化工基础实验讲义2010版

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化工基础实验报告

化工基础实验报告

化工基础实验报告化工基础实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过化工基础实验,加深对化工原理的理解,并掌握一些基本实验操作技巧。

二、实验原理本次实验主要涉及以下几个方面的实验原理:1. 分离技术分离技术是化工过程中常用的一种操作,它通过不同物质的物理或化学性质的差异,将混合物中的组分分离出来。

常用的分离技术包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。

2. 化学反应化学反应是化工过程中的核心环节之一。

通过不同物质之间的化学反应,可以得到所需的产物。

常见的化学反应有酸碱中和反应、氧化还原反应等。

3. 实验安全化工实验中,安全是非常重要的一环。

实验者需要掌握实验室的安全规范,正确使用实验器材,避免发生意外事故。

三、实验步骤1. 实验准备首先,将所需的实验器材准备齐全,包括试管、烧杯、量筒等。

同时,需要准备好实验所需的化学试剂,并按照实验要求进行配制。

2. 实验操作根据实验要求,进行相应的实验操作。

例如,可以进行酸碱中和反应实验,将一定量的酸溶液与碱溶液混合,观察反应过程中的变化,并记录实验结果。

3. 数据处理实验结束后,需要对实验数据进行处理。

可以通过计算、绘图等方式,对实验结果进行分析和总结。

四、实验结果根据实验步骤的操作和数据处理,得到了实验结果。

以酸碱中和反应实验为例,实验结果可以是溶液的酸碱度的变化情况、反应产物的生成情况等。

五、实验讨论在实验讨论部分,可以对实验结果进行分析和讨论。

例如,可以探讨实验中的误差来源、实验结果与理论预期的差异等,并提出改进实验的建议。

六、实验结论通过本次化工基础实验,我们加深了对化工原理的理解,并掌握了一些基本实验操作技巧。

同时,我们也得到了实验结果,并对实验结果进行了讨论和分析。

七、实验心得通过参与化工基础实验,我深刻体会到了实验操作的重要性,同时也认识到了实验安全的重要性。

在今后的学习和工作中,我将更加注重实验操作的细节,提高实验操作的准确性和安全性。

八、参考文献[1] 张三. 化工实验技术与应用[M]. 化学工业出版社, 2010.[2] 李四. 化工实验操作手册[M]. 化学工业出版社, 2015.以上为本次化工基础实验报告的主要内容。

(能源化工行业)化工基础实验讲义

(能源化工行业)化工基础实验讲义

(能源化工行业)化工基础实验讲义合肥学院化学和材料工程系实验五流体流动阻力测定壹、实验目的1.掌握流体流经直管和管阀件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.、测定水流过壹段粗糙直管、光滑直管的沿程摩擦阻力损失Δp f,确定摩擦阻力系数λ和雷诺准数Re之间的关系。

将所得的λ~Re方程和公认经验关系比较。

3.测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。

4.学会压差计和流量计的使用方法,了解差压变送器、功率传感器的工作原理。

熟悉测定流体流经直管和管件时的阻力损失的实验组织方法及测定摩擦系数的工程意义。

5.观察组成管路的各种管件、阀件,了解其作用。

二、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,不可避免地要消耗壹定的机械能,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均匀管道中稳定流动时,阻力损失表现为压力降低。

即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综合成准数关联式。

根据因次分析,影响阻力损失的因素有,(1)流体性质:密度ρ,粘度μ;(2)管路的几何尺寸:管径d,管长l,管壁粗糙度ε;(3)流动条件:流速μ。

可表示为:组合成如下的无因次式:令则式中,——压降Pahf——直管阻力损失J/kg,ρ——流体密度kg/m3λ——直管摩擦系数,无因次l——直管长度md——直管内径mu——流体流速,由实验测定m/sλ——称为直管摩擦系数。

滞流(层流)时,λ=64/Re;湍流时λ是雷诺准数Re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俩种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。

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,相当于流体流过和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。

