化工原理实验

1、讲稿二 0 一四年二月化工原理实验1雷诺实验一、实验目的1观看层流、湍流的流态及其转化特点；2测定临街雷诺准数，把握圆管流淌形状的判别准则；3观看紊流（或湍流）产生过程，懂得紊流产生气理。二、实验原理1. 液体在运动时，存在着两种全然不同的流淌状态。当液体流速较小 时，惯性力较小，粘滞力对质点起操纵作用，使各流层的液体质点互不混 杂，液流呈层流运动。当液体流速逐步增大，质点惯性力也逐步增大，粘 滞力对质点的操纵逐步减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成 涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。这种从层 流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。2起

2、初始状态流速较大时，从紊流到层流的过渡流速为下临界流速， 对 应的雷诺准数为下临界雷诺数，反之为上临界流速和上临界雷诺数。Re 数（1）式中d 导管直径，m;流体密度，kg m 3;流体粘度，Pa - s;u 流体流速，m s 1;大量实验测得：当雷诺准数小于某一下临界值时，流体流淌型态恒为 层流；当雷诺数大于某一上临界值时，流体流型恒为湍流。在上临界值与 下临界值之间，则为不稳固的过渡区域。关于圆形导管，下临界雷诺数为2000,上临界雷诺数为10000。一样情形下，上临界雷诺数为4000时，即可 形成湍流。应当指出，层流与湍流之间并非是突然的转变，而是两者之间相隔一 个不稳固过渡区域，因此，

3、临界雷诺数测定值和流型的转变，在一定程度 上受一些不稳固的其他因素的阻碍。三、实验装置（雷诺实验仪CEA F01型）雷诺试验装置要紧由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组 成，如图1所示。自来水持续注入并稳压溢流水槽。稳压溢流水槽的水流T * 经试验导管和流量计，最后扌排 了当排入下水道。水道。稳隸压溢流水槽的溢流水，也直截图i雷诺实验装置及流程1. 示踪剂瓶；2.稳压溢流水槽；3试验导管；4.转子流量计；V01. 示踪剂调剂阀；V02.上水调剂阀；V03.水流量调剂阀；V04，V05 泄水阀；V06 放风阀。四、实验方法实验前预备工作：(1) 实验前，先用自来水充满稳压溢流水槽。将适量

4、示踪剂(红墨水) 加入贮瓶内备用，并排尽贮瓶与计头之间管路内的空气。(2) 实验前，先对转子流量计进行标定，作好流量标定曲线。(3) 用温度计测定水温。实验操作步骤：(1) 开启自来水阀门，保持稳压溢流水槽有一定的溢流量，以保证试 验时具有稳固的压头。(2) 用放风阀放去流量计内的空气，再少许开启转子流量计后的调剂 阀，将流量调至最小值，以便观看稳固的层流流型，再精细地调剂示踪剂 管路阀，使示踪剂(红墨水)的注水流速与试验导管内主体流体的流速相 近，一样略低于主体流体的流速为宜。精心调剂至能观看到一条平直的红 色细流为止。(3) 缓慢地逐步增大调剂阀的开度，使水通过试验导管的流速平稳地 增大。

5、直至试验导管内直线流淌的红色细流开始发生波动时，记下水的流 量和温度，以供运算临界雷诺数据。(4) 连续缓慢地增加调剂阀开度，使水流量平稳地增加。这时，导管 内的流体的流型逐步由层流向湍流过渡。当流量增大到某一数据值后，示 踪剂(红墨水)一进入试验导管，赶忙被分散呈烟雾状，这时标明流体的 流型已进入湍流区域。记下水的流量和温度数据，以供运算上临界雷诺数。（5）以相反程序，即调剂阀开度从大逐步关小，再观看观众流淌形状 的变化现象，并记下水的流量和温度数据，以供运算下临界雷诺数。如此实验操作需反复进行数次（至少 56 次），以便取得较为准确的 实验数据。实验操作注意事项：（1）本实验示踪剂采纳红墨

6、水，它由红墨水贮瓶，经连接软管和注射 针头，注入试验导管。应注意适当调剂注射针头的位置，使什头位于管轴 线上为佳。 红墨水的注射速度应与主体流体流速相近 （略低些为宜），因此， 随着水流速的增大，需相应地细心调剂红墨水注射流量，才能得到较好的 实验成效。（2）在实验过程中，应随时注意稳压水槽的溢流水量，随着操作流量 的变化，相应调剂自来水给水量，防止稳压槽内液面下降或泛滥事故的发 生。（3）在整个实验过程中，切勿碰撞设备，操作时也要轻巧缓慢，以免 干扰流体流淌过程的稳固性。实验过程有一定滞后现象，因此，调剂流量 过程切勿操之过急，状态确实稳固之后，再连续调剂或记录数据。五、结果分析管内径为 d

