化工原理实验报告_离心泵
离心泵特性曲线的测定
一、实验目的
1．学习离心泵的操作。
2．测定单级离心泵在固定转速下的特定曲线。
二、实验原理
离心泵的性能一般用三条特性曲线来表示，分别为H-Q 、N-Q 和-Q 曲线，本实验利用如图1所示的实验装置进行测定工作。
泵的压头用下式计算
g
u u h H H H 22
1
220-+++=真空表压力表
其中压力表H 及真空表H 分别表示离心泵出口压力表和进口真空表的读数换算成米液柱的数值，0h 表示进、出口管路两测压点间的垂直距离，可忽略不计，21u u =，故
真空表压力表H H H +=
g QH N e ρ=/(36001000)
效率%100⨯=
N
N e
η, 式中：e N ——泵的有效功率，kW ；
N ——电机的输入功率，由功率表测出，kW ；
Q ——泵的流量，-13h m ⋅。
图1. 实验装置流程图
1-底阀 2-入口真空表 3-离心泵 4-出口压力表 5-充水阀
6-差压变送器 7-涡轮流量计 8-差压变送器 9-水箱
离心泵入口和出口管的规格为
1#~2#装置，入口内径为35.75mm，出口内径为27.1mm
3#~8#装置，入口内径为41mm 42.25 3.25，出口内径为35.75mm 48 3.5
三、实验步骤
1．打开充水阀向离心泵泵壳内充水。
2．关闭充水阀、出口流量调节阀，启动总电源开关，启动电机电源开关。
3．打开出口调节阀至最大，记录下管路流量最大值，即控制柜上的涡轮流量计的读数。
4．调节出口阀，流量从最大到最小测取8次，再由最小到最大测取8次，记录各次实验数据，包括压力表读数、真空表读数、涡轮流量计的读数、功率表的读数。
5．测取实验用水的温度。
6．关闭出口流量调节阀，关闭电机开关，关闭总电源开关。
注意事项：离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。
四、数据处理与讨论
水温：20.5℃，离心泵型号规格：
序号
流量
1
3-
⋅h
m
泵入口压力（表压）泵出口压力（表压）电机功率
kW
扬程
m
效率
% mmHg mmH2O kPa mmH2O
19.68-128-174096.398200.75211.5640.4 28.73-100-1359106.1108200.71412.1840.5
3 6.92-61-829120.7123080.64113.1438.6
4 5.13-34-462131.8133380.57413.8033.5
5 4.64-28-381133.8136440.55414.0332.0
6 3.70-17-231138.3141030.51214.3328.2
7 2.81-9-122140.8143580.46314.4823.9
8 1.84-3-41143.1145930.42714.6317.1 90.38341147.2150110.380
10 1.42-1-14143.7146540.41714.6713.6
11 3.47-15-204139.0141740.50214.3827.0
12 5.19-36-489131.0133590.58413.8533.5
13 6.90-63-859120.1122370.65313.1037.6 147.82-80-1087113.2115340.68112.6239.4 158.54-97-1318107.5109540.70612.2740.4 169.60-126-171397.299040.75311.6240.3
17 9.66 -128 -1740 96.2 9802 0.757 11.54 40.0
以第3组数据作为计算举例：
水温为25C 时的密度为998kg/m 3
m 14.131000/)12308829(=+=+=压力表真空表H H H
kW g HQ N e 247.01000
360081
.999892.614.1310003600=⨯⨯⨯⨯=⨯=ρ
%6.38641
.0247
.0===
N N e η 以流量Q 为横坐标，η及e H N ,为纵坐标，绘出此离心泵的特性曲线，如图2所示。
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
10
15
20
30
40
效率
N
H
N (k W )
Q (m 3
/h)
H (m )
效率 (%)
图2. 实验测定的离心泵特性曲线
泵的型号为LT2-1，转速为2940r/min 。
五、思考题
1．离心泵启动前，出口阀处于什么状态？为什么？关闭离心泵时，出口阀处于什么状态？为什么？
离心泵启动时，应关闭出口阀，此时电机功率最低，降低了启动电流，有利于保护电机；关闭离心泵时，也应关闭出口阀，避免管路中液体倒流。
2．测定离心泵的特性曲线并绘出曲线图时为什么要注明转速数值？ 因为，不同转速的相同类型的泵，其特性曲线不同。
3．随着离心泵流量的增大，进口真空表和出口压力表指示的数值怎么变化？功率表读数如何变化？
随着流量的增大，进口真空表读数逐渐增大，出口压力表读数逐渐减小，功率表读数也逐渐增大。
4．离心泵怎样启动？为什么？
离心泵启动以前，应先注满水，然后关紧出口阀，再打开启动电源。
如果不灌满水，会产生气缚现象，如此，离心泵就无法从水槽中将水吸入泵内，管内也就不会有流体流动。
5．离心泵启动后，如不打开出口阀会有什么结果？
不打开出口阀，管内流体无法流动，流量表的读数为零。
6．为什么离心泵可用出口阀来调节流量？
调节出口阀主要改变管路特性曲线，即改变管路的阻力，阀门开度越小，阻力越大，流量越小，相反，阀门开度越大，阻力越小，流量越大。