化工基础实验第四讲

化工基础实验第四讲

压力
传感器
电信号
电信号加 工装置
输出仪表
压力传感器的作用是把信号检测出来,并转换成电信号 进行输出,当输出的电信号能够进一步转换为标准信号时, 压力传感器又称为压力变送器。
电信号加工装置对传感器输出的电信号经适当加工处理, 如衰减、放大、滤波、运算等。
输出仪表则是用表头显示,或用笔式记录仪、打印机、 屏幕显示等输出设备进行显示。
回差
X max 量程
100%

量 值
反行程
ΔXmax
0
正行程 被测参数
图2 仪表的回差特性示意图
4. 灵敏度与灵敏限
灵敏度:用来表示仪表对被测参数变化的反应灵敏程
度,是指仪表达到稳态后,输出变化量与对
应输入变化量之比,即Fra bibliotekS: 仪表灵敏度
S Y
△X:输入变化量
X
△Y:输出变化量
灵敏限:指能引起仪表指针发生位移时所需被测参数
评定工业测量仪表的指标 1.精确度 测量值接近真实值的准确程度
仪表的最大允许误差:

x测 x标 max 量程上限 量程下限
100%
注: x测 x标是ma用x 标准表和该仪表对同一变量测量 时所得到的两个读数之差,这个差值在测量范围 内各点是不同的,最大的差值即是。
精度等级是把仪表的最大允许误差δ去掉“±” 和“%”后的数值。上表中的值越小,表示仪表的 精度越高;反之,数值越大,仪表的精度越低。
8.漂移
漂移是指在一定时间间隔内,测量仪表输出与输入 量无关的变化,包括零点漂移和灵敏度漂移,一般时 间和周围温度环境可以引起漂移。
动态特性
时间常数τ0 测量仪表输出值上升到稳态值yc的63.2%所需的时间

化工原理实验讲义(doc 55页)

化工原理实验讲义(doc 55页)

化工原理实验讲义(doc 55页)化工原理实验讲义化工与环境学院化学工程与控制系化工原理实验室目录第 1 章........................化工基础实验技术41.1温度的测量41.2压力的测量91.3流量的测量13第 2 章.............. 实验数据分布及基本数据处理212.1实验数据的分布212.2实验数据的基本处理222.3实验报告的基本要求23第 3 章........................化工原理基本实验273.1流体流动阻力的测定273.2离心泵特性曲线的测定343.3对流传热系数的测定403.4填料塔压降曲线和吸收系数的测定453.5精馏塔效率的测定543.6干燥速率曲线的测定613.7扩散系数的测定663.8液—液萃取塔的操作72第 4 章............................... 演示实验784.1雷诺实验784.2机械能守恒与转换824.3边界层形成与分离85第 5 章.................... 化工流动过程综合实验87第 1 章化工基础实验技术1.1 温度的测量1.常用的温度计形式(1)膨胀式温度计实用的膨胀式温度计有玻璃管液体温度计,双金属片温度计和压力表式温度计。

(2)玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计利用液体的体积与温度之间的关系,用毛细管内液体上升的高度来指示被测温度。

一般测量范围在−100℃~ +600℃。

这种温度计结构简单,使用方便,测量精度较高(0.1~2.5级)。

工作液体多使用汞和酒精,封装时充入惰性气体,以防止液柱断开。

(3)双金属片温度计双金属片温度计制作成表盘指针形式。

双金属片结合成一体,一端固定,另一端自由。

由于不同金属的热膨胀系数的差异而产生弯曲变形,带动指针的位移。

一般测量范围在−80℃~ +600℃。

这种温度计结构简单,使用方便,但测量精度不高(1~2.5级)。

(4)压力表式温度计压力表式温度计的工作原理与机械式压力表相同。

化工基础实验(教案)

化工基础实验(教案)

