化工基础实验 套管式液—液热交换实验
能源化工-化学专业化工基础实验三基要求唐山师范学院
《化工基础实验》三基要求
课程编码：190145222
课程性质：学科专业必修课程
教学对象：化学（教育）/应用化学专业本科学生
学时学分：34学时 1学分
编写单位：化学系
编写人：黄艳娥
审定人：刘立华
编写时间：20XX年11月修订
前言
化工基础实验属工程实验范畴，以解决复杂的实际问题和工程问题为对象。通过指导学生利用数学模型法和因次分析法进行的实验研究，使学生对实际过程的模拟和合理简化加深理解，从而能够归纳和概括出经验方程以及绘制出相关曲线关系，了解研究复杂问题的思路和解决复杂问题的途径，旨在提高学生的综合能力。
化工基础实验内容分为三个层面：基础实验；综合型实验和探索实验。基础实验是根据一定的理论机理，在实验设备上由学生独立完成。综合型实验则依据若干教学单元的理论综合进行操作。探索型实验由学生按照题目范围独立设计实验内容，并通过探究完成实验。
实验一流体流动形态及临界雷诺数的测定
基础知识：
1、流体流动形态。
2、雷诺数。
3、临界雷诺数。
基本理论：
1、管道内流体流动的层膜理论。
2、雷诺数的影响因素。
基本技能：
1、转子流量计的使用及校正。
2、流体流动形态的认定。
实验二流体流动能量的测定
基础知识：
1、流体能量的种类。
2、流体流动能量的转换。
3、流体机械能量衡算的范围和方法。
基本理论：
1、流体静力学和动力学基本方程。
2、流体机械能量守恒----伯努利方程。
基本技能：
1、流体静压头的测定。
2、流体动压头的测定。
实验三流体流动阻力系数的测定基础知识：
1、流体能量的损失。
2、流体损失能量的计量方法----流体流动阻力系数。
化工原理实验教材
化工原理实验教材
武汉科技大学化学工程与技术学院
2003年
目录
实验一流体静力学演示实验 (1)
实验二流体机械能转换实验——柏努利方程演示 (4)
实验三雷诺数的测定与流型观察 (7)
实验四管内流体流动阻力的测定 (9)
实验五离心泵性能实验——离心泵特性曲线的测定 (12)
试验六离心泵汽蚀、气缚的演示实验 (16)
试验七传热实验 (19)
试验八板式精馏塔的操作及塔板效率实验 (25)
试验九吸收实验 (29)
试验十填料塔流体力学特性实验 (34)
试验十一板式塔演示实验 (37)
试验十二干燥实验 (39)
实验一流体静力学演示实验
实验目的
1.通过本实验的演示，加强对静力学概念的理解；
2.掌握U型管压力计测量压力的使用方法；
3.了解U型管压力计中不同指示液对读数的影响；
基本原理
⒈压力：流体垂直作用于单位面积上的力称为压强，工业上习惯称为压力。
常用压力表所示读数，即表压力（表压），并非表内压力的实际值，即绝对压力（绝压），而
是表内压力比表外大气压力高出的值。两者关系为：
表压= 绝压—大气压。
真空表的读数为大气压比所测压力的实际值高出的值，称为真空度（负压）。两者关系为：真空度= 大气压—绝压。
2．U形管压差计：
U形管压差计是利用流体静力学平衡原理测流体静压力的仪器，为连通器应用的实例之一。其读数的方法以图3.1-a 和3.1- b两种情况为例：
(a) (b)
图1.1流体静力学平衡示意图
图1.1— a 表示容器内为正压，其绝对压力
gR
P P a ρ+=
图1.1— b 表示容器内为负压，其绝对压力
gR
化工基础实验PPT课件
量值。 六、实验注意事项
1.调节测压头旋钮应缓慢; 2.高位槽有溢流水，保持稳定流动; 3.两只秒表、量筒测流量时应准确无误;