但是，该方法的缺点是能量损失比较大。
化工原理实验报告综合经典篇
实验题目：流体流动阻力测定实验一、数据记录1、实验原始数据记录如下表：离心泵型号：MS60/0.55，额定流量：60L/min, 额定扬程：19.5mN，额定功率：0.55kw流体温度2、5 2.4 1.9258 0.00513 41149.8586 2.6487 0.024846 6 2.2 1.7653 0.0061 37720.7038 2.2759 0.029569 7 2 1.6048 0.00593 34291.5489 1.8149 0.028751 8 1.8 1.4443 0.00424 30862.3940 1.5304 0.020508 9 1.6 1.2838 0.00536 27433.2391 1.2164 0.025955 10 1.4 1.12340.005655 24004.08420.94180.0273820.00559绘制粗糙管路的双对数λ-Re 曲线如下图示：根据光滑管实验结果，对照柏拉修斯方程λ=0.3164/（Re0.25），计算其误差，计试验次数 阻力系数λ 雷诺数Re 柏拉修斯方程计算结果 误差1 0.016893 57609.8021 0.02042266 0.1728312 0.017215 54009.1895 0.02075485 0.1705553 0.017332 50408.5768 0.02111594 0.179198 4 0.017282 46807.9642 0.0215108 0.196595 0.018107 43207.3516 0.02194558 0.174914 6 0.017612 39606.7389 0.02242819 0.2147387 0.018552 36006.1263 0.02296902 0.1923038 0.019035 32405.5137 0.02358206 0.192819 9 0.019391 28804.901 0.02428678 0.201582 10 0.019954 25204.2884 0.02511122 0.205375 3 的流速2900d Vu π=（m/s ），雷诺数μρdu =Re ，流体阻力ρ1000⨯∆=P Hf，阻力系数22Lu d H f =λ，ξ=gu2f'Δ2ρP ，并以标准单位换算得光滑管数据处理结果如下表二、结果分析（1）光滑管结果分析：曲线表明，在湍流区内，光滑管阻力系数随雷诺数增大而减小，进入阻力平方区（也称完全湍流区）后，雷诺数对阻力系数的影响却越来越弱，阻力系数基本趋于不变。
化工原理实验——离心泵特性曲线的测定实验
实验中控制的参数是流量������，可用调节阀来进行控制调节。为了保证系统灌 满，将控制阀安装于出口管路的末端。
实验装置及流程
主要设备 离心泵、循环水箱、涡轮流量计、流量调节阀、压力表、真空表、温度计 实验装置流程 实验装置流程如图 2-1 所示，由离心泵和进出口管路、压力表、真空表、流 量计和调节控制阀组成测试系统。实验物料为自来水，为节约起见，配置水箱循 环使用。为了保证离心泵在启动时满灌，排除泵壳内的空气，泵安装在液面以下。
五、实验操作要点
1.在启动泵前，要关闭出口控制阀的显示仪表电源开关，以使泵在最低负荷 下启动，避免启动脉冲电流过大而损坏电机和仪表。
2.启动泵，然后将控制阀开至最大以确定实验范围，在最大的流量范围内合 理布置实验点。（怎样布置？为什么？）
3.将流量调至某一数值，待系统稳定后，读取并记录所需数据（包括流量为 零时的各有关参数）。
2.对实验数据进行必要的误差分析，评价一下数据的结果的好与差，并分析 其原因。
3.论述一下对实验装置和实验方案的评价，提出自己的设想和建议。
八、思考题
1.离心泵在启动前为什么要引水灌泵？本实验装置中离心泵在安装上有什么特 点？ 2.为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？而停泵之前也要关闭 出口阀？ 3.离心泵的流量可由泵的出口阀调节，为什么？ 4.什么情况下会出现“汽蚀”现象？ 5.离心泵流量增大时，压力表与真空表的数值将如何变化？为什么？ 6.能否在离心泵的进口管处安装调节阀，为什么？
率和传动效率）。
������总
=
������轴 ������电
⑧
实验时，使泵在一定转速下运转，测出对应于不同流量的扬程、电机输入功
率、效率等参数值，将所得数据整理后用曲线表示，即得到泵的特性曲线。
化工原理实验离心泵
姓名李梦妍时间班级化应1501学号998.1120.50Di/mm 14.00ho/mm 200.00dv/mm 17.00Cv0.90do/mm 14.00序号压差/kPa流量/(m3/s)压差/kPa 流量/(m3/s)孔流系数c 0153.102.11E-03192.00 2.11E-030.70252.802.10E-0319.40 2.10E-03 2.19345.701.95E-0317.10 1.95E-032.17437.901.78E-0314.80 1.78E-032.12524.101.42E-0310.60 1.42E-032.0067.607.97E-04 5.707.97E-04 1.537 1.503.54E-04 3.40 3.54E-040.8880.602.24E-04 1.30 2.24E-040.90序号流量计压差/kPa流量/(m3/s)压力表/kPa 真空表/kPa 扬程/m 