化工原理實驗講義2019 2

2023-01-05 01:45:02 字數 4191 閱讀 8888

實驗一流量計校核實驗

1.了解孔板流量計、文丘里流量計的構造、原理、效能及使用方法。

2.掌握流量計的標定方法。

3.學習合理選擇座標系的方法。

流體通過節流式流量計時在流量計上、下游兩取壓口之間產生壓強差,它與流量有如下關係:

採用正u形管壓差計測量壓差時,流量vs與壓差計讀數r之間關係有:

(1)式中: vs 被測流體(水或空氣)的體積流量,m3/s;

c 流量係數(或稱孔流係數),無因次;

a0 流量計最小開孔截面積,m2,a0=(π/4)d02;

流量計上、下游兩取壓口之間的壓差,pa;

被測流體(水或空氣)的密度,kg/m3;

u形管壓差計內指示液的密度,kg/m3;

1  空氣的密度,kg/m3;

r u形管壓差計讀數,m;

式3-1也可以寫成如下形式:

1a若採用倒置u形管測量壓差:

(忽略空氣對測量的影響)則流量係數c與流量的關係為:

2)用體積法測量流體的流量vs,可由下式計算:

(3)(4)

式中:vs 水的體積流量,m3/s;

△t 計量桶接受水所用的時間,s;

a 計量桶計量係數;

△h 計量桶液面計終了時刻與初始時刻的高度差,mm,△h=h2-h1;

v 在△t時間內計量桶接受的水量,l。

改變乙個流量在壓差計上有一對應的讀數,將壓差計讀數 r和流量vs繪製成一條曲線即流量標定曲線。同時用式(1a)或式(2)整理資料可進一步得到流量係數c—雷諾數re的關係曲線。

5)式中:d—實驗管直徑,m;

u—水在管中的流速,m/s。

三、實驗內容

1、以渦輪流量計為基準,對孔板流量計進行校核,並繪製校核曲線。

2、以轉子流量計為基準,對孔板流量計進行校核,並繪製校核曲線。

實驗二離心幫浦特性曲線測定

一、實驗目的

1. 了解離心幫浦結構與特性,學會離心幫浦的操作;

2. 掌握離心幫浦特性曲線測定方法。

離心幫浦的特性曲線是選擇和使用離心幫浦的重要依據之一,其特性曲線是在恆定轉速下幫浦的揚程h、軸功率n及效率η與幫浦的流量v之間的關係曲線,它是流體在幫浦內流動規律的外部表現形式。由於幫浦內部流動情況複雜,不能用數學方法計算這一特性曲線,只能依靠實驗測定。

1.揚程h的測定與計算

在幫浦進、出口取截面列柏努利方程:

式中:p1,p2——分別為幫浦進、出口的壓強 n/m2 ρ——流體密度 kg/m3

u1, u2——分別為幫浦進、出口的流量m/s g——重力加速度 m/s2

當幫浦進、出口管徑一樣,且壓力表和真空表安裝在同一高度,上式簡化為:

由上式可知:只要直接讀出真空表和壓力表上的數值,就可以計算出幫浦的揚程。

2.軸功率n的測量與計算

軸的功率可按下式計算:

式中,n—幫浦的軸功率,w

w—電機輸出功率,w

由上式可知:測定幫浦的軸功率,只需測定電機的輸出功率,乘上功率轉換中的倍率即可。

3.效率η的計算

幫浦的效率η是幫浦的有效功率ne與軸功率n的比值。有效功率ne是單位時間內流體自幫浦得到的功,軸功率n是單位時間內幫浦從電機得到的功,兩者差異反映了水力損失、容積損失和機械損失的大小。

幫浦的有效功率ne可用下式計算:

ne=hvρg

故 η=ne/n=hvρg/n

4.速改變時的換算

幫浦的特性曲線是在指定轉速下的資料,就是說在某一特性曲線上的一切實驗點,其轉速都是相同的。但是,實際上感應電動機在轉矩改變時,其轉速會有變化,這樣隨著流量的變化,多個實驗點的轉速將有所差異,因此在繪製特性曲線之前,須將實測資料換算為平均轉速下的資料。換算關係如下:

流量揚程

軸功率 n 效率

離心幫浦功率轉換係數=0.89

離心幫浦效能特性曲線測定系統裝置工藝控制流程圖如圖2-1:

圖2-1 離心幫浦實驗裝置流程示意圖

3.儀表控制櫃面板如圖2-2所示:

圖2-2 流體力學綜合實驗裝置儀表面板

1、空氣開關 2、3、4電源指示燈 5、流量控制儀 6、6路巡檢儀(單位m3/h):第一通道測量離心幫浦進口壓力(單位:kpa),第二通道測量離心幫浦出口壓力(單位:

kpa),第三通道測量離心幫浦轉速(單位:r/min)第四通道測量流體阻力壓差(單位:pa)第五通道測量流體溫度(單位:

攝氏度),第六通道沒用,7、功率表(單位:kw)8、儀表電源指示燈、9、儀表電源開關,10、變頻器電源指示燈,11、變頻器電源開關,12、離心幫浦電源指示燈、13、離心幫浦直接或變頻器執行轉換開關,14、離心幫浦啟動按鈕,15、離心幫浦停止按鈕。

1.灌幫浦

儲水箱**水到適當位置(大概三分之二處)關閉閥1、閥2、閥3、閥4、閥5、開啟離心幫浦出口排氣閥和進口灌水閥,用水杯從灌水閥灌水,氣體從排汽閥排出,直到排水閥有水排出並且沒有氣泡灌水完畢,關閉排氣閥和灌水閥。

