流体流动阻力的测定

测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于5min。 记录数据列表。 5、实验终了，首先关闭阀7，停泵、关闭发生器、仪表、 电源。 五、实验报告编写 （一）实验目的
（二）实验原理
（三）实验装置 （四）实验数据记录表 （五）实验数据处理 （六）思考题
实验数据处理
由所测得的Vs，t1、t2，确定流体密度，计算Q
数据处理结果表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

流量
m3/h
光滑管
粗糙管
Re


闸阀阻 力系数
Re
log（）
粗糙管
光滑管
log（Re）
全开闸阀阻力系数实验数据处理： 根据流量、管径确定流速，根据该流量下所对应的闸 阀阻力（mH2O）代入下式，确定阻力系数。

2 gH f u2
计算三个流量下的阻力系数，并将其平均得全开闸阀平 均阻力系数。
Q Ki S i t m
确定流体被加热给热热阻占总热阻的比例
所占热阻比例 1 i 100% 1 Ki
确定蒸汽冷凝的给热系数o 1 1 1 o S o K i Si i Si
So d o L
do—换热管外径。 计算每一个流量下的给热系数和总传热系数，将处理 结果列入计算结果表中（表的格式见书）。 注意：在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程， 其他只要在计算结果表中表达出来即可。
再由已知的t1、t2、 Q，Si，并根据测得的加热蒸汽温度 T，确定传热平均温度差 tm，代入传热速率方程即可 确定Ki，与所测到的给热系数i进行比较，分析管内流 体给热热阻占总热阻的比例。若将管壁热阻忽略，也可 求出水蒸气冷凝的给热系数o 。
Q Ki S i t m
(T t1 ) (T t 2 ) t m T t1 ln T t2
Q S i (tW t ) m
由t1、t2，确定流体密度、黏度、导热系数、普兰特准数，计 算i的理论值。
i 0.023

di
Re0.8 Pr 0.4
由t1、t2、T确定平均温度差 tm ，进而确定传热系数Ki。
(T t1 ) (T t 2 ) t m T t1 ln T t2
三、给热系数测定实验装置与流程
四、实验步骤与注意事项
（一）水蒸气~空气体系 1、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发 生器和打开蒸汽总阀6； 2、开启变频器，启动旋涡气泵；全开气泵出口阀10； 3、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水 排放阀8，打开蒸汽调节阀7，再打开换热器冷凝水排放阀9， 使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。 4、调节蒸汽调节阀7，使蒸汽压力稳定在0.05MPa以下 （也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由 大到小调节阀10改变空气流量，测定3~6组数据，为了保证 所测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于5min。 记录数据列表。
3、当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别在塔顶和 塔底取样进行色谱分析，以获得馏出液和残液组成。 4、获得准确xD和xW后，先关闭电加热电源，再停掉仪表电 源，待到塔板上没有液体流动时，关闭冷却水阀，关闭所有 阀门，实验结束。
（二）注意事项 1、塔顶放空阀一定要打开； 2、料液加到塔釜液位计2/3处才能开始加热，否则回由于釜 液位太低而烧坏电加热丝。 五、实验报告编写 （一）实验目的 （二）实验原理 （三）实验装置 （四）实验数据记录（列表） 包括：实验装置号；实际塔板数NP；色谱分析所得塔顶和 塔底组成aD和aW测定值（质量分数）。 （五）实验数据处理 （六）思考题
L K Xa

