化工原理实验报告

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及相互转化关系,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、静压能的相应改变及相互转换;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：

1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 m

1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度可通过流量与其截面积求得

m/s

1P 、2p ——各截面中心点处的静压力可由U 型压差计的液位差可知

Pa

对于没有能量损失且无外加功的理想流体,上式可简化为

ρ

ρ2

222121122p u gz p u gz +

+=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22

ν,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及位置水头、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△h

1…△h

4

;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△h

1…△h

4

;

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.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也叫压头、轴功率 N和效率η;离心泵的特性曲线是Q-H、Q-N及Q-η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

+H

+u

出

2-u

入

2/2g

式中：H

压力表

——泵出口处压力

H

真空表

——泵入口处真空度

H

——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=ρ●g●Q●He 式中：ρ——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=K●N

电●η

电

●η

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

η

电

——电机的效率

η

转

——传动装置的传动效率

三、实验设备及流程：

设备参数：

泵的转速：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

以一组数据计算

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:

V+Ve2=KS2t+te

上式也可写成:

q+q

e 2=Kt+t

e

微分后得到:

dt / dq= 2q / K+2q

e

/ K

该微分式为一直线方程,其斜率为2/K,截距为2q

e

/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q

e

;

只考虑介质阻力时：qe2=Kte

将q

e 代入上式可求出虚拟过滤时间t

e

;

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