4.读取数据应规范; 5.注意安全。 七、问题及处理 若流体静止时各水位不一致，应及时进行管路排气或调 整螺钉。 八、实验报告及要求 略 九、思考题 1.关闭调节阀，各测压管旋转时，液位高度有无变化？ 这 一现象说明了什么？这一高度的物理意义是什么？ 2.在测压孔正对水流方向时，各测压管液位高度的物理 意义是什么？ 3.测压孔正对水流方向时，开大流量调节阀，流速增 大，动压头增大，为何测压管的液面反而下降？
wenku.baidu.com、实验原理
流体在均匀水平直管中流动时，有
△p/ρ=hf ，
hf=λ·l/d ·u2/2
通过压强差的测量，可计算出流体流经该直管段
的阻力，从而可得到摩擦阻力系数与雷诺准数的关
系。
同理，通过流体流经局部位置前后压强差的测
量，可得局部位置的局部阻力，从而得到局部阻力系
数与雷诺准数Re的关系。
三、实验流程
过大而损坏仪表； (5)检查工作完成后，可启动水泵，再开启水泵进口阀，
待水泵运行正常后，开启出口阀，即可进行实验； 2.停泵： 停泵前应先关闭出口阀，再关进口阀，随后停下电机。
化工基础实验教案
教案
开课单位：化学化工学院
课程名称：化工基础实验
专业年级：2013级化学专业
任课教师：周邦智/吕昕
教材名称：化工基础实验
2015——2016学年第2学期
图8－2塔顶回流示意图
对第一块板作物料、热量衡算：
112V L V L +=+
图8－3 全回流时理论板数的确定部分回流操作
教案编制说明
1.一门课程一般按章或单元编制若干个授课教案，每个教案应当包括授课内容、讲授学时、教学目的要求、教学重点难点、教学方法手段、教学内容提纲、课外学习要求、教学后记等主要内容。
2.每年的秋季学期为一个学年的第1学期，春季学期为一个学年的第2学期。
3.“授课内容”填写章或单元的目次及标题。
4.“教学方法手段”填写把知识传授给学生的方法和手段，要尽量填写具体。
5.“教学内容提纲”填写本章或单元讲授的主要知识信息，是教学大纲的分解、细化，是教师对课堂讲授内容的具体组织和表达。
6.“课外学习要求”填写要求学生在课外完成的作业、思考题，阅读的书目及预习的内容等。
7.“教学后记”是教师对教案执行情况的总结，目的在于改进和调整教案，为下一轮授课设计更加良好的教学方案。填写内容主要包括：教学目的是否达到、教学方法的选择及应用效果、学生的反映、疑难问题、典型错误、经验体会、存在问题、今后教学建议等。
8.设计栏目不得出现空项，每个栏目的行高可自行增减。
9.授课教案当附在课程讲义之前。
化工原理实验简明讲义
化工原理实验简明讲义
哈尔滨工业大学
绪论
化工综合实验课是化工、环境、生物化工等系或专业的重要基础实验技术课。它的历史悠久，已形成了完整的教学内容与教学体系。
化工综合实验课是化工原理等课程中所涉及的理论和计算方法的实验研究，化工综合实验课在化工类专业课程中占有重要的地位。
一、化工综合实验课的目的和意义
1．巩固和深化理论知识
2．培养学生从事实验研究的能力
3．培养学生从事工程设计研发的能力
4. 培养学生实事求是、严肃认真的学习态度
二、化工综合实验课的主要内容
化工综合实验课程的内容应包括实验理论教学与基础实验教学两大部分，实验理论教学涉及到实验方法论、数据处理、测试技术及典型仪器、仪表的使用。基础实验为化工原理全国指导委员会规定的8个实验，即
（1）伯努力试验；
（2）流体流动形态及雷诺数的测定；
（3）流体流动阻力的测定；
（4）换热器传热系数及传热膜系数的测定；
（5）间歇填料精馏柱性能的测定；
（6）填料塔液侧传质膜系数的测定；
（7）流化床干燥速率曲线的测定。
除此之外，还包括萃取实验及连续填料精馏柱性能的测定等。
根据不同专业、学科的要求及学时数要求，可以选择以上10个基础实验中的若干个作为实验内容。
三、化工综合实验课的基本要求
