化工原理实验指导书
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 =ΔP
L —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：
2
2u d L P h f
f ?=?=
λ
ρ
2
2u P L d f
??=
ρλμ
ρ
du =
Re
1、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=1
ΔP —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。
ρ
P
A C Qe ??=20
0出）
入出出出-(22
22f e H g
u g P Z H g u g P Z +++=+++ρρλ
λλ)
((m g
P P Z Z H ρ入出入出）-+
-=∴)
(102
1000
Ne KW HQ g HQ ρ
ρ==
泵的有效功率N
Ne
=
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 Pr
lg
4
.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
m
Nu 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 μ
ρdu =Re
努塞尔特准数 λ
αd Nu 1=
普兰特准数 λ
μp C =Pr
d —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 ·℃） C
p —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 m
A —传热面积（m 2）（内管内表面积） Δt m —管内外流体的平均温差（℃）
2
1
12ln
t t t t t m ??-=
?
其中： Δt 1= T-t 1 , Δt 2= T-t 2
T —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×E
E —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 ρC
p （t 2-t 1）/3600
w —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： 1
2732731
t t V V t
++?=
1
t 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1
t V 可按下式运算 1
1
68
.21t
t P V
ρ?=
ΔP —孔板两端压差（KPa ）
1
t 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 2
⑵不锈钢孔板流量计的孔径比 m = 17mm / 44mm ≈0.39
⑶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。
⑶切断总电源。
五、实验注意事项
1、实验装置外表柜上的拉门学生不得随便打开，以防触电。
2、注意要先开鼓风机再开加热器，关闭时先关加热器后关鼓风机电源。
3、注意不要接触加热管以免烫伤。
实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率的测定
一、实验目的
1、了解筛板式精馏塔的结构
2、熟悉筛板式精馏塔的操作方法
3、测定全回流的总塔板效率
二、差不多原理
1、精馏操作是分离工程中最差不多最重要的单元之一。在板式精馏
塔中，混合液在塔板上传质、传热，气相逐板上升，液相逐板下降，层层接触，多次部分气化，部分冷凝，在塔顶得到较纯的轻组分，塔釜得到较纯的重组分，从而实现分离，实验物料是乙醇—水系统。
精馏塔塔板数的运算利用图解的方法最简便，关于二元物系，若已知其气液平稳数据，则依照流出液的组成X D ，料液组成X F ，残液组成X W 及回流比R ，专门容易求出理论板数N T 。
本实验采纳全回流状态下，通过测定塔顶，塔釜组成，确定出理论塔板数，运算出全
塔效率：
式中： η—全塔效率
N T —理论塔板数（块）
N P —实际塔板数（块） N P =7
三、实验简要讲明装置
实验装置了为一小型筛板塔，共有七层筛板，板上开有2毫米筛孔8个，塔径D 0=50mm ，板间距L=100mm,堰高h=10mm,塔体部分上中下各装有一玻璃段，用以观看塔板上气泡接触情形和回流情形。塔底有一加热釜，装有液位计、测压接管、加料接管和釜液取样口，塔顶有一蛇管式冷凝器，冷却水走管内，蒸汽在管外冷凝，冷凝液可由塔顶全部回流，也能够由塔顶取样管将冷凝液（馏出液）全部放出。另外，加热釜装有2KW 电炉丝，用TDGC —1/0.5型调压器操纵点加热量，亦即塔内上升蒸汽量。塔顶和釜底的温度用铂电阻温度指示仪记录。
四、实验方法及注意事项
1、第一熟悉精馏塔设备的结构和流程，并了解各部分的作用，然后检查加热釜中料液量是否适当，釜中液面必须浸没电加热器（约为液面计高2/3左右），釜内料液组成以含酒精15%～20%（质量分率）的水溶液为宜。
3、当各层塔板上汽液鼓泡正常是，操作稳固，塔顶、塔釜温度恒定不变15分钟后取样。由塔顶取样管和塔底取样口用锥型瓶接取适量试样，取样前应先取少量式样冲洗锥型瓶一、二次。取样后用塞子将锥型瓶塞严，并使其冷却到20～30℃之间。因为比重天平测锤上的温度计最大刻度为30℃，而取出样品温度一样为70～90℃，为了防止损坏测锤，因此要降温；另外酒精组分与比重对比 表上只有20～30之间的曲线，因此温度又不可降到20℃以下。注意，一定要夹紧取样管，接净液滴后再拿开取样瓶，幸免滴在塔釜上。
4、用比重天平测出比重。将取好的样到入特制量筒中，装满为宜。然后依照液体比重天平测定比重的方法，分不测出塔顶、塔底试样的比重。并由酒精组分比重对比表查得酒精重量百分比浓度。测完的样品分不倒回原锥型瓶中。
5、加大电流至4安培以上能够见到液泛现象。现在塔内压力明显增大。观看后，将电流减小到0。
6、关掉电源，一切复原原先状态，待塔内没有回流时将冷却水关闭。
%100?=
P
T
N N η
实验五填料塔吸取实验
一、实验目的
1、了解加压常压填料塔吸取装置的差不多结构及流程；
2、把握总体积传质系数的测定方法；
3、测定填料塔的流体力学性能；
4、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的阻碍；
二、差不多原理
气体吸取是典型的传质过程之一。由于CO2气体无味、无毒、廉价，因此气体吸取实验选择CO2作为溶质组分是最为适宜的。本实验采纳水吸取空气中的CO2组分。一样将配置的原料气中的CO2浓度操纵在10%以内，因此吸取的运算方法可按低浓度来处理。又CO2在水中
的溶解度专门小，因此此体系CO 2气体的吸取过程属于液膜操纵过程。因此，本实验要紧测定K xa 和H OL 。 1、运算公式
填料层高度Z 为
OL OL x x xa
Z
N H x
x dx
K L dZ z ?=-=
=?
