化工原理实验资料
化工原理实验(10个).
实验一 流体流动阻力的测定一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法;2. 测定直管摩擦系数λ~R e 的关系,验证在一般湍流区内λ、R e 与ε/d 的函数关系;3. 测定流体流经阀门及突然扩大管时的局部阻力系数ζ;4.测定层流管的摩擦阻力。
二、实验原理流体流经直管时所造成机械能损失为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。
(1) 直管阻力摩擦系数λ的测定:流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:2122f p p l u h d λρ-== 即 1222()d p p luλρ-= 层流时:λ=64/Re; 湍流时:λ是Re 和ε/d 的函数,须由实验测定。
(2)局部阻力系数的测定: 局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。
本实验采用阻力系数法进行测定。
22f u h ζ=三、实验装置与流程实验装置部分是由水箱,离心泵,不同管径、材质的水管,各种阀门、管件,涡轮流量计和倒U 形压差计等所组成。
管路部分由五段并联的长直管,自上而下分别为用于测定层流阻力、局部阻力、光滑管直管阻力、粗糙管直管阻力和扩径管阻力。
测定阻力部分使用不锈钢管,其上装有待测管件(球阀或截止阀);光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的1、水箱2、离心泵3、涡轮流量计4、层流水槽5、层流管6、截止阀7、球阀8、光滑管9、粗糙管 10、突扩管 11、孔板流量计 12、流量调节阀不锈钢管,而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。
本装置的流量使用涡轮流量计测量。
管路和管件的阻力采用各自的倒U形压差计测量,同时差压变送器将差压信号传递给差压显示仪。
四、实验步骤1. 首先对水泵进行灌水,然后关闭出口阀门,启动水泵电机,待电机转动平稳后,把泵的出口阀缓缓开到最大;2. 同时打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀,关闭其他的开关阀和切换阀,保证测压点一一对应;3. 改变流量测量流体通过被测管的压降,每次改变流量(变化10L/min左右),待流动达到稳定后,分别仪表控制箱上的压降数值;4. 实验结束,关闭出口阀,停止水泵电机,清理装置。
化工原理含实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。
3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。
化工原理实验
1.为什么流量越大,入口处真空表读数越大,出口处压力表读数越小?正空度=大气压强-绝对压强,表压强=绝对压强-大气压强当储槽液面上方压强大于泵吸收入口压强时,液体才能被吸入轮中心,泵吸附近压强越低,则吸上高度越高,按照离心泵泵性能曲线,流量越大,扬程越小,入口流速增大,动能增大,入口压强减小,真空度增加,由泵压头公式,相应的流体静压能减小,所以出口压强增大。
2.离心泵的操作为什么要,先充液,封闭启动,选择高效区操作?离心泵在启动前向泵内充满待输送的液体,是为了保证泵内和吸入管路内无空气积存,否则会发生气傅现象,使离心泵无法正常工作。
在出口阀关闭的条件下启动,启动量最小,防止电机烧坏。
选在高效区操作可使泵的效率尽可能达到最高效率,即轴功率损耗减小,使离心泵在最佳工况下运行。
3.为什么每次试验都要把滤液和滤饼倒回虑浆槽内?实验的变量为真空度,应尽量保持其他变量不变,如过滤液的组成,滤板的过滤介质阻力等,将滤板上的滤液洗去,使滤板的过滤介质不变,将滤液倒回是使组成与体积不变。
4.压强差对过滤常数的影响。
压强越大,过滤常数K越大,过滤相同体积的原料液所需时间越短。
在蒸汽冷凝时,若存在不冷凝气体,会有什么影响,应采取什么措施?若存在不冷凝气体,套管尾部会有气体出来,并带走部分热量,降低传热效率;应加大压强使不冷凝气体凝结。
5.试验中的内管壁面温度是接近蒸汽温度还是空气温度?接近蒸汽温度,应为蒸汽及导热管的传热热阻较空气的热阻小了近三个数量级,说明蒸汽与带热管传热效果很好,故内管内壁面温度接近空气温度。
若要提高总传热系数,可采取哪些措施?升高蒸汽温度;改变空气和蒸汽的流动状态,使在湍流状态下流动;使用导热系数较高的导热管。
6.全回流在精馏操作塔中有何实际意义?去回流是回流比的上限,由于在这种情况下得不到精馏产品,即生产能力为零,因此对正常生产无实际意义,但在精馏开工阶段或实验研究时,多采用全回流操作,以便过程的稳定或控制。
化工原理实验
实验一 雷诺试验一、实验目的与要求1、观察流体流动轨迹随流速的变化情况,通过转子流量计改变流量观察流体的流动型态,并对层流和湍流的现象进行比较;2、计算雷诺数并比较雷诺数值与流动型态的关系,确定临界雷诺准数。
二、实验原理雷诺实验揭示了重要的流体流动机理,当流体流速较小时,流体质点只沿流动方向作一维的运动,与其周围的流体间无宏观的混合即分层流动,这种流动形态称层流或滞流。
流体流速增大至一定程度后,流体质点除流动方向(沿管轴方向)上的流动外,还向其它方向作随机的运动,即存在流体质点的不规则的脉动,流体质点彼此混合并有旋涡生成,这种流动形态称湍流或紊流。
层流与湍流是两种完全不同的流动型态。
除流速u 外,管径d ,流体粘度μ和密度ρ,对流动形态也有影响,雷诺将这些影响流体流动形态的因素用雷诺准数(或雷诺数) Re 表示。
即:μρdu =Re一般情况下: Re<2000 层流区 2000<Re<4000 过渡区 Re>4000 湍流区三、实验装置1.示踪剂瓶;2.稳压溢流水槽;3.试验导管;4.转子流量计;5.示踪剂调节阀;6.水流量调节阀;7.上水调节阀;8.放风阀图1 雷诺实验装置四、实验方法实验前准备工作:1.实验前,先用自来水充满稳压溢流水槽。
将适量示踪剂(红墨水)加入贮瓶内备用,并排尽贮瓶与针头之间管路内的空气。
2.实验前,先对转子流量计进行标定,作好流量标定曲线。
3.用温度计测定水温。
实验操作步骤:(一)、先做演示实验,观察滞流与湍流时流速分布曲线形态。
1、在玻璃管中流体为静止状态下迅速加入墨水,让墨水将指针附近2-3厘米的水层染上颜色,然后停止加入墨水。
2、慢慢打开水流量阀,并逐渐加大流量至一定的值后,观察墨水随流体流动形成的流速分布曲线形态。
(二)、确定不同流动形态下的临界雷诺准数。
1、打开水源上水阀使高位槽保持少量的溢流,维持高位槽液面稳定,以保证实验具有稳定的压头。
