用专业热能与动力工程3.先修课程《流体力学》相关章节。
4.实验项目与学时分配5. 实验改革与特色根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。
实验一阻力综合实验一、实验目的1．观察和测试流体稳定地在等直管道中流动及通过阀门时的能量损失情况；2．掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法；3．熟悉流量的测量和测定文丘里及孔板流量计的流量系数；4．熟悉毕托管的使用。
二、实验条件阻力综合实验台三、实验原理1．实验装置：图一阻力综合实验台结构示意图1.水泵电机2.水泵3.循环储水箱4.计量水箱5.孔板及比托管实验管段进水阀6.阀门阻力实验管段进水阀7. D=14mm沿程阻力实验管段进水阀8.D=14mm沿程阻力实验管段9. 阀门阻力实验管段10.孔板流量计11. 比托管12. 测阻阀门13.测压管及测压管固定板14. D=14mm沿程阻力实验管段出水阀15阀门阻力实验管段出水阀16. 孔板及比托管实验管段出水阀17.文丘里实验管段出水阀18. D=10mm沿程阻力实验管段出水阀19.管支架20. D=10mm沿程阻力实验管段21. 文丘里流量计22排水阀门2.工作原理阻力综合实验台为多用途实验装置，利用这种实验台可进行下列实验：A 、阻力实验。
1）. 两种不同直径管路的沿程阻力实验。
2）.阀门局部阻力实验。
B 、孔板流量计流量系数和文丘里流量计流量系数的测定方法。
C 、皮托管测流速和流量的方法。
过程装备与控制工程专业过程流体机械课程试验指导书段志宏李
过程装备与控制工程专业《过程流体机械》课程实验指导书段志宏李宁广东石油化工学院机电工程学院2010年2月目录实验一柔性转子临界转速的测量实验二离心泵特性曲线测定试验实验三压缩机指示功率和排气量的测定实验一柔性转子临界转速的测量一、实验目的：1、观察和了解转子在临界转速时的振动现象，振动的幅值和相位的变化情况；2、利用李沙如图和波德图测量转子的临界转速；3、了解非接触涡流式位移传感器和振动测量分析仪器的使用。
二、实验装置：1、柔性转子振动模拟实验台。
图1所示为柔性转子临界转速测定装置。
图 11．油杯2．涡流传感器3．前置器4．振动变送器5．示波器无源探头6．数据采集卡7．直流电源及转速控制显示装置8．直流电机9．联轴节10．支座11．转盘12．转轴13．滑动轴承．它包括实验台和测试仪器两部分。
实验台部分是由直流电源及转速控制显示装置、直流电机、支座和转子，转子由等直径轴和转盘组成，转盘在轴上的位置可以转变。
转子转速的变化通过改变电机的电压实现的。
测试仪器主要是两个涡流式位移传感器及其前置放大器，振动变送器，数据采集接口箱等组成。
转轴的直径为φ10.转盘分为两种规格：φ78×15（直径×厚度），质量为500g；φ78×20，质量为670g.涡流式位移传感器：探头直径为φ8，灵敏度为8mV/μm.2、计算机化的数据采集与信号分析系统。
本实验的数据采集与处理，均通过计算机化的信号采集与分析系统实现。
该系统包括非接触式涡流传感器以及前置放大器、振动变送器、数据采集卡以及软件RIGOL 等组成。
三、 实验原理。
如图2示，由于制造和材料均匀程度的误差，圆盘的重心并不会正好落在转轴的轴线上，存在偏心距e ，那么当圆盘随转轴一起转动时会产生离心力，它由转轴弯曲而产生的弹性力来平衡，由于这两个力的作用，使得转子产生横向振动。
当振动频率接近转轴系统固有频率时，出现共振现象，转轴会产生很大的弯曲，此时的转速为临界转速。
流体力学实验指导书
机械能转化演示实验 一、实验目的1.观测动、静、位压头随管径、位置、流量的变化情况，验证连续性方程和柏努利方程。
2.定量考察流体流经收缩、扩大管段时，流体流速与管径关系。
3.定量考察流体流经直管段时，流体阻力与流量关系。
4.定性观察流体流经节流件、弯头的压损情况。
二、基本原理化工生产中，流体的输送多在密闭的管道中进行，因此研究流体在管内的流动是化学工程中一个重要课题。
任何运动的流体，仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，这是研究流体力学性质的基本出发点。
1.连续性方程对于流体在管内稳定流动时的质量守恒形式表现为如下的连续性方程：∫∫∫∫=2211vdA dA v ρρ （1－1）根据平均流速的定义，有222111A u A u ρρ= （1－2）即21m m = （1－3）而对均质、不可压缩流体，常数==21ρρ，则式（1－2）变为2211A u A u = （1－4）可见，对均质、不可压缩流体，平均流速与流通截面积成反比，即面积越大，流速越小；反之，面积越小，流速越大。
对圆管，4/2d A π=，d 为直径，于是式（1－4）可转化为222211d u d u = （1－5）2.机械能衡算方程运动的流体除了遵循质量守恒定律以外，还应满足能量守恒定律，依此，在工程上可进一步得到十分重要的机械能衡算方程。
