化工原理实验理论部分
化工原理含实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识，提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法，培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析，提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分：流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的：测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系，将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较；测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理：流体在管道内流动时，由于摩擦作用，会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差，计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤：1. 将水从高位水槽引入光滑管，调节流量，记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管，调节流量，记录压差。
3. 改变流量，重复步骤1和2，得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析：通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线，与理论公式进行比较，验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的：1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理：精馏是利用混合物中各组分沸点不同，通过加热使混合物汽化，然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备，其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤：1. 将混合物加入精馏塔，开启加热器，调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析：通过实验数据，计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标，并与理论值进行了比较。
化工原理实验
实验一 雷诺试验一、实验目的与要求1、观察流体流动轨迹随流速的变化情况，通过转子流量计改变流量观察流体的流动型态，并对层流和湍流的现象进行比较；2、计算雷诺数并比较雷诺数值与流动型态的关系，确定临界雷诺准数。
二、实验原理雷诺实验揭示了重要的流体流动机理，当流体流速较小时，流体质点只沿流动方向作一维的运动，与其周围的流体间无宏观的混合即分层流动，这种流动形态称层流或滞流。
流体流速增大至一定程度后，流体质点除流动方向（沿管轴方向）上的流动外，还向其它方向作随机的运动，即存在流体质点的不规则的脉动，流体质点彼此混合并有旋涡生成，这种流动形态称湍流或紊流。
层流与湍流是两种完全不同的流动型态。
除流速u 外，管径d ，流体粘度μ和密度ρ，对流动形态也有影响，雷诺将这些影响流体流动形态的因素用雷诺准数（或雷诺数） Re 表示。
即：μρdu =Re一般情况下： Re<2000 层流区 2000<Re<4000 过渡区 Re>4000 湍流区三、实验装置1.示踪剂瓶；2.稳压溢流水槽；3.试验导管；4.转子流量计；5.示踪剂调节阀；6.水流量调节阀；7.上水调节阀；8.放风阀图1 雷诺实验装置四、实验方法实验前准备工作：1.实验前，先用自来水充满稳压溢流水槽。
将适量示踪剂（红墨水）加入贮瓶内备用，并排尽贮瓶与针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：（一）、先做演示实验，观察滞流与湍流时流速分布曲线形态。
1、在玻璃管中流体为静止状态下迅速加入墨水，让墨水将指针附近2-3厘米的水层染上颜色，然后停止加入墨水。
2、慢慢打开水流量阀，并逐渐加大流量至一定的值后，观察墨水随流体流动形成的流速分布曲线形态。
(二)、确定不同流动形态下的临界雷诺准数。
1、打开水源上水阀使高位槽保持少量的溢流，维持高位槽液面稳定，以保证实验具有稳定的压头。
化工原理实验讲义
实验一 单相流动阻力测定一、实验内容1．测定给定管路内流体流动的直管摩擦系数λ及其与雷诺数Re 之间的关系曲线； 2．测定给定管路内阀门的局部阻力系数ξ。
二、实验目的1．掌握直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法及其工程意义，学会用量纲分析法规划实验； 2．掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数之间的关系及其变化规律，学会用双对数坐标纸绘图； 3．学习U 管压差计、压差传感器测量压差、流量计测量流量的方法； 4．学习局部阻力系数的测定方法。
三、实验原理流体管路是由直管、阀门、管件（如三通、弯头、大小头等）等部件组成。
实际流体具有粘性，流体在管路中流动时，由于流体本身的内摩擦和流动过程中产生的涡流，将导致一定的机械能损失，宏观上表现为流体流动过程中有阻力。
流体在直管中流动时所受到的阻力称为直管阻力（或沿程阻力），它所产生的机械能损失称为直管阻力损失。
流体流经各种阀门、管件等部件时，因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力损失。