10.702.42E-04422.50-1.8043.5324.806.33E-04358.40-10.9037.92329.401.57E-03366.90-18.9039.60485.402.67E-03338.60-36.0038.465148.603.52E-03287.40-54.8035.156162.003.68E-03232.90-71.5031.297162.003.68E-03174.90-75.2025.748162.003.68E-03142.10-76.8022.569162.003.68E-03132.60-79.5021.86序号流量计压差1/kPa流量1/(m3/s)流量计压差1/kPa 流量2/(m3/s)总流量/(m3/s)1161.803.68E-03161.60 3.67E-037.35E-032141.503.44E-03152.10 3.56E-037.00E-033113.203.08E-03123.40 3.21E-03 6.29E-03480.002.59E-0387.80 2.71E-03 5.29E-03548.502.01E-0353.90 2.12E-034.13E-03623.701.41E-0327.90 1.53E-032.93E-0379.108.72E-0412.00 1.00E-03 1.87E-038 1.903.98E-04 3.50 5.41E-049.39E-04序号功率表读数/w流量计压差/kPa 流量/(m3/s)压力表/kPa 真空表/kPa 1782.000.70 2.42E-04206.30-6.302839.003.10 5.09E-04199.30-9.304978.0016.30 1.17E-03192.60-14.90离心泵单泵特性曲线流量计校正试验标准流量计孔板流量计离心泵串联操作特性曲线离心泵并联操作特性曲线2017.11.09201544129.00密度/kg/m*m*m温度/摄氏度待测文氏管尺寸标准文氏管孔板流量计31142.0074.53 2.50E-03175.20-26.20 51318.0085.70 2.68E-03148.50-43.60 61454.00125.60 3.24E-03121.30-60.30 71507.00147.40 3.51E-03105.10-68.10 81507.00160.30 3.66E-0396.60-72.40 1507.00162.00 3.68E-0391.40-75.401507.00162.00 3.68E-0388.80-75.60管路特性曲线序号电动机频率/Hz流量计压差/kPa流量/(m3/s)压力表/kPa真空表/kPa 115.0020.70 1.31E-0314.30-11.30 220.0035.90 1.73E-0325.20-14.30 325.0043.10 1.90E-0339.20-17.40 430.0055.30 2.15E-0356.10-22.10 535.0063.40 2.30E-0376.00-26.50 640.0078.40 2.56E-0397.80-32.60 745.0089.60 2.74E-03122.90-38.00 850.00105.90 2.97E-03149.20-45.40黏度/mPa·s 1.00管内径/mm50.00电机效率传动效率0.80 1.00文氏管流量计压差/kPa流量/(m3/s)孔流系数c0115.40 2.11E-030.90113.70 2.10E-030.9099.00 1.95E-030.9082.50 1.78E-030.9053.60 1.42E-030.8918.907.97E-040.842.103.54E-04 1.122.00 2.24E-040.73压力表/kPa真空表/kPa扬程/m99-71.5017.61 108.45-56.1017.01127.85-55.4018.92152.25-41.3519.97174.6-28.3520.93190.45-19.1521.61198.35-12.6521.75201.95-9.5521.80扬程/m效率轴功率/w21.910.08625.6021.500.16671.2021.390.31782.4020.770.56913.60 19.820.491054.40 18.750.511163.20 17.890.511205.60 17.460.521205.60 17.240.511205.60 16.990.511205.60 L/m2.814.235.988.1910.6713.5216.6320.070.30。
化工原理实验1离心泵特性曲线的测定
实验一：离心泵特性曲线的测定本实验要求掌握：离心泵特性曲线的概念离心泵性能参数的测定方法流量 Q的测定扬程H的测定轴功率N的测定效率η转速n的测定离心泵特性曲线的概念:离心泵的主要性能参数有流量Q（也叫送液能力）、扬程H(也叫压头)、轴功率 N和效率η。
在一定的转速下，离心泵的扬程H、轴功率N和效率η均随实际流速Q的大小而改变。
通常用水经过实验测出Q-H、Q-N及Q-η之间的关系，并以三条曲线分别表示出来，这三条曲线就称之为离心泵的特性曲线。
离心泵的特性曲线是确定泵适宜的操作条件和选用离心泵的重要依据。
但是，离心泵的特性曲线目前还不能用解析方法进行精确计算，仅能通过实验来测定，而且离心泵的性能全都与转速有关；在实际应用过程中，大多数离心泵又是在恒定转速下运行，所以我们要学习离心泵恒定转速下特性曲线的测定方法。
