食品工程原理.pptx
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工程上一般认为，流体在直圆管内流动时，当 Re≤2000时为层流；当Re>4000时，圆管内形成湍流； 当Re在2000至4000范围内，流动处于一种过渡状态， 可能是层流，也可能是湍流，或者是二者交替出现， 这要视外界干扰而定，一般称这一Re数范围为过渡 区。
对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷 诺准数仅与流体流速有关。本实验通过改变流体在管 内的速度，观察在不同雷诺准数下流体的流动型态。
统与环境无功的交换时，以单位质量液体为衡算基 准，对确定的系统可列出机械能衡算方程，即为柏 努利方程式。
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p1
1 2
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hf
J kg 1
当流体为理想流体时 ，为理想柏努利方程式：
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J kg 1
【实验原理】
当流体处于静止状态时
颜色水
【实验步骤】 3）湍流流动型态
缓慢地加大调节阀的开度，使水流量平稳地增大， 玻璃导管内的流速也随之平稳地增大。此时可观察到， 玻璃导管轴线上呈直线流动的红色细流，开始发生波动。 随着流速的增大，红色细流的波动程度也随之增大，最 后断裂成一段段的红色细流。当流速继续增大时，红墨 水进入试验导管后立即呈烟雾状分散在整个导管内，进 而迅速与主体水流混为—体，使整个管内流体染为红色， 以致无法辨别红墨水的流线。
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即为流体静力学方程式。
本实验即通过测量流体静止或流动时的能量变 化验证柏努利方程式和流体的静力学方程式。
【实验装置】
本实验装置示意图如下页所示，主要由试验导管、 稳压溢流水槽和三对测压管所组成。
试验导管为一水平装置的变径圆管，沿程分三处设 置测压管。每处测压管由一对并列的测压管组成，分别 测量该截面处的静压头和冲压头。
课程简介：
食品工程原理实验课是“食品科学与工 程”专业基础课《食品工程原理》课程的实 践教学环节，课程面向“食品科学与工程” 专业的本科教学，由食品科技学院食品工程 3室承担课程的教学任务。本实验课程共10 个学时，开设7个实验，包括5个必做项目和 2个选做项目，涉及流体输送、传热、传质 等。
目录
1
【实验装置】
2
1－红墨水储槽；
6
2－溢流稳压槽； 3 7
3－实验管；
4
8
4－转子流量计；
5－循环泵；
9
5
6－上水管；
7－溢流回水管；
8－调节阀；
9－储水槽
【实验步骤】 1）实验准备：
实验前，先将水充满低位贮水槽，关闭流量计后的 调节阀，然后启动循环水泵。待水充满稳压溢流水槽后， 开启流量计后的调节阀。水由稳压溢流水槽流经缓冲槽、 试验导管和流量计，最后流回低位贮水槽。水流量的大 小，由流量计和调节阀调节。
【实验原理】 流体流动型态可用雷诺准数（Re）来判断，
这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群， 故其值不会因采用不同的单位制而不同。若流体 在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：
Re du
注意：数群中各物理量必须采用同一单位制。
【实验原理】
层流转变为湍流时的雷诺数称为临界雷诺数， 用Re c表示。
实验七 固体流态化的流动特性实验(操作性，选做)
2学时
实验一：柏努利方程演示实验(演示性实验)
【实验目的】 1）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； 2）验证机械能衡算方程（伯努利方程）； 3）加深对流体流动过程基本原理的理解。
【实验原理】 对于不可压缩流体，在导管内作稳定流动，系
液体由稳压水槽流入试验导管，途经直径分别为20、 30和20mm的管子，最后排出设备。流体流量由出口调节 阀调节，流量需直接由计时称量测定之。
1. 稳压水槽; 2. 试验导管；3. 出口调节阀； 4. 静压头测量管；5. 冲压头测量管。 A.B.C分别为三处测压点。
Βιβλιοθήκη Baidu
【实验步骤】