?*
1
2
（1－1）
式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m 2
·s)；
K xa △X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m 3
·s)；
H OL 传质单元高度，m ；
N OL 传质单元数，无因次。
令：吸取因数A=L/mG （1－2）
])1ln[(11
1
121A mx y mx y A A N OL +----=
（1－3）
2、测定方法
（1）空气流量和水流量的测定
本实验采纳转子流量计测得空气和水的流量，并依照实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。
（2）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2； （3）平稳关系。
本实验的平稳关系可写成
y = mx （1－4） 式中： m 相平稳常数，m=E/P ；
E 亨利系数，E ＝f(t)，Pa ，依照液相温度测定值由附录查得； P 总压，Pa ，取压力表指示值。 对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算
)()(2121x x L y y G -=- 可得x 1 。
三、实验装置与流程
1、装置流程
本实验装置流程如图1－1所示：水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后，一起进入气体混合稳压罐，然后经转子流量计计量后进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量交换，由塔顶出来的尾气放空，由于本实验为低浓度气体的吸取，因此热量交换可略，整个实验过程可看成是等温吸取过程。
2、要紧设备
（1）吸取塔：高效填料塔，塔径100mm ，塔内装有金属丝网板波浪规整填料，填料层总高度1800mm 。塔顶有液体初始分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部有液封装置，以幸免气体泄漏。 （2）填料规格和特性：
金属丝网板波浪填料：型号JWB —700Y ，填料尺寸为φ100×50mm ，比表面积700m 2/m 3
。 （3）转子流量计：
（4）旋涡气泵：XGB—11型，风量0～90m3/h，风压14kPa；
（5）二氧化碳钢瓶；
（6）气相色谱仪
（7）色谱工作站：上海天美
四、实验步骤与注意事项
1、填料塔的流体力学性能测定
1）实验步骤
（1）熟悉实验流程；
（2）装置上电，外表电源上电，打开风机电源开关；
（3）测定干塔填料塔的压降，即在进水阀1关闭时，打开进气阀2并调剂流量从2、4、6、8、10m3/h、……至最大，分不读取对应流量下的压降值，注意塔底液位调剂阀6要关闭，否气体会走短路，尾气放空阀4全开；
（4）测定一定喷淋量时填料塔的压降，即打开进水阀，设定一定的水流量值，如200、400、600、800l/h时，在对应的某水流量下，调剂气体的流量，从2、4、6、8、10m3/h、……至最大（液泛），分不读取对应流量下的压降值，注意塔底液位调剂阀6要调剂液封高度，以免气体走短路，尾气放空阀4全开。
2）注意事项
（1）固定好操作点后，应随时注意微调水、空气流量调剂阀以保持各量不变。
2、填料塔的吸取传质性能测定
1）实验步骤
（1）熟悉实验流程和弄清气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项；（2）同上步骤（2）；
（3）开启进水总阀，使水的流量达到400l/h左右。让水进入填料塔润湿填料。
（4）塔底液封操纵：认真调剂阀门6的开度，使塔底液位缓慢地在一段区间内变化，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气。
（5）打开CO2钢瓶总阀，并缓慢调剂钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关方向与一般阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关），使其压力稳固在0.2Mpa左右；
（6）认真调剂空气流量阀2至4m3/h，并调剂阀3来调剂转子流量计的流量，使CO2流量稳固在120l/h；
（7）认真调剂尾气放空阀4的开度，直至塔中压力稳固在实验值；
（8）待塔稳固后，读取各流量计的读数及通过温度数显表、压力表读取各温度、压力，通过六通阀在线进样，利用气相色谱仪分析出塔顶、塔底气相组成；
（9）增大水流量值至600l/h、800l/h，重复步骤（6）（7）（8），测定水流量增大对传质的阻碍。
（10）实验完毕，关闭CO2钢瓶总阀，再关闭风机电源开关、关闭外表电源开关，清理实验仪器和实验场地。
2）注意事项
（1）固定好操作点后，应随时注意微调各流量调剂阀以保持各量不变。
（2）在填料塔操作条件改变后，需要有一段的稳固时刻，一定要等到稳固以后方能读取有关数据。
（3）吸取取样时尾气放空阀4不能全开，否则尾气取样可能失败。
（4）六通阀阀杆要么置于取样要么置于放空，不能置于中间，否则会导致色谱钨丝烧坏的严峻事故。
五、注意事项
（1）第一开启冷水开关。
（2）检查二氧化碳系统是否漏气。
演示实验一柏努利方程实验
一、实验目的
1、通过实测静止和流淌的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努力方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头缺失的变化，确定两者之间的关系。
二、差不多原理
流淌的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量能够互相转换。在没有
摩擦缺失且不输入外功的情形下，流体在稳固流淌中流过的各截面上的机械能总和是相等的。在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦缺失。
机械能可用测压管中液柱的高度来表示。 取任意两测试点，列出能量衡算式：
Z 1，Z 2—两测试点距基准面的高度。 水温可认为不变。关于水平测试管，Z 1=Z 2，则
若u 1=u 2,则P 2
在不考虑阻力缺失的情形下，即Σh f =0时，若u 1≠u 2 , p 1
三、实验装置及仪器
装置：一个液面高度保持不变的水箱，与管径不平均的玻璃实验管连接，实验管上取有不同的测试点由胶管连接。水的流量由出口阀门调剂，出口阀关闭时流体静止。
仪器：（1）水箱 （3）温度计 0~50℃ （2）玻璃实验管（长100cm ） （4）连通式压差计
四、实验步骤
1、给水箱注水，且保持一定的液面高度。
2、打开出口阀，打开连通式压差计上的排气夹，排除系统内空气。
3、关闭出口阀，使系统内的流体静止，观看连通式压差计各测压管中的液面高度及水箱中的液面高度。
4、打开出口阀，从小到大调剂流量，观看连通式压差计各测压管中的液面变化。
5、关闭出口阀，复原静止状态。
五、实验注意事项
必须将测试管中存在的气体排净。
∑两点的阻力损失
—f
h
∑+++=++f
h p u g Z P u g Z ρ
ρ22
22121122两点的流速
—，21u u ∑++=+f h p u p u ρ
ρ22
212122
演示实验二雷诺实验
一、实验目的
1、建立对层流（湍流）和湍流两种流淌类型的直观感性认识。
2、观测雷诺数与流体流淌类型的相互关系。
3、观看层流中流体质点的速度分布。
二、差不多原理
流体的流淌类型与雷诺数的关系。雷诺（Reynolds）用实验方法研究流体流淌时，发觉
阻碍流淌类型的因素除流速外，还有管径（或当量管径）d，流体的密度ρ及粘度μ，由此四个物理量组成的无因次数群Re的值是判定流体流淌类型的一个标准。
