化工原理实验理论部分

七. 数据记录与处理
2018年11月6日星期二 12时9分0秒
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实验三 传热实验
一. 实验目的
1、了解普通套管换热器和强化套管换热器的结构。
2、掌握总传热系数K的测定方法。
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t1 t 2 tm 2 总传热系数可以根据总传热速率方程来计算。
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二. 实验原理
流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不 可避免的会引起压力降（ ΔPf ）。这种摩擦损失包括流体经过 直管的沿程阻力和流体流经各种管件、阀门以及突然扩大和突
， 然缩小引起的局部阻力。
l u 2 p f d 2

2p f d lu 2
(4) 稳定5-8分钟左右可转动各仪表选择开关读取t1,t2,E值。(注意：数据点必须
稳定足够的时间) (5) 转换支路，重复步骤(3)的内容，进行强化套管换热器的实验。测定1组实 验数据。
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3． 实验结束.
(1) 关闭加热器开关。 (2) 过5分钟后关闭鼓风机,并将旁路阀全开。 (3) 切段总电源
接带动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的
轴功率，即：
泵的轴功率N＝电动机的输出功率， kW。 ， 电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率， kw。 泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw。
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⒉ η的测定：
， P出 P入 u 2出 u 2 入 H ( Z出 Z 入） h f入出 g 2g
P出 P入 H ( Z出 Z 入） g
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⒉ N的测定：
功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直
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四. 实验装置和流程图
1-离心泵 2-真空表 3-压 力表 4-变频器 5-功率表 6-流量调节阀 7-实验管 路 8-温度计9-涡轮流量 计10-实验水箱11-放水阀 12-频率计 水泵1将水槽10内的 水输送到实验系统，用 流量调节阀6调节流量， 流体经涡轮流量计9计量 后，流回储水槽。
课前准备知识： 各单元操作的相关理论
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实验一 直管阻力测定实验
一. 实验目的
1. 掌握流体流经圆形直管时的阻力的测定方法 。 2. 测定流体流过圆形直管时，摩擦系数 λ与雷诺数 Re的关 系，并在双对数坐标纸上标绘其关系曲线。
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三. 实验方法
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四. 实验装置和流程图（天津大学生产）
1-水箱；2-离心泵；3、4-放水阀；5、13-缓冲罐；6-局部阻力近端测压阀；7、 15-局部阻力远端测压阀；8、20-粗糙管测压阀；9、19-光滑管测压阀；10-局部 阻力管阀；11-U型管进出水阀；12-压力传感器；14-大流量调节阀； 15、16-水转 子流量计；17-光滑管阀；18-粗糙管阀；21-倒置U型管放空阀；22-倒置U型管； 23-水箱放水阀；24-放水阀；
在低浓范围内，填料层高度的计算公式：
G yb y a h0 K y a y m
，
G yb y a K ya h0 y m
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五. 报告内容
⒈ 将实验数据和计算结果分别列在“原始数据表”及“实验 结果一览表”中，并以一组数据进行计算举例。 ⒉ 根据实验结果，在双对数坐标系上标绘 f Re 的曲线。
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五. 设备主要参数
（1）
传热管参数: 20.00
实验内管内径di（mm）
实验内管外径do（mm）
实验外管内径Di（mm） 实验外管外径Do（mm） 测量段（紫铜内管）长度l（m） 强化内管内插物 （螺旋线圈）尺 寸 加热釜
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22.0
(4) 若需几天后再做实验,则将电加热釜和冰水保温瓶中的水放干 净。
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四. 实验装置和流程图
1．普通套管换热器；2、 内插有螺旋线圈的强化套 管换热器； 3、蒸汽发生器；4、旋涡 气泵；5、旁路调节阀；6 、孔板流量计；7、风机出 口温度（冷流体入口温度
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六. 报告内容
⒈ 将实验数据和计算结果分别列在“原始数据表”及“实验
结果一览表”中，并以一组数据进行计算举例。
⒉ 在合适的坐标系上标绘离心泵的特性曲线，并在图上标出
离心泵的各种性能（泵的型号、转速和高效区）。
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run键启动离心泵，缓慢打开调节阀6至全开。待系统内流体稳定，打开
压力表和真空表的开关，方可测取数据。 4.测取数据的顺行可从最大流量至0，或反之。一般测10~20组数据。
5.每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空表、功率表的读
数及流体温度。 6.实验结束，关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关，停泵，切 断电源。
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七. 数据记录与处理
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实验四 吸收实验
一. 实验目的
1．了解填料吸收塔的结构和流程。
2．掌握气相总体积传质系数Kya的测定方法。
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二. 实验原理
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六. 报告内容
1、实验原始数据一览表、计算结果一览表，写出计算过程。 2、比较强化管和光滑管的总传热系数和对流传热系数的大小 ，并说明原因；任取一种换热器（光滑管或强化管）实验数 据，画出Nu～Re的关系曲线。
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六. 数据记录与处理
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实验二 离心泵性能测定实验
一. 实验目的
1. 熟悉离心泵的操作方法。
2. 测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功
(4) 真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.18m
(5) 实验管路d=0.040m
(6) 电机效率为60% (7)采用涡轮流量计测量流量（第1套仪表常数77.427次/升） （第2套仪表常数79.094次/升） V f 3600
k 1000
m3 / h
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三. 实验方法及步骤
1. 实验前的准备,检查工作.
