《化工原理》 实验思考题题目及答案

实验一流体流动阻力测定

1、倒∪型压差计的平衡旋塞和排气旋塞起什么作用? 怎样使用?

平衡旋塞是打开后，可以进水检查是否有气泡存在，而且能控制液体在U型管中的流量而排气旋塞，主要用于液柱调零的时候使用的，使管内形成气-水柱

操作方法如下：

在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。

开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。然后关闭上部两个放空阀。

2、如何检验测试系统内的空气已经排除干净？

在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。知道，U型管高度差为零时，表示气泡已经排干净。

3、U型压差计的零位应如何调节？

操作方法如下：

在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。

开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。然后关闭上部两个放空阀。

4、测压孔的大小和位置、测压导管的粗细和长短对实验有无影响？为什么？

有，有影响。跟据公式hf=Wf/g=λlu平方/2d也就是范宁公式，是沿程损失的计算公式。因此，根据公式，测压孔的长度，还有直径，都是影响测压的因素。再根据伯努利方程

测压孔的位置，大小都会对实验有影响。

5、在测量前为什么要将设备中的空气排净？怎样能迅速地排净？

因为如果设备含有气泡的话，就会影响U型管的读数，读数不准确，便会影响实验结果的准确性。要迅速排净气体，首先要开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭。

6、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的λ-Re数据能否关联在同一条曲线上？

答，不能，因为，跟住四个特征数，分别是长径比l/d,雷诺数Re，相对粗糙度 E/d，还有欧拉数Eu=wf/u的平方。即使相对粗糙度相同的管，管径和温度不同都会影响雷诺数及摩擦系数λ。他们得到的λ-Re曲线图都不同。例如，由于温度的改变，会影响液体的粘度改变，还有液体密度的改变。因此，摩擦系数的公式中，λ=64μ/ρud=64/Re因此，温度的改变会

影响，摩擦系数和雷诺数的改变。因此，他们不是在同一条曲线上，但能反映在同一副图中，作出比较。

7、以水为工作流体所测得的λ-Re关系能否适用于其他种类的牛顿型流体？为什么？

不能，因为，每一种流体他们的流体密度还有年度都不同，都会影响摩擦系数λ和雷诺数Re的大小变化，根据公式λ=64μ/ρud=64/Re，在相同的粗糙度管中，得出的关系曲线也是不同的。因此，用水得出的λ-Re关系不能用于其它种类的牛顿型流体。

8、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗？为什么？

有影响的，因为，不同的放置状态会影响液体的流速。而流速的不同，直接反应在公式λ=64μ/ρud=64/Re，因此他们不同的放置位置，也会影响雷诺数和摩擦系数，虽然，单位体积的流体的沿程损失是一样，就是R1=R2=R3，管内流动总阻力顺势，还是要考虑摩擦系数和流速，因此Wf=λlu平方/2d，直管阻力还要考虑摩擦因素的影响。

9、如果要增加雷诺数的范围，可采取哪些？

答：设备一定时，选用大密度或小粘度的流体；流体一定时，增大管径，二者均可通过调节流体流速得到较大范围雷诺数的状态

实验二：离心泵

1、分析为什么离心泵启动前要灌泵？在启动前为何要关闭调节阀？

答：离心泵启动前，必须将泵内灌满液体，至泵壳顶部的小排气旋塞开启时有液体冒出为止，以保证泵和吸入管内无空气积存。停泵前亦应先关闭调节阀，以免压出管路内的液体倒流入泵内使叶轮受冲击而损坏。

2、分析气缚现象与气蚀现象的区别。

答：因泵入口处变径引起气体积存而形成气囊，大量气体吸入泵内，导致吸不上液体的现象，称为气缚现象。当Pk降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速加大而急剧冷凝，使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为气蚀。

3、根据什么条件来选择离心泵？

答：（1）先根据所输送的液体及操作条件确定泵的类型

（2）再根据所要求的流量与压头确定泵的型号

（3）若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时，应核算泵的特性参数：流量、压头和轴功率。

4、试分析允许汽蚀余量与泵的安装高度的区别。

答：离心泵的安装位置与被吸入液体液面的垂直高度，称为安装高度。安装高度的高低直接影响到离心泵能否正常输送液体。为避免发生气蚀，就要求泵的安装高度不超过某一定值，我们采用气蚀余量来表示泵的吸上性能。用气蚀余量确定泵的安装高度。

5、当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？

答：出口阀门开大时,出口压力减小，压力表读数增大，流量随之增大（这是离心泵的一种特性）。真空表的读数增大，这是因为随着流量增大，吸水管的压力损失增大，管内压强降低，反映在进口真空表的读数增大（注意真空值增大，压强是减小的）。（百度里的是——真空表负压变大，压力表逐渐减小）

6、用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔口尺寸和压差计的量程？

孔板流量计时应选择适当的面积比以期兼顾到U形压差计适宜的读数和允许的压力降

7、从你所得的特性曲线中分析，如果要增加该泵的流量范围，你认为可以采取哪些措施？