Re<2000~2300时为层流，Re>4000时为湍流，2000 从雷诺数的定义式Re = duρ/μ来看对同一个仪器d为定值，故u仅为流量的函数。 关于流体水来讲,ρ、μ几乎仅为流量的函数。 因此确定了温度及流量，即可由仪器铭牌上的图查取雷诺数。 注意： 雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有幸免震动设施的房间内进行。假如条件不具备，演示实验也能够在一样房间内进行。因为外界干扰及管子粗细不平均等缘故，层流的雷诺数上界达不到2300，只能达到1600左右。 层流时红墨水成一线流下，不与水相混。 湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。 三、实验装置及仪器 装置：液面保持一定高度的水箱与玻璃测试管相连，水箱上放有颜色水瓶，测试管上安有带针头的胶塞，用出口阀调剂流量，用转自流量计测定流量。 仪器：1、水箱 2、玻璃实验管（管径不变），d=20mm L=90cm 3、颜色水瓶(KMnO4水溶液) 4、转子流量计 5、针头9# 6、温度计0~50℃。 四、实验步骤 1、检查针头是否堵塞，颜色水是否沉淀。 2、向水箱内注水。 3、打开出口阀，排除实验管中的气体。 4、开启上水阀，使高位槽充水至产生溢流时关闭（若条件许可，此步骤可在实验前数小时进行，以使高位槽中的水通过静置，排除旋流，提高实验的准确度）。 5、开颜色水阀，使颜色水由针头注入玻璃试验管。 6、逐步开打排水阀，观看不同雷诺数时的流淌状况，并把现象记入表中。 7、连续开大排水阀，直至红墨水与水相混旋，测取现在流量并求出相应的雷诺数记入表中。 8、观看层流时流体质点的速度分布。层流时，由于流体与管壁间的摩擦力及流体内摩擦力的作用，管中心处流体质点速度最大，愈靠近管壁速度愈小。因此，静止时处于同一横截面的流体质点，开始层流流淌后，由于速度不同，组成了旋转抛物面（即由抛物线绕其对称轴旋转形成的曲面）。下面的演示可使学生直观地看到曲面的形成。先打开红墨水阀门，使红墨水扩散为团状。在稍稍开启排水阀，使红墨水缓慢随水运动，则可观看到红墨水团前端的界限，形成了旋转抛物面。 五、实验注意事项 1、要防止针头脱落，安装时要与接口旋紧。 2、防止胶塞从测试管上脱落，应用手压住，以免渐出颜色液体。 流量计的种类很多，本实验是研究差压式（速度式）流量计的校正，这类差压式流量计是用测定流体的压差来确定流体流量（或流速）常用的有孔板流量计、文丘里流量计和毕托管等。实验装置用孔板流量计如同2。a）所示，是在管道法兰向装有一中心开孔的不诱钢板。 孔板流量计的缺点是阻力损失大，流体流过孔板流量计，由于流体与孔板有摩擦，流道突然收缩和扩大，形成涡流产生阻力，使部分压力损失，因此流体流过流量计后压力不能完全恢复，这种损失称为永久压力损失(局部阻力损失)。流量计的永久压力损失可以用实验方法测出。如下图所示，实验中测定３、４两个截面的压力差，即为永久压力损失。对孔板流量计，测定孔板前为d１的地方和孔板后６d１的地方两个截面压差 工厂生产的流量计大都是按标准规范生产的。出厂时一般都在标准技术状况下(101325Pa，20℃)以水或空气为介质进行标定，给出流量曲线或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数，然而在使用时，往往由于所处温度、压强、介质的性质同标定时不同，因此为了测定准确和使用方便，应在现场进行流量计的校正。即使已校正过的流量计，由于在长时间使用中被磨损较大时，也需要再一次校正。 量体法和称重法都是以通过一定时间间隔内排出的流体体积或质量的测量来实现的 《化工原理实验指导》李发永 流量计原理 工厂生产的流量计，大都是按标准规范制造的。流量计出厂前要经过校核，并作出流量曲线，或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数，或将流量系数直接刻在显示仪表刻度盘上供用户使用。 如果用户丢失原厂的流量曲线图；或者流量计经长期使用，由于磨损造成较大的计量误差；或者用户自行制造非标准形式的流量计；或者被测量流体与标定的流体成分或状态不同，则必须对流量计进行校核（或称为标定）。也就是用实验的方法测定流量计的指示值与实际流量的关系，作出流量曲线或确定流量的计算公式。因此，流量计的校核在生产、科研中都具有很重要的实际意义。 Φ16×2.5 Ф：是表示外径 DN：公称直径（近似内径） “Φ”标识普通圆钢管的直径，或管材的外径乘以壁厚，如：Φ25×3标识外径25mm，壁厚为3mm的管材； 以孔板流量计为例进行说明，文丘里流量计的原理与此完全一样，只是流量系数不同。 化工原理实验试题3 1、干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分是什么水分？实验过程中除去的又是什么水分？二者与哪些因素有关。 答：当干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分，实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度，湿度及物料的种类有关。 2、在一实际精馏塔内，已知理论板数为5块，F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料，在某一回流比下得到D ＝0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4，现下达生产指标，要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下，增加馏出液产量，有人认为，由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕，因此，完全可以采取操作措施，提高馏出物的产量，并有可能达到D ＝0.56kmol/h ，你认为： （1） 此种说法有无根据？可采取的操作措施是什么？ （2） 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些？ 答：在一定的范围内，提高回流比，相当于提高了提馏段蒸汽回流量，可以降低xW ，从而提高了馏出液的产量；由于xD 不变，故进料位置上移，也可提高馏出液的产量，这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD 化工2004／02 化工原理实验 福州大学化工原理实验室 二〇〇四年二月 前言 实施科教兴国战略和可持续发展战略，迎接知识经济时代的到来，建设面向知识经济时代的国家创新体系，要求造就一支庞大的高素质的创造性人才队伍。因此，作为高级人才的培养基地，高等院校应当把创造力的教育和培养贯穿于各门课程教学及实践性教学环节中。实践性教学环节相对于课堂理论教学环节，更能贯穿对学生创造力的开发，其教学内容、方法、手段如何能适应创造性人才的培养要求尤为重要。传统的大学实验教学，其内容是以验证前人知识为主的验证型实验，其方法是教师手把手地教，这些都不利于培养学生的主动性和创造性。当今，大学实验教学改革中，普遍开设综合型、设计型、研究型实验，是对学生进行创造教育的重要思路和做法。在“211工程”重点建设的大学必须通过的本科教学评优工作指标中就明确要求综合型、设计型、研究型实验应占70%以上。 《化工原理实验》是一门技术基础实验课，在培养化工类及相关专业的高级人才中起举足轻重的作用，被学校确定为我校参加本科教学评优工作重点建设的基础课程之一。福州大学投入247万元用于建设以“三型”实验为主的现代化的具有国内先进水平的化工原理实验室。目前，第一期投入100万元的化工原理实验室建设工作已经完成，第二期投入147万元的建设工作正在进行中。已建成具有国内先进水平的实验装置18套，其中有6套是我校与北京化工大学、天津大学共同联合研制的，有2套是我们自行研制的。这些装置将化工知识与计算机技术紧密地结合起来，同时还融合了化学、电工电子、数学、物理及机械等多学科的知识，具有计算机数据采集、处理和控制等功能，能够针对不同专业的要求开出不同类型的“三型”实验。有了这些高新技术装备的实验装置，我们还必须花大力气进行化工原理实验内容、方法的改革，必须以当代教育思想、教育方法论及教育心理学为指导，研究以学生自主学习为主的启发式、交互式、研讨式、动手式的实验教学方法，从实验方案拟定、实验步骤设计、实验流程装配、实验现象观察、实验数据处理和实验结果讨论等方面有效地培养学生的创造性思维和实践动手能力。