思考题：1、试从所测实验数据分析离心泵在启动时为什么要关闭出口阀？答：关闭出口阀是为了让泵能正常运行起来。
因为，离心泵在启动前是没有水的，而在其启动后，扬程会很低，流量却很大，使离心泵的功率也很大，容易超载，使泵的电机及线路损坏。
2、启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？答：启动离心泵之前要引水灌泵是为了避免气缚现象的发生。
如果发生气缚现象，会使离心泵无法输出液体。
如果，引水灌泵后仍然无法启动，那就有可能离心泵坏了。
3、为什么用泵的出口阀调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？答：在固定的转速下扬程是固定的的情况下，离心泵可以通过调节出口阀就是调节导流面积来改变流量，这个方法比较简单可行，但是，同时较为消耗能量。
我们也可以使用变频器调节电机转速来调节流量，又能减少能量，节约用电。
4、离心泵泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会不断上升？为什么？答：是。
因为离心泵的进口和出口是有间隙的，达到一定压力后，水只在出口和进口处循环，所以压力会上升到一定程度就不再上升并保持在这个压力上。
离心泵性能综合实验(化工原理实验)
离心泵性能综合实验一、实验目的1、观察离心泵汽蚀、气缚现象，了解汽蚀、气缚现象产生原因及其防止方法；2、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，了解转子流量计的工作原理；3、测定离心泵特性曲线，绘制出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图。
二、实验原理1、气缚现象离心泵靠离心力输送液体。
离心力大小，除与叶轮直径及叶轮旋转速度有关外，还与流体重度有关。
若离心泵启动时，泵壳内存在大量空气，则由于空气的重度远远低于液体的重度，叶轮旋转所造成的离心力也很小，导致泵入口与水池液面间的压差太小，不能把水池内液体抽压到叶轮中心，就会发生离心泵空转却送不出液体的状况，这种现象称“气缚”。
所以，离心泵若安装在液面上方时，启动前必须先使泵体及吸入管路中充满液体(所谓“灌泵”)。
同时，在运转过程中也要防止外界空气大量漏入，以免产生气缚。
2、汽蚀现象离心泵之所以能吸取液体，是由于泵的叶轮旋转时，将液体抛向外沿，而中心形成真空，而贮槽液面上的压力却为大气压，因此，泵就依靠此压差将液体压入泵内，如果输送的是水，并设叶轮进口处为绝对真空，管路阻力为零，液面上为一个标准大气压，那么最大几何吸上高度也不超过10.33米。
图1离心泵吸上真空度参照图1，列0~0，1~1截面间柏努利方程式：0120112s f p p u Z h g g g ρρ-⎛⎫=-++∑ ⎪⎝⎭(1)式中s Z 为几何安装高度。
设：01s p p H gρ-=，s H 为吸上真空高度，则012112o s s f p p u H Z h g gρ--==++∑(2)由此可知，1p 愈小，s H 愈大。
但当1p 低达v p (输送液体的饱和蒸汽压)时，液体就要汽化，就产生汽蚀现象，使泵无法工作，所以对1p 的降低幅度应有限制。
由上式可见，1p 随着泵的几何安装高度s Z 提高而降低，故最终应对泵的几何安装高度加以限制。
在离心泵的铭牌(性能表)上一般都列有允许吸上真空高度s H 允许和汽蚀余量h ∆允许，二者均是对泵的安装高度加以限制，以避免汽蚀现象发生。
离心泵特性曲线测定实验报告
P= = （3）
通过调节阀门开度调节流量，由式（3）求取的数据或扭矩测功仪可直接采集轴功率数据，就可得出泵的轴功率和流量的关系曲线。
3.离心泵效率的计算
离心泵的有效功率可用下式计算：
Pe=qv gH（4）
离心泵的效率为：
（5）
通过调节阀门开度调节流量，由式（5）求取的数据就可得出泵的效率和曲线流量。
=lgA+mlgRe
在双对数坐标中作图，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，即可得到系数A，即：
A=
用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到m、n。
（2）对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为：
(3)将出口调节阀开至最大，在流量范围内合理布置实验点，要求由大到小取10组以数据。
(4)将流量调节至某-数值，待系统稳定后读取并记录所需实验数据(包括流量为零时数据)。
(5)将泵出口调节阀关闭后,断开电源开关，停泵开启出口阀.开启进水阀。
(6)关闭各测试仪表,关闭总电源。
六、实验原始数据记录
水温：21.0℃转速：2900r/min
H=(pM-pV)/ρg=8.99(m)
P=2π*9.81Gnl/60=Gnl/0.974=58%
Pe=qvρgH=9.91m3/h×0.998(kg/m3)×8.99m=58%
η=Pe/P=23%/58%=39%
八、实验结果与分析讨论
离心泵有个重要特性：当压力(扬程)很低时，其流量会很大，这从泵的特性曲线上可以看出。而泵的功率与流量成正比，泵起动时，管道内没有压力，则造成泵的流量很大，则泵的功率很大，加上电机、泵的转动部分从静止到高速运转，需要很大的加速度，这样势必造成起动电流很大，因此采取关闭出口阀门的方法，使泵在起动时不输出水量，使泵的功率最小，当泵达到额定转速后，慢慢开启出口阀，逐渐增加水流量，使电机电流逐渐增加到额定电流。