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实验一 雷诺演示实验一、 实验目的1. 了解流体圆管内的流动形态及其与雷诺数Re 的关系;2. 观察流体在圆管内作稳定层流及湍流两种情况下的速度分布及湍流时壁面处的层流内层;3. 观察并测定流动形态发生临界变化时流量、流速与雷诺数。
二、 实验原理雷诺数μρdu =Re ,一般情况下Re <(2000~3000)时,流动形态为层流,Re >4000时,流动形态为湍流。
μπρμπρπμρd q d du d du 44141Re =∙∙==测定流体1升水所需时间,计算出q ,然后可计算出对应的Re 。
三、 实验装置在1700⨯500⨯500mm 的玻璃水箱内安装有一根内径为28mm 、长为1450mm 的长玻璃管,玻璃管进口做成喇叭形以保证水能平稳的流入管内,在进口端中心处插入注射针头,通过小橡皮管注入显色剂——红墨水。
水由水箱底部进入,并从上部溢流口排出,管内水流速可由管路下游的阀门控制。
本装置玻璃水箱主体由15mm的钢化玻璃粘接而成,所连接上下水管道均有不锈钢材质,下边的轮为能承重的加强轮,在做实验时,需要将轮刹车。
本实验其他设施:水、红墨水、秒表:1块、量筒:1000ml 1个四、实验步骤与现象观察1.开启上下阀门至溢流槽出现溢流。
2.缓和开启实验玻璃管出口阀门,为保证水面稳定,应维持少量溢流。
3.徐徐打开显示剂橡皮管上夹管,调整显示剂流速与管内水流速一致,观察显示剂流线,并记录一定时间内通过的水量和水温。
4.自小到大再自大到小调节流量,计算流型转变的临界雷诺数。
5.观察层流和湍流时速度分布侧形的差别。
6.观察湍流时壁面处的层流内层。
五、注意事项1.由于红墨水的密度大于水的密度,因此为使从给针头出来的红墨水线不发生沉降,需要红墨水用水稀释50%左右。
2.在观察层流流动时,当把水量调得足够小的情况下(在层流范围),禁止碰撞设备,甚至周围环境的震动、以及水面风的吹动均会对线型造成影响。
为防止上水时造成的液面波动,上水量不能太大,维持少量溢流即可。
化工原理实验讲义(doc 55页)
化工原理实验讲义(doc 55页)化工原理实验讲义化工与环境学院化学工程与控制系化工原理实验室目录第 1 章........................化工基础实验技术41.1温度的测量41.2压力的测量91.3流量的测量13第 2 章.............. 实验数据分布及基本数据处理212.1实验数据的分布212.2实验数据的基本处理222.3实验报告的基本要求23第 3 章........................化工原理基本实验273.1流体流动阻力的测定273.2离心泵特性曲线的测定343.3对流传热系数的测定403.4填料塔压降曲线和吸收系数的测定453.5精馏塔效率的测定543.6干燥速率曲线的测定613.7扩散系数的测定663.8液—液萃取塔的操作72第 4 章............................... 演示实验784.1雷诺实验784.2机械能守恒与转换824.3边界层形成与分离85第 5 章.................... 化工流动过程综合实验87第 1 章化工基础实验技术1.1 温度的测量1.常用的温度计形式(1)膨胀式温度计实用的膨胀式温度计有玻璃管液体温度计,双金属片温度计和压力表式温度计。
(2)玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计利用液体的体积与温度之间的关系,用毛细管内液体上升的高度来指示被测温度。
一般测量范围在−100℃~ +600℃。
这种温度计结构简单,使用方便,测量精度较高(0.1~2.5级)。
工作液体多使用汞和酒精,封装时充入惰性气体,以防止液柱断开。
(3)双金属片温度计双金属片温度计制作成表盘指针形式。
双金属片结合成一体,一端固定,另一端自由。
由于不同金属的热膨胀系数的差异而产生弯曲变形,带动指针的位移。
一般测量范围在−80℃~ +600℃。
这种温度计结构简单,使用方便,但测量精度不高(1~2.5级)。
(4)压力表式温度计压力表式温度计的工作原理与机械式压力表相同。
化工原理实验讲义(应化)
化⼯原理实验讲义(应化)实验⼀雷诺实验⼀、⽬的与要求1、通过实验了解圆管内流体流动情况,建⽴流型概念。
2、通过流量的测定、雷诺数的计算和圆管内流线的特征,判断流体的流动型态,并测定临界雷诺数。
3、测定流体在圆形直管中层流、湍流的速度分布图。
⼆、实验原理流体作稳态流动时,其流动型态基本分为滞流(层流)、湍流两种,这两种流型的过渡状态称为过渡流。
流体流动的型态与流体的密度、粘度及流道的直径有关。
这可⽤雷诺准数来判断,⼀般为:Re≤2000为滞流Re≥4000为湍流2000三、实验主要仪器及主要技术数据实验主要仪器:雷诺仪、秒表、量筒实验主要数据:实验管道有效长度L=600mm外径d =30mm内径d i=26mm四、实验⽅法1、准备⼯作(1)向墨⽔储瓶中加⼊适量的⽤⽔稀释过的墨⽔。
(2)调整墨⽔细管出⼝的位置,使它位于实验管道的中⼼线上。
(3)轻轻打开墨⽔流量调节夹,使墨⽔从墨⽔咀流出,排出墨⽔管内空⽓,关闭调节夹。
2、雷诺实验过程(1)关闭流量出⼝调节阀,打开储⽔槽进⽔阀,使⾃来⽔充满⽔槽,并使槽内溢流堰具有⼀定的溢流量。
(2)轻轻打开管道出⽔阀门,使流体缓慢流过实验管道,排出管内⽓体。
(3)调节储⽔槽下部的出⽔阀开度,调节储⽔槽液位,使其保持恒定。
(4)缓慢地适当打开墨⽔流量调节夹,墨⽔⾃墨⽔咀流出,待墨线稳定后,即可看出当前⽔流量下实验管道中墨⽔的流线。
根据流线判断流型,并⽤秒表、量筒测定流体流量。
(5)适当的增⼤管道出⽔阀开度,通过调节储⽔槽下部的出⽔阀和进⽔阀控制储⽔槽液位,并维持⼀定的⽔槽溢流板溢流量。
适当调整墨⽔流量,使墨线清晰,稳定后,测定较⼤流量下实验管内的流动状况。
如此反复,可测得⼀系列不同流量下的流型,并判断临界流型。
3、速度分布图的测定与上述雷诺数测定相似,通过流量调节及墨线线形的判断,分别判定流型为层流、湍流时对应的管道出⽔阀的开度范围。
⾸先使储⽔槽液位恒定(此时,可通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀使液位稳定),瞬时开关墨⽔流量调节夹,在墨⽔咀出⼝处形成⼀个墨团,观察墨团端⾯特征,打开管道出⽔阀(使出⽔阀开度在所测定流型的开度范围),观察墨团端⾯随流体流动时的变化,记下管道末端墨团端⾯的形态后,通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀调节储槽液位,使其恒定。