《化工原理实验讲义》就是为了适应化工原理实验教学内容、方法、手段的改革要求而编写的。 《化工原理实验讲义》由施小芳高级实验师执笔主编，李微高级实验师、林述英实验师参与编写工作，阮奇教授主审。叶长燊等老师参加了编写讲义的讨论，并提出许多宝贵意见。在此，对本讲义在编写过程中给予热心帮助和支持的老师，表示衷心的感谢。 本讲义在编写过程中，参阅了有关书籍、杂志、兄弟院校的讲义等大量资料，由于篇幅所限，未能一一列举，谨此说明。本讲义难免存在不妥之处，衷心地希望读者给予指教，使本讲义日臻完善。 福州大学化工原理实验室 2004．2．5 2017化工课程设计心得体会范文 2017化工课程设计心得体会范文一 化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法。 本次化工原理课程设计历时两周，是上大学以来第一次独立的工业化设计。从老师以及学长那里了解到化工原理课程设计是培养我们化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法;学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧;掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形;在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。由于第一次接触课程设计，起初心里充满了新鲜感和期待，因为自我认为在大学里学到的东西终于可以加以实践了。可是当老师把任务书发到手里是却是一头雾水，完全不知所措。可是在这短短的三周里，从开始的一无所知，到同学讨论，再进行整个流程的计算，再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养，我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难，也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。我的课程设计题目是苯――氯苯筛板式精馏塔设计图。在开始时，我们不知道如何下手，虽然有课程设计书作为参 考，但其书上的计算步骤与我们自己的计算步骤有少许差异，在这些差异面前，我们显得有些不知所措，通过查阅《化工原理》，《化工工艺设计手册》，《物理化学》，《化工原理课程设计》等书籍，以及在网上搜索到的理论和经验数据。我们慢慢地找到了符合自己的实验数据。并逐渐建立了自己的模版和计算过程。在这三周中给我印象最深的是我们这些“非泡点一族”在计算进料热状况参数q时，没有任何参考模板，完全靠自己捉摸思考。起初大家都是不知所措，待冷静下来，我们仔细结合上课老师讲的内容，一步一步的讨论演算，经大家一下午的不懈努力，终于把q算出来了。还有就是我们在设计换热器部分，在试差的过程中，我们大部分人都是经历了几乎一天多的时间才选出了合适的换热器型号，现在还清楚的记得我试差成功后那激动的心情，因为我尝到了自己在付出很多后那种成功的喜悦，因为这些都是我们的“血泪史”的见证哈。 在此感谢我们的杜治平老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次课程设计的细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢同组的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。 2017化工课程设计心得体会范文二 化工原理实验报告 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: ? 实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。 ２、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件（如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体,在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔(即测压孔）与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中: 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (ｍ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截 面积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由Ｕ型压差计的液位 差可知) （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 实验1 雷诺实验 一、实验目的 1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。 2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。 3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec1和下临界雷诺数Rec2。 二、实验要求 1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象，记录实验数据。 4、分析计算实验数据，提交实验报告。 三、实验仪器 1、雷诺实验装置（套）， 2、蓝、红墨水各一瓶， 3、秒表、温度计各一只， 4、 卷尺。 四、实验原理 流体在管道中流动，有两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H不变。如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速u，这时候如果微启带色水阀门，带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流动，带色水成一条带色直线，其流动质点没有垂直于主流方向的横向运动，带色水线没有与周围的液体混杂，层次分明的在管道中流动。此时，在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大，管路中的带色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使色线完全扩散与无色水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。 雷诺数：γ d u ?= Re 连续性方程：A ?u=Q u=Q/A 流量Q 用体积法测出，即在时间t 内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。 t V Q ?= 4 2 d A ?=π 式中：A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 γ-水的粘度 五、实验步骤 1、连接水管，将下水箱注满水。 2、连接电源，启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。 3、将蓝墨水注入带色水箱，微启水阀，观察带色水的流动从直线状态至脉动临界状态。 4、通过计量水箱，记录30秒内流体的体积，测试记录水温。 5、调整水阀至带色水直线消失，再微调水阀至带色水直线重新出现，重复步骤4。 6、层流到紊流；紊流到层流各重复实验三次。 六、数据记录与计算 d= mm T （水温）= 0C 七、实验分析与总结（可添加页） 1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。 2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值。 