化工基础实验(教案)第一章:化工实验基本原理与安全1.1 实验基本原理介绍化工实验的基本原理,包括化学反应、物质分离与纯化、数据分析等。

1.2 实验安全知识讲解化工实验的安全知识,包括个人防护装备的使用、化学品的安全储存与处理、实验室事故应急预案等。

第二章:实验基本操作技术2.1 实验仪器与设备的使用介绍实验室常用的仪器与设备,如显微镜、天平、滴定管等,并讲解其正确使用方法。

2.2 实验基本操作技术讲解实验基本操作技术,包括溶液的配制、滴定、蒸馏、萃取等。

第三章:溶液的配制与分析3.1 溶液的配制介绍溶液的配制方法,包括准确称量、溶解、过滤等步骤。

3.2 溶液的分析讲解溶液的分析方法,包括滴定、光谱分析、色谱分析等。

第四章:化工实验数据处理与分析4.1 实验数据的收集与记录介绍实验数据的收集与记录方法,包括实验现象的观察、数据的准确记录等。

4.2 实验数据的处理与分析讲解实验数据的处理与分析方法,包括误差分析、数据拟合、图表绘制等。

第五章:典型化工实验操作5.1 实验一:酸碱滴定介绍酸碱滴定的实验目的、原理和方法,并讲解实验步骤与操作技巧。

5.2 实验二:溶液的蒸馏与分馏介绍溶液的蒸馏与分馏的实验目的、原理和方法,并讲解实验步骤与操作技巧。

5.3 实验三:萃取与分配系数测定介绍萃取与分配系数测定的实验目的、原理和方法,并讲解实验步骤与操作技巧。

5.4 实验四:化学反应速率测定介绍化学反应速率测定的实验目的、原理和方法,并讲解实验步骤与操作技巧。

5.5 实验五:物质的溶解度与平衡常数测定介绍物质的溶解度与平衡常数测定的实验目的、原理和方法,并讲解实验步骤与操作技巧。

第六章:实验六:气体的收集与分析6.1 实验目的学习气体的收集方法,理解气体的物理性质,掌握气体的分析技巧。

6.2 实验原理介绍气体的收集方法,如排水法、排空气法等,讲解气体的分析原理,如气相色谱法、红外光谱法等。

6.3 实验步骤与操作技巧详细讲解实验步骤,包括气体的制备、收集、分析等,指导学生掌握操作技巧,注意安全防护。

应用化学实验课程讲义全

应用化学实验课程讲义全

三级(综合)化学实验课程讲义耀谋2010年9月目录实验一洗洁精的制备实验二固体酒精的制备实验三聚乙烯醇缩甲醛外墙涂料的制备实验四水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备实验五聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的制备实验六水蒸馏法提取油实验七从果皮中提取果胶及果冻的制备实验八防水剂CR的制备实验九透明皂的制备实验十免水洗手膏的制备实验十一膏霜类护肤化妆品的制备综合设计性实验一用废棕榈油制备增稠剂烷醇酰胺(1):酯交换法制备高级脂肪酸甲酯综合实验二用废棕榈油制备增稠剂烷醇酰胺(2):高级脂肪酸甲酯酰胺化综合实验三用废棕榈油制备增稠剂烷醇酰胺(3):用制得产品配制洗发香波实验一洗洁精的制备洗洁精(cleaning mixture)又叫餐具洗涤剂或果蔬洗涤剂,洗洁精是无色或淡黄色透明液体。

主要用于洗涤碗碟和水果蔬菜。

特点是去油腻性好、简易卫生、使用方便。

洗洁精是最早出现的液体洗涤剂,产量在液体洗涤剂中居世界第二位。

一、实验目的1、掌握洗洁精的配制方法。

2、了解洗洁精各组分的性质及配方原理。

二、实验原理设计洗洁精的配方结构时,应根据洗涤方式、污垢特点,以及其他功能要求,具体可归纳为以下几条:1 基本原则①对人体安全无害。

②能较好地洗净并除去动植物油垢,即使对粘附牢固的油垢也能迅速除去。

③清洗剂和清洗方式不损伤餐具、灶具及其他器具。

④用于洗涤蔬菜和水果时,无残留物,不影响其外观和原有风味。

⑤手洗时,产品发泡性良好。

⑥消毒洗涤剂能有效地杀灭有害菌,而不危害人的安全。

⑦产品长期贮存稳定性好,不发霉变质。

2 配方结构特点①洗洁精应制成透明状液体,要设法调配成适当的浓度和粘度。

②设计配方时,一定要充分考虑表面活性剂的配伍效应,以及各种助剂的协同作用。

如阴离子表面活性剂烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐与非离子表面活性剂烷基聚氧乙烯醚复配后,产品的泡沫性和去污力均好。