7、 0.022m六、摸索题1. 液体流态与哪些因素有关 ?什么原因外界干扰会阻碍液体流态的变 化?2. 雷诺数的物理意义是什么？什么原因雷诺数能够用来判别流态？3. 流态判据为何采纳无量纲参数，而不采纳临界流速？4. 临界雷诺数与哪些因素有关？什么原因上临界雷诺数和下临雷诺数 不一样？5. 如果管子不是透亮的，不能直截了当观看来判定管中的流体流淌型态，你认为能够用什么方法来判定？6. 有人讲能够只用流速来判定管中流体流淌型态， 流速低于某一个体数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下能够由流 速的数值来判定流淌型态？7. 试按照雷诺与流淌演示实验， 简述紊流的产生和进展机理，

8、以及如何 降低或排除阻力缺失。试列举具体措施。2. 离心泵实验一、实验目的1了解离心泵的构造，把握其操作和调剂方法；2实验测定在一定转速下泵的特性曲线；3标定孔板流量计的孔流系数。二、实验原理离心泵要紧特性参数有流量、扬程、功率和效率。这些参数不仅表征 泵的性能，也是选择和正确使用泵的要紧依据。1.泵的流量泵的流量即泵的送液能力，是指单位时刻内泵所排出的液体体积。泵 的流量可直截了当由一定时刻t内排出液体的体积V或质量m来测定。即Vs V m3 s1(1)或Vs m3 s1(2)tpt若泵的输送系统中安装有通过标定的流量计时，泵的流量也可由流量 计测定。当系统中装有孔板流量计时，流量大小由压差

9、计显示，流量vs与倒置U形管压差计读数R之间存在如下关系：(3)So 孔板的锐孔面积，m2;Vs CoS。-2gRm3 - s 1式中，Co 孔板流量系数；2. 泵的扬程若以泵的压出管路中装有压力表处为 B截面，以及入管路中装有真空 表处为A截面，并在此两截面之间列机械能衡算式，则可得出泵扬程He的运算公式：2 2P B p A U B U AH e H 0 g2g式中PB 由压力表测得的表压强，Pa； 表测得的真空度，Pa；H。 A、B两个截面之间的垂直距离,处的液体流速，m s 1 ；Ub B截面处的液体流速，m s1。(4)由真空Pam;UaA截面在单位时刻内，液体从泵中实际所获得的功，

10、即为泵的有效功率。若 测得泵的流量为Vs m s 1，扬程为He，m,被输送液体的密度为Ne VsHe gW（ 5）泵轴所作的实际功率不可能全部为被输送液体所获得，其中部分消耗 于泵内的各种能量缺失。电动机所消耗的功率又大于泵轴所作出的实际功 率。电机所消耗的功率可直截了当由输入电压 U和电流I测得，即率。N UIW4.泵的总效率(6)三、汰实验仪CEAI这时得*腆泵的总效苟壬和电机实际消耗功率运算得出，即（7）勺效率外，还包括传动效率和电机的效F05 型)图2离心泵实验仪流程图1.循环水槽；2.底阀；3.离心泵；4.真空表；5.注水槽；6.压力表; 7.调剂阀；8. 孔板流量计；9.分流槽；

11、10.电流表；11.调压变压器；12.电压表; 13.倒置U形管压差计。本实验装置主体设备为一台单级单吸离心水泵。为了便于观看，泵壳 端盖用透亮材料制成。电动机直截了当连接半敞式叶轮。离心泵与循环水 槽、分水槽和各种测量外表构成一个测试系统。实验装置及其流程如图2所示。泵将循环水槽中的水，通过汲入导管汲入泵体的在汲入导管上端装有 真空表，下端装有底阀（单向阀）。底阀的作用是当注水槽向泵体内注水时， 防止水的漏出。水由泵的出口进入压出导管。压出导管沿程装有压力表、调剂阀和孔 板流量计。由压出导管流出的水，用转向弯管送入分流槽。分流槽分为二格，其中一格的水可流出用以计量，另一格的水可流回循环槽。按

12、照实验 内容不同可用转向弯管进行切换。四、实验方法 在离心泵性能测定前，按下列步骤进行启动操作：（1）充水。打开注水槽下的阀门，将水灌入泵内。在灌水过程中，需 打开调剂阀，将泵内空气排除。当从透亮端盖中观看到泵内已灌满水后， 将注水阀门关闭。（2）启动。启动前，先确认泵出口调剂阀关闭，变压器调回零点，然 后合闸接通电源。缓慢调剂变压器至额定电压（220V）,泵即随之启动。（ 3）运行。泵启动后，叶轮旋转无振动和噪声，电压表、电流表、压 力表和真空表指示稳固，则表明运行差不多正常，即可投入实验。实验时，逐步分步调剂出口调剂阀。每调定一次阀的开启度，待状况 稳固后，即可进行以下测量：（ 1）将出水