化工原理实验对于学生来说是第一次接触到用工程装置进行实验，学生往往感到陌生，无从下手。有的学生又因为是2人一组而有依赖心理，为了切实收到教学效果，要求每个学生必须做到以下几点：
1．实验前的预习
2．实验中的操作训练
3．实验后的总结
实验一伯努利试验
一、实验目的
本实验采用一种称之为伯努利试验仪的简单装置，实验观察不可压缩流体在导管内流动时的各种形式机械能的相互转化现象。并验证机械能衡算方程（伯努利方程）。通过实验，加深对流体流动过程基本原理的理解。
实验三、流体力学综合实验 化工基础实验
实验三、流体力学综合实验
流体力学综合实验包括流体在管路内流动时的直管和局部阻力的测定，流量计的流量系数校核和在一定的转速下离心泵的特性曲线的测定。这三个实验都是以柏努利方程为基础。
流体流动时会产生阻力，为了克服阻力需损耗一部分能量，因此，柏努利方程在实际应用中Σh f一项代表每公斤流体因克服各种流体流动阻力而损耗的能量，在应用柏努利方程时，不管是为了求取各能量之间的互相转化关系式或是计算流体输送机械所需的能量及功率都必须算出Σh f：对于在长距离的流体输送，流体输送机械所作的功，主要是用于克服输送管路中的流体阻力，故阻力的大小关系到流体输送机械的动力消耗，也涉及到流体输送机械的选用。流体阻力的大小与流体的性质（如粘性的大小），流体流动类型、流体所通过管路或设备的壁面情况（粗糙或光滑）通过的距离及截面的大小等因素有关。
在流体流动的管路上装有孔板或文氏流量计用于测定流体的流量，流量计一般都按标准规范制造，给出一定的流量系数按规定公式计算或者给出标定曲线，照其规定使用，如果不慎遗失原有的流量曲线或者流量计经过长期使用而磨损较大，或者被测流体与标准流体的成分或状态不同；或者由于科研往往需要自制一些非标准形式的流量计，此时，为了精确地测定流量，必须对自制流量计进行校验，求出具体计算式或标定流量曲线。
泵是输送液体的机械，离心泵铭牌上所示的流量，扬程，功率是离心泵在一定转速下效率最高点所对应的Q,H,N的值。在一定转速下，离心泵的扬程H，轴功率N及效率η均随流量的大小而改变，其变化关系可用曲线表示，该所示曲线称为离心泵的特性曲线。通常根据H~Q曲线，可以确定离心泵在给定管路条件下输送能力，根据N~Q曲线可以给离心泵合理选配电动机功率，根据η~Q曲线可以选择离心泵的工况处于高效工作区，发挥泵的最大效率。离心泵的特性曲线目前还不能用解析方法进行准确计算，只能通过实验来测定。
化工基础实验思考题答案
化工基础实验思考题答案
实验一流体流动过程中的能量变化
1、实验为什么要使高位水槽的水保持溢流？
答：保持溢流可使流体稳定流动，便于读数，同时伯努利方程只在流体稳定流动时才适用。
2、操作本实验装置应主意什么？
答：1）开启电源之前，向泵中灌水
2）高位水槽水箱的水要保持溢流
3）赶尽玻璃管中气泡
4）读数时多取几组值，取平均值
实验二流体流动形态的观察与测定
1、在实验中测定的雷诺数与流动形态的关系如何？如果出现理论与实际的偏差，请分析理由
答：1）层流时，理论与实际符合
2）过渡流测量值与理论值稍有偏差
偏差分析：（1）孔板流量计的影响
（2）未能连续保持溢流
（3）示踪管未在管中心
（4）示踪剂流速与水的流速不一致
2、本实验中的主意事项有那些？
答:(1)保持溢流
（2）玻璃管不宜过长
（3）示踪管在中心
实验三节流式流量计性能测定实验
1、你的实验结果可以得到什么结论？
答：流速较大或较小时，流量系数C并不稳定，所以性能并不很好
2、实验中为什么适用倒置U型管？
答：倒置的U形管作压差计，采用空气作指示液，无需重新装入指示液，使用方便
实验四连续流动反应器实验流程图
1、测定停留时间分布函数的方法有哪几种？本实验采用的是哪种方法？