化工原理实验
化⼯原理实验⼀、填空1.化⼯实验过程中使⽤的弹簧式压⼒表有弹簧管压⼒表、膜式压⼒计,其测压量程选择应为最⼤量程的1/2~_2/3_。
2.单管型压差计要求Amax/Amin 200,其读数误差⽐U型管压差计减少⼀半。
3.数字化管路流体阻⼒实验中,排⽓时应将流体出⼝阀关闭,其作⽤是防⽌压⼒过⼤使流体冲出,计算机在线操作时流量的调节⽅式是计算机—交流电频率—电机转速—流量。
4.传质系数测定实验中利⽤⽓相⾊谱仪仪器进⾏CO2含量测定,实验的关键是__严格控制吸收剂进⼝条件。
5.传质系数测定实验中,利⽤流量计、压⼒表、温度计仪器进⾏丙酮含量的测定,实验的关键是吸收传质平衡,性能取样,不掩塔_。
6.⽓-⽓换热实验过程中,利⽤蒸汽对空⽓进⾏加热,实验测定的物理量是传热膜系数,蒸汽⾛管间,空⽓⾛管内_,两流体在换热器中属于间壁式换热。
7.再进⾏湿样品和⼲样品称量时必须盖紧盖⼦_以防⽌失⽔或吸⽔。
8.⽓相⾊谱是对已知物质进⾏定量分析的仪器,仪器开启前必须先通载⽓,等仪器设定的柱温、热导池温度、进样器温度达到要求时再进样分析。
9.流量计校正实验中平衡阀作⽤是:防⽌泵剧烈波动⽽使液体溅出;实验测量读数时该阀处于关闭状态。
10.⽬前测流量仪表⼤致分三类:速度法、体积法、质量流量法,涡轮流量计属于⼀种速度流量仪表.11.倒U型管压差计指⽰剂为空⽓,⼀般⽤于测量压强较⼩的场合。
12.流量计标定和校验的⽅法⼀般为体积法、称重法、基准流量计法,流量计的校验实验我们要得出的参数是流量系数。
13.在萃取实验中,调节两界⾯的⽅法是⽤π型阀,当⽔-煤油的界⾯较低时应_关闭π型阀当⽔-煤油的界⾯较⾼时应_打开π型阀。
14.流化⼲燥实验中⼲燥曲线是指C—I T—I N A—x 随着⼲燥温度的升⾼,⼲燥速率降低_。
15.离⼼泵的特性曲线是指_Q—He Q—Ne Q—η_其作⽤为选择离⼼泵的型号提供依据实验过程中,随着⽔流量由⼩变⼤,泵⼊⼝处的真空度增⼤,泵出⼝处的压强减⼩,根据实验结果,离⼼泵串联是为了增⼤压头,并联是为了增⼤流量_。
化工原理实验讲义全
化工原理实验讲义专业:环境工程应用化学教研室2015.3实验一 流体机械能转化实验一、实验目的1、了解流体在管流动情况下,静压能、动能、位能之间相互转化关系,加深对伯努利方程的理解。
2、了解流体在管流动时,流体阻力的表现形式。
二、实验原理流动的流体具有位能、动能、静压能、它们可以相互转换。
对于实际流体, 因为存在摩擦,流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞,而被损失掉。
所以对于实际流体任意两截面,根据能量守恒有:2211221222f p v p v z z H g g g gρρ++=+++上式称为伯努利方程。
三、实验装置(d A =14mm ,d B =28mm ,d C =d D =14mm ,Z A -Z D =110mm )实验装置与流程示意图如图1-1所示,实验测试导管的结构见图1-2所示:图1-1 能量转换流程示意图图1-2实验导管结构图四、操作步骤1.在低位槽中加入约3/4体积的蒸馏水,关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀,打开回水阀后启动离心泵。
2.将实验管路的流量调节阀全开,逐步开大离心泵出口上水阀至高位槽溢流管有液体溢流。
3.流体稳定后读取并记录各点数据。
4.关小流量调节阀重复上述步骤5次。
5.关闭离心泵出口流量调节阀后,关闭离心泵,实验结束。
五、数据记录和处理表一、转能实验数据表流量(l/h)压强mmH2O压强mmH2O压强mmH2O压强mmH2O压强mmH2O压强mmH2O测试点标号12345678五、结果与分析1、观察实验中如何测得某截面上的静压头和总压头,又如何得到某截面上的动压头?2、观察实验,对于不可压缩流体在水平不等径管路中流动,流速与管径的关系如何?3、实验观测到A、B截面的静压头如何变化?为什么?4、实验观测到C、D截面的静压头如何变化?为什么?5、当出口阀全开时,计算从C到D的压头损失?六、注意事项1.不要将离心泵出口上水阀开得过大以免使水流冲击到高位槽外面,同时导致高位槽液面不稳定。
化工原理所有试验内容
实习指导实验一流体流动阻力测定实验一、实验目的⒈学习直管摩擦阻力△P f、直管摩擦系数λ的测定方法。
⒉掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。
⒊学习压差传感器测量压差,流量计测量流量的方法。
⒋掌握对数坐标系的使用方法。
二、实验内容⒈测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数λ。
⒉测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。
三、实验原理流体在圆直管内流动时,由于流体的具有粘性和涡流的影响会产生摩擦阻力。
流体在管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和摩擦系数有关,它们之间存在如下关系。
h==λ=R e= f式中:管径,m ;直管阻力引起的压强降,Pa;管长,m;管内平均流速,m / s;流体的密度,kg / m3;流体的粘度,N·s / m2。
摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系,这个关系一般用曲线来表示。
在实验装置中,直管段管长l和管径d都已固定。
若水温一定,则水的密度ρ和粘度μ也是定值。
所以与流速u(流量V)之间的关系。
本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△Pf根据实验数据和式6-2可以计算出不同流速(流量V)下的直管摩擦系数λ,用式6-3计算对应的Re,从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系,绘出λ与Re的关系曲线。
四、实验流程及主要设备参数:1.实验流程图:见图1水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。
被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。