1）实验准备：缓慢开启进水阀，将水充满稳压溢流水槽， 并保持有少量溢流水流出，使槽内液面平稳不变。同时， 排尽设备内的空气泡。 2）静力学方程式的验证：关闭试验导管出口调节阀，观 察和测量液体处于静止状态下各测试点（A 、B、和C三 点）的压强。 3）柏努利方程式的验证：开启试验导管的出口调节阀， 观察比较液体在流动情况下的各测试点压头变化。缓慢 开启试验导管的出口调节阀，测量流体在不同流量下的
示踪剂采用红色墨水，它由红墨水贮瓶经连接管和 细孔喷嘴，注入试验导管。细孔玻璃注射管(或注射针头) 位于试验导管人口的轴线部位。
【实验步骤】 2）层流流动型态
试验时，先少许开启调节阀，将流速调至所需要的 值。再调节红墨水贮瓶的下口旋塞，并作精细调节，使 红墨水的注入流速与试验导管中主体流体的流速相适应， 一般略低于主体流体的流速为宜。待流动稳定后．记录 主体流体的流量。此时，在试验导管的轴线上，就可观 察到一条平直的红色细流，好像一根拉直的红线一样。
各测试点的静压头、动压头和损失压头。
实验二：流体流动型态及临界雷诺数的测定 (验证性实验)
【实验目的】 1）观察流体在管内流动的两种不同流型。 2）测定临界雷诺数Re c 。
【实验原理】
流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞流， Laminar flow）和湍流（或称紊流，Turbulent flow）， 这一现象最早是由雷诺（Reynolds）于1883年首先发现 的。流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直 线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动时，其流体 质点除沿管轴方向作向前运动外，还在径向作脉动，从 而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。
实验一 柏努利方程演示实验(演示性) 2学时
实验二 流体流动型态及临界雷诺数的测定(验证性)
2学时
实验三 管路流体阻力实验 (操作性)
2学时
实验四 离心泵特性曲线的测定实验(操作性) 2学时
实验五 套管换热器液—液热交换系数及膜系数的测
定(操作性)
4学时
实验六 板式塔流动特性实验(操作性，选做) 2学时
食品工程原理 实验
课程简介：
本实验课程主要面向“食品科学与工程”专业 本科生，是本专业的专业基础课《食品工程原理》 课程的实践环节，共有学时数16学时，其中包括必 做内容12学时，选作内容4学时，内容包括流体力学、 传质、传热等食品各单元操作的演示及实践操作。 实验教学包括操作型和演示型教学环节，可加强学 生对课程的理解及单元操作的综合设计能力。
对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷 诺准数仅与流体流速有关。本实验通过改变流体在管 内的速度，观察在不同雷诺准数下流体的流动型态。
统与环境无功的交换时，以单位质量液体为衡算基 准，对确定的系统可列出机械能衡算方程，即为柏 努利方程式。
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1 2
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当流体为理想流体时 ，为理想柏努利方程式：
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J kg 1
【实验原理】
当流体处于静止状态时
颜色水
【实验步骤】 3）湍流流动型态
缓慢地加大调节阀的开度，使水流量平稳地增大， 玻璃导管内的流速也随之平稳地增大。此时可观察到， 玻璃导管轴线上呈直线流动的红色细流，开始发生波动。 随着流速的增大，红色细流的波动程度也随之增大，最 后断裂成一段段的红色细流。当流速继续增大时，红墨 水进入试验导管后立即呈烟雾状分散在整个导管内，进 而迅速与主体水流混为—体，使整个管内流体染为红色， 以致无法辨别红墨水的流线。
gZ1
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J kg 1
即为流体静力学方程式。
本实验即通过测量流体静止或流动时的能量变 化验证柏努利方程式和流体的静力学方程式。
【实验装置】
本实验装置示意图如下页所示，主要由试验导管、 稳压溢流水槽和三对测压管所组成。
试验导管为一水平装置的变径圆管，沿程分三处设 置测压管。每处测压管由一对并列的测压管组成，分别 测量该截面处的静压头和冲压头。
课程简介：
食品工程原理实验课是“食品科学与工 程”专业基础课《食品工程原理》课程的实 践教学环节，课程面向“食品科学与工程” 专业的本科教学，由食品科技学院食品工程 3室承担课程的教学任务。本实验课程共10 个学时，开设7个实验，包括5个必做项目和 2个选做项目，涉及流体输送、传热、传质 等。