篇一：化工原理实验报告吸收实验 姓名 专业月实验内容吸收实验指导教师 一、实验名称： 吸收实验 二、实验目的： 1.学习填料塔的操作； 2. 测定填料塔体积吸收系数kya. 三、实验原理： 对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 （一）、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。 若以空塔气速uo[m/s]为横坐标，单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标，在z ?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量l0=0时，可知 为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为l1时，?p~uo为一折线，若喷淋量越大，z ?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动，图中l2＞l1。每条折线分为三个区段， 液区，?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区，~uo曲zzz ?p值较大时叫液泛区，z线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点a。 姓名 专业月实验内容指导教师?p~uo曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。在液泛区塔已z 无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 （二）、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收姓名 专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示： na?kya???h??ym（1）式中：na——被吸收的氨量[kmolnh3/h]；?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m] ?ym——气相对数平均推动力 kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h] 被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）： na?v(y1?y2)?l(x1?x2) （2）式中：v——空气的流量[kmol空气/h] l——吸收剂（水）的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气] x1，x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式（1）和式（2）联解得： kya?v(y1?y2)（3） ??h??ym 为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。 1、y1值的计算： 化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测 压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化这一现象说明了什么这一高度的物理意义是 什么 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度为什么 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H /并回 答以下问题： （1） 各H /值的物理意义是什么 答：当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲；当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静；两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。 （2） 对同一测压点比较H 与H /各值之差，并分析其原因。 答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大 （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出2 2 u d l H f ??=λ与 管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u =22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145.036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145 .036004 16.0360042 2=???=???=ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 半 （m/s ） 化工原理实验心得体会 这个学期我们学习了《化工原理》这门课，在学习了部分理论知识后，我们进入了实验室，开始学习《化工原理实验》并分组进行了实验。和前几个学期类似，大家先要进行实验的预习，在了解和熟悉实验的要求和操作的基础上，然后在老师提问检查每一组各位组员对实验过程的预习程度后，对各位组员的预习情况进行点评，并指出其中的不足和缺漏。然后在指导老师的悉心讲解后，对实验有一个新的、更全面的认识后进行实验。通过动手实验，我更加深刻的理解了化工原理课上老师讲解的知识，增强了动手能力，对理论知识有了形象化的认识。 本学期我们共学习了五个实验，分别是： 实验一、离心泵的特性曲线实验； 实验二、流体流动阻力的测定； 实验三、空气—蒸汽对流传热系数的测定； 实验四、恒压过滤常数的测定； 实验五、填料塔的精馏实验， 通过对实验的学习并亲手操作，我掌握了许多知识。 这几个实验中我印象最深刻的是恒压过滤常数的测定，实验以生活中常见的碳酸钙的水浆液位测定原料。这个实验和空气—蒸汽对流传热系数的测定实验一起分组进行。老师讲解完实验原 理并强调了注意事项后，我们开始实验。我们小组先进行了恒压 过滤常数测定实验，首先我们对两个小组的成员进行了各项职责 的分配分别是：两位同学负责碳酸钙水浆液的搅拌和回收，由一 位同学负责数据的采集和记录的工作。每个三分钟记录床层温度 一次，取样一次，并由同组同学进行含水量的测定，由两位同学 负责装好板框，最后分别由其他两位同学负责压力阀的控制和滤 液进口阀、滤液出口阀的控制。这样一来整个实验的分工工作就 已经完成了。实验过程中，我们互相配合，进行的很顺利。但是 在第一次实验时由于我们的粗心大意，我们将四块滤板中的一块 方向装反了，使得我们第一次采集的数据无效了，因此指导老师 还对我们实验时的粗心大意进行了严厉的批评教育，这些批评教 育使我们牢记在这是一个教训，实验中细心认真完成每一步，我 们的动手能力才会在这个过程中得到提升。 在这一个学期短暂的实验学习过程中，使我们重新认识了在 大学学习生活中，在实验过程中一个实验者的认真预习和摈弃粗 心大意，认真、谨慎的进行好每一步的操作、合理的分工协同工 作对于一个实验的成败与否是至关重要的。或许在将来生活工作 中也一样，俗话说得好，所谓“细节决定成败”。一个做事粗心 大意，做事前从不做准备的人不管他将来从事什么样的工作都无 法取得好的成绩，因为在他的心理或许压根就没有重视过自己所 从事的事情或者是行业。俗话说“机遇永远是给有准备的人的”。 化工原理实验的任务主要是了解一些典型化工设备的原理和 雷诺演示实验 一、实验目的 1 观察流体流动时的不同流动型态 2 观察层流状态下管路中流体的速度分布状态 3 熟悉雷诺准数（Re）的测定与计算 4 测定流动型态与雷诺数（Re）之间的关系及临界雷诺数 二、实验原理 流体在流动过程中由三种不同的流动型态，即层流、过渡流和湍流。