对于均质、不可压缩流体，在管路内稳定流动时，其机械能衡算方程（以单位质量流体为基准）为：fe h gg u z h g g u z +++=+++ρρ22221211p2p 2 （1－6）显然，上式中各项均具有高度的量纲，z 称为位头，g u 2/2称为动压头（速度头），g ρ/p 称为静压头（压力头），e h 称为外加压头，f h 称为压头损失。
关于上述机械能衡算方程的讨论： （1）理想流体的柏努利方程无黏性的即没有黏性摩擦损失的流体称为理想流体，就是说，理想流体的0=fh ，若此时又无外加功加入，则机械能衡算方程变为：gg u z g g u z ρρ22221211p2p 2++=++ （1－7）式（1－7）为理想流体的柏努利方程。
《流体输送操作》实训指导书
《流体输送操作》实训指导书一、实验目的使学生充分认识流体输送流程，掌握流体输送的三个基本方法（输送机械输送、位差（高位槽）输送、压差（抽真空）输送）。
掌握离心泵的操作方法。
了解配比输送，了解流量计、液位计等测量仪表。
了解电动调节阀的使用方法。
掌握泵的串并联，联锁功能及使用。
二、开车前准备1、由相关操作人员组成装置检查小组，对本装置所有设备、管道、阀门、仪表、电气、照明、分析、保温等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。
2、检查所有仪表是否处于正常状态。
3、检查所有设备是否处于正常状态。
4、试电4.1.检查外部供电系统，确保控制柜上所有开关均处于关闭状态。
4.2.开启外部供电系统总电源开关。
4.3.打开控制柜上空气开关33（QF1）。
4.4.打开空气开关10(QF2)，打开仪表电源开关8。
查看所有仪表是否上电，指示是否正常。
4.5.将各阀门顺时针旋转操作到关的状态。
检查孔板流量计正压阀和负压阀是否均处于开启状态（实验中保持开启）。
4.6加装实训用水关闭原料水槽排水阀（VA25），原料水槽加水至浮球阀关闭，关闭自来水。
（一）输送操作1、流体输送机械输送①单泵实验（1#泵）：方法一：开并联2号泵支路阀（VA03），开溢流阀（VA12），关双泵串联支路阀（VA04）、2号泵进水阀（VA06）、并联1号泵支路阀（VA09）、高位槽回流阀（VA13）、高位槽出口流量手动调节阀（VA14），放空阀（VA11）适当打开。
液体直接从高位槽流入原料水槽。
方法二：开并联2号泵支路阀（VA03），关溢流阀（VA12），关双泵串联阀（VA04）、2号泵进水阀（VA06）、并联1号泵支路阀（VA09）、高位槽放空阀（VA11）、高位槽回流阀（VA13）、高位槽溢流阀（VA12）、局部阻力管阀（VA16）、光滑管阀（VA20）、局部阻力管高压引压阀（VA18）、光滑管高压引压阀（VA21）、局部阻力管低压引压阀（VA19）、光滑管低压引压阀（VA22）、局部阻力阀（VA17）、抽真空阀（VA33）、吸收塔气体入口阀（VA31）。
工程流体力学实验指导书
（三）伯努利能量方程实验测定一、实验目的1、观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的现象进行分析，加深对能量方程的理解；2、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能：3、验证静压原理。
4、进一步掌握有压管流中，动能、压能和位置能三者之间的转换关系。
5、测定管道的测压管水头和总水头值，并绘制管道的测压管水头线及总水头线。
二、实验设备本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成。
图3.1 能量方程实验台示意图每一组测压管都有两种不同的测点位置：一种是测点处于管道中心位置，称为毕托管测压管（后续课堂内容会讲到），测量对应截面的总水头g u g p Z H 22++=ρ（全压）。
注意这里的速度u 为管道中心处的点流速，与截面平均速度v 有所差异。
但在紊流状态下两者之间差异有限。
另一种是测点处于管道壁面，称为普通测压管，测量对应截面的静压头，即只包含Z 和gp ρ两项。
全压与静压之差，称为动压，即gu 22。
三、实验准备工作1、熟悉实验设备，分清毕托管测压管和普通测压管的区别以及各自表征的物理量。
2、接上各导压胶管；3、检验测压板是否与水平线垂直；4、启动电泵使水工作循环，检查各处是否有漏水的现象。
5、用手堵住出水口突然放水，重复几次，直至使实验管中的气泡排除。
关闭尾阀，检查各个测压管水位高度是否在同一水平线上，如果不在同一水平线上，说明有气泡存在，必须全部排除。
否则测量数据无效。
四、实验步骤1、验证静压原理：启动电泵，关闭给水阀，此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静水头的连线为一平行基准线的水平线，即在静止不可压缩均匀重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和（总势能）保持不变，测点的高度和测点位置的前后无关，记下四组数据于表二的最下方格中。
2、测速：能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内任一点的流体点速度，本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心，故所测得的动压为轴心处的，即最大速度。