H OL

4
D2
要求得体积吸收总系数KXa，就必须先求HOL，在已知填料 层高度Z的条件下，若要求得HOL ，NOL应为已知， NOL与 L/V、Y1、X1、X2、m等参数有关，实验过程要设法测定这 些参数。
三、实验装置 四、实验步骤
1、打开仪表电源和风机电源开关；
2、打开进水总阀，供水量控制在500L/h左右，让水进入塔 内使填料充分润湿；
p f u2 H f g 2g
m
测定阀门在一定开度下所对应的压强降，由上述公式根 据对应的管内流速确定阻力系数。 三、实验装置 本装置由离心泵、各种阀门和管件、转子流量计、U形 管压差计，不锈钢光滑管、镀锌粗糙管等构成。 实验介质为水，水从循环水箱由离心泵送入实验装置， 经过管道系统后返回循环水箱。
对流给热系数测定实验
一、实验目的 （一）观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象； （二）测定水或空气在圆形管内强制对流的给热系数和传 热系数，并得出其随流量的变化规律。 （三）掌握热电阻测温方法 二、基本原理 根据牛顿冷却定律对冷流体可写出
Q i Si (tW t ) m
即
i
Q Si (tW t ) m
实验数据处理
1、将所得塔顶和塔底组成换算为摩尔分数xD和xW ； 2、在教科书上查取在101.3kPa压力下乙醇~水物系的平衡数 据； 3、在x~y图上画出乙醇~水物系的平衡曲线，并画图求出在 全回流操作条件下，分离要求为xD和xW情况时所需的理论塔 板数NT（不包括塔釜）。 4、利用ET=NT/NP 求出塔板效率ET。
四、实验步骤与注意事项
（一）实验步骤
1、配制16%~19%（质量分数）的酒精料液加入塔釜中，加 入量到液位计2/3处。
2、检查各阀门的位置是否处于关闭状态，启动仪表电源， 再启动电加热电源（开始电压为150V），使釜液缓慢升温。 打开冷却水进口阀控制流量在400~500L/h，以冷凝塔内上升 的蒸汽，并将回流阀全开，以实现全回流操作。当回流管内 有液体流动时，可将电压调到180V。
化工原理实验
流动阻力测定实验
一、实验目的
（1）掌握直管与阀门阻力损失的测定方法；
（2）测定摩擦系数与雷诺数、管壁粗糙度之间的关系； （3）测定阀门的阻力系数与开度之间关系； （4）学会倒U形压差计和转子流量计的使用方法。 二、基本原理 （1）直管阻力摩擦系数测定原理 流体在圆形管内作层流流动时=64/Re，湍流流动时 与雷诺数和相对粗糙度有关，要实验测定，本实验要验证 不同管路与雷诺数之间的关系。
装置号
NP
aD
aW
xD
xW
NT
ET
p=101.3kPa
y
理论塔板数 NT=7-1=6层
xW
x
xD
吸收系数测定实验
一、实验目的 1、了解填料塔装置的基本结构及流程； 2、熟悉填料塔的操作控制； 3、掌握总体积吸收系数的测定方法； 4、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的 影响； 5、了解气相色谱仪的使用方法。
5、停车，首先关闭阀7，停气泵、关闭发生器、仪表、电 源。
（二）水蒸气~水体系
1、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发 生器和打开蒸汽总阀6）； 2、启动泵，开泵出口阀，使水进入管内以排除管内空气； 3、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水 排放阀8，打开蒸汽调节阀7，再打开换热器冷凝水排放阀9， 使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。 4、调节蒸汽调节阀7，使蒸汽压力稳定在0.05MPa以下 （也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由 大到小调节阀10改变水流量，测定3~6组数据，为了保证所
Q Vs (t 2 t1 )
由所测得的t1、t2、tw，计算，（tw-t）m
(tW t1 ) (tW t 2 ) (tW t ) m tW t1 ln tW t 2
由所讲义提供的换热管长、管径确定Si
S i d i L
确定该流量下的给热系数i
i
流量可由转子流量计读得，压头损失可由倒U压差计或 由1151压差传感器和数显表测得。装置结构尺寸见讲义。