答：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入示踪法。本实验采用脉冲示踪法。
2、模型参数与实验中反应釜的个数有何不同，为什么？
答：模型参数N的数值可检验理想流动反应器和度量非理想流动反应器的返混程度。当实验测得模型参数N值与实际反应器的釜数相近时，则该反应器达到了理想的全混流模型。若实际反应器的流动状况偏离了理想流动模型，则可用多级全混流模型来模拟其返混情况，用其模型参数N值来定量表征返混程度。
(化工原理实验)传热实验
冷却
生物加工过程中需要进行冷却 处理，传热实验可以为冷却实 验提供条件和数据分析。
反应器
生物化学反应需要进行加热或 冷却等处理，通过传热实验法， 可以对反应过程进行优化和改 进。
传热实验在制药工程中的应用
加热
在制药过程中，采用传热实验 法可以对制药反应温度、保证 药品纯度等方面进行优化。
冷却
制药反应过程中需要进行冷却 处理，通过传热实验法，可以 为冷却实验提供条件和数据分 析。
热导率
热导率是物质对热的传导能力的描述，是指 单位时间内，单位面积、单位温度差下，热 能流过物质的数量。
传热实验对工业生产的重要性
减少能源浪费
通过深入研究传热原理，优化设计，能更好地 利用能源，避免能源浪费。
提高生产质量和效率
传热实验能够为新工艺的开发提供理论支持， 增强生产质量。
传热实验在环境保护中的应用
常用传热设备及原理
导热油加热器
采用导热油为加热介质，进行 热能转移，广泛应用于工业生 产中。
热风炉
使用热风作为热能载体，将燃 料燃烧产生的热量转化为热风 形式，进行物料干燥或烘烤。
太阳能热水器
利用太阳能进行能量转换，将 阳光转化为热能，达到加热水 的目的。
换热器
将两个或多个流体进行换热的 设备，用于控制温差、维护热 平衡、降低能耗等。
石油化工生产中，传热实验可 以为换热器的设计和优化，控 制流体温度偏差，保证生产正 常运行。
化工基础实验.
Nu A Rem Pr n
空气的努塞来自百度文库数受给热系数阿的影响，雷诺数又受空气在管内流速的影
响，在很高温度和压力下，普兰特数变化很小，可近似认为它是一个常数，
因此可改写为 实验步骤
Nu B Rem
检查设备，做好操做前准备工作。
全开冷水阀门，将水通入换热器中；开启鼓风机，打开鼓风机，打开空气控 制阀门，将空气通入实验装置的电加热其中
填料塔流体力学性能和传质系数测定
实验目的
熟悉填料塔的结构及实验流程，了解测试仪器设备。
观察气—液在填料塔内的流动状态．验证气—液在填料塔内的流体力学特性。
实验原理
填料塔流体力学特性的测定 在填料塔中，当气体自下而上通过干填料层时， 与气体通过其他固体颗粒一样，其压降Δp与空塔气速u的关系可用式 Δp=u1.8~2.0表示，将它们的关系描绘在双对数坐标纸上则为一条直线，其斜率 为1.8~2.0。对干填料层或湿填料层，气体以湍流状态流过填料塔时，塔压降 大约与气速的1．8次方成正比。当填料塔中有液体喷淋时，气体通过床层的 阻力降除受空塔气速和填料特性影响外，还受液体喷淋密度等因素的影响。 在一定的喷淋密度下，当气体流量较小时，填料塔内气体会“平静”地掠过 被液体所浸润的填料表面，由于气体流速小，对液体的流动不会产生影响， 当气体流量稍大时，由于填料表面有液膜存在．使填料中的空隙减小，空隙 中的实际气速增大，床层阻力降比无液体喷淋。从以上分析看出，在空塔气 速增加的过程中，填料层的卸不断增加，若将卸与空塔速度。
化工基础实验指导书