化工原理实验离心泵
u u =C 2 gh
2 0 2 1
（2—7）
对于不可压缩流体，根据连续性方程式又可得：
u1 =
s0 s1
（2—8）
将式（2—8）代入式（2—7）整理后得：
u0 =
c 2gh s0 2 1 ( ) s1
（2—9）
令 c0
=
c s0 2 1 ( ) s1
则式（2—9）简化为：
u0 = c0
根据u0 和
制作人
杨小伟 周坤 牛娅丽 贾海峰 九九化工系
单位
指导教师
梁英华 李国江
泵的扬程用下式计算
H e = H 压力表 + H 真空表 u u + h0 + 2g
2 2 2 1
（2—1）
式中： 压力表 —泵出口处的压力表读数[m水柱]； H
H 真空表
—泵入口处的真空表读数[m水柱]；
h0—压力表和真空表测压接口之间的垂直距离[m]； 本实验的h =0.35m。 0
u 2 —压出管（Φ42.25ⅹ3.25mm）内流体的流速[m/s]
2 gh
(2---10)
s0 即可算出流体的体积流量
m3 [ s
]
2 gR ( ρ R ρ )
Vs = u0 S 0 = c0 S 0 2 gh
或
Vs = c0 s0
ρ
式中： R—U型压差计的读数[m]；
ρ R —压差计中指示液的密度 [ m 3 s ]；
——孔流系数。它由孔板锐孔的形状， 测压口的位置、孔径与管径比和雷诺准 数所决定。具体数值由实验确定。当 d 0 一定，Re准过 某个数值后， 就接近与 定值 工业上定型的孔板流量计都规定在c为常数的流动 条件下使用。
化工原理实验报告
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、柏努利方程式式中：1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 m1u 、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/s1P 、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ρρ2222121122p 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 22ν,从而可得到各截面测管水头和总水头;三、实验流程图泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管：内径15mm;四、实验操作步骤与注意事项1、熟悉实验设备,分清各测压管与各测压点,毕托管测点的对应关系;2、打开开关供水,使水箱充水,待水箱溢流后,检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平,若不平则进行排气调平开关几次;3、打开阀5,观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系,观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况;4、将流量控制阀开到一定大小,观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差△h1…△h4;要注意其变化情况;继续开大流量调节阀,测压孔正对水流方向,观察并记录各测压管中液位差△h1…△h4;5、实验完毕停泵,将原始数据整理;实验二离心泵性能曲线测定一、实验目的1.了解离心泵的构造和操作方法2.学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法二、实验原理离心泵的主要性能参数有流量Q也叫送液能力、扬程H也叫压头、轴功率 N和效率η;离心泵的特性曲线是Q-H、Q-N及Q-η之间的关系曲线;泵的扬程用下式计算：He=H压力表+H真空表+H+u出2-u入2/2g式中：H压力表——泵出口处压力H真空表——泵入口处真空度H——压力表和真空表测压口之间的垂直距离泵的总效率为：其中,Ne为泵的有效功率：Ne=ρ●g●Q●He 式中：ρ——液体密度g——重力加速度常数Q——泵的流量Na为输入离心泵的功率：Na=K●N电●η电●η转式中：K——用标准功率表校正功率表的校正系数,一般取1 N电——电机的输入功率η电——电机的效率η转——传动装置的传动效率三、实验设备及流程：设备参数：泵的转速：2900转/分额定扬程：20m水温：25℃泵进口管内径：41mm泵出口管内径：35.78mm 两测压口之间的垂直距离：0.35m四、实验操作1.灌泵因为离心泵的安装高度在液面以上,所以在启动离心泵之前必须进行灌泵;2.开泵注意：在启动离心泵时,主调节阀应关闭,如果主调节阀全开,会导致泵启动时功率过大,从而可能引发烧泵事故;3.建立流动4.读取数据等涡轮流量计的示数稳定后,即可读数;注意：务必要等到流量稳定时再读数,否则会引起数据不准;五、作业以一组数据计算实验三过滤实验一、实验目的1.了解板框过滤机的构造和操作方法;2.