工程流体力学实验指导书(完整)
《工程流体力学》实验指导书开课单位：机械电子工程系开课实验室：机械电子工程系流体力学实验室编写：邓晓刚审核：李良2011年2月目录目录 (I)前言 (III)工程流体力学实验规程 (IV)（一）水静力学综合实验 (1)一、实验目的 (1)二、实验设备 (1)三、实验原理 (1)四、实验步骤 (2)五、实验数据记录及处理 (3)六、讨论 (3)（二）流线演示实验 (4)一、实验目的 (4)二、实验设备和仪器 (4)三、实验步骤 (4)（三）伯努利能量方程实验测定 (6)一、实验目的 (6)二、实验设备 (6)三、实验准备工作 (7)四、实验步骤 (7)五、结束实验 (8)六、思考 (8)（四）雷诺数的测定 (10)一、实验目的 (10)二、实验装置 (10)三、实验原理 (10)四、实验步骤 (11)五、实验数据记录及计算 (12)六、思考 (12)（五）节流式流量计测量实验 (13)一、实验目的 (13)二、实验原理 (13)四、实验步骤 (14)五、注意事项 (14)六、思考题 (14)（六）流动阻力水头损失测量实验 (16)一、实验目的和要求 (16)二、实验仪器和设备 (16)三、实验原理 (17)四、实验步骤 (17)五、思考 (18)（七）孔口与喷嘴出流实验 (19)一、实验目的 (19)二、实验原理 (19)三、实验设备 (20)四、实验步骤 (20)五、注意事项 (21)六、思考题 (21)前言工程流体力学实验，是工程流体力学课程教学的不可分割的一部分。
通过课带实验，除了验证有关基本定理、巩固学生所学理论知识以外，还可以培养学生正确使用水泵、阀门、压力仪表、各种流量计，正确处理实验数据、分析实验结果以及撰写实验报告的能力。
这对于培养工科学生严谨的科学研究态度，培养应用型本科专门人才具有十分重要的意义。
经过长时间的建设，流体力学实验室已经拥有了一批基本满足本科工程流体力学课带实验需用的实验仪器设备。
流体机械实验指导书
第五篇流体机械实验指导书实验一离心泵性能测定实验实验类型：综合性实验实验学时：3学时实验要求：必修一、实验目的⒈了解离心泵的结构和特性。
2.掌握离心泵特性曲线的概念以及性能参数的测定方法。
3.熟悉离心泵的操作方法。
4.掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。
二、实验内容1.练习离心泵的操作。
2.测定某型号的离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功率）、η（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。
三、仪器设备离心泵综合实验台，共3台。
四、所需耗材胶管、管卡等。
五、实验步骤⒈接通电源，使数字显示仪表通电预热；2.关闭流量调节阀10，全开回流阀2。
3. 按下离心泵的绿色按钮，启动离心泵。
用阀10调节流量，从流量为零至最大或流量从最大到零测取 7～10组数据（同时测量泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数、扭矩表读数），并记录水温。
4.本实验结束后，关闭流量调节阀，关闭水泵。
5.继续其它实验。
六、实验原理、方法和手段离心泵是最常见的液体输送设备。
在一定的转速下，离心泵的扬程H、轴功率N及效率η均随流量Q的改变而改变。
通常通过实验测出H—Q、N—Q及η—Q的关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。
泵特性曲线的具体测定方法如下：⒈扬程H的测定在泵的吸入口和压出口之间列伯努利方程：上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体时，与伯努利方程中其它项比较，值很小，故可忽略。
于是上式变为：将测得的和的值以及计算所得的u入，u出代入上式即可求得H 的值。
（这里进口管和出口管直径一样，故u入=u出）。
⒉ N的测定本实验台采用扭矩传感器测量泵的轴功率，表测得的扭矩为M,测的转速为n,泵的轴功率N＝扭矩×转速（kW）⒊η的测定N eρ=（kw）gQH式中η———泵的效率；N———泵的轴功率，kwNe———泵的有效功率，kwH———泵的扬程，mQ———泵的流量，m3/sρ———水的密度，kg/m3设备主要参数：S80-50-250离心泵型号2900离心泵转速 (r/min)功率 (kW) 22扬程(m) 80流量 (m3/h) 50离心泵入口管径 (mm) 80离心泵出口管径 (mm) 80两取压口之间垂直高度差 mm 800 该实验装置为离心泵的闭式实验台其结构如图所示：七、实验注意事项1. 实验过程中注意水泵运行状况，防止发生汽蚀；2. 水泵启动前应关闭出口阀门，启动正常后缓慢打开；八、预习与思考题1. 为什么离心泵要在出口阀门关闭的情况下启动？2. 正常工作的离心泵，在其进口管上设阀门是否合理？为什么？九、实验报告要求实验报告应包括：1. 简述实验原理与过程；2. 各种数据并加以整理，分析数据是否准确和误差产生原因；3. 通过实验的收获体会及对实验改进意见。