《化工基础实验指导书》 实验一一、实验目的1．通过实验静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和伯努利方 程。 2．通过实测流速的变化与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。 （测定文氏管的 孔流系数 Cv） 3．观察流体流经收缩、扩大管段时，各截面上静压之关系。伯努利方程实验二、实验原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以相互转化。在没有 摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过的各截面上的机械能总和是相等 的；在有摩擦没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。 机械能可用测压管中液柱的高度来表示。 取任意两测试点，列出能量衡算式：2 u12 P1 u2 P Z1 g Z2 g 2 hf 2 2 （1-1）式中，Z1，Z2——两测试点距基准面的高度； u1，u2——两点的流速；hf——两点的阻力损失。对于水平测试管，Z1=Z2，则2 u12 P1 u 2 P 2 hf 2 2 （1-2）（1） 有阻力损失情况下，若 u1=u2，则 P2hf=0，若 u1 u2，则 P1
pa-po——截面 a 与截面 o 间的压强差，单位为 Pa，其值大小由压差计读数 R 来确定； 三、实验装置装置如图：一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验 管上取有不同的测试点。水的流量由入口阀和出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。转子流量计 E 出口阀 D C B A泵开关入口阀低位槽图 1-1 伯努利方程实验装置图四、实验步骤1．向水箱注入清洁的水至 2/3 左右。 2．检查出口阀和入口阀是否关闭。 （正确为关闭） 3．接通电源，按电源开关启动水泵后，立即打开入口阀到 120L/h，让水充满测试管并 排尽管内的空气（包括测压管内） 。 （为什么？） 4．缓慢打开出口阀，使各点的测压液柱控制在标尺范围内（约 2/3 的高度） ，稳定后， 记录各测压管的读数。 5．逐步调节入口阀和出口阀，改变管道内的流量，仔细观察不同导管截面处产生的不 同静压强变化规律，测取若干点流量下，动能与压能的变化规律并加以计算。 6．实验结束，关入口阀后，马上关电源按钮。清理现场，填写实验记录。五、实验数据处理1. 实验记录 序号 1 2 流量（L/h） 160 120 hA（cm） hB（cm） hC（cm） hD（cm） hE（cm）
化工基础实验_南京大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化工基础实验_南京大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
1.直管摩擦阻力与局部摩擦阻力在测试阻力降上的区别是（）。
参考答案:
2点法和4点法
2.粗糙直管摩擦阻力实验中阻力降△Pf是直接测量值。
参考答案:
错误
3.离心泵特性曲线测定中，变频器的频率范围需控制在（）Hz。
参考答案:
20-50
4.过滤操作中滤液流动遇到的阻力是（）。
参考答案:
过滤介质和滤饼阻力之和
5.恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，
则过滤速率为原来的（）倍。
参考答案:
2
6.在传热实验过程中，如果闻到有烧焦的味道，应先立即（）。
参考答案:
仔细寻找设备烧焦位置
7.在本实验室的传热综合实验中，孔板流量计两端压差使用倒置U形管测量。
参考答案:
错误
8.全回流时，y-x图上精馏塔的操作线位置（）。
参考答案:
与对角线重合
9.精馏实验也可以选用填料塔。
参考答案:
正确
10.精馏塔停车顺序先停塔顶冷凝器冷凝水然后再停止加热。
参考答案:
错误
11.本实验室吸收实验中，解吸空气由（）提供。
参考答案:
旋涡气泵
12.在吸收实验中，测定流体力学ΔP/z～u关系时，空气温度必须保持稳定后
才能记录数据。
参考答案:
错误
13.水吸收NH3的控制步骤在气侧。
参考答案:
正确
14.CO2钢瓶总阀开启的方向是逆时针。
参考答案:
正确
15.在水萃取煤油中的苯甲酸实验萃取塔操作中，如果水相作为分散相，煤油相
作为连续相，则油水两相的分界面应控制在（）。
参考答案:
塔下部
16.在萃取实验中，在油相、水相两相流量稳定不变，转速或频率也稳定不变，
清华大学化工实验基础-传热系数实验报告
化工基础实验报告
实验名称 ______________________________ 传热系数的测定_____________________________ 班级—姓名—学号—成绩 ______________________________
实验时间 __________ 同组成员 ____________________________ 一.实验预习
1.实验目的
a)掌握传热系数K、给热系数a和导热系数入的测定方法；
b)比较保温管、裸管、汽水套管的传热速率，并进行讨论：
c)敞握热电偶测温原理及相关二次仪表的使用方法。
2.实验原理
根据传热丛本方程、牛顿冷却定律及圆筒壁的热传导方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速率Q以及各相关温度，即可算出K、a和入了。
(1)测定汽-水套管的传热系数
K = ^~
式中：A——传热面积，m2；
AT m——冷、热流体的平均温差，弋；
Q——传热速率，W：
Q ="汽厂
式中：Wp——为冷凝液流量，kg/s,
r——为汽化潜热J/kg。
(2)测定裸管的自然对流给热系数a [W/(nV-°C)]
Q
a = — -------- r
A(tw - tf)
式中：t w, t f一一壁温和空气温度，弋。
(3)测定保温材料的导热系数入(W/(in-°C)]
入=严
Am(Tw - tw)
式中：咖，tw—一保温层两侧的温度，°C：
b一一保温层的厚度，m：
——保温层内外墜的半均面积，m2
3.流程装置
该装置上体设备为“三根管”：汽水套管、裸管和保温管。这“三根管”与锅炉、汽包、高位槽、智能数字显示控制仪等组成整个测试系统。如下图：
传热实验报告及思考题-化工实验
(2)在测定传热系数K时，按实验流程，用管内冷凝液测定传热速率与用管外冷却水测定传热速率哪种方法更准确?为什么?如果改变流程，使蒸汽走环隙，冷却水走管内，用哪种方法更准确?
54.6
52.4
50.9
汽-水套管
冷凝液量
热电偶读数／℃
时间/s
体积/mL
冷凝水流量mL/s
保温包蒸汽温度
蒸汽出口温度
30
37.3
1.243
97.8
95.5
30
36
1.200
97.8
95.4
30
36.4
1.213
97.8
95.4
空气温度：19.0℃
2数据整理
三次测量平均值
汽-水套管
冷凝水流量（mL／s）
(4)若将汽-水套管的冷却水出口、入口调换，则调换前后Δtm值是否相同?
答：调换前后Δ相同。因为在汽-水套管中，高温流体水蒸气在传热过程中发生了相变而保持温度不变，严格意义上没有并流或逆流之分，因此只要进出口温度相同，其平均温度Δ必然相等。
(5)在间壁两侧流体的对流给热系数α相差较大时，壁温接近哪测温度?欲提高K值，应从哪侧入手?