13、转向弯头由分水槽的回流格拨向排水格同时，用秒表计取 时刻，用容器取一定水量。 用称量或量取体积的方法测定水的体积流率。 （这 时要接好循环水槽的自来水源） 。（ 2）从压强表和真空表上读取压强和真空度的数值。（ 3）记取孔板流量计的压差计读数。（ 4）从电压表和电流表上读取电压和电流值。实验完毕，应先将泵出口调剂阀关闭，再将调压变压器调回零点，最 后再切断电源。五、实验结果1. 差不多参数 （ 1）离心泵流量： Vs 20L.mm 1杨程： He 5m（H 2O）功率： N 120W转速： n 2800r.min 1（ 2）管道吸入导管内径： d1 20.8mm压出导管内径： d2 20.8m

14、mmmA、B 两截面间垂直距离： H 0（3）孔板流量计锐孔直径： d0 14mm导 管内径： d1 20.8mm2.实验数据处理3. 实验结果作图与分析（1）将实验数据标绘成孔板流量计的流量标定曲线，并求取孔板流量 计的孔流系数。（2）将实验数据整理结果标绘成离心泵的特性曲线。六、摸索题1.按照离心泵的工作原理， 分析离心泵启动前为何要灌泵， 且要关闭流 量调剂阀？2.当由小到大改变流量时， 出口压力表和入口压力表的表演读数按设么 规律变化？3. 你认为离心水泵的叶轮是开式依旧闭式？叶轮叶片是前弯依旧后 弯？4. 什么原因离心泵的流量调剂用出口调剂阀最好？往复泵也如此调剂 行不行？5. 我校

15、西区球场地下建有生活污水处理厂， 打算日处理量为 100 吨，处 理过程的某一道工序试将污水打入距离泵 10 米高的曝气池中，请咨询如何 选择一款合适的泵盖和输送管道？3传热实验一、实验目的1通过对简单套管换热器的实验，把握对流传热i的测定方法；2应用线性回来分析方法，确定关联式 Nu ARem中的常数A、m值 二、实验原理冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程，先由热流体把热量仁慈给 固体壁面，然后由固体壁面的一侧传向另一侧，最后再由壁面把热量传给 冷流体。换言之，热交换过程即为给热一一导热一一给热三个串联过程组 成。若热流体在套管热交换器的管内流过，而冷流体在管外流过，设备两 端测试点上的温

16、度如图1所示。1传热系数i的测定二：训内热流体向冷流体仁慈的热4-pli则在单位时 方式来表示：亠图1套管热交换器两端测试点的温度Q maCp T1 T2 J S 1(1)就整个热交换而言，由传热速率差不多方程通过数学处理，可得运算 式为：Q KA Tm J S 1(2)式中：Q 传热速率，J-S1或W ；ma 热流体的质量流率，kg s 1;Cp热流体的平均比热容，是 J kg 1 K 1 ；T 热流体的温度，K ;T 冷流体的温度，K;Tw固体壁面温度，K; K 传热总系数，W m 2 K 1A 热交换面积，m2;Tm 两流体间的平均温度差，(符号下标1和2分别表示热交换器两端的数值)若T

17、1和T2分别为热交换器两端冷热流体之间的温度差，即T1 T1 T1（3）；-则平均温度差可按下式运算：当卡2时，Tm丄F （5）；由（1）和（2）两式联联立求解，可得传热总系数的运算式： msCp T1 T2就固体壁面两侧的给热过程来讲，给热速率差不多方程为 Q 1 Aw T Tw（ 8）Q 2 A w Tw T按照热交换两端的边界条件，经数学推导，同理可得管内给热过程的 给热速率运算式当 T1(4)。2 时，TmT1 T2 ,TT lnT2(6)。Q 1Q w Tw式中： 1与2（9）分别有示固体壁两侧的传热膜系数， W - m-2 - K-1;Aw与Aw 分别表示固体壁两侧的内壁表面积和外

18、壁表面积， m2；T2与Tw分别表示固体壁两侧的内壁面温度和外壁面温度，K ；Tm热流体与内壁面之间的平均温度差； 热流体与管内壁面之间的平均温度差可按下式运算： 当 T1 Tw1 2 时 tTi Tw1T2 Tw2T Tw2 当 T1 Tw1 2 时TmK。>1/T2Tw2w1-p21 w2.E T-w2 w1可(10)(11)由（1）和（9）式1 msCp T1 T2 W m-2 K-1（12）Aw1 Tm同理也可得到管外给热过程的传热膜系数的类同公式。2准数关联式的测定水平管内传热膜系数的准数关联式：m mNu a Re Pr在实验测定温度范畴内，Pr数据变化不大，可取其均值并将值

19、与项合并。因此，上式可写为：Nu ARem上等式两边取对数，使之线性化，即：ln Nu mlgRe lg APrn视为定由实验曲 来，估量因此，可将NX和Re实验数据，直截了当在双对数坐标纸上进行标绘,U UJJ,或者用最小二乘法进行线性回耿装置(£501 型实验O一系列测(量和操纵外表所组fo装置流程如图W槽、高位稳压水槽以及2所示。图2套管换热器液-液热交换实验装置流程套管热交换器由一根 12X 1.5mm的黄铜管作为内管，20X 2.0mm 的有机玻璃管作为套管所构成。套管热交换器别处再套一根32x 2.5mm有机玻璃管作为保温管。套管热交换器两端测温点之间距离(测试段距离)

