化工原理实验

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孔 流 系 数 C 0 的 引 入 虽 然 简 化 了 彩 屯 量 计 的 计 算 模 型 ,钽 影 响 C 0 值 的 爵 紊 很 多 , 如 流 体 在 管 道 流 动 时 的 流 动 状 态 Re, 孔 口 面 积 C0
与 管 道 面 积 A 的 比 值 A0 , 测 压 方 式 , 孔 口 形 状 及 加 工 光 洁 度 , 孔 板 A
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式 中 : A0 为 孔 板 流 量 计 的 孔 口 面 积 m2; C0 孔 流 系 数 ; u0 为 孔 板 小 流 速 m/s; d 为 孔 板 的 孔 口 直 径 m; ρ0指 示 剂 的 密 度 Kg/m3; ρ为被测流体的密度; ∆P 为 静 压 降 N / m 3 ; v 流 体 的 流 量 m3/ s; R U 型 压 差 计 的 两 臂 液 面 差 读 数 m。
A0 为 文 丘 里 缩 脉 处 的 面 积 m2。
图 3 流量计实验装置 l.计 量 槽 ; 2.3.6U 型 压 差 计 ; 4.孔 板 流 量 ; 5.文 氏 管 流 量 计 ; 7.倒 U 型 压 差 计 ; 8.进 水 阀 ; 9.测 压 口
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工 厂 生 产 的 流 量 计 大 都 是 按 照 ,标 准 规 范 生 产 的 ,出 厂 时 一 般 都 在 标 准 技 术 状 况 下 (101325Pa, 20℃ )以 水 或 空 气 为 介 质 进 行 标 定,给出流量曲线或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数, 然而在使用时,往往所处温度、压强、介质的性质同标定时不向, 因 此 为 了 测 量 准 确 和 方 便 使 用 ,应 在 现 场 进 行 流 量 计 的 校 正 ,既 使 是 已 校 正 过 的 流 量 计 ,由 于 在 长 时 间 使 用 中 被 磨 损 较 大 ,也 需 要 再 一次校正,对于自制的非标准流量计,则必须进行校正,以确定其 流量。
四、实验装置及流程
实 验 装 置 共 计 四 套 (如 图 3),每 套 在 φ 34×3.5 的 不 锈 钢 管 路 上 装有.文氏管流量计和孔板流量计,液体计量槽为: 300×600×1000mm, 如 图 3 所 示 实 验 物 料 为 水 , 由 离 心 泵 供 给 循 环 使用。
被 校 的 孔 板 或 文 丘 里 流 量 计 上 游 必 须 有 30d 内 - 50d 内 的 直 管 段 , 下 游 必 须 大 于 5d 内 的 直 管 段 。
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广泛,但其主要缺点是能量损失大,用 U 管压差计可以测得这个损 失 (称 为 永 久 压 强 损 失 ), 为 了 减 少 能 量 损 失 可 采 用 文 丘 里 流 量 计 , 如 图 2( b ) 所 示 , 其 基 本 原 理 和 孔 板 流 量 计 一 样 , 但 由 于 流 体 流 经 有均匀收缩段和扩大段,流速平缓,故能量损失少,一般孔板流量 计 的 能 量 损 失 百 分 数 在 65%右 , 文 氏 流 量 计 的 能 量 损 失 百 分 数 仅 有 15%右 。 文 丘 里 流 量 计 计 算 公 式 如 下 : 式 中 : C0 文 丘 里 流 量 计 的 流 量 系 数 ;
五、 实验操作要点
(1)实 验 前 检 查 泵 运 转 情 况 及 设 备 、 仪 表 是 否 完 好 ; (2)实 验 前 关 闭 泵 出 口 阀 门 ,打 开 压 差 计 平 衡 阀 ,防 止 跑 水 银 。 (3)实 验 中 注 意 关 闭 应 切 换 的 阀 门 , 防 止 流 体 同 时 经 过 两 条 管
厚度和管壁粗糙度等,因此只能通过实验测定,对测压方式、结构 尺 寸 、 加 工 状 况 等 均 已 规 定 的 标 孔 板 , 流 量 系 数 C0 可 以 表 示 为 :
式 中 Re 是 以 管 径 计 算 的 雷 诺 准 数 。
(a)孔 板 流 量 计