在化工过程设计中，流体流动阻力的测定或计算，对于确定流体输送所需推动力的大小，例如泵的功率、液位或压差，选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。
1.直管摩擦系数λ与雷诺数关系Re 的测定流体在水平的均匀管道中作稳定流动时，被测管道两截面间的阻力损失h f 表现为压强的降低，即：ρρp p p h f ∆=-=21 （1-1）影响阻力损失的因素很多，为减少实验工作量，降低实验实施难度，可采用量纲分析法来规划实验（量纲分析法参阅有关教材）。
由量纲分析法可以导出阻力损失的统一表达式（范宁公式）：22u d l h f λ= （1-2）由式（1-1）和（1-2）：22u p l d ∆=ρλ （1-3）而， μρdu =Re （1-4）λ是Re 和相对粗粗度ε/d 的函数，可表示为： ()dελRe,Φ＝ （1-5）对于给定的管路，λ～Re 关系可以由实验测定。
2.局部阻力系数ξ的测定局部阻力通常用当量长度或局部阻力系数法来表示。
化工原理实验讲义（应化）
化⼯原理实验讲义（应化）实验⼀雷诺实验⼀、⽬的与要求1、通过实验了解圆管内流体流动情况，建⽴流型概念。
2、通过流量的测定、雷诺数的计算和圆管内流线的特征，判断流体的流动型态，并测定临界雷诺数。
3、测定流体在圆形直管中层流、湍流的速度分布图。
⼆、实验原理流体作稳态流动时，其流动型态基本分为滞流（层流）、湍流两种，这两种流型的过渡状态称为过渡流。
流体流动的型态与流体的密度、粘度及流道的直径有关。
这可⽤雷诺准数来判断，⼀般为：Re≤2000为滞流Re≥4000为湍流2000三、实验主要仪器及主要技术数据实验主要仪器：雷诺仪、秒表、量筒实验主要数据：实验管道有效长度L=600mm外径d =30mm内径d i=26mm四、实验⽅法1、准备⼯作（1）向墨⽔储瓶中加⼊适量的⽤⽔稀释过的墨⽔。
（2）调整墨⽔细管出⼝的位置，使它位于实验管道的中⼼线上。
（3）轻轻打开墨⽔流量调节夹，使墨⽔从墨⽔咀流出，排出墨⽔管内空⽓，关闭调节夹。
2、雷诺实验过程（1）关闭流量出⼝调节阀，打开储⽔槽进⽔阀，使⾃来⽔充满⽔槽，并使槽内溢流堰具有⼀定的溢流量。
（2）轻轻打开管道出⽔阀门，使流体缓慢流过实验管道，排出管内⽓体。
（3）调节储⽔槽下部的出⽔阀开度，调节储⽔槽液位，使其保持恒定。
（4）缓慢地适当打开墨⽔流量调节夹，墨⽔⾃墨⽔咀流出，待墨线稳定后，即可看出当前⽔流量下实验管道中墨⽔的流线。
根据流线判断流型，并⽤秒表、量筒测定流体流量。
（5）适当的增⼤管道出⽔阀开度，通过调节储⽔槽下部的出⽔阀和进⽔阀控制储⽔槽液位，并维持⼀定的⽔槽溢流板溢流量。
适当调整墨⽔流量，使墨线清晰，稳定后，测定较⼤流量下实验管内的流动状况。
如此反复，可测得⼀系列不同流量下的流型，并判断临界流型。
3、速度分布图的测定与上述雷诺数测定相似，通过流量调节及墨线线形的判断，分别判定流型为层流、湍流时对应的管道出⽔阀的开度范围。
⾸先使储⽔槽液位恒定（此时，可通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀使液位稳定），瞬时开关墨⽔流量调节夹，在墨⽔咀出⼝处形成⼀个墨团，观察墨团端⾯特征，打开管道出⽔阀（使出⽔阀开度在所测定流型的开度范围），观察墨团端⾯随流体流动时的变化，记下管道末端墨团端⾯的形态后，通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀调节储槽液位，使其恒定。
化工原理实验讲义(最终版)
C0 —— 流量系数
1．标定流量曲线 通过计量筒电子称和记时器可测量去流体的重量及对应的时间，从 而测取其质量流量qm，同时又通过压差计读出对应的上、下游压差值 △p；这样根据若干个实验点的qm与△p值，便可绘制流量标定曲线qm～ △p。
2．确定流量系数Co 根据以上流量计的计算式
2．测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，将所得的～Re方程与 公认经验关系式比较；
3．测定阀门的阻力系数； 4.了解阀门开度对管路压力的影响。 二、实验意义及原理
流体在管路中流动时，由于粘性剪切力和涡流的存在，不可避免地 要消耗一定机械能。这部分机械能是不能自发地转换成其它机械能形 式，或者说在机械能中“永久”消失了，故在利用柏努利方程解决工程中 流体输送及与流动有关问题时，不可避免地必须将阻力损失项计算出 来。管路通常由直管和管件（如三通、肘管及弯头等）、阀件组成。流 体在直管内流动造成的机械能损失称为直管阻力，而通过管件、阀件等 局部障碍时，因流道截面的方向与大小发生变化而造成的机械能损失称 为局部阻力。
（4-3） 由于差压流量计节流元件的截面A0是不变的，加之介质水的密度不 变。由上述流量曲线标定实验中各流量qm与压差△p之值，便可计算出 对应的流量系数C0值。 又由于雷诺数
（4-4）
其中管径d1为输送管道内径；ρ，μ为水的密度与粘度。流速u1可用下
式计算： （4-5）
故可将流量系数C0与对雷诺数Re的关系标绘在单对数坐标上，便可得 到C0与Re的关系曲线，从而可了解流量的变化规律。
（1-1） 式中：——圆管内径，m；
u —— 流速，m/s； —— 流体密度，kg/m3； ——流体粘度，Pa·s。 一般认为Re＜2000时，流动型态为层流；Re＞4000，流动型态为 湍流。Re数在两者之间时为过渡区，有时为层流，有时为湍流，流动型 态与环境有关。 对一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺数仅与流速有关。本 实验通过改变水在管内的流速，观察流体在管内流动型态的变化。 三、思考题 1．影响流动型态的因素有哪些？
化工原理实验
化工原理实验化工原理实验是化学工程专业的一门重要课程，通过实验操作，学生可以更深入地理解化工原理的基本概念和实际应用。
本文将介绍化工原理实验的基本内容和实验操作流程，希望能够对学生们有所帮助。
首先，化工原理实验包括物质平衡实验、能量平衡实验、传质操作实验等内容。
在物质平衡实验中，学生需要掌握原料、中间产品和产品的质量平衡关系，通过实验操作和数据处理，验证质量平衡原理的正确性。