20、为1000mm。每个检测端面上在管内、管外和管壁内设置三支铜康铜热电 偶，并通过转换开关与数字电压表相连接，用以测量管内、管外的流体温 度和管内壁的温度。热水由循环水泵从恒温水槽送入管内，然后经转子流量计再返回槽内。 恒温循环水柄中用电热器补充热水在热交换器中移去的热量，并操纵恒温。冷水由自来水管直截了当送入高位稳压水槽再由稳压水槽流经转子流 量计和套管的环隙空间。高位稳压水槽排出的溢流水和由换热管排出被加 热后的水，均排入下水道。四、实验方法实验前预备工作(1) 向恒温循环水槽灌入蒸馏水或软水，直至溢流管有水溢出为止。(2) 开启并调剂通往高位稳压水槽的自来水阀门，使槽内充满水，并 由溢流管

21、有水流出。(3) 将冰碎成细粒，放入冷阱中并掺入少许蒸馏水，使之呈粥状。将 热电偶冷接点插入冰水中，盖严盖子。(4) 将恒温循环水槽的温度自控装置的温度定为 55C。启动恒温水槽 的电热器。等恒温水槽的水达到预定温度后即可开始实验。5)实验前需要预备好热水转子流量计的流量标定曲线和热电偶分度表。实验操作步骤(1)开启冷水截止球阀，测定冷水流量，实验过程中保持恒定。(2)启动循环水泵，开启并调剂热水调剂阀。热水流量在60250L - h 1范畴内选取若干流量值(一样要求许多于56组测试数据)，进行实验测 定。( 3)每调剂一次热水流量， 待流量和温度都恒定后， 再通过琴键开关， 依次测定各点温度

22、。实验注意事项：( 1)开始实验时，必须先向换热器通冷水，然后再启动热水泵，停止 实验时，必须先停热电器，待热交换器管内存留热水被冷却后，再停水泵 并停止通冷水。( 2)启动恒温水槽的电热器之前，必须先启动循环泵使水流淌。( 3)在启动循环水泵之前，必须先将热水调剂阀门关闭，待泵运行正 常后，再慢慢开启调剂阀。( 4)每改变一次热水流量，一定要使传热过程达到稳固之后，才能测 取数据。每测一组数据，最好重复数次。当测得流量和各点温度数值恒定 后，表明过程已达稳固状态。五、实验结果1. 记录实验设备差不多参数。( 1)实验设备型式和装置方式：水平装置套管式热交换器( 2)内管差不多参数：材质：黄铜

23、外径： d 12mm 壁厚： 1.5mm 测试段长度： L 1000 mm( 3)套管差不多参数：材质：有机玻璃 外径： d 20mm 壁厚： 2mm( 4)流体流通的横截面积：mm（5）热交换面积：内管内壁表面积： Aw内管外壁表面积： Aw平均热交换面积： A2. 实验原始数据记录3. 数据处理4. 实验结果与分析讨论六、摸索题1. 实验中冷、热流体的流向，对传热成效有何阻碍？如果热流体为水 蒸汽，又有何阻碍？2. 实验过程中， 冷凝水不及时排走，会产生什么阻碍，如何及时排走冷 凝水？3. 运算冷流体质量流量时用到的密度值与运算雷诺数时的密度值是否 一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什

24、么条件下进行运算？4. 本实验可采取哪些措施强化传热？4填料塔气体吸取实验一、实验目的1了解填料吸I2. 观看填米3. 把握总体、实吸取装置的差不多流程和操作方法; “I厂TT彳中的气液逆流流淌情形f传质系数的测定方法（理图1双膜模型的浓度分布图图2填料塔的物料衡算图按照双膜模型的差不多假设，气侧和液侧的吸取质A的传质速度率方程可分别表达为气膜Ga kgA Pa PAi（1）液膜GA k1A CAi CA（2）式中Ga A组分的传质速率，kmol - s 1;A 两相接触面积，m2;Pa 气侧A组分的平均分压，Pa;卩知一相界面上A组分的分压，Pa;Ca 液侧A组分的平均浓度，kmol m 3

25、; c相界面上A组 分的浓度，kmol m 3;kg 以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol -m 2 s 1 - Pa 1 ; ki以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m s 1。以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又 可分别表达为GA K G A p A PA（ 3）Ga KlACA Ca（4）式中pA为液相中A组分的实际浓度所要求的气相平稳分压，Pa;cA为气相中A组分的实际分压所要求的液相平稳浓度，kmol mKg为以气相分压表示推动力的总传质系数，系数，kmol m 2 s 1 Pa 1;Kl为以液相浓度表示推动力的总传质系数，系数，m s 1。若气液