过程流体机械试验教学大纲-2010版-西安交通大学教师个人主页
“过程流体机械”实验教学大纲Process Fluid Machinery课程中文名称：过程流体机械课程英文名称：Process Fluid Machinery课程编码：ENPO3620实验学时：10学分：0适用专业：过程装备与控制工程先修课程：工程热力学，传热学，流体力学开课学院：化学工程与技术学院开课学期：第6学期教材及实验指导书：[1] 崔天生. 压缩机实验指导书. 西安交通大学讲义[2] 化机实验室. 化工机械实验指导书. 西安交通大学讲义，1994一、实验课程简介过程流体机械课程实验教学内容涉及活塞压缩机、风机、水泵三个方面，包括5个必修实验，共10学时；另开设4个选修实验，供有余力和有兴趣的学生拓展能力，或进行科研训练。
即：1. 活塞压缩机拆装实验，2学时。
2. 活塞压缩机性能测试及指示图录取实验，2学时。
3. 活塞压缩阀片运动规律测试实验，2学时。
4. 水泵性能测试实验，2学时5. 风机性能测试实验，2学时。
二、实验课性质、目的和任务性质：课程内实验目的：1. 培养学生在压缩机、风机、水泵等过程流体机械，即动设备方面的实验、研究基本技能，学习实验中的基本操作方法，了解此类设备的一般情况和特性。
2. 培养学生运用所学到的理论知识分析实验现象和初步解决实际问题的能力，从而巩固和拓展所学的理论知识，增强对书本知识的掌握效果和运用能力。
3. 培养学生严肃认真和实事求是的科学作风及科学态度。
任务：了解有关实验装置的构成及特点，了解有关测试仪器、仪表设备的功能和使用；记录有关的实验数据和曲线，完成数据和曲线的处理，写出实验报告。
三、实验课教学基本要求1. 实验前应认真阅读实验指导书，根据实验内容和要求，复习教科书中的有关章节或参考有关资料，预计所得的结果和有关曲线形态。
同时提出实验过程中应当注意和可能发生的问题，防止事故发生。
预习合格者方可参加实验。
2. 实验时以小组为单位进行，每组由5~8人组成，推选小组长一人，负责组织实验的进行以及人员分工。
流体力学实验指导书(2012.9.16)
实验一 能量转换实验一、实验目的1、熟悉流体在流动过程中各种能量和水头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；2、观察流体流速随管径变化的规律。
二、实验原理1、总水头的分析:总水头为测压管水头与流速水头之和，任意两截面间的能量方程为21,2111222222--++=++f H gv g p Z g v g p Z ρρ 。
图一所示实验装置中，从实验可以观测到B 截面的总水头低于A 截面的总水头，这符合伯努利方程。
2、A 、B 截面间压强水头的分析：由于A 、B 两截面处于同一水平位置，B 截面面积比A 截面面积大。
所以B 截面处的流速比A 截面处小。
设流体从A 截面流到B 截面的水头损失为B A f H -,,在A 、B 两截面间列伯努利方程。
B A f BB B A A A H gv g p Z g v g p Z -+++=++,2222ρρ B A Z Z =B A f BA AB H gv g v g p g p ---=-,2222ρρ 即A 、B 两截面处的压强水头之差，决定于ggBA2222νν-和B A f H -，。
当ggBA2222νν-大于B A f H -，时，压强水头的增值为正，反之，压强水头的增值为负。
3、C 、D 截面间压强水头的分析：出口阀全开时，由于C 、D 截面积相等,所以C 、D 两截面处的流速相等，即流速水头相等；设流体从C 截面流到D 截面的水头损失为D C f H -, ，在C 、D 两截面间列伯努利方程。
D C f DD D C C C H gv g p Z g v g p Z -+++=++,2222ρρgv g v DC 2222=D C f D C CD H Z Z gp g p ---=-,ρρ 即C 、D 两截面压强水头之差，决定于)(D C Z Z -和D C f H -,。
当)(D C Z Z -大于D C f H -,时，压强水头的增值为正，反之，压强水头的增值为负。
流体力学实验指导书（I）
流体力学实验指导书（Ｉ） 实验设备简介 实验一 流体静压强测定试验 实验二 流体粘性效应显示实验 实验三 流体的相对平衡实验 实验四 烟风洞流谱显示实验 实验五 流体流动状态判别实验 实验六 伯努利能量守恒实验 实验七 毕托管测速实验 实验八 流体动量定律实验 实验九 直管沿程水头损失测定实验 实验十 机翼表面压强分布测定实验 实验十一 激光多普勒测速对比实验 实验十二 平面狭缝流动的流场显示（海雷肖试验） 实验十三 旋涡仪流谱显示实验 实验十四 圆柱绕流压力分布实验 实验十五 平板附面层实验 实验十六 大流量校验实验 流体力学设备简介 一． 风洞实验设备简介 １． 风洞实验的基本原理 风洞实验的依据是流动的相对性和相似性，相适性教科书以叙述，流动的相对性原就是： 当物体以一定的速度在空气中向前运动时，物体所受到的气动力与物体保持不动，空气以同样的速度反方向吹过物体时，物体所受到的气动力完全相同。