(1) 向电加热釜加水至液位计上端红线处。
(2) 向冰水保温瓶中加入适量冰水,并将冷端补偿热电偶插入其中。
(3) 检查空气流量旁路调节阀是否全开。 (4) 检查蒸气管支路各控制阀是否已打开。保证蒸汽和空气管线的 畅通。 (5) 接通电源总闸，设定加热电压，启动电加热器开关，开始加热 。
）测试点；8、9空气支路
控制阀；10、11、蒸汽支 路控制阀；12、13、蒸汽 放空口；14、蒸汽上升主 管路；15、加水口；16、 放水口；17、液位计；18 、冷凝液回流口
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图1 螺旋线圈内部结构
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率）、（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。
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二. 实验原理
离心泵是常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下， 离心泵的扬程 H、轴功率及效率 η均随流量Q而改变。通常通过 实验测出H—Q、N—Q及 η—Q关系，并用曲线表示之，称为特性
， 曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据
。泵特性曲线的具体测定方法如下：
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⒈ H的测定：
在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程
P出 u 2出 P入 u 2 入 Z入 H Z出 h f入出 g 2 g g 2 g
Ne N
HQ g HQ Ne 1000 102
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三. 实验方法及步骤
1. 向储水槽10内注入蒸馏水。 2. 检查流量调节阀6，压力表3及真空表2的开关是否关闭(应关闭)。 3 启动实验装置总电源，用变频调速器上∧、∨及＜键设定频率后，按
d内 25mm l 3m 本装置中的有关尺寸：直管：
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三. 实验方法及步骤
1、熟悉实验装置，尤其是测压系统。 2、实验开始时，首先要加大流量，赶走管路系统中的空气 ，打开测压管路的放空阀，赶走测压系统的空气。 3、测定直管阻力时，流量在0～9m3/h范围内共测定20点。 每次测定数据，须注意待流动稳定后方可记录读数。
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2. 实验开始.
(1)一段时间后水沸腾,水蒸汽自行充入普通套管换热器外管，观察蒸汽排出口
有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始。
(2) 约加热十分钟后,可提前启动鼓风机,保证实验开始时空气入口温度t1(℃)比 较稳定。 (3) 调节空气流量旁路阀的开度,使压差计的读数为所需的空气流量值(当旁路 阀全开时,通过传热管的空气流量为所需的最小值,全关时为最大值)。
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五. 设备主要参数
(1) 离心泵：流量Q=4m3/h ，扬程H=8m ，轴功率N=168w (2) 真空表测压位置管内径d1=0.025m
(3) 压强表测压位置管内径d2=0.025m
50 57.0 1.20 1
丝径h（mm）
节距H（mm）
操作电压 操作电流
40
≤200伏 ≤10安
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五. 设备主要参数
（2）空气流量计
a、 由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成空气流量计。空气流量由公
式[1]计算。
Vt 0 18.113 (P)
273 t V Vt0 273 t 0
二. 实验原理
Q K t m A1
Q ms 2 c p 2 (t 2 t1 )
ms 2
A1 d1 L
(T t1 ) (T t 2 ) t m (T t1 ) ln (T t 2 )
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Vs 3600
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0.6203
b、实验条件下的空气流量V (m3/h)则需按下式计算:
（3）温度测量
a、空气入传热管测量段前的温度t1 ( ℃ )由电阻温度计测
量，可由数字显示仪表直接读出。
b、空气出传热管测量段时的温度t2 ( ℃ )由电阻温度计测 量，可由数字显示仪表直接读出。 c、 管外壁面平均温度tw( ℃ )由数字式温度计直接读出。
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三. 实验方法及步骤
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四. 实验装置和流程图（盐化系生产）
1.离心泵 2. 出口阀门3.孔板流量计 4.弯头局部阻力 5.球阀局部阻力
6、7.待测直管 8.突然缩小 9.闸阀局部阻力