化工基础实验(教案)
化工基础实验(教案)
1.伯努利实验
一、实验目的
流动流体所具有的总能量是由各种形式的能量所组成，并且各种形式的能量之间又可相互转换。当流体在导管内作定常流动时，在导管的各截面之间的各种形式机械能的变化规律，可由机械能衡算基本方程来表达。这些规律对于解决流体流动过程的管路计算、流体压强、流速与流量的测量，以及流体输送等问题，都有着十分重要的作用。
本实验采用一种称之为伯努利试验仪的简单装置，实验观察不可压缩流体在导管内流动时的各种形式机械能的相互转化现象，并验证机械能衡算方程（伯努利方程）。通过实验，加深对流体流动过程基础本原理的理解。
二、实验原理
对于不可压缩流体，在导管内作定常流动，系统与环境又无功的交换时，若以单位质量流体为衡算基准，则对确定的系统即可列出机械能衡算方程：
f h u p gZ u p gZ ∑+++=++
2
222211
12
121ρρ J ·kg 1
-
（1）
若以单位重量流体为衡算基准时，则又可表达为
f
H g
u g p Z g u g p Z ∑+++=++222
2
222111ρρ m 液柱
（2）
式中 Z ——流体的位压头，m 液柱；
p ——流体的压强，Pa ；
u ——流体的平均流速，m ·s 1
-； ρ——流体密度，kg ·m 3
-；
f
h ∑——流动系统内因阻力造成的能量损失，J ·kg 1
-；
f
H ∑——流动系统内因阻力造成的压头损失，m 液柱。
下标1和2分别为系统的进口和出口两个截面。
不可压缩流体的机械能衡算方程，应用于各种具体情况下可作适当简化，例如：
（1）当流体为理想液体时，于是式（1）和（2）可简化为
化工技术基础实验思考题及答案
1．孔板流量计的Re ~C
关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘。 2．孔板流量计的R V S ~关系曲线在双对数坐标上应为 直线 。
3．直管摩擦阻力测定实验是测定 λ 与 Re_的关系，在双对数坐标纸上标绘。
4．单相流动阻力测定实验是测定 直管阻力 和 局部阻力 。
5．启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 。
6．流量增大时离心泵入口真空度 增大_出口压强将 减小 。
7．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是 开循环冷却水 。
8．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是 塔顶温度稳定
9．在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：_进出口温差随空气流量增加而减小 。
10．在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是 减小测量误差 。
11．萃取实验中_水_为连续相， 煤油 为分散相。
12．萃取实验中水的出口浓度的计算公式为 E R R R E V C C V C /)(211-= 。
13．干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥 。
14．干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 。
15．过滤实验采用悬浮液的浓度为 5% ， 其过滤介质为 帆布 。
16．过滤实验的主要内容 测定某一压强下的过滤常数 。
17．在双对数坐标系上求取斜率的方法为： 需用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取 。
18．在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为： 先将手动旋钮旋至零位，再关闭电源 。
19．实验结束后应 清扫现场卫生，合格后 方可离开。
20．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例 。
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建立计算传热系数的数学模型并进行数值计算； • 将模拟计算值与实验数据进行比较。
如果从冷、热流体给热来看，
Qt' A(TW ' t)' At'
" T
A(TTW ")"At"
（ 63）
若ΔT1和ΔT2分别为热交换器的两端冷、热流体之间的温度差，即
f(l,d ,u ,,,C p ,,g , t)
可用因次分析的方法将关联式化成如下准数方程形式：
N ubRm eP（ nr 强制对流 （ 6 ） 6）
式中： Nu d
Re
d
u
Pr Cp
上列关联式中的系数 b 和指数 m和 n的数值，需要通过实验
来测定。依据实验数据，经最优参数估计回归后，可得到 b，m和