正是从这些原理出发，人们设计了风洞，风洞实际上就是人们专门设计的一种管道，采用适当的动力装置在管道中人为的造成空气流动，用来进行各种类型的空气动力学实验。
２． 风洞的分类 Ａ：低速风洞：实验段中气流速度一般小于１００ｍ／ｓ，有回流式 直流式两种。
Ｂ：高亚音速风洞：气流的Ｍ数的范围是０．３〈Ｍ＜０．８，从外观上看它与低速风洞没有很大区别，基本上是回流式，大多采用两级以上轴流式风扇． Ｃ：跨音速风洞：气流的Ｍ数范围为０．８＜Ｍ＜１．５，其显著特点是不是工作段必须是双层的，外层与大气隔绝，内外层间的压力可以调节，另外内层壁面上开有孔或槽，一方面消除模型在跨音速时所产生的激波反射现象，另一方面用来防止在低超音速时被模型壅塞而不能工作。
Ｄ：超音速风洞：Ｍ数的范围在１．５＜Ｍ＜４．５，为节省动力，一般为暂冲式，采用下冲或抽吸的方法造成较高的压力比，结构见下图。
１． 安定段； ２．整流段； ３．总压段； ４．收缩段； ５．拉瓦尔喷管； ６．工作段； ７．模型； ８． 第二喉道； ９．亚音速扩压段； １０．激波； １１．压力计； １２．调压阀 Ｅ．高超音速风洞：Ｍ数的范围在４．５＜Ｍ＜１０，这类风洞需要高压气源和真空罐，由于气流在加速过程中膨胀的极为厉害，使试验段气流的静温极低，需要装有空气加热器，预先提高收缩段的气体温度，以防止空气液化。
过程流体机械实验指导书
《过程流体机械》实验指导书V3.0东北大学秦皇岛分校控制工程学院实验室实验一离心泵性能测定实验一、实验装置基本配置表二、实验装置流程示意图图一、过程装备与控制工程专业基本实验综合装置流程示意图三、实验原理：离心泵是最常见的液体输送设备。
在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率及效率η均随流量Q 而改变。
通常通过实验测出H —Q 、N —Q 及 η—Q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。
泵特性曲线的具体测定方法如下：a)、 H 的测定：在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程 出入入出入出入出出入出出出入入入）--+-+-+-=+++=+++f f H g u u g P P Z Z H H gu g P Z H g u g P Z 2(222222ρρρ （6） 上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体时，与柏努利方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。
于是上式变为： gu u g P P Z Z H 2(22入出入出入出）-+-+-=ρ （7） 将测得的）入出Z Z -(和入出P P -的值以及计算所得的u 入，u 出代入上式即可求得H 的值。
b)、 N 的测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。
由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。
即：泵的轴功率N ＝电动机的输出功率，kW （8）电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率。
（9）泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw 。
（10）c)、η的测定 N Ne =η 其中 1021000ρρHQ g HQ Ne == kw （11） 式中：η— 泵的效率；N — 泵的轴功率，kw; Ne — 泵的有效功率，kwH — 泵的压头，m; Q — 泵的流量，m 3/sρ— 水的密度，kg/m 3四、实验操作步骤：打开实验软件，在“实验内容”中点击“离心泵性能测定实验”全开阀门VA113、VA119和VA120，关闭其它所有阀门。
过程流体机械实验指导书1106
过程流体机械实验指导书主编张慧敏龚德利实验课程：过程流体机械适用专业：过程装备与控制工程上海应用技术学院2013年6月目录实验一活塞式压缩机排气量测试实验 (2)实验二活塞式压缩机示功图测试 (8)实验三离心泵特性曲线测试实验 (13)实验四离心泵汽蚀特性实验 (20)活塞式压缩机排气量测试实验一、实验目的1、了解往复式一级V型移动式空气压缩机的结构、使用方法、维护、测量仪器等有一个初步的了解。
2、学习测量压缩机排气量的基本方法，分析不同排气压力时压缩机排气量、排气系数的变化。
3、学习测量压缩机的轴功率，并计算比功率。
二、实验原理和系统1.排气量的测定活塞式压缩机的排气量指单位时间内在额定转速下，最后一级排出的气量换算到吸入状态时的容积流量，以m3/min，m3/h表示。
测量方法有孔板法和喷嘴法或气体流量计。
本实验是按照GB/T3853-1998国家标准《容积式压缩机验收试验》，采用喷嘴法及气体流量计。
