化工原理实验指导书目录实验一流体流淌阻力的测定 (1)实验二离心泵特性曲线的测定 (5)实验三传热系数测定实验 (7)实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率测定 (9)实验五填料塔吸取实验 (12)演示实验柏努利方程实验 (14)雷诺实验 (16)实验一流体流淌阻力的测定一、实验目的1、了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法；2、确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。

二、差不多原理由于流体具有粘性，在管内流淌时必须克服内摩擦力。

当流体呈湍流流淌时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。

流体的粘性和流体的涡流产生了流体流淌的阻力。

在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得：ΔP f =ΔPL —两侧压点间直管长度(m)d —直管内径(m) λ—摩擦阻力系数 u —流体流速（m/s ）ΔP f —直管阻力引起的压降（N/m 2） µ—流体粘度（Pa.s ）ρ—流体密度（kg/m 3）本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系列流量下的ΔP f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分不求出λ和Re ，在双对数坐标纸上绘出λ～Re 曲线 。

三、实验装置简要讲明水泵将储水糟中的水抽出，送入实验系统，第一经玻璃转子流量计测量流量，然后送入被测直管段测量流体流淌的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。

被测直管段流体流淌阻力△P 可依照其数值大小分不采纳变压器或空气—水倒置U 型管来测量。

四、实验步骤:1、向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。

2、大流量状态下的压差测量系统,应先接电预热10-15分钟,观擦数字外表的初始值并记录后方可启动泵做实验。

3、检查导压系统内有无气泡存在.当流量为0时打开B1、B2两阀门，若空气－水倒置U 型管内两液柱的高度差不为0，则讲明系统内有气泡存在,需要排净气泡方可测取数据。

排气方法：将流量调至较大，排除导压管内的气泡，直至排净为止。

4、测取数据的顺序可从大流量至小流量，反之也可，一样测15～20组数，建议当流量读数小于300L/h 时，用空气—水倒置U 型管测压差ΔP 。

5、待数据测量完毕，关闭流量调剂阀，切断电源。

五、使用实验设备应注意的事项：22u d L P h ff ⨯=∆=λρ22u P L d f∆⨯=ρλμρdu =Re1、调流量要慢、稳、准。

2、利用压力传感器测大流量下ΔP时，应切断空气—水倒置U型管B1、B2两阀门否则阻碍测量数据。

3、在实验过程中每调剂一个流量之后待流量和直管压降的数据稳固以后方可记录数据。

4、若较长时刻不做验验,启动离心泵之前应先转动泵轴使之灵活运转,否则烧坏电机。

实验二离心泵特性曲线测定一、实验目的1、熟悉离心泵的操作与结构；2、测定离心泵在一定转速下的特性曲线。

二、差不多原理在一定转速下,离心泵的压头He ，轴功率N 及效率η均随实际流量Qe 的大小而改变。

因此泵的特性是由H=f(Qe),Ne=f(Qe)和η=f(Qe)三条曲线来决定。

而此三条曲线是经实验测得标绘出来。

1、流量Qe 的测定通过调剂阀门改变水流量的大小，采纳文式流量计测得压差，求其相应的体积流量Qe 。

单位（m 3/s ）2、离心泵压头He 的测定在离心泵的吸入口和压出口之间列柏努力方程∵离心泵d 入=d 出∴u 入=u 出 又∵H f(λ-出)可忽略 ３、离心泵轴功率的运算泵轴功率N = 电机输出功率 = 功率表读数×电机效率（Kw ） 功率表读数 = 电机输入功率式中：A 0—文丘里流量计喉管的横截面积C 0—流量系数C 0=1ΔP —文丘里流量计的压差Ｚ出—Ｚ入离心泵进出口管路的垂直距离 Ｐ出—Ｐ入离心泵进出口管路的压强三、实验装置简要讲明本实验用WB70/055型离心泵进行实验，用离心泵将储水槽内的水抽出，送入离心泵性能测定管路测量系统，然后由压出管排至水槽。

在泵的吸入口和压出口处，分不装有真空表和压力表，以测量水进口处的压力。

泵的出口管线装有文氏流量计及调剂阀门，用来调剂水的流量或管内压力。

四、实验方法1、向储水槽内注蒸馏水，直到水满为止。

2、在启动离心泵之前需做如下检查：(1)流量调剂阀门10和2,离心泵出口压力表和真空表的调剂阀,倒置U 型管的阀门B 1、、B 2均应关闭。

ρPA C Qe ∆⨯=200出）入出出出-(2222f e H gu g P Z H g u g P Z +++=+++ρρλλλ)((m gP P Z Z H ρ入出入出）-+-=∴)(1021000Ne KW HQ g HQ ρρ==泵的有效功率NNe=η(2)流量测量压差变送器的平稳阀打开。