2.主要设备参数:被测光滑直管段:第一套管径 d—0.01 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管第二套管径 d—0.095 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管被测粗糙直管段:第一套管径 d—0.01 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管第二套管径 d—0.0095 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管2.被测局部阻力直管段: 管径 d—0.015(m) 管长 L—1.2(m) 材料: 不锈钢管3.压力传感器:型号:LXWY 测量范围: 200 KPa压力传感器与直流数字电压表连接方法见图24.直流数字压差表:型号: PZ139 测量范围: 0 ~ 200 KPa5.离心泵:型号: WB70/055 流量: 8(m3/h) 扬程: 12(m)电机功率: 550(W)6.玻璃转子流量计:型号测量范围精度LZB—40 100~1000(L/h) 1.5LZB—10 10~100(L/h) 2.5五、实验方法1.向储水槽内注水,直到水满为止。
化工原理实验资料
实验一 流体力学综合实验一、实验目的1.熟悉流体在管路中流动阻力的测定方法及实验数据的归纳 2.测定直管摩擦系数λ和e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3. 了解离心泵的构造,熟悉其操作和调节方法 4. 测出单级离心泵在固定转速下的特定曲线 二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
直管阻力是流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦而产生的阻力,可由下式计算:gud l g pHf22⋅⋅=∆-=λρ (3-1)局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力,计算公式如下:gugpHf22''⋅=∆-=ζρ (3-2)管路的能量损失'fffHHH+=∑ (3-3)式中 f H ——直管阻力,m 水柱;λ——直管摩擦阻力系数; l ——管长,m ; d ——直管内径,m ;u ——管内平均流速,1sm -⋅;g ——重力加速度,9.812s m -⋅p ∆——直管阻力引起的压强降,Pa ;ρ——流体的密度,3mkg -⋅;ζ——局部阻力系数; 由式3-1可得22ludP ρλ⋅∆-=(3-4)这样,利用实验方法测取不同流量下长度为l 直管两端的压差P ∆即可计算出λ和Re ,然后在双对数坐标纸上标绘出Re λ-的曲线图。
离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式、叶轮转速的影响。
实验将测出的H —Q 、N —Q 、η—Q 之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线,即为离心泵的特性曲线,根据曲线可找出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。
离心泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得:gu u h H H H 221220-++-=入口压力表出口压力表(3-5)式中出口压力表H ——离心泵出口压力表读数,m 水柱;入口压力表H ——离心泵入口压力表的读数,m 水柱;0h ——离心泵进、出口管路两测压点间的垂直距离,可忽略不计;1u ——吸入管内流体的流速,1sm -⋅; 2u ——压出管内流体的流速,1sm -⋅泵的有效功率,由于泵在运转过程中存在种种能量损失,使泵的实际压头和流量较理论值为低,而输入泵的功率又较理论值为高,所以泵的效率%100⨯=NN e η (3-6)而泵的有效功率g QH N e e ρ=/(3600×1000) (3-7) 式中:e N ——泵的有效功率,K w ;N ——电机的输入功率,由功率表测出,K w ;Q ——泵的流量,-13h m ⋅;e H ——泵的扬程,m 水柱。
化工原理实验讲义(最终版)
目录绪论 (1)实验一雷诺实验 (3)实验二伯努利方程实验 (4)实验三流体流动阻力的测定 (6)实验四流量计校核实验 (10)实验六恒压过滤常数的测定 (15)实验七传热实验 (17)实验八精馏实验 (23)实验十干燥实验 (29)绪论一、化工原理实验的特点《化工原理》是化工、食品、生物工程、环境工程等专业的重要技术基础课,它属于工程技术学科,故化工原理实验也是解决工程问题必不可少的重要部分。
面对实际的工程问题,其涉及的物料千变万化,操作条件也随各工艺过程而改变,使用的各种设备结构、大小相差悬殊,很难从理论上找出反映各过程本质的共同规律,一般采用两种研究方法解决实际工程问题,即实验研究法和数学模型法。
对于实验研究法,在析因实验基础上应用因次分析法规划实验,再通过实验得到应用于各种情况下的半理论半经验关联式或图表。
例如找出流体流动中摩擦系数与雷诺准数和相对粗糙度关系的实验。
对于数学模型法,在简化物理模型的基础上,建立起数学模型,再通过实验找出联系数学模型与实际过程的模型参数,使数学模型能得到实际的应用。
例如精馏中通过实验测出塔板效率将理论塔板数和实际塔板数联系起来。
可以说,化工原理实验基本包含了这两种研究方法的实验,这是化工原理实验的重要特征。
虽然化工原理实验测定内容及方法是复杂的,但是所采用的实验装备却是生产中最常用的设备和仪表,这是化工原理实验的第二特点。
例如流体阻力实验中,虽然要测定摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的复杂关系,但使用的却是极其简单的泵、管道、压力计、流量计等设备仪表。
化工原理实验的这些特点,同学们应该在实验中认真体会,通过化工原理实验对这些处理工程问题的方法加深认识并初步得以应用。
1二、化工原理实验的要求1.巩固和深化理论知识。
化工原理课堂上讲授的主要是化工过程即单元操作的原理,包括物理模型和数学模型。
这些内容是很抽象的,还应通过化工原理实验及实习这些实践性环节,深入理解和掌握课堂讲授的内容。
化工原理 实验一
30
(5)流体在管内流动时,如要测取管截面上的 流速分布,应选用流量计测量。 A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计 (6)流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流 速增加一倍,则阻力损失为原来的 2 倍;如果 只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为 原来的 1/4 倍。 (7)粘性流体在流动过程中产生直管阻力的原 因是什么?产生局部阻力的原因又是什么?