喷嘴法是一种间接测量方法，利用流体在流经排气管道的喷嘴时，截面在出口处局部收缩，流速增加，静压力降低，因而在节流装置前后产生压差，流动介质的流量越大，产生的压差越大，通过测量压差即可算出流量值。
压缩机排气量的测量装置如图1所示，实验用压缩机采用V—0.6/7型风冷移动式单级空气压缩机，其它还有储气罐、压力调节阀、喷嘴节流装置等。
喷嘴节流装置由低压箱、喷嘴、U形压差计或陶瓷式压力传感器、玻璃温度计或热敏电阻温度传感器组成。
气流流过压力调节阀后会出现旋涡，为了稳定气流安装了有多孔隔板和井字形格板的低压箱，用以疏导来流，低压箱尺寸、要求见图2。
为了精确测定喷嘴前后的压差。
在测孔圆周方向用了交角为90º的.U形压差计（也装了压力传感器，可将压力值通过转换以电流信号输出），测孔管不应突出低压箱内壁。
由于喷嘴前温度沿低压箱截面分布不均匀，温度计插入深度为1/2~1/3低压箱直径，同一截面用2~4个测孔，温度计管身与低压箱管壁绝缘。
过程流体机械课程设计指导书资料
过程流体机械课程设计指导书一、 设计题目4L---20/8 活塞式压缩机设计二、主要设计参数（1） 排气量： 有效排气量 21.5 m 3/min（2） 进气压力： 0.1 MPa（3） 排气压力： 0.8 MPa（4） 轴转速： 400 rpm（5） 行程： 240 mm（6） 气缸数： 一级压缩 1二级压缩 1（7） 气缸直径：一级 420 mm二级 250 mm（8） 轴功率： ≤ 118 KW（9） 电机： 功率 130 KW ， 转速 730 rpm ， 额定电压 380V（10） 排气温度： ≤ 160 0C（11） 冷却水量： 4吨/小时三、设计计算1、计算任务（1）对实际排气量，排气温度和功率进行复算。
（2）主、从动皮带轮的设计计算。
2、压缩机设计计算（1）结构型式及方案选择根据总压力比ε＝8，压缩机的级数取两级比较合适。
本设计为固定式压缩机，为了获得较好的运转平稳性，结构型式采用L 型，而且Ⅰ、Ⅱ级采用双作用气缸。
另外，压缩机采用水冷方式。
（2）容积流量（排气量）的计算1）理论排气量1vn q 、2vn q 的计算vn q =Ln d D n L d D n L D )2(4)(4422222-=⋅-+⋅πππ式中 n ——压缩机转速 rpm 。
图1 容积流量的计算2）实际排气量的计算v vn v q q η⋅=式中 ηV ——容积效率，ηV = λV λP λT λl其中 λV ——容积系数，λV ＝ 1-α(n1ε-1) ，α为相对余隙系数，低压级α＝0.1，中压级α＝0.11 。
ε为名义压力比，一般单级压力比ε＝3～4 。
n 为膨胀指数。
λP ——压力系数，λP ＝0.95～0.98λT ——温度系数，λT ＝0.92～0.98λl ——泄漏系数，λl ＝0.90～0.983）各级行程容积Vs 的计算 Vs ＝vv n q η (n 为压缩机转速) （3）排气温度计算d T ＝s T m m 1-ε式中m ——压缩过程指数，一般压缩过程指数取低压级m =(0.95～0.99)k ，中、高压级m = k 。
《流体机械拆装实验》指导书讲解
《流体机械拆装实验》指导书一.实验目的（1）加深对各类流体机械的了解，掌握流体机械的结构。
（2）锻炼动手能力，学习拆装方法和正确使用各种工具。
二.实验内容（1）识各种实验工具，掌握正确使用方法。
（2）组拆卸各台流体机械，如：真空泵，螺杆泵，半球泵，V形活塞压缩机。
（3）装配所有零部件，装配到位，密封良好，转动自如。
三.实验装置真空泵，螺杆泵，半球泵，水环泵，V形活塞压缩机、水泵、阀、等。
各种拆装工具。
四.实验原理具体拆卸与组装，先外部零件后内部零件，先部件后零件，按装配工艺顺序进行，拆卸的零件按顺序摆放，进行必要的记录、擦洗和清理。
装配时按顺序进行，要一次安装到位。
每个学生都要动手。
五.实验步骤（1）拆卸①准备各种拆卸工具，熟悉工具的正确使用方法。
②了解所拆卸的机器主要结构，分析和确定主要拆卸内容。
③端盖、压盖、外壳类拆卸；接管、带轮、辅助件拆卸。
④内部转子拆卸、清洗；主轴、轴承拆卸。
⑤内部辅助件及其它零部件拆卸、清洗。
⑥各零部件分类、清洗、记录等。
（2）组装①理清组装顺序，先组装内部零部件，组装主轴及轴承。
②组装转子、叶轮等工作部件。
③组装内部件与壳体。
④组装压盖、接管、各辅助部件等。
⑤检查是否有未装零件，检查组装是否合理、正确和适度。
六.实验报告①记录所使用的工具名称、型号；记录所拆卸的零件名称。
②记录拆卸顺序和装配顺序；写出拆装方法及要求，必要的简图。
③总结实验收获，提出意见和建议。
七.主要设备。
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过程流体机械实验指导书安徽工程大学机械与汽车工程学院过程装备教研室实验离心泵综合性能测定图1所示离心泵综合试验台是一种多功能实验装置，其结构示意如图示。
主要由泵1（泵特性曲线测定和串、并联实验）、泵2（泵串、并联和气蚀现象演示实验）、水箱、孔板流量计、计量水箱真空表、真空压力表、压力表、电功率表、管道和阀门组成。
该实验台可用作下列教学试验：1.离心泵特性曲线测定试验；2.离心泵串、并联试验；3.离心泵气蚀现象演示试验。