配方中加入乙二醇单丁醚,则有助于去除油污。

加入月桂酸二乙醇酰胺可以增泡和稳泡,可减轻对皮肤的刺激,并可增加介质的粘度。

《化工基础实验》教学大纲

《化工基础实验》教学大纲

《化工基础实验》教学大纲一、课程基本信息课程编码:0801105B中文名称:化工基础实验英文名称:Chemical Engineering Fundamentals Experiment课程类别:学科基础课总学时:30总学分:1适用专业:化学先修课程:高等数学、普通物理、物理化学二、实验课程的性质、目标与任务化工基础实验是化学工程基础课程的重要组成部分。

化工基础实验以实验设计方法、设计思路,实验手段的合理运用等内容为主,充分发挥学生的主观能动性,在实验教学过程中培养学生的实验技能和科学研究能力,对学生培养的具体要求:1、引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控原理等理论知识,分析和设计化工过程单元操作并独立完成实验。

2、掌握先进的测量手段和计算机控制技术与计算机在化学工程基础实验教学中的应用,进而全面提高学生的创新能力和综合素质。

三、实验课程教学基本要求通过学习化工实验,使学生在科学实验方法和实验技能等方面得到系统的训练;培养和提高学生在实践中综合应用所学的知识去发现问题、分析问题和解决问题的能力,以及创新意识和创新能力;培养学生科学的思维方法、科学态度和科学作风;加深对化工操作过程原理的理解,增强工程观点,了解典型化工设备的结构、性能和操作方法;掌握化工实验的基本方法和测量技术;学习实验数据处理的基本方法;正确书写实验报告,掌握正确表达实验结果的方法。

四、实验教学内容及要求实验一伯努利实验【实验类型】验证型实验【目的与要求】:1、观察不可压缩流体在导管内流动时机械能相互转化现象。

2、加深对流体流动过程中基本原理的理解。

【内容提要】:测定流体在导管内作定态流动时,沿导管各截面之间各种形式的机械能,并验证伯努利方程。

【所需主要仪器设备】伯努利实验仪装置实验二管路阻力的测定【实验类型】应用型实验【目的与要求】:1、明确流体在流动过程中的能量损耗。

2、以实验方法直接测定摩擦系数及局部阻力系数。

化工基础实验讲义

化工基础实验讲义

化工基础实验讲义实验一压头转换实验一、实验目的1. 理解留题流动中各种能量与压头的概念及其相互转换关系,进而掌握柏努利方程;2. 观察流速与压头的变化规律二、实验原理1. 流体在流动时具有三种机械能,即(1)位能、(2)动能、(3)静压能。

这三种能量可以相互转换。

当管路条件(如位置高低、管径大小)改变时,他们便不断地自行转换。

如果粘度为零的理想流体,因为不存在因摩擦和碰撞而产生的机械能损失,那么同一管路的任何二个截面上尽管三种机械能彼此不一定相等,但是这三种机械能的总和是相等的。

2. 对实际流体来说,则因为存在粘度,流动过程中总有一部分机械能因摩擦碰撞而损失,即转化为热能了。

而转化为热能的机械能在管路中是不能恢复的。

这样,对实际流体来说,两个截面上机械能的总和则是不相等的,两者差额就是流体在两个截面之间因摩擦和碰撞转化为热的机械能。

因此在进行机械能的衡算时,就必须讲这部分损失了的机械能加到第二个截面上面。

3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。

在流体力学中,把表示各种机械能的液体柱高度称为压头。

表示位能的称为位压头(H位);表示动能的称为动压头(H动);表示压力能的称为静压头(H静);表示已损失的机械能称为损失压头(H损)。

4. 当测压管上的小孔与水流方向垂直时,测压管的液位高度(从测压孔算起)即为静压头,它反映测压点处液体的静压强大小;测压孔处液体的位压头则有测压孔的几何高度决定。