本实验主要是在改变流体流速的情况下，测量冷、热流体的 进出口温度t1、t2、 T1 、T2 、Tw1和Tw2 。进而计算出冷、热流 体的定性温度T定和 t定，再计算冷、热流体的物性参数密度、 粘度、冷、热流体的恒压热容、冷、热流体的热膨胀系数和冷Байду номын сангаас 热流体导热系数，以及无因次准数：雷诺准数、普兰特准数、格 拉晓夫准数和努塞尔准数；由于是强制对流，所以格拉晓夫准数 与常数项一起收敛成了新的常数 b。然后依据最优参数估计的方 法回归，确定给热系数准数关联式中的系数 b 和指数 m与 n的 数值。
n 的具体数值；根据给热系数的关联式，则给热系数、传热总系
数就可由该式计算。
流体在圆形直管内作强制对流时，传热膜系数α与各项影响因 素之间的关联式
f(l,d ,u ,,,C p ,,g , t)
可用因次分析的方法将关联式化成如下准数方程形式：
N ubRm eP（ nr 强制对流 （ 6 ） 6）
③加热系统：四组电加热器、贝克曼温度计和控制加热开关。 ④热水循环系统：热水储槽、循环水泵、循环管路、转子流量
计和流量控制阀门。
⑤温度测量系统：贝克曼温度计、冷井、测温线路和测温开关。
五、实验数据记录
流流 量速
冷流体温度
序 qV 号
u 进 出 平均 口 口 温度
m3· m· ℃ ℃ ℃
s -1 s -1
' qM ' C 'p(T 1T 2)
A w 1 T'm
（ 65 ）
当0.5 (T1 (T2
Tw1) Tw2)
2时， T m '(T 1 lT n w (1T )1 (T T 2 w 1 )T w 2)(T 1T w 1) 2(T 2T w 2)
(T 2T w 2)
流体在圆形直管内作强制对流时，传热膜系数α与各项影响因素 (如：管内径d，m；管内流速u，m·s-1；流体密度ρ，Kg·m-3；流 体粘度μ，Pa·s；定压比热容Cp，J·Kg-1·K-1 ；和流体导热系数λ， W·m-1·K-1)之间的关联式
四、实验设备
为了进一步了解“套管式液-液热交换实验”的原理，请看以 下实验装置图。
辅助工作系统 为了协助主实验系统正常工作，有五个辅助工作系统：①电动
力工作系统②冷却水系统③加热系统④热水循环系统⑤温度测量 系统。
①电动力工作系统： 电源、电源线、电动机和水泵
②冷却水系统：将冷水由上水导管接入高位恒位水槽，经高位恒 位水槽出水口流入冷、热流体换热系统的冷水管 入口进入换热器套管夹层，在经过换热后，经冷 水回水管，流入污水排放管。
式中： Nu d
Re d u
Pr Cp
上列关联式中的系数 b 和指数 m和 n的数值，需要通过实验
来测定。依据实验数据，经最优参数估计回归后，可得到 b，m 和 n 的具体数值；根据给热系数的关联式，则给热系数、传热 总系数就可由该式计算。
三、实验内容
由于实验设备已经被确定，所以管长 l 和管径 d 也已经被完全 确定，因此本实验不涉及管长和管径；故此，在影响流体间壁式 换热的10个因素中(压强可以看为常数)，当流体的流速 u 改变时， 冷、热流体和管壁的进出口处温度亦会随之改变，因此冷、热流 体的物性参数 (热力学强度变量) 密度ρ、粘度μ、冷、热流体的恒 压热容Cp 、冷、热流体的热膨胀系数β和冷、热流体导热系数λ= λ 也会改变。
热流体温度
进 出 平均 口 口 温度 ℃℃ ℃
管壁温 密 度度
粘度
热容
导热 系数
进出 ρ μ
Cp
λ
口口
℃ ℃ kg kg ·m J·kg w·m ·m3 -1·s -1 -1·s 1·K -1
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
实验数据处理
流量 流速 努塞尔特准数
雷诺准数
序 号
qV
u Nu = α·d/λ
m3·s -1 m·s -1
实验六 套管式液-液热交换实验
化工组
预习复习系统
• 实验目的 • 实验原理 • 实验内容 • 实验装置图 • 实验数据记录 • 思考题
一、实验目的和内容
• 了解套管式液-液热交换原理； • 掌握套管式液-液热交换实验的操作步骤； • 测定套管换热器中进行液—液热交换过程时，流
体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数； • 测定套管换热器中进行液—液热交换过程时，流
T1(T1t2) 和 T2(T2t1)
则平均温度差可按下式计算：
当0.5
T1 T2
2时，
Tm
T1T2 lnT1
T1T2 2
T2
由(6-1)和(6-2)两式联立求解，可得传热总系数的计算式：
K qM ' C 'p(T 1 T 2)
（ 64 ）
A T m
由(6-1)和(6-3)两式联立求解，可得传热膜系数的计算式：
Re = d·u·ρ/μ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
普兰特准数
Pr = Cp·λ/μ
六、思考题
• 本实验冷热流体的流向对传热效果有影响否？ • 传热膜系数计算值与测定值差异是何原因？ • 为什么要待传热稳定之后再测取数据？ • 影响传热膜系数的因素有哪些？