一、离心泵特性曲线测定1.试验目的1）了解和掌握离心泵特性曲线（H-Q 曲线，N-Q 曲线和η-Q 曲线）的测定方法。
2）观察离心泵实际运行过程 3）分析泵的工作性能2.试验装置泵的特性曲线测定试验涉及到的装置为实验台中泵1及相应管道系统。
3.试验原理和方法利用泵1相应阀门的开、闭和调节，形成泵1的单泵工作回路，在泵1出阀门11的一定开度下，测量一组相应的压力表12、真空表9和孔板流量计7的压差计的读数（或利用计量水箱和秒表来测量相应的流量），由此测得某一工况下泵的扬程H 和流量Q ；并利用表15读出电机输入功率Nm,由此可得出泵的相应轴功率N 。
在多个工况（阀门11的不同开度）下可分别测得每个工况的流量Q 、扬程H ，和轴功率N 等数据，从而可经计算并绘制出泵的Q-H 、Q-N 、和Q-η等特性曲线。
1）扬程H 的测试和计算：2221H 2v v M I Z g -=+++m式中：M----以水柱高度表示的压力表读数 2p g ρ，【m 】 I----以水柱高度表示的真空表读数 1p g ρ，【m 】Z----压力表距真空压力表接出点之间的高度，【m 】 p 1----真空表读数【MPa 】，p 2----压力表读数【MPa 】ρ----水的密度【kg/m 3】, g----重力加速度 v 1----泵的进口流速，v 2----泵的出口流速 一般，进口和出口的管径相同，所以222102v v g -=由此： H=M+I+Z m2）流量Q 的测试和计算 Ⅰ）利用孔板流量计测量2pQ A αρ∆= 【M 3/S 】式中： △p-U 型管压差计压差读数 【Pa 】A 0孔板开孔面积，2204d A π=【m 2】d 2----孔板的孔径， m; d 1----管道管径， m ； α----流量系数； ρ----流体密度【Kg/m 3】 本实验中孔板的孔径0.035m ，管道的管径0.042m 。
流量系数α需要经过试验来标定。
Α值与直径比d 2/d 1有关，并与雷诺数有关。
由试验知，当流过管子的雷诺数Re 大于5000以后，α取值与雷诺数关系不大，本系统α值约等于0.788.在这种情况下：2Q 0.788pA ρ=⋅ 【m 3/s 】Ⅱ)利用计量水箱实测流量 在工况的流量稳定时，利用计量水箱测定一定时间t 间隔内泵出流的容积V,即可算出泵的体积流量VQ t =【m 3/s 】3)泵的轴功率N 和泵效率η的测试和计算 离心泵1在运行时的轴功率N 的测定，是通过电功率表测定泵的驱动电机的输入电功率N m ,再将此N m 乘以电机效率ηm ,即得泵的轴功率N;N m m N η=⋅ [Kw]而泵在一定得工况下的效率η：1000gQHN ρη=式中，g----重力加速度Q----泵的体积流量 【m 3/s 】 H----泵的扬程 【m 】 N----轴功率 【Kw 】 4.实验步骤 1）试验前准备记录下试验台的参数，将水箱充满水 关闭阀门3,10,14，打开阀门4,11,16 2）进行试验① 开动泵1，使泵1系统运转，此时关闭阀门11，为空载状态，测读压力表12读数p 2,真空压力表9读数p 1.② 略开阀门11，水泵开始出水，再测读p 2、p 1孔板流量计压差△p(或利用计量水箱和秒表测出在此工况下的流量Q)和电功率表读数N m③ 逐次调节阀门11，增加出水开度，重复上述步骤测读各相应工况的p 1、p 2、△p 和N m 。
实验数据可记录在如下的记录表格中记录表1No M(m)I(m)H(M+I+Z)(m)Nm(KW)N(KW)△p(Pa)Q(m3/s)备注12345678④结束试验5.试验数据处理根据上表的试验记录和计算的数据，即可在坐标系中绘出各工况的实验点，最后可光滑地绘制出试验泵的H-Q曲线、N-Q曲线，和η-Q等特性曲线（可在一个图上绘出，如图2）图2 泵特性曲线图二、离心泵串、并联试验1.试验目的1)增进对离心泵串、并联运行工况及其特点的感性认识2)绘制泵串、并联工作的串、并联总特性曲线。
2.试验装置利用离心泵综合试验台的全部设备。
3.实验原理和方法1)泵的并联工作当用单泵不能满足工作需要的流量时，可采用两台泵（或两台以上）的并联工作方式，如图3所示。
离心泵1和泵2并联后，在同一扬程（压头）下，其流量Q并是这两台泵流量之和，Q并=Q1+Q2 并联后的系统特性曲线，就是在各相同扬程下，将两台泵特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2上的对应的流量相加，得到并联后的各相应合成流量Q并最后绘出（Q-H）并曲线。
如图4所示。
图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2；实线为并联后的总特性曲线（Q-H）并，根据以上所述，在（Q-H）并曲线上任一点M,其相应流量Q M是对应具有相同扬程的两台泵相应流量Q A和QB之和，即Q M=Q A+Q B 上面所述的是两台性能不同的泵的并联。
在工程实际中，普遍遇到的情况是用同型号、同性能泵的并联，如图5所示。
（Q-H）1和（Q-H）2特性曲线相同，在图上彼此重合，并联后的总特性曲线为（Q-H）并。
本试验台就是两台相同性能的泵的并联。