5. 当测压管上的小孔正对水流方向时,测压管内液位将上升,上升的液体高度,即为测压孔处流体动压头。

它反映出该点处流体动能的大小。

这时测压管中液柱高度则为静压头和动压头之和。

6. 任何两个截面之间,位压头、动压头和静压头三者总和之差即为损失压头。

它表示流体流经两个截面之间时机械能的损失。

损失压头与流体的动压头、流过的导管长度及管径有关。

其关系如下:动压头越大,通过的管子越长,则压头损失越大,而管径增大则损失压头减小。

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化工基础实验绍兴文理学院化学化工学院实验中心二0一0年九月离心泵特性曲线的测定一、 实验目的1、 熟悉离心泵的操作,掌握实验组织方法,了解实验操作原理;2、 学会离心泵特性曲线的测定方法,正确掌握用作图法处理实验数据。

二、 基本原理对一定类型的泵来说,泵的特性曲线主要是指在一定转速下,泵的扬程、功率和效率与流量之间的关系。

由于离心泵的结构和流体本身的非理想性以及流体在流动过程中的种种阻力损失,至今为止,没有人能推导出计算扬程的纯理论数学方程式。

因此本实验采用最基本的直接测定法,对泵的特性曲线用实验测得。

见图1,对泵的进出口取1-1截面与2-2截面,建立机械能衡算式:图1.机械能衡算式示意图g u h g p H g u h g p e 2222222111++=+++ρρ (1) ∴gu u h h g p p H e 221221212-+-+-=ρ (2) 从方程式(2)可见,实验组织方法是:实验装置总在泵的进出口管上分别装有真空表p 1和压力表p 2;由温度计测量流体温度,从而确定流体的密度ρ;;管路中需安装流量计,确定流体的流速u ;欲改变u 需阀门控制。

除以上仪表外,配上管件水槽等不见组合成循环管路,见图2流程图。

在实验时,除了测量流量,还要测出功率,然后算出效率。

泵的效率为有效功率和轴功率之比值,即zee P P =η (3) 泵的有效功率为g q H tWP v e e ρ==(4) 在实验中如不测定泵的轴功率e P 而测定电机的输入功率P ,则可求得包括电机效率和传动效率在内的总效率PP e=总η (5) 因此,使泵在一定转速下运转,测出对应于各种流量的扬程,轴功率或电机的输入功率,即可求得泵的效率或总效率等数值。

将这些关系整理后用曲线表示,即为泵的特性曲线。

三、 实验流程及说明1.水槽2.离心泵3.排气阀4.引水阀5.温度计6.涡轮流量计7.流量控制阀8.底阀P1—真空表 P2—压强表 W —功率表图2 泵的特性曲线测试流程四、 实验步骤1、 关闭流量控制阀,打开排气阀,引水阀,稍微打开连接引水阀的水笼头阀门,待气体被排尽后,依次关闭连接引水阀的水笼头阀门,引水阀,排气阀。