目录
1
【实验装置】
2
1－红墨水储槽；
6
2－溢流稳压槽； 3 7
3－实验管；
4
8
4－转子流量计；
5－循环泵；
9
5
6－上水管；
7－溢流回水管；
8－调节阀；
9－储水槽
【实验步骤】 1）实验准备：
实验前，先将水充满低位贮水槽，关闭流量计后的 调节阀，然后启动循环水泵。待水充满稳压溢流水槽后， 开启流量计后的调节阀。水由稳压溢流水槽流经缓冲槽、 试验导管和流量计，最后流回低位贮水槽。水流量的大 小，由流量计和调节阀调节。
【实验原理】 流体流动型态可用雷诺准数（Re）来判断，
这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群， 故其值不会因采用不同的单位制而不同。若流体 在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：
Re du
注意：数群中各物理量必须采用同一单位制。
【实验原理】
层流转变为湍流时的雷诺数称为临界雷诺数， 用Re c表示。
实验七 固体流态化的流动特性实验(操作性，选做)
2学时
实验一：柏努利方程演示实验(演示性实验)
【实验目的】 1）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； 2）验证机械能衡算方程（伯努利方程）； 3）加深对流体流动过程基本原理的理解。
【实验原理】 对于不可压缩流体，在导管内作稳定流动，系
液体由稳压水槽流入试验导管，途经直径分别为20、 30和20mm的管子，最后排出设备。流体流量由出口调节 阀调节，流量需直接由计时称量测定之。
1. 稳压水槽; 2. 试验导管；3. 出口调节阀； 4. 静压头测量管；5. 冲压头测量管。 A.B.C分别为三处测压点。
Βιβλιοθήκη Baidu
【实验步骤】
1）实验准备：缓慢开启进水阀，将水充满稳压溢流水槽， 并保持有少量溢流水流出，使槽内液面平稳不变。同时， 排尽设备内的空气泡。 2）静力学方程式的验证：关闭试验导管出口调节阀，观 察和测量液体处于静止状态下各测试点（A 、B、和C三 点）的压强。 3）柏努利方程式的验证：开启试验导管的出口调节阀， 观察比较液体在流动情况下的各测试点压头变化。缓慢 开启试验导管的出口调节阀，测量流体在不同流量下的
示踪剂采用红色墨水，它由红墨水贮瓶经连接管和 细孔喷嘴，注入试验导管。细孔玻璃注射管(或注射针头) 位于试验导管人口的轴线部位。
【实验步骤】 2）层流流动型态
试验时，先少许开启调节阀，将流速调至所需要的 值。再调节红墨水贮瓶的下口旋塞，并作精细调节，使 红墨水的注入流速与试验导管中主体流体的流速相适应， 一般略低于主体流体的流速为宜。待流动稳定后．记录 主体流体的流量。此时，在试验导管的轴线上，就可观 察到一条平直的红色细流，好像一根拉直的红线一样。
各测试点的静压头、动压头和损失压头。
实验二：流体流动型态及临界雷诺数的测定 (验证性实验)
【实验目的】 1）观察流体在管内流动的两种不同流型。 2）测定临界雷诺数Re c 。
【实验原理】
流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞流， Laminar flow）和湍流（或称紊流，Turbulent flow）， 这一现象最早是由雷诺（Reynolds）于1883年首先发现 的。流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直 线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动时，其流体 质点除沿管轴方向作向前运动外，还在径向作脉动，从 而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。
实验一 柏努利方程演示实验(演示性) 2学时
实验二 流体流动型态及临界雷诺数的测定(验证性)
2学时
实验三 管路流体阻力实验 (操作性)
2学时
实验四 离心泵特性曲线的测定实验(操作性) 2学时
实验五 套管换热器液—液热交换系数及膜系数的测
定(操作性)
4学时
实验六 板式塔流动特性实验(操作性，选做) 2学时
食品工程原理 实验
课程简介：
本实验课程主要面向“食品科学与工程”专业 本科生，是本专业的专业基础课《食品工程原理》 课程的实践环节，共有学时数16学时，其中包括必 做内容12学时，选作内容4学时，内容包括流体力学、 传质、传热等食品各单元操作的演示及实践操作。 实验教学包括操作型和演示型教学环节，可加强学 生对课程的理解及单元操作的综合设计能力。