进行教学试验时，可以分别测绘处单台泵1和泵2工作时的特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2，把它们和成为两台泵并联的总性能曲线（Q-H）并。
再将两台泵并联运行，测出并联工况下的某些实际工作点与总性能曲线上相应点相比较。
2）泵的串联工作当单台泵工作不能提供所需要的压头（扬程）时，可用两台泵（或两台以上）的串联方式工作。
离心泵串联后，通过每台泵的流量Q是相同的，而合成压头是两台泵的压头之和。
串联后的系统总特性曲线，是在同一流量下把两台单泵对应扬程叠加起来，就可以得出泵串联的相应合成压头，从而绘制出串联系统的总特性曲线（Q-H）串，如图6所示。
串联特性曲线（Q-H）串上的任一点M的压头H M，为对应于相同流量Q M的两台单泵1和2的压头H A和H B之和，即H M=H A+H B试验时，可以分别测绘出单台泵1和泵2的特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2，并将它们合成为两台泵串联的总性能曲线（Q-H）串，再将两台泵串联运行，测出串联工况下的某些实际工作点与总性能曲线的相应点相比较。
4.实验步骤1)两台泵的并联试验①单台泵1特性曲线（Q-H）1的测试。
（从略，可参看离心泵特性曲线测定试验的步骤）②单台泵2特性曲线（Q-H）2的测试。
（从略，可参看离心泵特性曲线测定试验的步骤）③两台泵并联工况下某些工作点的测定a.开启阀门3,4,11,14，关闭阀门10b. 接通电源，启动泵1和泵2c. 调节阀门11和14，使压力表12和13都指示在某一相同的扬程H1=H2=H并,此时，记下孔板流量计的相应压差值，由此测得一个工况下的Q并和H并d. 按上述c的方法，在测试出几个不同并联工况下的Q并和H并，即改变H并，测出相应的Q并。
e. 试验结束，关闭电源。
2)两台泵的串联试验①单泵1和泵2特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2的测试（与上面相同，从略）②两台泵串联工况下某些工作点的测定；a.开启阀门3，关闭阀门10,11,4,14b.接通电源，首先启动泵2，待其运行正常后，打开串联阀门10，再启动泵1，待泵1运行正常后，最后打开泵1的出口阀门11c.调节阀门11到一定开度，即调节到某一扬程H串和流量Q串的工况，在此工况下，测读压力表12和13的扬程值，并测得孔板流量计的压制h,计算出Q串。
d.按照上述c的方法，在测试出几个不同串联工况下的H串和Q串5.试验数据记录和处理记录表2次序 1 2 3 4 5 6 7 8泵1 H(MPa)Q(m3/h)泵2 H(MPa)Q(m3/h)并联H(MPa)Q(m3/h)串联H(MPa)Q(m3/h)将试验中测得的数据H、Q计入记录表2中，并以Q为横坐标，H为纵坐标，由实验数据在坐标系中绘出一系列试验点，再将这些点光滑的分别连成单泵1和2的（Q-H）1和（Q-H）2特性曲线，再分别合成为并联和串联的总特性曲线（Q-H）并和（Q-H）串，如图7所示。
最后，再把并联和串联工况下实际测出的一些工作点在合成的总特性曲线周围标出，以示比较。
三、泵的气蚀现象演示试验1.试验目的泵在运行时可能发生的气蚀现象，增加学生对这方面知识的感性认识。
2.试验装置利用离心泵综合试验台中的泵1运行系统来运行。
3.实验原理对于泵的运行来说，在转速和流量为定值时，泵的气蚀余量是不变的，而利用本实验装置可以人为的使其汽蚀余量在固定的流量情况下改变。
它是采用抽真空的办法来改变装置的气蚀余量（泵的蓄水箱可以使其成为密封的水箱，水箱中的水被泵抽出而产生真空，其真空度可以用阀门21调节回水量来改变），直到达到气蚀的临界状态而开始发生气蚀。
4.演示实验步骤1)实验前准备i.将水箱5注满水直至排气阀18溢出水为止；ii.关闭阀门4,10,14,16；打开阀门11,212)进行演示i.启动泵1，即打开阀门4ii.调节阀门11到一定的流量Qiii.在此流量下将阀门21由开启相关闭方向逐步调节，使水箱内的真空度逐渐增大，同时观察流量计读数，真空压力表8读数和压力表13读数。
继续调节阀门21，直至观察到压力表13的指针发生颤动或急剧下降为止，此时流量也急剧下降，甚至直到流量为零，即发生了汽蚀。
实验三离心泵综合性能测量成绩————指导教师————日期————第一部分预习1.综合性能测试试验测试离心泵的哪几项参数？泵启动前要做哪些准备工作？2.实验中泵的流量是采用什么方式测量的？扬程是如何测量的？3.泵出口阀门关小或放大，气流量和扬程会怎么变化？4.离心泵的有效功率和效率怎么得到的？第二部分报告1.实验目的2.实验装置3.简述实验过程4.实验记录记录表1No M(m)I(m)H(M+I+Z)(m)Nm(KW)N(KW)△p(Pa)Q(m3/s)备注12345678Z= (m) 流量计系数α=图2 泵特性曲线图记录表2次序 1 2 3 4 5 6 7 8 泵1 H(MPa)Q(m3/h)泵2 H(MPa)Q(m3/h)并联H(MPa)Q(m3/h)串联H(MPa)Q(m3/h)图3 泵得并联图图4 泵的串联图5. 简述汽蚀实验所观察到的现象。