26、相平稳关系遵循享利定律：ca Hpa，则丄丄丄 （5）丄耳Kg kg Hk1Kl kg &当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程受气膜传质速率操纵， 现在，Kg kg ；反之，当液膜阻力远大于气膜阻力时，则相际传质过程受 液膜传质速率操纵，现在，Kl K。如图2所示，在逆流接触的填料层内，任意截取一微分段，并以此为 衡算系统，则由吸取质A的物料衡算可得：dGA Sca（a）L式中，Fl为液相摩尔流率，kmol s 1;l为液相摩尔密度，kmol m 3。按照传质速率差不多方程，可写出该微分段的传质速率微分方程：（b）HkiKl或简称为气相传质总或简称为液相传质总1(6)dGA Kl

27、 ca ca aSdh联立（8）和（b）两式得：dh*dD（ c）K LaS L C A C A式中a为气液两相接触的比表面积，m2 m 3; S为填料塔的横截面积，m2。本实验采纳水吸取纯二氧化碳，且已知二氧化碳在常温压下溶解度较 小，故液相摩尔流率Fl和摩尔密度l的比值，亦即液相体积流率Vs,l可视为 定值，且设总传质系数Kl和两相接触比表面积a，在整修填料层内为一定 值，则按下列边值条件积分（C）式，可得填料层高度的运算公式：C A CA.2 ；h hCA CA.1CA.1 dCA（ 7）KLaS CA.2 V A CAH L L，且称Hl为液相传质单元高度（NTU ）； 廿 KlQSN

28、lva.1a ，且称Nl为液相传质单元数（HTU ）CA2 Ca CA_h 0Vsl h s,L令因此，填料层高度为传质单元高度与传质单元数之乘积，即h Hl Nl(8)若气液平稳关系遵循享利定律，即平稳曲线为直线，则(7)式可用解 析法解得填料层高度的运算式式，亦即可采纳下列平均推动力法运算填料 层的咼度或液相传质单元咼度：C A.1 C A.1(9)(10)(11)Vs,L CA.1 CA.2hKlSCA.m hN L CA,1 CA,2 / C A,m 式中CA.m为液相平均推动力CA.2 CA.1 CA.2 CA.2 C AmGA?C*-因为本实验采采纳纯二氧化碳，CA.1 CA.2

29、C A Hp a Hp( 12)二氧化碳的溶解度常数，h - kmol m 3 Pa1(13)Me e式中e为水的密度，kg m 3; Me为水的摩尔质量，kg kmol 1; E为 享利系数，Pa。因此，(10)式可简化为C A,mC* ( 14)又因本实验采纳的物系遵循享利定律，而且气膜阻力能够不计。在此 情形下，整个传质过程阻力都集中于液膜，即属液膜操纵过程，则液侧体Vs丄积传质膜系数等于液相体积传质总系数，亦即Vs,L CA,1CA,2k1aKLa(15)hSCA,m关于填料塔，液侧体积传质膜系数与要紧阻碍因素之间的关系，曾有许多研究者由实验得出各种关联式，其中,Sherwood Ho

30、lloway 得出如下(16)L液体质量流关联式：mnk1 aLlA _Dlll Dl式中Dl 吸取质在水中的扩散系数，m2 s1 ；速，kg m 2 s 1 ;应该注意的是有特性长度。因.比,的具体数值，需在三、实验装本实验装置由填料吸 外表组成*，其流程如图置（CEa所示。r rTil b Tu Tut iBWay关联式中，kia/DL和L/ L两项没 三无因次准数关联式。该式中A , m和n二由实验求取。M03型实验仪）塔、二氧化碳钢瓶、高位稳压水槽和各种测量图3填料吸取塔液侧传质膜系数测定实验装置流程1. 二氧化碳钢瓶；2.减压阀；3.二氧化碳流量计；4.填料塔；5.采 样计量管；6.

31、压差计；7.水流量计；8.高位水槽；9.数字电压表。填料吸取塔采纳公称直径为 50mm的玻璃柱。柱内装填 5mm球型玻 璃填料，填充高度约为300mm。吸取质（纯二氧化碳气体）由钢瓶经二次 减压阀、调剂阀和转子流量计，进入塔底。气体由下向上通过填料层与液 相逆流接触，最后由柱顶放空。吸取剂（水）由高位稳压水槽经调剂阀和 流量计进入塔顶，再喷洒而下。吸取后溶液由塔底经形管排出。U 液柱压差计用以测量塔底压强和填料层的压强降。塔底和塔顶的气液相温度由 热电偶测量，并通过转换开关由数字电压表显示。四、实验方法实验前预备工作：（1）实验前，第一检查填料塔的进气阀和进水阀，以及二氧化碳二次减压阀是否均已

32、关严；然后，打开二氧化碳钢瓶顶上的针阀，将压力调至1MPa；同时，向高位稳压水槽注水，直至溢流管有适量水溢流而出。（2）将水充满填料层，浸泡填料（相当于预液泛）。实验操作可按如下步骤进行：（1）缓慢开启进水调剂阀，水流量可在 10 50L h 1范畴内选取。一 样在此范畴内选取56个数据点。调剂流量时一定要注意保持高位稳压水 槽有适量溢流水流出，以保证水压稳固。(2) 缓慢开启进气调剂阀。二氧化碳流量建议采纳0.1m3 h 1左右为宜。(3) 当操作达到定常状态之后，测量塔顶和塔底的水温顺气温，同时, 测定塔底溶液中二氧化碳的含量。溶液中二氧化碳含量的测定方法:用吸量管吸取0.1MBa(OH)

33、2溶液10mL，放入三角瓶中，并由塔底附 设的计量管滴入塔底溶液20mL，再加入酚酞指示剂数滴，最后用 0.1N盐 酸滴定，直至其脱除红色的瞬时为止。由空白试验与溶液滴定用量之差值，按下式运算得出溶液中二氧化碳的浓度:CAN HCIVHCI2Vkmol m式中Nhci为标准盐酸溶液的当量浓度,Vhci为实际滴定用量，即空白试验用量与滴定试样时用量之差值，mL; V为塔底溶液采样量，mL实验注意事项:(1) 实验过程中务必严密监视，并随时调整二氧化碳和水的流量。(2) 每次流量改变后，均需稳固20分钟以上，以便建立稳固过程, 才能测取数据。(3) 预液泛后，填料层高度需重新测定。采样计量管容积需

34、准确标定(4) 浸泡填料层(人为预液泛)时，需缓慢精心操作，以防冲毁填料 层和压差计。五、实验结果1.测量并记录实验差不多参数。(1) 填料柱：柱体内径 60X 5 mm填料规格：5mm玻璃球 填料层高度 h 300mm(2) 大气压力：PaMPa(3) 室温：Ta°C(4) 试剂：Ba(OH)2 溶液浓度NBa(OH)2用量 VBa(OH) 2mL盐酸浓度Nhci2实验原始数据记录3数据处理4实验结果与分析讨论(1) 按照实验结果，在坐标上标绘液侧体积传质膜系数与喷淋密度的 关系曲线。0.5(2) 在双对数坐标上，将 乜对 丄 作图，用图解法或线性DLL DLL回来法求取Shewo

35、oc holloway关联式的A和m值。0.1N盐酸：9.4ml HCl +蒸馏水 定容1000ml并标定。六、摸索题1. 填料塔的气液两相的流淌特点是什么？2. 填料的作用是什么？3. 在进行数据处理时，要校正转子流量计的读数吗？4. 如果从同一个取样瓶中，取样分析三组平行样，误差专门大，试分析 缘故？5恒压(板框)过滤常数测定实验一、实验目的1 把握恒压过滤常数K、qe、e的测定方法，加深对K、qe、e概念和 阻碍因素的懂得。2学习滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定方法。3.学习J q 一类关系的实验确定方法。dq4学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度地减小实验工作量的目 的。5学习

36、对正交试验法的实验结果进行科学的分析， 分析出每个因素重要 性的大小，指出试验指标随各因素变化的趋势，了解适宜操作条件的确定 方法。二、实验内容1测定不同压力实验条件下的过滤常数 K、qe、 e。2按照实验测量数据，运算滤饼的压缩性指数s和物料特性常数k三、实验原理过滤是利用过滤介质进行液一固系统的分离过程，过滤介质通常 采纳带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的 悬浮液在一定压力作用下，液体通过过滤介质，固体颗粒被截留，从而使 液固两相分离。在过滤过程中，由于固体颗粒持续地被截留在介质表面上，滤饼 厚度逐步增加，使得液体流过固体颗粒之间的孔道加长，增加了流体流淌 阻力。

37、故恒压过滤时，过滤速率是逐步下降的。随着过滤的进行，若想得 到相同的滤液量，则过滤时刻要增加。恒压过滤方程(q qe)2 K(e)(1)式中：q 单位过滤面积获得的滤液体积， m3 / m2； qe单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；实际过滤时刻，S；e 虚拟过滤时刻，S；k 过滤常数，m2/s。plQ将式（1）进行微分可得：q2Kqe（2） 这是缶q的关系可得直线。其qe2 K e个直线方程式，于一般坐标上标绘斜率为|，截距为|qe，从而求出K、qe。至于e可由下式求出:KK（3）K、qe。（4）注：当各数据点的时刻间隔不大时，2、g 9 H过滤常数的定义式：K 2k p1 s王X