实验流程
四、实验步骤及注意事项
熟悉系统流程——启动离心泵——管道系统排气（包括 测压导管排气）——系统流体静止时，倒U形压差计两臂 指示液液位是否相等——打开阀门，调节流量为1、1.5、 2.0……5.0m3/h（8~9点），测定光滑管和粗糙管的阻力 （由对应的压差计读得，单位为mmH2O），注意调节好 流量后，要等一段时间再读数——测定闸阀全开时阻力系 数（流量设定为2，3，4m3/h，测得3个阻力，以确定平均 阻力系数）——关闭系统阀门——停泵——关闭所有仪表 电源——记录下流体的温度、装置号。
二、基本原理 全塔效率ET=NT/NP，NT为所需理论塔板数，它可通过 物系的平衡关系、通过实验测定的塔顶馏出液组成xD、料 液组成xF、热状态q、残液组成xW以及回流比R用图解法求 得。NP为塔内实际塔板数，可见各套装置的铭牌。
三、实验装置和流程 装置采用不锈钢 筛板塔，塔内径和塔 板数见铭牌，塔釜采 用电加热，塔顶冷凝 器为列管换热器，1、 2号装置加料泵采用离 心泵，3、4、5号装置 采用电磁微量计量泵。 其流程见右图。
（六）思考题
实验数据处理
直管阻力实验数据处理： 根据流量、管径确定流速，根据管长、该流量下所对 应的直管阻力（mH2O）代入下式，确定摩擦系数。 2 gH f d lu 2
根据流体温度，查取流体的密度、黏度，计算该流量下 的流动雷诺数Re。 计算光滑管、粗糙管每一个流量下的摩擦系数和雷诺 数Re ，将处理结果列入计算结果表中（表的格式见书）。 注意：在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程， 其他只要在计算结果表中表达出来即可。 将计算结果在 ~Re图上标点，并连成曲线。
实验数据记录表
序 号 流量 m3/h
t1
t2
T
tW1
tW2
p
1 2 3 数据处理结果表
序号 流量 m3/h
实验值
理论值
K
1 2 3
精馏塔塔板效率测定实验
一、实验目的 （一）了解连续精馏塔的基本结构及流程； （二）掌握连续精馏塔的操作方法； （三）学会板式精馏塔全塔效率的测定方法；
（四）了解气相色谱仪的使用方法。
二、基本原理 本实验采用用水吸收空气中的CO2 ，混合气中CO2的 浓度控制在10%以下，可按低浓度吸收处理。又CO2在水 中溶解度很小，过程可看为液膜控制过程。本实验主要测 定HOL和KXa。 Z= HOLNOL
N OL
1 Y1 mX 2 ln 1 A A 1 A Y1 mX1
3、控制塔底出水阀开度，使塔底液位稳定在一个位置，以 防止塔底液封过高溢满或过低而泄气；
4、打开CO2钢瓶的总阀，调节减压阀并使其压力稳定在 200kPa
5、打开尾气阀、打开空气进气阀，调节空气流量在2m3/h， 并打开二氧化碳进气阀，调节流量在100mL/h；
6、调节尾气阀开度，使塔内压力稳定在实验值；
实验前要画好实验数据记录表。结束后实验记录要交指 导老师审阅后，才能离开现场。
实验数据记录表
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
流量
m3/h
光滑管阻力 mmH2O
粗糙管阻力 mmH2O
闸阀阻力 mmH2O
五、实验报告编写
（一）实验目的 （二）实验原理 （三）实验装置 （四）实验数据记录表
（五）实验数据处理
式中
S i d i L
Q Vs (t 2 t1 )
(tW t ) m (tW t1 ) (tW t 2 ) t t1 ln W tW t 2
由此可见只要测得t1、t2、tw、流量Vs、换热管内径以 及管长L，再由流体的平均温度确定流体的密度，分 别求得Q，Si，（tw-t）m，代入牛顿冷却定律即可求得 给热系数i。然后再由下式计算其理论值进行比较。 0.8 0.4 i 0.023 Re Pr di
直管阻力的计算可用范宁公式
p f l u2 Hf g d 2g
m
实验是对一定长度l和管径d的水平管路进行测定，在一 定流量下，利用U形压差计测出对应的压强差，由于管道 为水平等径管，压强差在数值上就等于压强降pf。由范 宁公式就可求得某一雷诺数下的摩擦系数值。 本实验要分别对光滑管和粗糙管进行测定。 （2）局部阻力测定原理 局部阻力计算有当量长度和阻力系数两种方法，当量 长度和阻力系数均要进行实验测定，本实验仅测定阀门 在不同开度的阻力系数。 局部阻力可由下式进行计算