(b)文 氏 流 量 计
图 2 流量计
孔 板 流 量 计 是 一 种 易 于 制 造 ,结 构 简 单 的 测 量 装 置 ,因 此 使 用
实 验 装 置 用 孔 板 流 量 计 如 图 2( a ) 所 示 , 是 在 管 道 法 兰 间 装 有 一 中 心 开 孔 的 不 诱 钢 板 ,我 们 可 以 用 流 体 运 动 规 律 导 出 孔 板 流 量 计 的计算模型,对不可压缩流体,英流速可用下式表示
于是计算孔板流量计流量的数学模型式为
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式中 λ直管摩擦系数。 因 此 ,只 要 知 道 λ 值 就 可 以 计 算 流 体 在 管 道 中 的 流 体 阻 力 损 失 ,
层 流 时 λ = 64 , 湍 流 时 , λ 是 雷 诺 数 及 管 壁 相 对 粗 糙 度 的 函 数 。 Re
通过如图 1 的实验装置进行有限量的实验得到。
三、 实验原理
流 体 在 管 路 申 流 动 时 ,由 于 粘 性 剪 应 力 和 涡 流 存 在 ,不 可 避 免 地 要 消 耗 一 定 机 械 能 ,其 消 耗 的 机 械 能 称 为 直 管 阻 力 ,不 仅 在 直 管 中流动有阻力产生,而且在流体通过管件、阀门、弯头,管道突然 扩大或缩小时也产生阻力,这种阻力称为局部阻力。
实验一 流体动阻力的测定
一、 实验目的
(1)了 解 流 体 流 动 阻 力 的 测 定 方 法 ; (2)测 定 流 体 通 过 水 平 直 管 的 摩 擦 系 数 λ 和 雷 诺 准 数 Re 的 关 系; (3)学 会 压 差 计 及 流 量 计 的 使 用 方 法 。
二、 实验内容
(1)测 定 一 定 ε /d 下 管 摩 擦 系 数 λ 与 雷 诺 准 数 Re 的 关 系 ; (2)测 定 流 体 通 过 直 管 时 的 摩 擦 阻 力 。
七、 思考题
(1)本 实 验 装 置 入 口 压 力 为 多 少 ?用 柏 努 力 方 程 来 说 明 。 (2)泵 起 动 和 停 止 为 什 么 关 闭 出 口 阀 ? (3)U 形 管 压 差 计 上 装 平 衡 阀 有 何 作 用 , 在 什 么 情 况 下 开 平 衡 阀,又在什么情况下关平衡阀? (4)为 什 么 用 双 对 数 坐 标 纸 绘 λ~ Re 曲 线 ? (5)如 何 检 查 系 统 中 空 气 是 否 排 净 ? (6)如 何 校 正 压 差 计 的 零 点 ? (7)装 置 中 测 试 直 管 段 阻 力 的 管 子 如 果 由 水 平 改 为 垂 直 放 置 , 形 管 压 差 计 的 读 数 R 是 否 改 变 ?为 什 么 ? (8)结 束 后 , 如 压 差 计 的 两 臂 批 示 液 面 有 位 差 、 意 味 什 么 ?
二 .实 验 内 容
(1)测 定 孔 板 流 量 计 或 文 丘 里 流 量 计 的 孔 流 系 数 ; (2)了 解 孔 流 系 数 的 变 化 规 律 ; (3)测 定 孔 板 (或 文 丘 里 )流 量 计 的 永 久 压 强 损 失 。
三、实验原理
流 量 计 的 种 类 很 多 ,本 实 验 是 研 究 差 压 式 (速 度 式 )流 量 计 的 校 正 , 这 类 差 压 式 流 量 计 是 用 测 定 流 体 的 压 差 来 确 定 流 体 流 量 (或 流 速 ), 常 用 的 有 孔 板 流 量 计 、 文 丘 里 流 量 计 和 毕 托 管 等 。
流 量 计 的 校 正 有 量 体 法 ,称 重 法 和 基 准 流 量 计 法 ,量 体 法 和 称 重法都是以通过一定时间间隔内排出的流体体积或质量的测量来 实 现 的 ,而 基 准 流 量 计 法 ,则 是 用 一 个 已 被 事 先 校 正 过 而 精 度 级 较 高的流量计作为被校流量计的比较基准。
四、 实验装置及流程
实 验 装 置 ,共 计 四 套 ,每 套 装 置 直 管 部 分 管 径 均 为 d 内 = 13mm。 两 测 压 点 间 的 距 离 L=1800mm。
实验装置流程图图 1 由离心水泵、控制阀,切断阀、管子、管 件、转子、流量计及压差计组成一个测试系统。