38、两边取对数d可用增量之比 dq17in is来代替。q:【ig k（5）因k直线的斜率为特性常数四、.常?故 k与可得滤饼f 陝 p go 才汕川U系在对数坐标上标绘时应是压缩性指数S，然后代入式（4）求物料条直线，1.实验装置的差不 实验装置流程示意多情形一所示）、dq K图-1实验装置流程示意图1-调速器；2-电动搅拌器；3、5、6、7、9、16-阀门；4-虑浆槽；8-压 力表；10-泥浆泵；11-后滤液入口阀；12-前滤液入口阀；13-后滤液出口阀； 14-前滤液出口阀；15-滤液槽；17-过滤机组；18-压紧装置；19-反洗水箱;如图-1所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓

39、度在 6- 8%左右），用电动搅拌器进行平均搅拌（以浆液不显现旋涡为好）。启动旋涡 泵，调剂阀门3使压力表5指示在规定值。滤液量在计量桶内计量。实验装置中过滤、洗涤管路分布如图-2所示图-2板框过滤机固定头管路分布图2实验设备要紧技术参数： 表-1实验设备要紧技术参数序号名称规格材料搅拌器型号：KDZ-1160*180*11 ( mn)不锈钢3-滤布4B应b滤滴积5计1 O | -il 量/桶1过滤板2长327mm宽工业用£2pv|83gasv0.0475m®>2?6mmO3.实验装置面板图滌如图-3所示渠开关图-3设备外表面板示意图五、实验方法及操作步骤1系统接上电

40、源，打开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器2,将滤液槽4内浆液搅拌平均。2.板框过滤机板、框排列顺序为固定头-非洗涤板（）-框（：）-洗涤 板（.-框（：）-非洗涤板（）-可动头。用压紧装置压紧后待用。3.使阀门3、5、13、14处于全开、阀门6、7、11、9、12、16处于全关状态。启动旋涡泵10,打开阀门9,利用调剂阀门3使压力达到规定 值。4. 待压力表8数值稳固后，打开过滤后滤液入口阀 11开始过滤。当 计量桶15内见到第一滴液体时开始计时，记录滤液每增加高度10mm时所 用的时刻。当计量桶15读数为150 mm时停止计时，并赶忙关闭后进料阀 11。5. 打开阀门3使压力表8指示值下降，关

41、闭泵开关。放出计量桶内的滤液并倒回槽内，保证滤浆浓度恒定6. 洗涤实验时关闭阀门5、3,打开阀门6、7、9。调剂阀门7使压力 表8达到过滤要求的数值。打开阀门13、12,等到阀门13有液体流下时开 始计时，洗涤量为过滤量的四分之一。实验终止后，放出计量桶内的滤液到反洗水箱内。7. 开启压紧装置卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内，将滤布清洗洁 净。&改变压力值，从步骤2开始重复上述实验。六、操作注意事项1. 过滤板与过虑框之间的密封垫注意要放正，过滤板与过滤框上面的 滤液进出口要对齐。滤板与虑框安装完毕后要用摇柄把过滤设备压紧，以 免漏液。2. 计量桶的流液管口应紧贴桶壁，防止液面波动阻碍

42、读数。3. 由于电动搅拌器为无级调速，使用时第一接上系统电源，打开调速 器开关，调速钮一定由小到大缓慢调剂，切勿反方向调剂或调剂过快以免 损坏电机。4. 启动搅拌前，用手旋转一下搅拌轴以保证启动顺利。七、附数据处理过程举例（数据表见附表）过滤常数：K, qe,B e的运算举例（以第一套0.05Mpa第2组为例） 已知过滤面积：A = 0.0475m2 V=S x H=0.286 x 0.327X 0.0仁9.352X 10-4 (m3) q=A V/A=9.352 x 10-4/0.0475=0.0197 (m3/m2) 0 = 48.61-16.02 =32.59 (S)32.59/ (0.

43、0595-0.0397) =1.643x 103q-q3 q2q 2从q0.0397 0.0595 ccL2、0.050(m / m )2q关系图上直线得：斜率： Z = 26955 K = 7.42X 10-5m3/m2K截距：-qe = 336.23qe= 0.0125 (m3/m2)K0 e = q2e /K=0.01252/7.42X 10-5 =2.10按以上方法依次运算一q关系图上直线的过滤常数,q表-2第一套过滤实验数据表序号高度Q(m/m)Qav (m/m)MPaMPaMpa时刻(s)AO (s)AO / A q时刻O (s)AO (s)AO / A q时刻(s)AO (s)A

44、O /A q图-5 P-K曲线2 巳旦 2g2hwl i选好基准面，从断面处已设置的静压测管中读出测管水头z卫的值；2通过测量管路的流量，运算出各断面的平均流速 v和二J 的值，最后即可 得到2咏头z P初的值。各断面的总、实验装置差不多情形1实验设备流程图（如图一、图二所示）实验测试导管管路图标号M 162 v2g基1隹面thraii6能量转换（伯努利方程）演示实验、实验目的1演示流体在管内流淌时静压能、动能、 位能相互之间的转换关系，加 深对伯努利方程的懂得。2通过能量之间变化了解流体在管内流淌时其流体阻力的表现形式。3可直截了当观测到当流体通过扩大、 收缩管段时，各截面上静压头的 变化过