3、启动离心泵，打开阀门10至全开。

稍停片刻，待流体赶净管路内的气泡后关闭平稳阀。

打开压力表及真空表的调剂阀。

4、测取数据顺序可任选。

切记流量从最大至流量为零应平均取点15～20组数据。

5、数据测量完毕，关闭压力表，真空表并把平稳阀打开。

五、使用实验设备应注意的事项1、启动离心泵之前,一定要检查各处阀门。

2、流体在管路输送中不应有气存在。

3、测量数据将流量传感器的平稳阀一定处于关闭状态,否则阻碍测量数据值。

4、离心泵不要长时刻空转。

1、对现有实验条件，泵的特性曲线能否改变？2、管路排水口安装在水面之上和浸在水中对实验值有何阻碍？3、由实验得知，泵的流量越大，泵进口处真空度越大，什么缘故？实验三传热系数测定实验一、实验目的1、通过实验把握传热膜系数α的测定方法，并分析阻碍α的因素；2、把握确定传热膜系数准数关联式中的系数C和指数m、n的方法；3、通过实验提高对α关联式的明白得，了解工程上强化传热的措施；二、差不多原理对流传热的核心咨询题是求算传热膜系数α，当流体无相变化时对流传热准数关联式一样形式为：Nu = C Re m Pr n Gr p对强制湍流，Gr 准数能够忽略。

Nu = C Re m Pr n 本实验中，可用图解法和最小二乘法两种方法运算准数关联式中的指数m 、n 和系数C 。

用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re 和Pr 分不回来。

为了便于把握这类方程的关联方法，可取n = 0.4（实验中流体被加热）。

如此就简化成单变量方程。

两边取对数，得到直线方程：Re lg lg Prlg4.0m C Nu+= 在双对数坐标系中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m 。

在直线上任取一点的函数值代入方程中得到系数C ，即mNu C Re Pr 4.0=用图解法，依照实验点确定直线位置，有一定的人为性。

而用最小二乘法回来，能够得到最佳关联结果。

应用运算机对多变量方程进行一次回来，就能同时得到C 、m 、n 。

能够看出对方程的关联，第一要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。

雷诺准数 μρdu =Re努塞尔特准数 λαd Nu 1=普兰特准数 λμp C =Prd —换热器内管内径（m ）α1—空气传热膜系数（W/m 2·℃）ρ—空气密度（kg/m 3）λ—空气的导热系数（W/m ·℃） Cp —空气定压比热（J/kg ·℃）实验中改变空气的流量以改变准数Re 之值。

依照定性温度运算对应的Pr 准数值。

同时由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。

进而算得Nu 准数值。

因为空气传热膜系数α1远大于蒸汽传热膜系数α2，因此传热管内的对流传热系数α1约等于冷热流体间的总传热系数K 。

则有牛顿冷却定律： Q =α1A Δt mA —传热面积（m 2）（内管内表面积） Δt m —管内外流体的平均温差（℃）2112lnt t t t t m ∆∆-=∆其中： Δt 1= T-t 1 , Δt 2= T-t 2T —蒸汽侧的温度，可近似用传热管的外壁面平均温度T w （℃）表示T w = 8.5+21.26×EE —热电偶测得的热电势 （mv ）传热量Q 可由下式求得： Q= w C p （t 2-t 1）/3600 =V ρCp （t 2-t 1）/3600w —空气质量流量（kg/h ） V —空气体积流量（m 3/h ） t 1,t 2—空气进出口温度（℃）实验条件下的空气流量V （m 3/h ）需按下式运算： 12732731t t V V t++⨯=1t V —空气入口温度下的体积流量（m 3/h ）t —空气进出口平均温度（℃） 其中1t V 可按下式运算 1168.21tt P Vρ∆=ΔP —孔板两端压差（KPa ）1t ρ—进口温度下的空气密度（kg/m 3）强化传热被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热能力；使换热器能在较低温差下工作；同时能够减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效的利用能源和资金。

强化换热的方法有多种，本实验装置是采纳在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。

在近壁区域，流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转，一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动，因而能够使传热强化。

强化传热时，Nu o = B Re m，其中B 、m 的值因螺旋丝尺寸不同而不同。

同样可用线性回来方法确定B 和m 的值。

单纯研究强化手段的强化成效（不考虑阻力的阻碍），能够用强化比的概念作为评判准则，即强化管的努塞尔特准数Nu o 与一般管的努塞尔特准数Nu 的比。

明显，强化比Nu o / Nu ＞1，而且它的值越大，强化成效越好。

三、实验装置简要讲明本实验采纳列管式换热器，热空气走管程，冷水走壳程。

⑴传热管参数 传热面积 0.4m 2⑵不锈钢孔板流量计的孔径比 m = 17mm / 44mm ≈0.39⑶空气进、出口测量段的温度t 1、t 2采纳电阻温度计测量，在显示外表上直截了当读数。

换热管的外壁面平均温度T w 采纳铜—康铜热电偶测量，在数字式毫伏计上显示数值E 。

⑷空气用电加热器加热出口温度操纵在160℃。

四、实验方法及步骤1、实验前的预备，检查工作。

⑴ 打开冷水开关调制一定流量。

⑵检查空气流量旁路调剂阀是否全开。

⑶检查一般管支路各操纵阀是否已打开。

⑷接通电源总闸，启动电加热器开关，开始加热。

2、实验开始。

⑴提早启动鼓风机，约加热十分钟后，保证实验开始时空气入口温度T1（℃）比较稳固。

⑵调剂空气流量旁路阀的开度，使流量计读数为所需的空气流量值⑶稳固5～8分钟左右读取t1,t2,T1T2值以及流体流量。

⑷重复⑵与⑶共做5～6个空气流量值。

⑸最小最大流量值一定要做。

⑹整个实验过程中，加热电压能够保持不变，也可随空气流量的变化做适当的调剂。

⑺测定5～6组实验数据。

4、实验终止。

⑴关闭加热开关。

⑵过5分钟后关闭鼓风机，并将旁路阀全开。