在能量平衡实验中，学生需要了解热力学基本原理，掌握热平衡方程和热平衡实验的操作方法，验证能量平衡原理的正确性。
在传质操作实验中，学生需要学习气体、液体的传质基本原理，掌握传质操作的实验装置和操作流程，验证传质原理的正确性。
其次，化工原理实验的操作流程包括实验准备、实验操作和数据处理三个步骤。
在实验准备阶段，学生需要认真阅读实验指导书，了解实验原理和操作要点，准备实验所需的仪器、试剂和其他材料。
在实验操作阶段，学生需要按照实验指导书的要求，正确使用实验设备，进行实验操作，并及时记录实验数据。
在数据处理阶段，学生需要对实验数据进行整理和分析，计算实验结果，并撰写实验报告。
最后，化工原理实验需要注意实验安全和环境保护。
在实验操作过程中，学生需要严格遵守实验室安全规定，正确使用实验设备，注意个人防护，防止发生意外事故。
在废液处理和废物处理方面，学生需要按照实验室的环保要求，正确处理废液和废物，做到资源化利用和无害化处理。
总之，化工原理实验是化学工程专业的重要实践环节，通过实验操作，学生可以更深入地理解化工原理的基本概念和实际应用。
希望学生们能够认真对待化工原理实验，提高实验操作能力，加深对化工原理的理解，为将来的工程实践打下坚实的基础。
【免费阅读】化工原理实验讲义
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mu 流体的速度m/sρ流体的密度kg/m 3μ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。
五、数据处理及结果分析1 实验原始数据记录见下表：序号123456q（l/h）U(m/s)Re2 利用Re的定义式计算不同流动型态时的临界值，并与理论临界值比较，分析误差原因。
六、思考题1雷诺数的物理意义是什么？2 有人说可以只用流体的流速来判断管中流体的流动型态，当流速低于某一数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以只用流速来判断流体的流动型态？流体流动阻力系数的测定一、实验目的1 学习管路阻力损失( h f ) 、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识。
化工原理实验报告册
一、前言化工原理实验是化学工程与工艺专业学生的重要实践环节，通过实验，学生可以加深对化工原理理论知识的理解，提高动手能力和分析问题的能力。
本实验报告册旨在记录学生在实验过程中的观察、数据记录、实验结果分析等内容，为今后的学习和研究提供参考。
二、实验内容本实验报告册涵盖了以下实验内容：1. 流体流动阻力测定实验2. 精馏实验3. 干燥实验4. 化工原理实验软件库的使用三、实验一：流体流动阻力测定实验1. 实验目的- 测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系；- 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数；- 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；- 学会倒U形差压计、1151差压传感器、Pt温度传感器和转子流量计的使用方法；- 观察组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用；- 掌握化工原理实验软件库的使用。
2. 实验原理- 直管沿程阻力：流体在圆直等径管内流动时，由于流体与管壁之间的摩擦，会产生沿程阻力，导致能量损失。
阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得。
- 局部阻力：当流体流经某一定开启度的阀门时，由于流道截面变化，使流体的流线发生改变，形成边界层分离及旋涡，产生局部阻力。
3. 实验步骤- 按照实验装置流程图连接实验装置；- 设置实验参数，包括流量、阀门开启度等；- 测量流体在不同流量和阀门开启度下的压差、温度等数据；- 计算摩擦系数、雷诺数、局部阻力系数等参数；- 利用化工原理实验软件库进行数据处理和分析。
4. 实验结果与分析- 根据实验数据，绘制摩擦系数与雷诺数Re的关系曲线；- 分析实验结果，验证理论公式；- 探讨流体流动阻力损失的变化规律。
四、实验二：精馏实验1. 实验目的- 熟悉精馏的工艺流程；- 掌握精馏实验的操作方法；- 了解板式塔的结构；- 观察塔板上汽-液接触状况；- 测定全回流时的全塔效率及单板效率；- 测定部分回流时的全塔效率；- 测定全塔的浓度分布；- 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
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2019年6月16日星期日 12时5分53秒
天津科技大学 化工原理课件
五. 报告内容
⒈ 将实验数据和计算结果分别列在“原始数据表”及“实验 结果一览表”中，并以一组数据进行计算举例。
⒉ 根据实验结果，在双对数坐标系上标绘 f Re 的曲线。
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水泵1将水槽10内的 水输送到实验系统，用 流量调节阀6调节流量， 流体经涡轮流量计9计量 后，流回储水槽。
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五. 设备主要参数
(1) 离心泵：流量Q=4m3/h ，扬程H=8m ，轴功率N=168w
(2) 真空表测压位置管内径d1=0.025m
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三. 实验方法及步骤
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四. 实验装置和流程图（盐化系生产）
1.离心泵 2. 出口阀门3.孔板流量计 4.弯头局部阻力 5.球阀局部阻力