2.啟動水幫浦

開啟控制櫃上1空氣開關,開啟9儀表電源開關,儀表指示燈10亮,儀表上電,顯示被測資料。

把轉換開關轉到直接位置,指示燈12亮,按一下離心幫浦啟動按鈕,離心幫浦運轉,啟動按鈕指示燈亮,水幫浦啟動完畢。

3.開啟離心幫浦監控軟體,輸入班級、姓名、學號等資訊,進入離心幫浦監控介面,開啟閥1到最大,每隔2m3/h採集一組資料(等資料穩定之後再採集),從最大流量做到0。

4.資料採集完畢後,按離心幫浦停止按鈕,幫浦停止。

5、開啟資料處理軟體,開啟採集的資料,進行資料處理,計算出資料處理結果,繪出離心幫浦特性曲線。實驗完畢

實驗資料記錄

離心幫浦原始資料

水溫: ℃

1.在同一張座標紙上描繪一定轉速下的h~v、n~v、η~v曲線

2.分析實驗結果,判斷幫浦較為適宜的工作範圍。

實驗三乾燥速率曲線的測定實驗

1.熟悉常壓洞道式(廂式)乾燥器的構造和操作;

2.測定在恆定乾燥條件(即熱空氣溫度、濕度、流速不變、物料與氣流的接觸方式不變)下的溼物料乾燥曲線和乾燥速率曲線;

3.測定該物料的臨界溼含量x0;

4.掌握有關測量和控制儀器的使用方法。

二、基本原理

當溼物料與乾燥介質相接觸時,物料表面的水分開始氣化,並向周圍介質傳遞。根據乾燥過程中不同期間的特點,乾燥過程可分為兩個階段。

第乙個階段為恆速乾燥階段。在過程開始時,由於整個物料的溼含量較大,其內部的水分能迅速地達到物料表面。因此,乾燥速率為物料表面上水分的氣化速率所控制,故此階段亦稱為表面氣化控制階段。

在此階段,乾燥介質傳給物料的熱量全部用於水分的氣化,物料表面的溫度維持恆定(等於熱空氣溼球溫度),物料表面處的水蒸汽分壓也維持恆定,故乾燥速率恆定不變。

第二個階段為降速乾燥階段,當物料被乾燥達到臨界溼含量後,便進入降速乾燥階段。此時,物料中所含水分較少,水分自物料內部向表面傳遞的速率低於物料表面水分的氣化速率,乾燥速率為水分在物料內部的傳遞速率所控制。故此階段亦稱為內部遷移控制階段。

隨著物料溼含量逐漸減少,物料內部水分的遷移速率也逐漸減少,故乾燥速率不斷下降。

恆速段的乾燥速率和臨界含水量的影響因素主要有:固體物料的種類和性質;固體物料層的厚度或顆粒大小;空氣的溫度、濕度和流速;空氣與固體物料間的相對運動方式。

恆速段的乾燥速率和臨界含水量是乾燥過程研究和乾燥器設計的重要資料。本實驗在恆定乾燥條件下對帆布物料進行乾燥,測定乾燥曲線和乾燥速率曲線,目的是掌握恆速段乾燥速率和臨界含水量的測定方法及其影響因素。

⒈ 乾燥速率的測定

7-1)

式中:—乾燥速率,kg /(m2·h);—乾燥面積,m2,(實驗室現場提供);

—時間間隔,h;—時間間隔內乾燥氣化的水分量,kg。

⒉ 物料乾基含水量

7-2)

式中:—物料乾基含水量,k**/ kg絕幹物料;—固體溼物料的量,kg;

—絕幹物料量,kg。

⒊ 恆速乾燥階段,物料表面與空氣之間對流傳熱系數的測定

7-3)

7-4)

式中:—恆速乾燥階段物料表面與空氣之間的對流傳熱系數,w/(m2·℃);

—恆速乾燥階段的乾燥速率,kg/(m2·s); —乾燥器內空氣的溼球溫度,℃;

—乾燥器內空氣的乾球溫度,℃;—℃下水的氣化熱,j/ kg。

⒋ 乾燥器內空氣實際體積流量的計算

由節流式流量計的流量公式和理想氣體的狀態方程序可推導出:

7-5)

式中:—乾燥器內空氣實際流量,m3/ s;—流量計處空氣的溫度,℃;

—常壓下t0℃時空氣的流量,m3/ s;—乾燥器內空氣的溫度,℃。

化工原理實驗總結

其次,按照要求與步驟正確進行實驗操作,是成功做好實驗的關鍵。在實驗過程中,我們需要耐心,細心,認真地完成實驗步驟,掌握實際操作化工實驗的基本技能,培養觀察實驗物件,測定化工引數的能力,掌握用計算機處理實驗資料 繪製圖表的技能。最後就是實驗過後的資料處理 書寫實驗報告和回答思考題的重要階段,這也是完成...

化工原理實驗心得

化工原理實驗期末小結 院系 專業 學號 姓名 2014.11.01 這學期化工原理實驗課堂上我們一共做了八個實驗,都是一些非常重要的實驗,分別為流體阻力的測定 離心幫浦特性曲線的測定 傳熱綜合試驗 過濾實驗以及伯努利方程實驗。現在實驗已經結束,通過對這五個實驗的學習,我加深了對化工原理課上一些理論的...

化工原理實驗書

1.觀察流體在管內流動的兩種不同流型。2.測定臨界雷諾數。流體流動有兩種不同型態,即層流 滯流 和湍流 紊流 流體作層流流動時,流體質點作平行於管軸的直線運動,且在徑向無脈動 流體作湍流流動時,流體質點除沿管軸方向向前運動外,還在徑向作脈動運動,在巨集觀上顯示出紊亂地向各個方向作不規則的運動。流體流...