掌握恒压过滤常数的测定方法测定恒压过滤常数；虚拟滤液体积；虚拟过滤时间;二、基本原理对于不可压缩滤渣,在恒压过滤情况下,滤液量与过滤时间的关系可用下式表示:V+Ve2=KS2t+te上式也可写成:q+qe 2=Kt+te微分后得到:dt / dq= 2q / K+2qe/ K该微分式为一直线方程,其斜率为2/K,截距为2qe/K;实验中△t/△q代替dt/dq,通过实验测定一系列的△t与△q值,用作图的方法,求出直线的斜率、截距,进而求出恒压过滤常数K,虚拟滤液体积qe;只考虑介质阻力时：qe2=Kte将qe 代入上式可求出虚拟过滤时间te;三、实验设备板框过滤机的过滤面积为0.12m2;由空压机提供压力,并恒压可调;以碳酸钙和水混合成悬浮液,可完成过滤常数的测定实验;孔板孔口径：8mm,文丘里管喉径：8mm,φ20×2不锈钢管;四、实验步骤1、先将板框过滤机的紧固手柄全部松开,将板、框清洗干净;2、将干净滤布安放在滤板两侧,注意必须将滤布四角的圆孔与滤板四角的圆孔中心对正,以保证滤液和清洗液流道的畅通;3、安装时应从左至右进行,装好一块,用手压紧一块;请特别注意板框的顺序和方向,所有板框有圆点的一侧均应面向安装者,板框过滤机共有4块板带奇数点,3块框带偶数点,以确保流道的畅通;4、装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止;5、松开混合釜上加料口的紧固螺栓,打开加料口,加水至视镜的水平中心线,打开控制屏上的电源,启动搅拌机,再加入碳酸钙3kg,任其自行搅拌;6、约5min后,检查所有阀门看是否已关紧确保全部关紧后,同时注意在搅拌过程中混合釜的压力,控制混合釜压力表的指示值在～范围,并一直维持在恒压条件下操作,如果压力过大也可通过混合釜右侧的放空阀调节;（1）、打开过滤机的出料阀,并准备好秒表,做好过滤实验的读数和记录准备,再打开控制屏上板框过滤机的进料阀,开始过滤操作;2、注意看看板框是否泄漏大量液体冲出,少量漏液无妨确认正常后,观察滤液情况,一般开始出来的比较浑浊,待滤液变清后,立即开始读取计量槽的数据,并同时开始计时和记录相关实验数据;3、装置的计量槽分左右计量筒计量,左侧计滤液量,右侧计洗水量左右两筒有过滤液孔连通,需要时两筒可串联使用,以便连续实验需要;读取5组以上的实验数据后,即可关闭进料阀和出料阀结束过滤实验;（4）、如果需要做滤饼洗涤实验,则在结束过滤实验之后,关闭混合釜的进气阀;然后关闭进水阀,打开进气阀,恒压在～范围,按过滤实验相同的方法操作,完成实验后,关闭进水阀和出水阀结束滤饼洗涤实验;（5）、如果改变操作压力,还可进行过滤速率方程压缩指数的测定实验;实验四传热实验一、实验目的测定对流传热系数的准数关联式;二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热系数α,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回归;本实验简化上式,即取n=流体被加热;这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线方程：在双对数坐标中作图,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,则可得到系数A,即：对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组;其准数定义式分别为：牛顿冷却定律：传热量Q可由下式求得：三、实验设备流程设备参数：孔板流量计：流量计算关联式：V=●O式中：R——孔板压差,mmH2V——水流量,m3 /h换热套管：套管外管为玻璃管,内管为黄铜管;套管有效长度：1.25m,内管内径：0.022m四、实验操作1.启动水泵2.打开进水阀3.打开蒸汽发生器4.打开放汽阀5.读取水的流量6.读取温度7.实验结束后,先停蒸汽发生器,再关进水阀;实验五精馏实验一、试验目的1.掌握精馏塔的结构2.测定精馏塔的理论板数及塔效率二、实验原理1.理论板2.作图法求理论板数3.精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,即：E t =Nt/ N精馏塔的单板效率Em可以根据气相或液相通过测定塔板的浓度变化进行计算; 若以液相浓度变化计算,则为：Eml =Xn-1-Xn/ Xn-1- Xn若以气相浓度变化计算,则为：Emv =Yn-Yn+1/ Yn-Yn+1式中：Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率；Xn-------第n块板下降的液体组成,摩尔分率；Xn ------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成,摩尔分率；Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率；Yn-------第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率；Yn ------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成,摩尔分率;三、实验设备及流程简介本实验进料的溶液为乙醇—水体系,其中乙醇占20%摩尔百分比;精馏塔：采用筛板结构,塔身用直径Φ57X3.5mm的不锈钢管制成,设有两个进料口,共15块塔板,塔板用厚度1mm的不锈钢板,板间距为10cm；板上开孔率为4%,孔径是2mm,孔数为21；孔按正三角形排列；降液管为Φ14X2mm的不锈钢管；堰高是10mm;四、实验步骤1.全回流进料打开泵开关,再打开进料的管线;2.塔釜加热升温全回流进料完成后,开始加热;3.建立全回流注意恒压,回流开始以后就不能再打开衡压排气阀,否则会影响结果;4.读取全回流数据5.逐步进料,开始部分回流逐渐打开塔中部的进料阀和塔底的排液阀以及产品采出阀,注意维持塔的物料平衡、塔釜液位和回流比;6.