28
6.不同管径、不同水温下测定的λ~Re曲线数据能 否关联到同一曲线? 7.在λ~Re曲线中,本实验装置所测Re在一定范围 内变化,如何增大或减小Re的变化范围? 8.本实验以水作为介质,作出λ~Re曲线,对其它 流体是否适用?为什么? 9.影响λ值测量准确度的因素有哪些?
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九、练习题
(2)全开的截止阀
式 (1—3) 中 pf 为两测压点间的局部阻力与直管 阻力之和。由于管件或阀门距测压孔的直管长 度很短,引起的摩擦阻力与局部阻力相比可以 忽略, pf可近似认为全部由局部阻力损失引起。
2 p 2 u
的大小与管径、阀门的材料及加工精度有关。
15
(2)突然扩大与突然缩小 在水平管的两测压点间列柏努力方程式
u12 p1 u2 2 p2 hf 2 2
局部阻力
hf
p1 p2
u12 u2 2 2
2 p1 p2 u12 u2 2 2( ) u 2
可见,pf的大小除了包括局部阻力损失和可忽略的摩擦 阻力损失之外,还包括动能和静压能之间能量转换值。
(1) 流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小 的地方其静压能 。 (2)测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧 压差值将 ,若改用转子流量计,随 流量增加转子两侧压差值将 。 (3) 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机 械能中的 (动能、位能、静压能)。 (4) 毕托管测量管道中流体的 ,而孔板流 量计测量管道中流体的 。
化工原理所有实验
实验一 流体流动阻力测定实验1.实验目的(1) 辨别组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
(2)测定流体在圆形直管内流动时摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
(3)测定流体流经闸阀时的局部阻力系数ξ。
2.基本原理(1)直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:2221u d l p p p h ff λρρ=-=∆=则直管阻力摩擦系数可写成:22lu p d fρλ∆=雷诺准数Re 的定义是:μρdu =Re层流时:Re 64=λ湍流时:λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度(ε/d )的函数。
完全湍流时:λ只是相对粗糙度(ε/d )的函数。
上式中 d :直管内径,m ;f p ∆:流体在l 米直管内流动时由于流动阻力而产生的压降,Pa ;f h :单位质量流体流经l 米直管时产生的流动阻力,J/kg ; ρ :流体密度,kg/m 3; l :直管长度,m ;u :流体在管内流动的平均流速,m/s ;μ :流体粘度,P a ·s 。
其中l 、d 为装置参数 , ρ、μ通过测定流体温度,再查有关手册而得, u 通过测定流体流量,再由管径计算得到。
本装置采用涡轮流量计测流量V (m 3/h ),则2900d Vu π=f p ∆采用倒置U 型管液柱压差计和差压变送器测量。
(2)局部阻力系数ξ 的测定根据阻力系数法,流体通过某一管件或阀门时的机械能损失可表示为流体在管内流动时平均动能的某一倍数,即:22u p h ff ξρ='∆='故22u p fρξ'∆=式中 ξ :局部阻力系数,无因次;f p '∆ :局部阻力引起的压降,Pa (本装置中,所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压降后才是闸阀局部阻力引起的压降,直管段的压降由直管阻力实验结果求取)。
3.实验装置与流程实验装置流程(本装置为流体流动阻力与离心泵性能综合实验装置,做流动阻力实验时将仪控柜上“实验选择”转到“管阻力”)如图2-1所示,实验仪控柜面板如图2-2所示。
化工原理实验汇总
化工原理实验汇总实验一流体流动阻力的测定一、实验目的和任务1.了解流体流过管路系统的阻力损失的测定方法;2.测定流体流过圆形直管的阻力,确定摩擦系数λ与流体Re 的关系;3.测定流体流过管件的阻力,局部阻力系数ξ;4.学会压差计和流量计的使用方法;5.识别管路中各个管件、阀门,并了解其作用;二、实验原理流体的流动性,即流体内部质点之间产生相对位移。
真实流体质点的相对运动表现出剪切力,又称内摩擦力,流体的粘性是流动产生阻力的内在原因。
流体与管壁面的摩擦亦产生摩擦阻力,统称为沿程阻力。
此外,流体在管内流动时,还要受到管件、阀门等局部阻碍而增加的流动阻力,称为局部阻力。
因此,研究流体流动阻力的大小是十分重要的。
I .直管摩擦系数λ测定流体在管道内流动时,由于流体粘性作用和涡流的影响产生阻力。
阻力表现为流体的能量损失,其大小与管长、管径、流体流速等有关。
流体流过直管的阻力计算公式,常用以下各种形式表示: )2( 2gu d L H 2f λ=或 )3( 2L P P P 221f u d ρλ=-=-? 式中h f ——以能量损失表示的阻力,J /kg ; H f ——以压头损失表示的阻力,m 液柱;△P f ——以压降表示的阻力,N /m 2 L ——管道长,md ——管道内径,m ;u ——流体平均流速,m/s ; P ——流体密度,kg /m 3;λ——摩擦系数,无因次;g ——重力加速度,g 一9.81m/s 2。
.λ为直管摩擦系数,由于流体流动类型不同,产生阻力的原因也不同。
层流时流体流动主要克服流体粘性作用的内摩擦力。
湍流时除流体的粘性作用外,还包括涡流及管壁粗糙度的影响,因此λ的计算式形式各不相同。
层流时,利用计算直管压降的哈根-泊谡叶公式: )4( duL 32P P P 221f μ=-=-? 和直管阻力计算公式(3),比较整理得到λ的理论计算式为 )5( Re64du 232==ρμλ? 由此式可见,λ与管壁粗糙度ε无关,仅为雷诺数的函数。
化工原理实验(7个)
1.湿物面积203.73cm S =,初始湿物质量为g 9.5。