本装置的实验介质水循环使用。 流体流量分别由两个不同量程的转子流量计计量。 本 装 置 用 双 管 压 差 计 测 压 差 △ P, 双 管 压 差 计 设 有 平 衡 阀 : 为 了 排 出 管 道 残 留 气 体 ,在 装 置 最 高 处 装 排 气 阀 ,为 了 排 出 管 道 积 液 , 装排液阀,测低流量压差时用倒 u 形压差计,使用方法见实验技术 第四章。
流 体 在 水 平 均 匀 直 管 作 定 常 流 动 时 ,由 截 面 1 流 动 到 截 面 2 时 阻力损失表现在压强的降低,即
影响阻力损失的因素很多,流体性质:密度 ρ,粘度 µ;流动 的 几 何 尺 寸 : 管 长 L、 管 壁 粗 Biblioteka Baidu 度 ε 、 流 动 条 件 、 流 速 u。 为 了 减 少 实 验 工 作 和 变 量 数 ,能 将 实 验 装 置 用 水 (或 空 气 )实 验 的 结 果 具 有 普 遍 指 导 意 义 ,通 常 采 用 因 次 分 析 方 法 ,将 上 述 影 响 因 素 组 合 成 无 因次准数形式即
(7)调 节 流 量 由 大 到 小 重 复 (5)的 步 骤 ; (8)停 泵 前 必 须 先 关 闭 出 口 阀 ; (9)测 试 全 部 结 果 后 , 复 验 压 差 计 两 臂 指 示 液 面 是 否 相 同 , 如 相同证明实验数据可靠。
六、 实验报告中实验结果部分的要求
(1)在 双 对 数 坐 标 纸 上 , 标 绘 λ~ Re 曲 线 ; (2)列 出 实 验 全 部 原 始 数 据 并 举 例 说 明 数 据 处 理 过 程 。
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图 l 流体流动阻力测定实验装置 l.2 转 子 流 量 计 ; 3.U 型 管 压 差 计 ; 4.倒 U 型 管 压 差 计 ; 5.出 口 阀 6.测 试 管 ; 7.取 压 接 头 8.入 口 阀 9.平 衡 阀
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实验二 流量计的流量校正
一 .实 验 目 的
(1)学 会 文 丘 里 流 量 计 和 孔 板 流 量 计 的 使 用 方 法 ; (2)通 过 孔 板 (或 文 丘 里 )流 量 计 孔 流 系 数 的 测 定 , 了 解 孔 流 系 数的变化规律; (3)测 定 并 比 较 文 氏 管 和 孔 板 流 量 计 的 永 久 压 强 损 失 。
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路。 (4)注 意 排 净 系 统 和 压 差 计 的 气 泡 , 并 防 止 跑 水 银 。
(5)在 进 口 阀 全 开 的 条 件 下 , 调 节 出 口 阀 使 流 量 由 小 到 大 , 在 测 定 流量范围内,布设 8 个以上实验点。
(6)每 次 流 量 调 节 后 须 经 一 定 的 稳 定 时 间 (约 3- 5 分 钟 ),方 可 记录测取各参数。
取 压 采 用 角 接 法 ,用 双 管 压 差 计 测 定 压 差 ,用 进 口 阀 调 节 流 量
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(或 在 每 个 分 支 管 路 用 入 口 阀 调 节 流 量 )。
五、实验操作要点
1 熟悉实验装置及流程,观察倒 U 型和 u 压差计与管道的连接 及测压接头在管道上的位置。打开压差计上的平衡阀和放气阀。
化工原理实验
辽宁石油化工大学石油化工学院 2005 年 9 月
目录
实验一 流动阻力的测定………………………………………………………………………………l 实验二 流量计的流量校正……………………………………………………………………………5 实验三 离心泵特性曲线的测定 ……………………………………………………………………11 实验四 气体传热膜系数测定 ………………………………………………………………………16 实验五 过滤常数的测定 ……………………………………………………………………………23 实验六 精馏塔效率的测定 …………………………………………………………………………29 实验七 填料塔传质系数的测定 ……………………………………………………………………39 实验八 干燥速度曲线的测定 ………………………………………………………………………47
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