记录部分回流数据五、作业写出精馏段操作线方程、提馏段操作线方程、加料线方程;实验六、吸收实验一、实验原理本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨;混合气体中氨的浓度很低;吸收所得的溶液浓度也不高;气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律即平衡线在x-y 坐标系为直线;故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力,相应的传质速率方程式为： 所以 )/(m p A a Y Y V G K ∆•= 其中 式中G A —单位时间内氨的吸收量kmol/h; K Ya —总体积传质系数kmol/m 3·h ; V p —填料层体积m 3;△Y m —气相对数平均浓度差; Y 1—气体进塔时的摩尔比;Y e1—与出塔液体相平衡的气相摩尔比; Y 2—气体出塔时的摩尔比;Y e2—与进塔液体相平衡的气相摩尔比; 3、计算方法、公式：1氨液相浓度小于5%时气液两相的平衡关系：温度 ℃：***********亨利系数Eatm ：2总体积传质系数K Ya 及气相总传质单元高度H og 整理步骤 a 、标准状态下的空气流量V 0：21210010T T PP P T V V ••••= m 3/h 式中：V 1——空气转子流量计示值 m 3/hT 0、P 0——标准状态下的空气的温度和压强 T 1、P 1——标定状态下的空气的温度和压强 T 2、P 2——使用状态下的空气的温度和压强b 、标准状态下的氨气流量V 0’210221010010''T T P P P T V V ••••••=ρρ m 3/h 式中：V 1’——氨气转子流量计示值 m 3 / h ρ01——标准状态下氨气的密度 kg / m 3 ρ02——标定状态下氨气的密度 kg / m 3如果氨气中纯氨为98%,则纯氨在标准状态下的流量V 0’’为：V 0’’=●V 0’c 、惰性气体的摩尔流量G ：G=V 0 /d 、单位时间氨的吸收量G A ：G A =G ●Y 1-Y 2e 、进气浓度Y 1：f 、尾气浓度Y 2：式中：Ns——加入分析盒中的硫酸当量浓度 NVs——加入分析盒中的硫酸溶液体积 mlV——湿式气体流量计所测得的空气体积 mlT——标准状态下的空气温度 KT——空气流经湿式气体流量计时的温度 Kg、对数平均浓度差ΔYm：Ye2=0Ye1=mx1P=大气压+塔顶表压+填料层压差/2m=E / Px1=GA/ Ls式中：E——亨利常数Ls——单位时间喷淋水量 kmol / hP——系统总压强h、气相总传质单元高度：式中：G’——混合体气通过塔截面的摩尔流速二、实验设备及流程设备参数：基本数据：塔径Φ0.10m,填料层高0.75m填料参数：12×12×mm瓷拉西环,a1—403m-1,ε—,a1/ε3—903m-1尾气分析所用硫酸体积：1ml,浓度：上图是吸收实验装置界面,氨气钢瓶来的氨气经缓冲罐,转子流量计与从风机来经缓冲罐、转子流量计的空气汇合,进入吸收塔的底部,吸收剂水从吸收塔的上部进入,二者在吸收塔内逆向流动进行传质;从塔顶出来的尾气进到分析装置进行分析,分析装置由稳压瓶、吸收盒及湿式气体流量计组成;稳压瓶是防止压力过高的装置,吸收盒内放置一定体积的稀硫酸作为吸收液,用甲基红作为指示剂,当吸收液到达终点时,指示剂由红色变为黄色;三、实验步骤建议的实验条件：水流量：80 l/h 空气流量：20 m3/h 氨气流量：0.5 m3/h 注意气量和水量不要太大,氨气浓度不要过高,否则引起数据严重偏离;1、通入氨气打开钢瓶阀门,氨气流量计前有压差计和温度计,用氨气调节阀调节氨气流量实验建议流量: 0.5 m3/h;2、进行尾气分析通入氨气后,让尾气流过吸收盒,同时湿式气体流量计开始计量体积;当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时,立即关闭考克,记下湿式气体流量计转过的体积和气体的温度;3、读取数据实验七干燥实验一、实验目的1.了解气流干燥设备基本流程和工作原理2.测定物料在一定干燥条件下的干燥速率曲线及传质系数二、实验原理1.干燥特性曲线干燥过程分为三个阶段：物料预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段; 式中：x平—某干燥速率下湿物料的平均含水量 kgGsi ,Gsi+1—分别为△τ时间间隔内开始和终了时湿物料重量 kg;Gc—湿物料中绝对干物料的重量 kg;2.传质系数恒速阶段：恒速阶段的干燥速率u仅由外部干燥条件决定,物料表面温度近于空气湿球温度tw;在恒定的干燥条件下,物料表面与空气之间的传热和传质速率分别用于下面式子表示：降速阶段：降速干燥阶段中干燥速率曲线的形状随物料内部结构以及所含水分性质不同而异,因而干燥曲线只能通过实验得到,降速阶段干燥时间的计算可以根据速率曲线数据图解求得,当降速阶段的干燥速率近似看作与物料的自由含水量x-x成正比时干燥速率曲线可简化为直线;即为：u=kxx-xkx=u / x-x式中：kx—以含水量差△x为推动力的比例系数 kg/m2·s·△x；u—物料含水量为x时的干燥速率 kg/m2·s；x—在τ时的物料含水量 kg/kg绝干物料；x—物料的平衡含水量 kg/kg绝干物料；三、实验装置及流程简介主要设备规格：孔板流量计：管径D=106mm,孔径d=68.46mm孔流系数 C=干燥室尺寸：m×m四、实验步骤1.启动风机注意：禁止在启动风机以前加热,这样会烧坏加热器;2.开始加热3.进行干燥实验。