数据记录: 实验时间/s 物料质量/g W/g t W /ºC t/ºC 实验时间/s 物料质量/g W/g t W /ºC t/ºC 5 5.8 0.1 38.7 73 289 4.4 0.1 40.4 76.8 12 5.7 0.1 38.8 73.4 316 4.3 0.1 40.5 76.8 20 5.6 0.1 38.9 74.1 347 4.2 0.1 40.6 77.1 33 5.5 0.1 39 74.5 372 4.1 0.1 40.7 77 55 5.4 0.1 39.1 75.2 397 4 0.1 40.8 78.1 97 5.3 0.1 39.2 75.9 430 3.9 0.1 41 77.9 115 5.2 0.1 39.4 75.7 449 3.8 0.1 41.2 77.9 132 5.1 0.1 39.5 76 478 3.7 0.1 41.2 78.5 157 5 0.1 39.6 76.7 499 3.6 0.1 41.3 78 184 4.9 0.1 39.7 76.5 515 3.5 0.1 41.3 78.6 203 4.8 0.1 39.9 76.8 531 3.5 0 41.3 78.8 224 4.7 0.1 40 76.1 549 3.6 -0.1 41.5 78.9 254 4.6 0.1 40.2 76.8 566 3.5 0.1 41.6 79.1 2724.50.140.376.45843.541.779.22.τ∆∆=-==S WU G G G X g G C C ,,5.3 t/s X U/g/(m 2.s ) t/sX U/g/(m 2.s ) 5 0.66 1.96 289 0.26 0.507 12 0.63 1.71 316 0.23 0.442 20 0.6 1.05 347 0.2 0.548 33 0.57 0.622 372 0.17 0.442 55 0.54 0.326 397 0.14 0.548 97 0.51 0.761 430 0.11 0.548 115 0.49 0.805 449 0.086 0.415 132 0.46 0.548 478 0.057 0.721 157 0.43 0.507 499 0.029 0.472 184 0.4 0.721 515 0 0.652 203 0.37 0.652 531 0 0 224 0.34 0.456 549 0.029 -0.761 254 0.31 0.761 566 0 0.805 2720.29 0.805584 0 0X=0.28,临界含水量为0.8g,平衡含水量为0 恒定干燥()s m g U ⋅=2/75.0干燥速率曲线如下图所示:注:对于几组有问题的数据,作忽略处理。
化工原理实验
第3部分 化工原理基本实验3.1 流体流动阻力的测定3.1.1 实验目的(1) 学习管路阻力损失(h f )、管路摩擦系数(λ)、管件(阀件)局部阻力系数(ζ)的测定方法,并通过实验了解它们的变化规律,巩固对流体阻力基本理论的认识;(2) 了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式,掌握其测量原理,学会其使用方法。
3.1.2 实验原理实际流体沿直管壁面流过时因粘性引起剪应力,由此产生的阻力损失称为直管阻力损失f h 。
流体流过管件、阀门或突然扩大(缩小)时造成边界层分离,由此产生的阻力称为局部阻力。
上述两种阻力的测定原理如下:(1) 直管阻力损失为了测定流体流过长为l 、内径为d 的直管的阻力损失,在其两端安装一个U 形管压差计。
在压差计的上、下游取压面1-1与2-2间列伯努利方程:)2(222222111u p gz u p gz h f ++-++=ρρ (3-1)对于水平等径直管,有12z z =,12u u =,所以12f p p h ρ-=(3-2)流体流过直管的压降由压差计测定,即12()i p p gR ρρ-=- (3-3)于是()i f gRh ρρρ-=(3-4)因为22f l u h d λ=,所以在某一流量下摩擦系数可按下式计算:22()i d gRlu ρρλ-=(3-5)式中:i ρ、ρ——分别为直管阻力压差计指示剂及流体的密度;R ——U 形压差计读数。
根据因次分析,流体在直管内湍流流动时摩擦系数为雷诺准数R e 和管子相对粗糙度(ε/d )的函数,即(e,)(,)du f R f d dερελμ== (3-6)(2) 局部阻力根据局部阻力系数法,流体流过管件或阀门的阻力损失为21122()()()2i f gR p gz p gz u h ρρρρζρρ'''-+-+'=== (3-7)式中:ρ'、ρ——分别为局部阻力压差计指示剂及流体的密度;R '——U 形压差计读数。
化工原理实验报告册
一、前言化工原理实验是化学工程与工艺专业学生的重要实践环节,通过实验,学生可以加深对化工原理理论知识的理解,提高动手能力和分析问题的能力。
本实验报告册旨在记录学生在实验过程中的观察、数据记录、实验结果分析等内容,为今后的学习和研究提供参考。
二、实验内容本实验报告册涵盖了以下实验内容:1. 流体流动阻力测定实验2. 精馏实验3. 干燥实验4. 化工原理实验软件库的使用三、实验一:流体流动阻力测定实验1. 实验目的- 测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系;- 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数;- 掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法;- 通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律;- 学会倒U形差压计、1151差压传感器、Pt温度传感器和转子流量计的使用方法;- 观察组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用;- 掌握化工原理实验软件库的使用。
2. 实验原理- 直管沿程阻力:流体在圆直等径管内流动时,由于流体与管壁之间的摩擦,会产生沿程阻力,导致能量损失。
阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得。
- 局部阻力:当流体流经某一定开启度的阀门时,由于流道截面变化,使流体的流线发生改变,形成边界层分离及旋涡,产生局部阻力。
3. 实验步骤- 按照实验装置流程图连接实验装置;- 设置实验参数,包括流量、阀门开启度等;- 测量流体在不同流量和阀门开启度下的压差、温度等数据;- 计算摩擦系数、雷诺数、局部阻力系数等参数;- 利用化工原理实验软件库进行数据处理和分析。
4. 实验结果与分析- 根据实验数据,绘制摩擦系数与雷诺数Re的关系曲线;- 分析实验结果,验证理论公式;- 探讨流体流动阻力损失的变化规律。
四、实验二:精馏实验1. 实验目的- 熟悉精馏的工艺流程;- 掌握精馏实验的操作方法;- 了解板式塔的结构;- 观察塔板上汽-液接触状况;- 测定全回流时的全塔效率及单板效率;- 测定部分回流时的全塔效率;- 测定全塔的浓度分布;- 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
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实验一干燥实验一、实验目的1.了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。
2.掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。
3.测定湿物料的临界含水量X C,加深对其概念及影响因素的理解。
4.熟悉恒速阶段传质系数K H、物料与空气之间的对流传热系数的测定方法。
二、实验内容1.在空气流量、温度不变的情况下,测定物料的干燥速率曲线和临界含水量,并了解其影响因素。
2.测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数「和传质系数K H。
三、基本原理干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料,使湿物料中水分蒸发分离的操作。
干燥操作同时伴有传热和传质,而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。
由于物料含水性质和物料形状上的差异,水分传递速率的大小差别很大。
概括起来说,影响传递速率的因素主要有:固体物料的种类、含水量、含水性质;固体物料层的厚度或颗粒的大小;热空气的温度、湿度和流速;热空气与固体物料间的相对运动方式。
目前尚无法利用理论方法来计算干燥速率(除了绝对不吸水物质外),因此研究干燥速率大多采用实验的方法。
干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。
为简化实验的影响因素,干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的,即实验为间歇操作,采用大量空气干燥少量的物料,且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。
本实验以热空气为加热介质,甘蔗渣滤饼为被干燥物。
测定单位时间内湿物料的质量变化,实验进行到物料质量基本恒定为止。
物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量,即以湿物料为基准的水分含量,用•来表示。
但因干燥时物料总量在变化,所以采用以干基料为基准的含水量X表示更为方便。
••与X的关系为:COX(8—1)1 - ■式中:X —干基含水量kg水/kg绝干料;■—湿基含水量kg水/kg湿物料。
物料的绝干质量G C是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。
干燥曲线即物料的干基含水量X与干燥时间•的关系曲线,它说明物料在干燥过程中,干基含水量随干燥时间变化的关系。
物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而变,但是曲线的一般形状,如图(8—1)所示,开始的一小段为持续时间很短、斜率较小的直线段AB段;随后为持续时间长、斜率较大的直线BC;段以后的一段为曲线图(8—2)干燥速率曲线CD 段。
直线与曲线的交接点 C 为临界点,临界点时物料的含水量为临界含水量 X c 。
干燥速率是指单位时间内被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量。
干燥速率曲线是指干燥速率 U 对物料干基含水量 X 的关系曲线。
如图(8—2)所示。
干燥速率的大 小不仅与空气的性质和操作条件有关, 而且还与物料的结构及所含水分的性质有关,因此干燥曲线只能通过实验测得。
从图( 8— 2 )的干燥速率曲线可以明显看出,干燥过程可分 为三个阶段:物料的预热阶段(AB 段)、恒速干燥阶段(BC 段)和降速干燥阶段(CD段)。
每一阶段都有不同的特点。
湿物料因其有液态水的存在, 将其置于恒定干燥条件下,则其表面温度逐步上升直到近似等于热空气的湿球温度 t w,到达此温度之前的阶段称为预热阶段。
预热阶段持续的时间最短。
在随后的第二阶段中,由于表面存有液态水,且内部 的水分迅速的到达物料表面,物料的温度约均等于空气的湿球温度t w 。
这时,热空气传给湿物料的热量全部用于水分的气化,蒸发的水量随时间成比例增加,干燥速率恒定不变。
此阶段也称为表面气化控制阶段。
在降速阶段中,物料表面已无液态水的存在,物料内部 水分的传递速率低于物料表面水分的气化速率,物料表面变干,温度开始上升,传入的热 量因此而减少,且传入的热量部分消耗于加热物料,因此干燥速率很快降低,最后达到平 衡含水量为止。
在此阶段中,干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制,又称之为内 部迁移控制阶段。
其中恒速阶段和降速阶段的交点为临界点C ,此时的对应含水量为临界含水量X c 。
影响恒速阶段的干燥速率 U c 和临界含水量 X C 的因素很多。
测定干燥速率曲 线的目的是掌握恒速阶段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。