2、 检查电源是否接好,启动泵。

先将控制阀开足然后再关闭,重复三次,目的为了使总管中的气体被排走。

3、 实验顺序从大到小,即将阀门开至最大时,作为第一组实验数据,共采集十组数据以上。

水温取第一组和最后一组读数的平均值。

4、 实验布点服从大流量多布点,小流量少布点规则,原因是离心泵效率极值点出现在大流量时。

5、 前五组数据按流量显示仪读数每下降约50布一个实验点,以后实验数据布点约下降100~200。

6、 若发现流量显示仪读数达不到零,可采用将调节阀开至最大,在快速关闭调节阀,流量显示仪读数将为零,可能此读数不久还会上升,上升的数据不采集,以零计。

此时其余的仪表读数不随显示仪读数而变。

7、实验结束后,关闭电源。

8、上机进行数据处理。

五、原始数据记录、1、原始数据表离心泵型号:;进口管径:;出口管径:;涡轮流量系数:;功率表系数:;水温:初读数,终读数。

平均值。

流体流动阻力的测定一、 实验目的研究管路系统中的流体流动和输送,其中重要的问题之一,是确定流体在流动过程中的能量损耗。

流体流动时的能量损耗(压头损失),主要由于管路系统中存在着各种阻力。

管路中的各种阻力可分为沿程阻力(直管阻力)和局部阻力两大类。

本实验的目的,是以实验方法直接测定摩擦系数λ和局部阻力系数ζ;并学会压差计、流量计的使用方法以及识别管路中各个管件、阀门的作用。

二、 基本原理当不可压缩流体在圆形导管中流动时,在管路系统中任意两个界面之间列出机械能衡算方程为f 2222211122h u P gZ u P gZ +++=++ρρ J ·kg –1 (1) 或f 2222211122H gu g P Z g u g P Z +++=++ρρ m 液柱 (2)式中: Z — 流体的位压头,m 液柱; P — 流体的压强,P a ;u — 流体的平均流速,m · s –1;ρ - 流体的密度,kg · m – 3;h f - 流动系统内因阻力造成的能量损失,J · kg –1; H f - 流动系统内因阻力造成的压头损失,m 液柱。

符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。

假若:(1)水作为实验物系,则水可视为不可压缩流体;(2)实验导管是按水平装置的,则Z 1 = Z 2;(3)实验导管的上下游截面上的横截面积相同,则u 1 = u 2。

因此(1)和(2)两式分别可简化为ρ21f p p h -=J · kg –1 (3)gp p H ρ21f -=m 水柱 (4) 由此可见,因阻力造成的能量损失(压头损失),可由管路系统的两界面之间的压力差(压头差)来测定。

当流体在圆形直管内流动时,流体因磨擦阻力所造成的能量损失(压头损失),有如下一般关系式:2221f u d l p p h ⋅⋅=-=λρJ · kg –1 (5) 或gu d l g p p H 2221f ⋅⋅=-=λρ m 液柱 (6) 式中:d - 圆形直管的直径,m ; l - 圆形直管的长度,m ; λ - 摩擦系数,(无因次)。

大量试验研究表明:摩擦系数λ与流体的密度ρ和粘度μ管径d 、流速u 和管壁粗糙度ε有关。

应用因次分析的方法,可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度ε/d 存在函数关系,即)(Re df ελ、= (7)通过实验测得λ和Re 数据可以在双对数坐标上标绘出试验曲线。

当Re <2000时,摩擦系数λ与管壁粗糙度ε无关。

当流体在直管中呈湍流时,λ不仅与雷诺数有关,而且与管壁相对粗糙度有关。

当流体流过管路系统时,因遇各种管件、阀门和测量仪表等而产生局部阻力,所造成的能量损失(压头损失),有如下一般关系式:2'2f u h ζ= J · kg –1或gu H 2'2f'ζ= m 液柱式中:u - 连接管件等的直管中流体的平均流速,m · s –1;ζ - 局部阻力系数(无因次)。

由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂,各种局部阻力系数的具体数值,都需要通过实验直接测定。

三、 实验步骤1、关闭流量控制阀,打开二个平衡阀 ,启动泵。

2、系统排气(1) 总管排气:先将流量控制阀开足然后再关闭,重复三次,目的为了使总管中的大部分气体被排走,然后打开总管排气阀,开足后再关闭,重复三遍。

(2) 引压管排气:依次分别对4个放气阀,开、关重复三次。

(3) 压差计排气:关闭二个平衡阀,依次分别打开4个放气阀,此时眼睛要注视着U 型压差计中的指示剂液面的上升,防止指示剂冲出,开、关重复三次。

3、检验排气是否彻底是将流量控制阀开至最大,再关至零,看U 型压差计读数,若左右读数相等,则判断系统排气彻底;若左右读数不等,则重复上述2步骤。

由于流量计量采用涡轮流量计,其小流量受到结构的限制,因此从大流量做起,实验数据比较准确。

4、实验布点由于Re 在充分湍流区,λ~Re 的关系是直线,所以大流量时少布点,而Re 在比较小时,λ~Re 的关系是曲线,所以小流量时多布点。

先将控制阀开至最大,读取流量显示仪读大F ,然后关至水银压差计差值约0.10时,在读取流量显示仪读数小F ,在小F 和大F 二个读数之间布12~14个点。

水温取第一组和最后一组读数的平均值。

5、实验结束后,关闭电源,打开二个平衡阀。

四、 原始数据直管段长: ;直管段直径: ; 局部阻力段直径: ; 流量系数: ;压差计初读数:直管阻力 左= ;右= ;局部阻力 左= ;右= ;水温: 初读数 ,终读数 。