化工原理实验报告_离心泵
离心泵特性曲线的测定一、实验目的1．学习离心泵的操作。
2．测定单级离心泵在固定转速下的特定曲线。
二、实验原理离心泵的性能一般用三条特性曲线来表示，分别为H-Q 、N-Q 和-Q 曲线，本实验利用如图1所示的实验装置进行测定工作。
泵的压头用下式计算gu u h H H H 221220-+++=真空表压力表其中压力表H 及真空表H 分别表示离心泵出口压力表和进口真空表的读数换算成米液柱的数值，0h 表示进、出口管路两测压点间的垂直距离，可忽略不计，21u u =，故真空表压力表H H H +=g QH N e ρ=/(36001000)效率%100⨯=NN eη, 式中：e N ——泵的有效功率，kW ；N ——电机的输入功率，由功率表测出，kW ；Q ——泵的流量，-13h m ⋅。
图1. 实验装置流程图1-底阀 2-入口真空表 3-离心泵 4-出口压力表 5-充水阀6-差压变送器 7-涡轮流量计 8-差压变送器 9-水箱离心泵入口和出口管的规格为1#~2#装置，入口内径为35.75mm，出口内径为27.1mm3#~8#装置，入口内径为41mm 42.25 3.25，出口内径为35.75mm 48 3.5三、实验步骤1．打开充水阀向离心泵泵壳内充水。
2．关闭充水阀、出口流量调节阀，启动总电源开关，启动电机电源开关。
3．打开出口调节阀至最大，记录下管路流量最大值，即控制柜上的涡轮流量计的读数。
4．调节出口阀，流量从最大到最小测取8次，再由最小到最大测取8次，记录各次实验数据，包括压力表读数、真空表读数、涡轮流量计的读数、功率表的读数。
5．测取实验用水的温度。
6．关闭出口流量调节阀，关闭电机开关，关闭总电源开关。
注意事项：离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。
四、数据处理与讨论水温：20.5℃，离心泵型号规格：序号流量13-⋅hm泵入口压力（表压）泵出口压力（表压）电机功率kW扬程m效率% mmHg mmH2O kPa mmH2O19.68-128-174096.398200.75211.5640.4 28.73-100-1359106.1108200.71412.1840.53 6.92-61-829120.7123080.64113.1438.64 5.13-34-462131.8133380.57413.8033.55 4.64-28-381133.8136440.55414.0332.06 3.70-17-231138.3141030.51214.3328.27 2.81-9-122140.8143580.46314.4823.98 1.84-3-41143.1145930.42714.6317.1 90.38341147.2150110.38010 1.42-1-14143.7146540.41714.6713.611 3.47-15-204139.0141740.50214.3827.012 5.19-36-489131.0133590.58413.8533.513 6.90-63-859120.1122370.65313.1037.6 147.82-80-1087113.2115340.68112.6239.4 158.54-97-1318107.5109540.70612.2740.4 169.60-126-171397.299040.75311.6240.317 9.66 -128 -1740 96.2 9802 0.757 11.54 40.0以第3组数据作为计算举例：水温为25C 时的密度为998kg/m 3m 14.131000/)12308829(=+=+=压力表真空表H H HkW g HQ N e 247.01000360081.999892.614.1310003600=⨯⨯⨯⨯=⨯=ρ%6.38641.0247.0===N N e η 以流量Q 为横坐标，η及e H N ,为纵坐标，绘出此离心泵的特性曲线，如图2所示。
离心泵实验报告
序 号
水流量 qv/m3•h-1
出口 平均表压 p2/mH2O
入口 平均表压 p1/mH2O
电机 功率和 P 电/kW
水温度 t/℃
并联 扬程 He/mH2O
并联 轴功率 Pa/kW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
并联 效率
η
% % % % % % % % % % % % % %
序 号
频 率 /Hz
水流量 出口表压 入口表压 水温度 出口流速
/m3•h-1 p2/mH2O
p1/mH2O
t/℃ u2/m•s-1
1 50
2 46
3 42
4 38
5 34
6 30
7 26
8 22
9 18
10 14
11 10
12 7
13 5
入口流速 u1/m•s-1
需要能量 H/mH2O
以第三组数据为例进行计算：
以第三组数据为例进行计算：
,
查表得，当
,
,
时，水的密度
进口流速
，
，进口流速
扬程
轴功率
有效功率 泵的效率 同理求出其余各组的扬程 、轴功率 和泵的效率
七、实验结果作图及分析
1. 分别在同一坐标系内做出 50Hz 和 40Hz 时单泵的特性曲线，并拟合关系式。
He/(mH20)
2.0
24
50Hz 2850r/min
等固定的情况下，泵输送液体具有的特性。其中 、 、 关系曲线称为离心泵特性曲线。根据
此曲线可以求出最佳操作范围，作为选泵的依据。 （1） 泵的扬程 He 扬程是离心泵对单位牛顿流体作的有效功。在泵的进出管路取两个截面，忽略流体阻力，列机械能衡