主要取决于流体流动时雷诺数Re的大小，当Re大于4000时为湍流，小于 2000 时为层流，介于两者之间为过渡流。影响流体流动型态的因素，不仅与流体流速、密度、粘度有关，也与管道直径和管型有关，其定义式如下： 1.1-1式中：d 管子的直径m u 流体的速度m/s ρ 流体的密度kg/m 3 μ流体的粘度 Pa· s 三、实验装置 雷诺演示实验装置如图1.1所示，其中管道直径为20 mm。 图1.1 雷诺演示实验装置图 1—有机玻璃水槽；2 —玻璃观察管；3 —指试液；4，5 —阀门；6 —转子流量计 四、实验步骤 1 了解实验装置的各个部件名称及作用，并检查是否正常。 2 打开排空阀排气，待有机玻璃水槽溢流口有水溢出后开排水阀 调节红色指示液，消去原有的残余色。 3 打开流量计阀门接近最大，排气后再关闭。 4 打开红色指示液的针形阀，并调节流量（由小到大），观察指示液 流动形状，并记录指示液成稳定直线，开始波动，与水全部混合时流量计的读数。 5 重复上述实验3～5次，计算Re临界平均值。 6 关闭阀1、11，使观察玻璃管6内的水停止流动。再开阀1，让指 示液流出1～2 cm 后关闭1，再慢慢打开阀9，使管内流体作层流流动，观察此时速度分布曲线呈抛物线形状。 7 关闭阀1、进水阀，打开全开阀9排尽存水，并清理实验现场。 流体流动阻力实验 一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是： A、只有这样才能保证有充足的供水量。 B、只有这样才能保证位压头的恒定。 C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。 二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为： A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。 B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。 C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。 三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上 A、一定能。 B、一定不能。 C、只要温度相同就能。 D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。 E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。 四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体 A、无论什么流体都能直接应用。 B、除水外什么流体都不能适用。 C、适用于牛顿型流体。 五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同，才相同。 C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。 D、放置角度不同，能量损失就不同。 六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是： A、两测压点之间静压头的差。 B、两测压点之间位压头的差。 C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。 D、两测压点之间总压头的差。 E、两测压点之间速度头的差。 七、什么是光滑管 A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。 C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管 子）。 八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是： A、水流过突然扩大处后静压头增大了。 B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。 C、水流过突然扩大处后总压头增大了。 D、水流过突然扩大处后速度头增大了。 E、水流过突然扩大处后位压头增大了 BCECAAAA 化工原理实验指导书 目录 实验一流体流动阻力的测定 (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) 实验五填料塔吸收实验 (12) 演示实验柏努利方程实验 (14) 雷诺实验 (16) 实验一流体流动阻力的测定 、实验目的 1、 了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法； 2、 确定摩擦系数入与雷诺数 Re 的关系。 二、基本原理 由于流体具有粘性， 在管内流动时必须克服内摩擦力。 当流体呈湍流流动时， 质点间不 断相互碰撞，弓I 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动的阻力。 在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式， 可得: △ P f = △ P ’ P f L u 2 h f d 2 L —两侧压点间直管长度（m ） 2d P f d —直管内径（m ） 入一摩擦阻力系数 u —流体流速（m/s ） △ P f —直管阻力引起的压降（N/m 2 ） 厂流体粘度（Pa.s ） p — 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△ P f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分别求出入和 Re ,在双对数坐标纸 上绘出入?Re 曲线。 三、实验装置简要说明 水泵将储水糟中的水抽出， 送入实验系统，首先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动的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。 被测直管段流体流 动阻力△ P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气一水倒置 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，观擦数字仪表的初始值并 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，若空气一水倒置 U 型管内两液柱的高度差不为 0，则说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，一般测 15?20组数，建议当流量 读数 小于300L/h 时，用空气一水倒置 U 型管测压差△ P 。 5、待数据测量完毕，关闭流量调节阀，切断电源。 Re du 1 化工原理实验试卷 注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3 ?考试形式：闭卷； 4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间90分钟。 一、填空题 1. 在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 2. 实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 3. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等 4. 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案（1）增加空 气流速（2）在空气一侧加装翅片（3）定期排放不 凝气体。 5. 用皮托管放在管中心处测量时，其U形管压差计的读数R反映管中心处的静压头。 6. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为稀硫酸，指示剂为甲基红。 7. 在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 8. 干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 9. 在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在，如果达到?， 可能出现液泛，应减 少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 10. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，它主要由取样管、吸收盒和湿式体积流量计组成的，吸收剂为稀硫酸，指示 剂为甲基红。 11. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 12. 在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起） 为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液 位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。 13. 测量流体体积流量的流量计有转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计。 14. 在精馏实验中，确定进料状态参数q需要测定进料温度，进料浓度参数。 15. 在本实验室的传热实验中，采用套管式换热器加热冷空气，加热介质为饱和水蒸汽，可通过增加空气流量达到提高传热系 数的目的。 16. 在干燥实验中，要先开风机，而后再打开加热以免烧坏加热丝。 17. 在流体流动形态的观察实验中，改变雷诺数最简单的方法是改变流量。 18. （1）离心泵最常用的调节方法是出口阀门调节；（2）容积式泵常用的调节方法是旁路调节。 19. 在填料塔流体力学特性测试中，压强降与空塔气速之间的函数关系应绘在双对 1流体阻力测定实验 实验目的 1）掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。 2 ）测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系，将所得的入~Re方程与经验公式比较。 3 ）测定流体流经阀门时的局部阻力系数E。 4 ）学会倒U形差压计、差压传感器、涡轮流量计的使用方法。 5 ）观察组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。 基本原理 流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能，这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。 1）沿程阻力 流体在水平等径圆管中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低，即 h f 仏上厘（1 —1） 影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通 过实验研究其规律。为了减少实验工作量，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。根据因次分析，影响阻力损失的因素有， （1）流体性质：密度P、粘度卩； （2）管路的几何尺寸：管径d、管长I、管壁粗糙度￡； （3）流动条件：流速卩。 可表示为： p f (d,l,,,u,)(1—2)组合成如下的无因次式： p 2 (du I J d ,—)(1—3) u d p du I u2 (,—)? d d 2 du 令( , d )/ (1 — 4) 则式（1 —1）变为： 2 h f P 1u(1 - 5) d2 式中，入称为摩擦系数。层流（滞流）时，入=64/R e；湍流时入是雷诺准数R e和相对粗糙度的函数，须由实验确定。 2) 局部阻力 局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 (1)当量长度法 流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相当管径 长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le表示。这样，就可以用直管 阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时.可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算，如管路中直管长度为I,各种局部阻力的当量长度之和为le，则流体在管路中流动时的总阻力损失h f为 I leu2 h f(1 —6) d 2 (2)阻力系数法\ 流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示，这种计算局 部阻力的方法，称为阻力系数法。 即 2 . u h f (1 —7) 2 式中，E――局部阻力系数，无因次；u 在小截面管中流体的平均流速，m/ s。 由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短?引起的摩擦阻力与局部阻力相比，可以忽略不计。因此h f'直可应用柏努利方程由压差计读数求取。 实验装置与流程 1)实验装置 实验装置如图1 —1所示。主要由水箱、管道泵，不同管径、材质的管子，各种阀门和管件，转子流量计等组成。第一根为粗糙管，第二根为光滑管。第三根不锈钢管，装有待测闸阀，用于局部阻力的测定。 1、水箱 2、管道泵 3、5、6、球阀 4、均压环7、系统排水阀8闸阀9、流量调节阀 10、排污水阀11倒U形差压计12、不锈钢管13、粗糙管14、光滑管15、转子流量计16、导压管17、温度计18、进水阀 化工原理实习心得 化工原理实习是对化工原理知识的一个实践过程， 下面化工原理实习心得是想跟大家分享的，欢迎大家浏览。 第一篇：化工原理实习心得 在实习的过程中，自己学到了许多原先在课本上学 不到的东西，而且可以使自己更进一步接近社会，体会 到市场跳动的脉搏，如果说在象牙塔是看市场，还是比 较感性的话，那么当你身临企业，直接接触到企业的生 产与销售的话，就理性得多。因为，在市场的竞争受市 场竞争规则的约束，从采购、生产到销售都与市场有着 千丝万缕的联系，如何规避风险，如何开拓市场，如何 保证企业的生存发展，这一切的一切都是那么的现实。 于是理性的判断就显得重要了。在企业的实习过程中， 我发现了自己看问题的角度，思考问题的方式也逐渐开拓，这与实践密不可分，在实践过程中，我又一次感受 充实，感受成长。 通过安排到xxx车间进行实习，了解产品生产工艺 流程、职能部门的设置及其职能，了解企业的内部控制，在这一个多月的时间里,下到生产车间后，先了解整个 xxx生产的流程，从采购入库，到领料生产，到最后的 成品入罐，对整个车间的生产活动有了基本认识，这对 我们熟悉企业，进行实务操作打下良好基础。 其中，先前我们对xxx的生产几乎一无所知，但下 到车间之后，我们不仅了解了生产流程，还进一步了解 了xxx的生产工艺流程和用途,由于脂肪酸生产完后是直接用于公司后面的扬子石化生产,所以每个月的生产有一定的额度.而且由于季节和温度等条件的限制，机器开工的时间长度及强度也有相关的规定，另外，对一些流水 线的参观，也激发了我对如何通过新流水线的建设，对 降低生产成本的思考，于是，感受颇深的一点，要做一 名合格的会计人员，对基本、基础的作业环节是要了解的，否则，很容易让理论脱离实践. 在熟悉了车间的生产流程后，工作人员拿了以前的 交接班记录和中间产品申请单和报表等资料给我们看， 在翻看这些资料的过程中，有不懂或弄不清楚的资料， 积极向同事请教，在他们的耐心指导下，我们对车间的 整个产品检验的程序方法有了一定上的认识。 