1.干燥速率U根据干燥速率的定义:dw" 也 w U= sd s :(8 — 2)式中U —干燥速率kg 水 /(m 2• h);s —干燥面积2m ;时间间隔s ;■w' — V 时间间隔内汽化水分的质量kg 。
图(8 — 1 )干燥曲线 X* X C X(kg 水/ kg 绝干料)X 平=(X i + X i+1)/2(8— 4)式中X 平一口.时间间隔内的平均含水量kg 水/kg 绝干料; X i —丄时间间隔开始时刻湿物料的含水量kg 水/kg 绝干料;X i+1 — ■:.时间间隔终了时刻湿物料的含水量kg 水/kg 绝干料。
3•恒速阶段传质系数K H 的求取传热速率 dQ(t -t w )sd (8— 5) 传质速率 dw,八K H (H S,tw H)sd (8— 6)上两式中 :Q —热空气传给湿物料的热量kJ ; —干燥时间s ;S —干燥面积2m ;w —由湿物料汽化至空气中的水分质量kg ;:—空气与物料表面间的对流传热系数 kw/m • c ;t —空气温度C ;K H —以温度差为推动力的传质系数kg/(m 2• s • ¥ {);t w —湿物料的表面温度(即空气的湿球温度) K ;H —空气的湿度kg/kg 绝干空气;H S,tw — t w 下的空气饱和湿度kg/kg 绝干空气;恒速阶段,传质速率等于干燥速率,即 UcK H =H s,tw -H式中:U c —临界干燥速率,亦为恒速阶段干燥速率,kg/ (m 2• s)。
4.恒速阶段物料表面与空气之间的对流传热系数:-恒速阶段由传热速率与传质速率之间的关系得:(8— 8)式中:r tw — t w 下水的汽化潜热,kJ/kg 。
用式(8—8)求出的:•为实验测量值,:的计算值可用对流传热系数关联式估算:G'-GcX=-Gc式中X —物料的干基含水量 kg 水/kg 绝干料; G C —绝干物料的质量kg ; G —固体湿物料的质量kg 。
(8 — 3)(8— 7)t 一 t w2 .物料的干基含水量 X从式(8 — 3)可以看出,干燥速率U 为二.时间内的平均干燥速率,故其对应的物料含水量也为时间内的平均含水量 X平,0 8:=0.0143 ( L) . ( 8 —9)式中:L —空气的质量流速,kg/m 2• s 。
应用条件:物料静止,空气流动方向平行于物料的表面。
空气温度为 45 C 〜150 C 。
质量流速L 可通过孔板与单管压差计来测量,空气的体积流量 L 的范围为 0.7~8.5kg/m 2 • s , p P V S =C 0 • k 1 • k 2 • A 0 2g R/103 ; A 1(8—10)\式中: V S —流径孔板的空气体积流量, m 3 /s ; C 0—管内径 D i =106mm , 6=0.6805;管内径 D i =100mm , C 0=0.6655; k 1—粘度校正系数,取 k 1=1.014 ; k 2—管壁粗糙度校正系数, k 2=1.009; A 0—孔截面积,A 0=3.681 X 103m 2;V S 由下式计算: R —单管压差计的垂直指示值,mm ;:)—压差计指示液密度,kg/m 3;20C, 695mmH g 时,水的密度为“一压差计指示液上部的空气密度,时,998.5kg/m 3;3kg/m'=1293 -Pa- 760273=1.1kg/m 3;T::—流经孔板的空气密度,kg/m 3;通常以风机的出口状态计。
风机的出口状态为 4mmH g (表压)20 C, 695mmH g 时,空气的密度,风机的出口温度为 T 。
当大气压等于 695mmH 式中::■= 1293 695 4760 T —风机的出口温度, K 。
空气的质量流速 式中: 273=325 (kg/m 3) (8 —11)当 6=0.6805 时,V s =0.000638 RT 当 C 0=0.6655 时,V s =0.000616 . RTV S 汉P L= —— A (8— 12)L —空气的质量流速, A —干燥室流通截面积,2 kg/(m •s);2 m 。
当 A=0.15 X 0.2=0.03m 2, C °=0.6805 时, L=6.91 .. \T R;当 A=0.15 X 0.2=0.03m 2, C'0=0.6655 时, 四、实验装置与流程 1 •实验流程 本实验采用洞道式循环干燥器,流程示意图如图 8 — 3所示。
空气由风机输送,经孔 板流量计、电加热室流入干燥室,然后返回风机循环使用。
由风机的电机与管路进口管的洞道式干燥器流程图1.加热室2•压差计 3•铜电阻 4.干燥室前温度计 5 •湿球温度计 6 •干燥室 7 •电子天平 8 •物料架 9•干燥室后温度计 10.仪表箱 11.控温仪 12.蝶阀 13.风机 14.放气阀 15风机出口温度计 16.孔板流量计缝隙补充一部分新鲜空气,由风机出口管上的放气阀3放空一部分循环空气以保持系统湿度恒定。
电加热室由铜电阻及智能程序控温仪来控制温度,使进入干燥室的空气的温度恒定。
干燥室前方装有干、湿球温度计,风机出口及干燥室后也装有温度计,用以确定干燥室内的空气状态。
空气流速由蝶阀来调节。
注意任何时候该阀都不能全关,避免空气不流通而烧坏电加热器。
2 •主要设备尺寸该装置共四套:(1)孔板1#~3#:管内径D=106mm,孔径d°=68.46mm,孔流系数C o=O.68O5 ;4#:管内径D=100mm,孔径d°=68.46mm,孔流系数C o=0.6805 ;(2)干燥室尺寸:0.15m 0.20m(3)电加热室共有三组电加热器,每一组功率为1000w。
其中一组与热电阻、数显控温仪相连来控制温度。
另两组通过开关手动控制,此两组并配有5A的电流表,以监检测电加热器是否正常工作。
(4)电子天平:型号为JY600 —1,量程为0〜600g,感量为0.19g。
五、实验步骤1.按通电源,开启电子天平。
预热30分钟,调零备用。
2.将烘箱烘干的试样置于电子天平上称量,记下该绝干物的质量G C。
3.用钢尺量取物料的长度、宽度和厚度。
4.将物料加水均匀润湿,使用水量约为 2.5倍绝干物质量G C。
5.开启风机,调节蝶阀至预定风速值,调节程序控温仪约为85C,而后打开加热棒开关(三组全开)。
待温度接近于设定温度,视情况加减工作电热棒数目。