45、程，形象直观，讲服力强。二、实验内容1测量几种情形下的压头，并作分析比较。2测定管中水的平均流速和点 C、D处的点流速，并做比较 三、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取 n个过水断面。运用不可压缩流体的 定常流淌的总流Bernoulli方程，能够列出进口邻近断面（1）至另一缓变流 断面（i）的伯努利方程：2P1MZ1乙2g其中i=2, 3, 4,n; 取图一能量转换实验流程示意图2实验设备要紧技术参数:表一设备要紧技术参数序号名称规格（尺寸）材料1主体设备离心泵型号：WB50/025不锈钢2水箱880 X 370X 550不锈钢3高位槽445 X 445 X 730有机玻璃五、实验方法及步骤

46、1将水箱灌入一定量的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管 出口流量调剂阀、排气阀、排水阀，打开回水阀和循环水阀后启动离心泵。2逐步开大离心泵出口上水阀，当高位槽溢流管有液体溢流后，利用流 量调剂阀调剂出水流量。稳固一段时刻。3待流体稳固后读取并记录各点数据。4逐步关小流量调剂阀，重复以上步骤连续测定多组数据。5分析讨论流体流过不同位置处的能量转换关系并得出结论。6关闭离心泵，终止实验。六、实验注意事项1离心泵出口上水阀不要开得过大， 以免水流冲击到高位槽别处，导致 高位槽液面不稳固。2调剂水流量时，注意观看高位槽内水面是否稳固，随时补充水量保持 稳固。3减小水流量时阀门调剂要缓慢，以免水

47、量突然减小使测压管中的水溢 出管外。4注意排除实验导管内的空气泡。5幸免离心泵空转或离心泵在出口阀门全关的条件下工作。七、实验数据处理（测量点结果图见图三、图四、图五、图六）A截面的直径14mm；B截面直径28mm;C截面、D截面直径14mm;以D截面的中心为零基准面；D截面中心距基准面为 ZD=Omm。A截面和D截面间距离为100mm;A、B、C截面ZA=ZB=ZC=100 （即标尺为100毫米）对这些实验数据分析如下：表二第一套数据记录表序号项目流量（l/h）流量（l/h）流量（l/h）压强测量值（mmH）压头（mmtO压强测量 值（mmtO压头（mmH）压强测量值（mmH）压头（mm2O

48、1静压头2冲压头3静压头4静压头5静压头6静压头7静压头8静压头9静压头10静压头11冲压头12静压头13冲压头14静压头15冲压头1.冲压头分析:冲压头为静压头与动压头之和。实验中观测到，从测压点2至11截面上的冲压头依次下降，这符合下式所示的从截面2流至截面1的柏努利方程。2 2（匹牛）（H 严）Hf,2 11仃211 =严gu2pg Ugg 2g”（皿 业）=637-523=114（mmH2o） 2gg 2g2截面间静压头分析：（同一水平面处静压头变化）3. 截面间静压头分析：（不同水平面处静压头变化）4. 压头缺失的运算：5. 文丘里测量段分析结论：7连续精馏运算机数据采集和过程操纵精

49、馏实验一、实验目的1了解板式精馏塔的结构和操作。2学习精馏塔性能参数的测量方法，并把握其阻碍因素。3学会通过程序运行和电动调剂阀的自动调剂完成整个实验的调剂操 纵，同时应用运算机系统自动对实验数据进行采集、处理及图像生成。二、实验内容1测定精馏塔在全回流条件下，稳固操作后的全塔理论塔板数和总板效 率。2测定精馏塔在某一流条件下，稳固操作后的全塔理论塔板数和总板效 率。三、实验原理关于二元物系，如已知其汽液平稳数据，则按照精馏塔的原料液 组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成能够求 出该塔的理论板数NT按照式1能够得到总板效率ET,其中NP为实际塔板数。N TET -100

50、%N p部分回流时，进料热状况参数的运算式为qCPm(tBPtp) rmMrm式中：(2)(1)tBPtF 进料温度，C 。进料的泡点温度，C 。Cpm 进料液体在平均温度(tF+ tP) /2下的比热,KJ/( kmol. °C)式中：rm 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热,C P1M 1x1 C P2 M 2x2 KJ/ (kmol. C)r1M 1x1r2M 2 x2 KJ/kmolCpmrmCP1,KJ/kmol(3)(4)CP2 分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热,KJ/ (kg. C)/kgr1,r2 分M1 , M2 分别为xj,x2分别为纯纟别2的摩尔质兀进料护的摩尔分率F的汽化潜热，KJ对量，KJ/kmol。图一精馏实验装置流程图1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-料液循环阀；5-直截了当进料阀；6 -间接进料阀；7-流量计；8-高位槽；9-玻璃观看段；10-精馏塔；11-塔釜取 样阀；12-釜液放空阀