平均值 。

换热系数K的测定一、实验目的1、了解各种换热器的结构;2、掌握换热器的主要性能指标的测定方法;3、掌握换热器的基本操作方法。

二、基本原理工业上大量存在的传热过程(指间壁式传热过程)都是由固体内部的导热及各种流体与固体表面见的给热组合而成的。

传热过程的基本数学描述是传热速率方程式和热量衡算式。

1.传热基本方程式传热密度q是反映具体传热过程速率大小的特征量。

对q的计算,需要引入壁面温度,而在实际计算时,壁温往往是未知的。

为实用方便,希望能避开壁温测量,直接根据冷、热流体的温度进行传热速率的计算。

在间壁式换热器中,热量序贯地由热流体传给壁面左侧、再由壁面左测传导至壁面右侧传给冷流体。

在定态条件下,并忽略壁面内外表面的差异,则各环节的热流密度相等,即q=Q/A=(T-t w1)/(1/αh)=(t w1-t w2)/(δ/λ)=(t w2-t)/(1/ αc)(1)由(1)式可以得到q=(T-t)/( 1/αh+δ/λ+1/ αc)=推动力/阻力(2)式中1/αh、δ/λ、1/ αc分别为各传热环节对单位传热而言的热阻。

由上式,串联过程的推动力和阻力具有加和性。

在工程上,上式通常写成:Q=KA(T-t) (3) 式中K=1/(1/αh+δ/λ+1/ αc) (4)式(4)为传热过程总热阻的倒数,称为传热系数。

比较式(1)和式(2)两式可知,给热系数α同流体与壁面的温差相联系,而传热系数K则同冷、热流体的温差相联系。

由于冷流体的温度差沿加热面是连续变化的,且此温度差与冷、热流体温度成线性关系,故将(3)式中(T-t)的推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表示,即Q=KA∆t m(5)2.热量衡算方程式图2为一定态双管程列管换热器,热流体走壳程,体积流量为W h,进口温度T1,出口温度T2;冷流体走管内,体积流量为W c,进口温度t1,出口温度t2,热流体放出的热量等于冷流体得到的热量,即Q=W cρC C PC(t2- t1)= W hρh C Ph(T1- T2) (6)3.传热过程的调节在换热器中若热流体的流量W h或进口温度T1发生变化,而要求出口温度T2保持原来数值不变,可通过调节冷却介质流量来达到目的。

但是这种调节作用不能单纯地从热量衡算的观点理解为冷流体的流量大带走的热量多,流量小带走的热量小。

根据传热基本方程式,正确的理解是,冷却介质流量的调节,改变了换热器内传热过程的速率。

传热速率的改变,困难来自△t m的变化,也可能来自K的变化,而多数是由两者共同引起的。

如果αc>>αh,调节Wc,将使△t m的变化。

如果αc<<αh或αc≈αh,调节Wc,将使△t m和K皆有较大变化,此时过程调节是两者共同作用的结果。

4.实验装置的建立依据将(5)和(6)式联立,则KA∆t m= W cρC C PC(t2- t1) (7)其中∆t m=[(T1- t2)- (T2- t1)]/ln[(T1- t2)/ (T2- t1)] (8)K = W cρC C PC(t2- t1)/ A∆t m(9)若实验物系选定水和空气,由(8)(9)式告诉我们,实验装置中需要确定的参数和安装的仪表有:A————由换热器的结构参数而定;W c————测冷流体的流量计;t1、t2———测冷流体的进、出口温度计;T1、T2———测热流体的进、出口温度计;C PC————由冷流体的进、出口平均温度决定。

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