由于化工生产是不间断的,所以车间生产必须时刻有人,车间的工作人员采取四班两倒(一天白班12小时一天晚班休两天)和常白班制度.我们车间有四个人(主任,工 艺员,等)上长白班,其他人分成甲乙丙丁四个班四班两倒. 虽然我们没有正式分配,但我们都严格遵守车间的生 化工原理实验教程 合肥工业大学 2011年9月 前言 化工原理是一门工程应用科学，它利用自然科学的原理来考察、研究化工单元操作中的实际问题，研究强化过程的方法，寻找开发新技术的途经。化工原理课程要求理论联系实际，其发展离不开实验研究与数学模型分析，所以化工原理实验是化工原理课程的一个重要教学环节，也是化工、制药、环境、食品、生物工程等院系或专业教学计划中的一门必修课程，属于工程实验范畴，与一般化学实验相比，其不同之处在于它具有工程特点，每个实验项目都相当于化工生产中的一个单元操作，通过实验能建立起一定的工程概念，同时，随着实验课的进行，会遇到大量的工程实际问题，对理工科学生来说，可以在实验过程中更实际、更有效地学到更多工程实验方面的原理及测试手段，发现复杂的真实设备与工艺过程同描述这一过程的数学模型之间的关系，也可以认识到对于一个看起来似乎很复杂的过程，一经了解，可以只用最基本的原理来解释和描述。因此，在实验课的全过程中，学生在思维方法和创新能力方面都得到培养和提高，为今后的工作打下坚实的基础。通过教学实验，达到以下目的： 1.验证化工单元操作的基本理论与经验公式，将书本知识转变为感性知识，并使学生在运用理论对实验进行分析的过程中巩固和加深对课程教学内容的理解。 2.通过实验环节熟悉化工单元操作设备的结构、性能，掌握测试方法，培养学生的实际操作技能。 3.在实验环节中学习如何根据实验任务制订实验方案，学会如何控制和测量操作参数，如何获得准确、完整的数据，以及如何整理、分析实验数据与结果，从而使学生掌握科学实验的全过程，提高学生独立分析与解决问题的能力，为今后从事科学研究活动打下良好的基础。 根据教学计划的变更和化学工程与工艺专业认证对化工原理课程和实验教学新的要求，我室在原有实验装置的基础上新添置了“液-液萃取塔的操作及其传质单元高度的测定”和“流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定”两个实验，各套实验数据均采用计算机处理，可直接得到实验结果与图表，以直观地验证实验过程的准确性。由于各专业教学要求有所不同，实验内容也可有不同，但至少要选做五至七个实验，即使同一个实验，其具体的实验任务也可有所侧重，每个实验全过程包括四个环节：预习、实验操作、实验数据处理与实验报告编写等四个环节，每个学生均必须严格按照要求保质保量完成实验。 本实验教程由魏凤玉、刘雪霆、何兵、路绪旺、姚路路等编写，由于时间仓促，作者水平有限，文中不妥之处，恳请指正。 2011年9月于斛兵塘 实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管 内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 f h p u gz We p u gz 2 22 2 1 21 12 2 式中： 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面 积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由 U 型压差计的液位 差可知）（Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 2 22 2 1 2 1 1 2 2 p u gz p u gz 测出通过管路的流量,即可计 算出截面平均流速ν及动压g 22 ，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 实验心得 09生物工程一班钟鑫鑫20091466 经过这一学期的理论课学习和相关的实验操作，我认识到化工原理实验属于工程实验的范畴，它是用自然科学的基本原理和工程实验方法来解决化工及相关领域的工程实际问题。它与一般化学实验的不同之处在于它具有明显的工程特点，研究对象和研究方法也与物理化学等基础学科明显不同。工程实验以实际工程问题为研究对象，对于化学工程问题,由于被加工的物料千变万化，设备大小和形状相差悬殊，涉及的变量繁多，实验研究的工作量之大之难是可想而知的，因此，面对实际的工程问题我们采用处理实际问题的工程实验方法。一个化工过程往往由很多单元过程和设备组成为了进行完善的设计和有效的操作，我们必须掌握并正确判断有关设计或操作参数的可靠性，必须准确了解并把握设备的特性。化工过程的影响因素众多，有些重要工程因素的影响难以从理论上解释，还有些关键的设备特性和过程参数往往不能由理论计算而得，这些都必须通过实验加以研究解决。另外我们还学习操作了计算机仿真技术，模拟真实的化工过程，运用全数字化动态模型深入了解化工过程系统的操作原理。在加深对实验原理理解的基础上，可通过反复操作，握实验步骤为实际操作做好充分准备，同时培养了我们理论联系实际的能力提高了独立思考和独立工作的能力。 本学期我们学习了六个实验。例如：流体流动阻力的测定认识和掌握流体流动阻力实验的一般实验方法，来测定直管的摩擦阻力系数λ和突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ，还有层流管的摩擦阻力与雷诺数Re 的关系(λ=64/Re)，同时验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数λ=f(Re,ε/d)。离性泵性能实验通过实验了解离心泵的构造，并掌握其操作和调节方法，测定了离心泵在恒定转速下的特性曲线（He~Q，N 轴~Q，η~Q）,并却确定泵的最佳工作范围，熟悉了孔板流量计的构造，测定其孔流系数与雷诺数的关系，还测定了管路特性曲线。（一）雷诺演示实验通过实验建立对层流和湍流两种流动类型的直观感性认识，观测雷诺数与流体流动类型的相互关系，观察层流中流体质点的速度分布（二）流体机械能转换演示实验通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和伯努利方程，还通过实测流速的变化与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。通过这五个实验的学习，我学到最重要的一点就是：理论联系实际。它们将单元操作实验与实验技术的应用融为一体，实现了我们实验技术基本功的训练。三个验证试验也正是我们这学期化工原理理论课学习的重点内容，具体的实验操作让我们在理解理论的基础上加深了对化工操作的认识，这在工程理念上对我们以后从事科研或者工作都是一个很大的转折点。而且我发现我们学校的实验室设备相对其他工科高校来说是很齐全的，为我们提供了很好的实训环境，这在一定程度上大大提高了我们的操作能力竞争优势。实验前的预习和准备对实验操作来说是不可小觑的，如果能做到像老师那样对操作步骤和实验原理了然于心，那么实验操作时必然能达到游刃有余的地步，我也始终觉得实验预习是非常重要的环节，也是思考范围最不受局限的阶段，可以带着各种问题和验证性的假设进入实验室并在自己动手之后得到答案，进而思考操作意义，还能获得老师的经验指导，我相信这对每一个实验员来说都是值得令人欣喜的事。所以对于进实验室的我们来说，“有备而来”是至关重要的。实验中的数据处理也接近工程实验的范畴，我们采用了计算机处理，解决了实验数据量大繁杂及绘图技巧上的一系列问题。每次完成报告之前我都有尝试换一种方式，不看课本，就回想实验操作，根据每一步的操作来想实验原理，用自己的话陈述操作步骤，除了完成基本的报告要求，还会把实验创新方面的问题也提进来，可我总觉得有些使不上劲，不敢下笔，归结原因是自己理论知识还不够丰厚，这就提醒了我在以后的实验中需要做更多准备。另外一点就是培养了我们独立思考的能力和团队合作的精神，比如实验中相关参数的确定都是需要综合考虑设备及环境因素来化工原理实验
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