6、7.待测直管 8.突然缩小 9.闸阀局部阻力
本装置中的有关尺寸：直管：d内 25mm l 3m
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三. 实验方法及步骤
1、熟悉实验装置，尤其是测压系统。 2、实验开始时，首先要加大流量，赶走管路系统中的空气 ，打开测压管路的放空阀，赶走测压系统的空气。 3、测定直管阻力时，流量在0～9m3/h范围内共测定20点。 每次测定数据，须注意待流动稳定后方可记录读数。
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二. 实验原理
流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不 可避免的会引起压力降（ΔPf）。这种摩擦损失包括流体经过 直管的沿程阻力和流体流经各种管件、阀门以及突然扩大和突 然缩小引起的局部阻力。，
p f
l u 2
d2
2p f d lu 2
3 启动实验装置总电源，用变频调速器上∧、∨及＜键设定频率后，按
run键启动离心泵，缓慢打开调节阀6至全开。待系统内流体稳定，打开
压力表和真空表的开关，方可测取数据。
4.测取数据的顺行可从最大流量至0，或反之。一般测10~20组数据。
5.每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空表、功率表的读
数及流体温度。
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⒉ η的测定：
Ne
N
Ne HQg HQ
1000 102
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三. 实验方法及步骤
1. 向储水槽10内注入蒸馏水。
2. 检查流量调节阀6，压力表3及真空表2的开关是否关闭(应关闭)。
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六. 数据记录与处理
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实验二 离心泵性能测定实验
一. 实验目的
1. 熟悉离心泵的操作方法。 2. 测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功
课前准备知识： 各单元操作的相关理论
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实验一 直管阻力测定实验
一. 实验目的
1. 掌握流体流经圆形直管时的阻力的测定方法 。 2. 测定流体流过圆形直管时，摩擦系数λ与雷诺数Re的关
系，并在双对数坐标纸上标绘其关系曲线。
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6.实验结束，关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关，停泵，切
断电源。
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四. 实验装置和流程图
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1-离心泵 2-真空表 3-压 力表 4-变频器 5-功率表 6-流量调节阀 7-实验管 路 8-温度计9-涡轮流量 计10-实验水箱11-放水阀 12-频率计
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⒈ H的测定： 在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程
Z入
P入
g
u2入 2g
H
Z出
P出
g
u
2 出
2g
h f入出
H
(Z出
Z入）
P出
P， 入
g
u
2 出
u2入
2g
h f入出
H
(Z出
Z 入）
率）、（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。
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二. 实验原理
离心泵是常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下， 离心泵的扬程H、轴功率及效率η均随流量Q而改变。通常通过 实验测出H—Q、N—Q及 η—Q关系，并用曲线表示之，称为特性 曲线。特性曲线是确定泵， 的适宜操作条件和选用泵的重要依据 。泵特性曲线的具体测定方法如下：
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三. 实验方法
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四. 实验装置和流程图（天津大学生产）
1-水箱；2-离心泵；3、4-放水阀；5、13-缓冲罐；6-局部阻力近端测压阀；7、 15-局部阻力远端测压阀；8、20-粗糙管测压阀；9、19-光滑管测压阀；10-局部 阻力管阀；11-U型管进出水阀；12-压力传感器；14-大流量调节阀； 15、16-水转 子流量计；17-光滑管阀；18-粗糙管阀；21-倒置U型管放空阀；22-倒置U型管； 23-水箱放水阀；24-放水阀；
(3) 压强表测压位置管内径d2=0.025m
P出 P入
g
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⒉ N的测定： 功率表测得的功率为电动机的输入功等于泵的 轴功率，即：
泵的轴功率N＝电动机， 的输出功率，kW。 电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率， kw。 泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw。