離心泵性能測定實驗

1、離心泵性能測定實驗一、實驗?zāi)康模?、 了解離心泵的構(gòu)造，掌握其操作和調(diào)節(jié)方法；2、 測量離心泵在恒定轉(zhuǎn)數(shù)下的特性曲線，并確定其最佳工作范圍；3、 測量管路特性曲線及雙泵并聯(lián)時特性曲線；4、 了解工作點(diǎn)的含義及確定方法；5、 測定孔板流量計孔流系數(shù)C0與雷諾數(shù)Re的關(guān)系（選做）。二、基本原理：1、離心泵特性曲線測定離心泵的特征方程是從理論上對離心泵中液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況進(jìn)行分析研究后，得出的離心泵壓頭與流量的關(guān)系。離心泵的性能受到泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉輪形式和轉(zhuǎn)數(shù)的影響，故在實際工作中，其內(nèi)部流動的規(guī)律比較復(fù)雜，實際壓頭要小于理論壓頭。因此，離心泵的揚(yáng)程尚不能從理論上作出精確的計算，需要實驗測定。在一定

2、轉(zhuǎn)數(shù)下，泵的揚(yáng)程、功率、效率與其流量之間的關(guān)系，即為特性曲線。泵的揚(yáng)程可由進(jìn)、出口間的能量衡算求得： He = H壓力表 + H真空表 + H0 m 其中：H真空表，H壓力表分別為離心泵進(jìn)出口的壓力 m ； H0為兩測壓口間的垂直距離，H0= 0.3m 。 N軸 = N電機(jī)電機(jī)傳動 kw 其中：電機(jī)電機(jī)效率，取0.9； 傳動傳動裝置的效率，取1.0； kw 因此，泵的總效率為： 2、孔板流量計孔流系數(shù)的測定孔板流量計孔板孔徑處的流速u0可以簡化為：u0=C0（2gh）1/2根據(jù)u0和S0，即可算出流體的體積流量Vs為：Vs=u0S0=C0S0（2gh）1/2或： Vs= C0S0（2p/）1/

3、2式中Vs流體的體積流量，m3/s； p孔板壓差，Pa；S0孔口面積，m2；流體的密度，kg/m3；C0孔流系數(shù)?？琢飨禂?shù)的大小由孔板銳孔的形狀、測壓口的位置、孔徑與管徑比和雷諾數(shù)共同決定，具體數(shù)值由實驗確定。當(dāng)d0/d1一定，雷諾數(shù)Re超過某個數(shù)值后，C0就接近于定值。通常工業(yè)上定型的孔板流量計都在C0為常數(shù)的流動條件下使用。三、實驗流程與操作：1、 流程說明： 水箱內(nèi)的清水，自泵的吸入口進(jìn)入離心泵，在泵殼內(nèi)獲得能量后，由出口排出，流經(jīng)孔板流量計和流量調(diào)節(jié)閥后，返回水箱，循環(huán)使用。同時，在流程中還安裝了渦輪流量計，以其為標(biāo)準(zhǔn)，可以對孔板流量計的孔流系數(shù)進(jìn)行校正。本實驗過程中，需測定液體的流量

4、、離心泵進(jìn)口和出口處的壓力、以及電機(jī)的功率；另外，為了便于查取物性數(shù)據(jù)，還需測量水的溫度。圖一、離心泵流程圖1 水箱 2 離心泵 3渦輪流量計4 孔板流量計d=21mm 5流量調(diào)節(jié)閥2、 操作說明： 先熟悉流程中的儀器設(shè)備及與其配套的電器開關(guān)，并檢查水箱內(nèi)的水位，然后按下“離心泵”按鈕，開啟離心泵； 測定離心泵特性曲線，在恒定轉(zhuǎn)數(shù)下用流量調(diào)節(jié)閥5調(diào)節(jié)流量進(jìn)行實驗，用渦輪流量計4計量流量，測取10組以上數(shù)據(jù)。為了保證實驗的完整性，應(yīng)測取零流量時的數(shù)據(jù)； 測定管路特性曲線，先將流量調(diào)節(jié)閥5固定在某一開度，利用變頻器改變電機(jī)的頻率，用以改變流量，用渦輪流量計4計量流量，測取8組以上數(shù)據(jù)（在實驗過程中

5、，變頻儀的最大輸出頻率最好不要超過50Hz，以免損壞離心泵和電機(jī)）； 測定不同轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程線，首先固定離心泵電機(jī)頻率，通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥5，測定該轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程與流量的關(guān)系。然后，再改變頻率，再通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥5，測定此轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程與流量的關(guān)系。就可以得到不同轉(zhuǎn)速下離心泵的揚(yáng)程隨流量的變化關(guān)系。 進(jìn)行雙泵的并聯(lián)的實驗時，其方法與測量單泵的特性曲線相似，只是流程上有所差異。首先，將兩臺離心泵啟動，打開離心泵連通閥，使1#設(shè)備與2#設(shè)備連通，調(diào)節(jié)1#或2#設(shè)備上的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行實驗。其他操作方法與單臺泵相同。此實驗只能測定離心泵并聯(lián)時的揚(yáng)程與流量的關(guān)系，而不能測定離心泵并聯(lián)時軸功

6、率及效率與流量的關(guān)系。注：在離心泵實驗中，測定管路特性曲線及不同轉(zhuǎn)速下的離心泵揚(yáng)程線必須使用變頻器。四、報告要求1、 畫出離心泵的特性曲線，確定該泵較為適宜的工作范圍。2、 繪出管路特性曲線3、 做出C0Re曲線。五、思考題1、 根據(jù)離心泵的工作原理，分析為什么離心泵啟動前要灌泵？在啟動前為何要關(guān)閉調(diào)節(jié)閥？2、 試分析氣縛現(xiàn)象與氣蝕現(xiàn)象的區(qū)別。3、 從你所得的特性曲線中分析，如果要增加該泵的流量范圍，你認(rèn)為可以采取哪些措施？流體流動阻力實驗一、實驗?zāi)康模?、 掌握直管摩擦阻力系數(shù)的測量方法；7、 掌握突擴(kuò)管及閥門的局部阻力系數(shù)的測定方法；8、 回歸光滑管的Re曲線，并與相應(yīng)的經(jīng)驗公式進(jìn)行比較；

7、9、 回歸層流管的Re曲線，并與相應(yīng)的經(jīng)驗公式進(jìn)行比較（選做內(nèi)容）；二、基本原理：不可壓縮流體（如水），在圓形直管中作穩(wěn)定流動時，由于粘性和渦流的作用產(chǎn)生摩擦阻力；流體在流過突然擴(kuò)大和彎頭等管件時，由于流體運(yùn)動的速度和方向突然發(fā)生變化，產(chǎn)生局部阻力。影響流體阻力的因素較多，在工程研究中，利用因次分析法簡化實驗，引入無因此數(shù)群： 雷 諾 數(shù)： 相對粗糙度： / d 管路長徑比： l/ d可導(dǎo)出： 這樣，可通過實驗方法直接測定直管摩擦阻力系數(shù)與壓頭損失之間的關(guān)系： 因此，通過改變流體的流速可測定出不同Re下的摩擦阻力系數(shù)，即可得出一定相對粗糙度的管子的Re關(guān)系。在湍流區(qū)內(nèi)， = f（Re，/ d

8、），對于光滑管大量實驗證明，當(dāng)Re在3×103至105的范圍內(nèi)，與Re的關(guān)系遵循Blasius關(guān)系式，即： 對于層流時的摩擦阻力系數(shù)，由哈根泊謖葉公式和范寧公式，對比可得： 三、實驗流程與操作：§1 流體阻力實驗1、 流程說明：圖1實驗流程圖1離心泵 2 水箱 3 電磁閥 4 渦輪流量計 5 管路切換閥 6 穩(wěn)流罐 7測量管線 8流量調(diào)節(jié)閥 9 層流流量調(diào)節(jié)閥離心泵將水箱內(nèi)的清水打入系統(tǒng)中，經(jīng)孔板流量計計量后，通過管路切換閥門進(jìn)入相應(yīng)的測量管線，在管內(nèi)的流動壓頭損失，可由壓差傳感器（或倒U型壓差計）測量。實驗中，可以通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥測定不同流量下的壓頭損失。如圖1所示，在

9、設(shè)備中有7條橫向排布的管線，自上而下分別為：No1 層流管，為6×1.7mm的不銹鋼管，管長1.2m；No2 球閥與截止閥，為27×3.5mm的不銹鋼管；No3 光滑管，為27×3mm的不銹鋼管，管長1.5m；No4 粗糙管，為27×2.5mm的鍍鋅管，管長1.5m；No5 突然擴(kuò)大管，為22×3mm48×3mm的不銹鋼管；No6 孔板流量計（渦輪）管線，為48×3mm的不銹鋼管。圖2 管路測壓連通器與倒U型壓差計示意圖圖2為管路測壓連通器與倒U型壓差計的示意圖，其中a1，a2，f1，f2，分別與圖1中的a1，a2，f1，f

10、2相連接，若要測某管路的壓降，即打開與其相連的測壓管線上的閥門，關(guān)閉其他管線上的閥門，則壓力傳感器測量的壓降即為該管路上的壓降。若在流量為0時，壓力傳感器儀表上顯示的數(shù)據(jù)不為0，則有可能測壓管線中有氣體存在。此時可以打開閥門v1，v2排氣，直到將管線中的氣體排凈。倒U型壓差計的排氣方法為：在有流量下 打開v3，v4，v5，v6，1015秒； 關(guān)閉v3，v4； 打開v7，將倒U型壓差計中的水排凈； 關(guān)閉v5，v6，v7； 打開v3，v4； 關(guān)閉流量，此時若倒U型壓差計中的差值為0，則說明管線中的氣已排凈。2、 操作說明： 先熟悉流程中的儀器設(shè)備及與其配套的電器開關(guān)，并檢查水箱內(nèi)的水位，然后開啟離

11、心泵； 在實驗開始前，系統(tǒng)要先排凈氣體，使液體連續(xù)流動。首先，將流量切換閥和流量調(diào)節(jié)閥打開，將管路內(nèi)的氣體排凈；然后，開啟測量面板上相應(yīng)的壓降切換閥，使倒U型壓差計（及壓差傳感器）與系統(tǒng)相連，將測量管線內(nèi)的氣體排凈；最后，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，檢查倒U型壓差計兩端的液面。若相平，則可以開始實驗，若不平，則需要重新排氣（如果倒U型壓差計液面已調(diào)平，但壓力傳感器不在零點(diǎn)，則可以修改儀表的Sc值，并調(diào)零）； 讀取數(shù)據(jù)時，應(yīng)注意穩(wěn)定后再讀數(shù)。測量局部阻力系數(shù)時，各測取3組數(shù)據(jù)，對于直管，測取10組左右數(shù)據(jù)，層流管的流量用量筒及秒表測??； 測完一套管路的數(shù)據(jù)后，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，再次檢查倒U型壓差計的液面是否相

12、平。然后重復(fù)以上步驟，測取其他管路的數(shù)據(jù)。 裝置具有自動補(bǔ)水功能，通過設(shè)置水箱液位儀表參數(shù)，可將水箱中液位的高度控制在一定范圍內(nèi)，見附錄。四、報告要求1、在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出Re-/ d 的關(guān)系曲線。2、將光滑管的Re 關(guān)系與Blasius 公式進(jìn)行比較。3、計算局部阻力系數(shù)。、在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出層流時的關(guān)系曲線（選做）。五、思考題P631、在測量前為什么要將設(shè)備中的空氣排凈？怎樣才能迅速地排凈？2、在不同社備（包括相對粗糙度相同而管徑不同）、不同溫度下測定的Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在一條曲線上？3、如果要增加雷諾數(shù)的范圍，可采取哪些措施？4、計算實驗裝置中層流管層流時的最大流速能達(dá)到多少？傳熱膜

13、系測定實驗 一、 實驗?zāi)康? 掌握傳熱膜系數(shù)的測定方法；2 測定強(qiáng)化與非強(qiáng)化傳熱過程中，傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的系數(shù)A和指數(shù)m、n；3 測定套管換熱器的靜壓損失與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系（選做）；4 通過實驗提高對傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的理解，并分析影響傳熱膜系數(shù)的因素，了解工程上強(qiáng)化傳熱的措施。二、基本原理對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù) ，當(dāng)流體無相變時對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為： (41)對于強(qiáng)制湍流而言，Gr準(zhǔn)數(shù)可以忽略，故 (42)本實驗中，可用圖解法和最小二乘法計算上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。用圖解法對多變量方程進(jìn)行關(guān)聯(lián)時，要對不同變量Re和Pr分別回歸。本實驗可簡化上式，即取n

14、0.4（流體被加熱）。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，在兩邊取對?shù)，即得到直線方程： (43) 在雙對數(shù)坐標(biāo)中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點(diǎn)的函數(shù)值代入方程中，則可得到系數(shù)A，即： (44) 用圖解法，根據(jù)實驗點(diǎn)確定直線位置有一定的人為性。而用最小二乘法回歸，可以得到最佳關(guān)聯(lián)結(jié)果。應(yīng)用微機(jī)，對多變量方程進(jìn)行一次回歸，就能同時得到A、m、n。對于方程的關(guān)聯(lián)，首先要有Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準(zhǔn)數(shù)定義式分別為： , , 實驗中改變空氣的流量以改變Re準(zhǔn)數(shù)的值。根據(jù)定性溫度（空氣進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值）計算對應(yīng)的Pr準(zhǔn)數(shù)值。同時，由牛頓冷卻定律，求出不同流速下的傳熱膜系數(shù)值進(jìn)

15、而算得Nu準(zhǔn)數(shù)值。牛頓冷卻定律： (45) 式中： 傳熱膜系數(shù)，W/m²·； Q傳熱量，W； A總傳熱面積m²。 tm管壁溫度與管內(nèi)流體溫度的對數(shù)平均溫差，傳熱量 可由下式求得： (46)式中： W質(zhì)量流量，kg/h； Cp流體定壓比熱，J/kg·； t1、t2流體進(jìn)、出口溫度； 定性溫度下流體密度，kg/m³； V流體體積流量，m³/s。三、裝置說明與操作裝置說明： 該裝置為套管換熱器（見下圖），空氣走內(nèi)管，蒸汽走環(huán)隙，外管1½”玻璃管，內(nèi)管為f25×2mm紫銅管，有效長度為1.25m?？諝膺M(jìn)出口溫度和壁溫分別由

16、鉑電阻（Pt100）測量，測壁溫的兩支鉑電阻用導(dǎo)熱絕緣膠固定在管外壁，孔板流量計的壓差通過壓力傳感器轉(zhuǎn)換為電信號由表頭顯示,其單位為kPa。孔板流量計的孔徑d0=20mm。蒸汽發(fā)生器的加熱功率為1500w（額定電壓220v）。操作要點(diǎn)：1、 實驗開始前，先熟悉配電箱各按鈕與設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系，以便正確開啟按鈕；2、 檢查蒸汽發(fā)生器中水位，使液位保持在1/22/3；圖一、套管式換熱器實驗設(shè)備流程圖1、蒸汽發(fā)生器 2、蒸汽管 3、補(bǔ)水口 4、補(bǔ)水閥 5、排水閥6、套管換熱器 7、放氣閥 8、冷凝水回流管 9、空氣流量調(diào)節(jié)閥10、壓力（壓差）傳感器 11、孔板流量計 12、空氣管 13、風(fēng)機(jī) 3、 打開

17、總電源開關(guān)及儀表開關(guān)；4、 實驗開始時，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水閥，接通蒸汽發(fā)生器的加熱電源，打開排放不凝氣閥門（有一點(diǎn)開度即可）；5、 待蒸汽產(chǎn)生后，開啟風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)閥門不要長時間關(guān)閉），將空氣流量控制在某一定值。待進(jìn)出口溫度、壁溫穩(wěn)定后，記錄進(jìn)出口溫度、壁溫和壓差（壓力）讀數(shù)。改變空氣流量（810次），重復(fù)實驗，記錄數(shù)據(jù)；6、 強(qiáng)化傳熱，在上述實驗完成后，將強(qiáng)化元件插入銅管中，再改變空氣流量（4-5次）并記錄數(shù)據(jù)；7、 實驗結(jié)束后，先停蒸汽發(fā)生器電源，再停風(fēng)機(jī)，清理現(xiàn)場。注意事項：1、 蒸汽發(fā)生器液位一定不要太低，以免燒損加熱器；2、 風(fēng)機(jī)不要在出口閥關(guān)閉下長時間運(yùn)行；3、 不凝氣排放閥在實驗過程

18、中應(yīng)始終微開；4、 調(diào)節(jié)空氣流量時，要做到心中有數(shù)，為保證湍流狀態(tài)，孔板流量計壓差可在30300mmH2O之間調(diào)節(jié)；5、 切記每改變一個流量后，應(yīng)等到數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再測取數(shù)據(jù)。四、報告要求4、 在雙對數(shù)坐標(biāo)系中繪出Nu/Pr0.4Re的關(guān)系圖。5、 整理出流體在圓管內(nèi)做強(qiáng)制湍流流動的傳熱膜系數(shù)半經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式。6、 將實驗所得到的半經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式和公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行比較。五、思考題1、 本實驗中管壁溫度應(yīng)接近蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？2、 管內(nèi)空氣流速對傳熱膜系數(shù)有何影響？當(dāng)空氣流速增大時，空氣離開熱交換器時的溫度將升高還是降低？為什么？3、 如果采用不同壓強(qiáng)的蒸汽進(jìn)行實驗，對的關(guān)聯(lián)有無影響？附錄一 孔

19、板流量計的計算公式與參數(shù)1 孔板流量計計算公式 V=C1 RC2 V：流量，單位m3/h R：孔板壓差，單位 kPa 2孔板流量計參數(shù) C1=26.8C2=0.54氧解吸實驗一、實驗?zāi)康募叭蝿?wù)： 1、熟悉填料塔的構(gòu)造與操作。2、觀察填料塔流體力學(xué)狀況，測定壓降與氣速的關(guān)系曲線。3、掌握總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測定方法并分析影響因素。4、學(xué)習(xí)氣液連續(xù)接觸式填料塔，利用傳質(zhì)速率方程處理傳質(zhì)問題的方法。5、兩種不同填料的傳質(zhì)性能比較（選做）。二、基本原理：本裝置先用吸收柱將水吸收純氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔頂再用空氣進(jìn)行解吸，實驗需測定不同液量和氣量下的解吸總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到K

20、xa=ALa·Vb的關(guān)聯(lián)式，同時對四種不同填料的傳質(zhì)效果及流體力學(xué)性能進(jìn)行比較。本實驗引入了計算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集技術(shù)，加快了數(shù)據(jù)記錄與處理的速度。1、填料塔流體力學(xué)特性：圖1 填料層壓降空塔氣速關(guān)系示意圖氣體通過干填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，此壓降對氣速作圖可得一斜率為1.82的直線（圖中aa線）。當(dāng)有噴淋量時，在低氣速下（c點(diǎn)以前）壓降也正比于氣速的1.82次冪，但大于同一氣速下干填料的壓降（圖中bc段）。隨氣速的增加，出現(xiàn)載點(diǎn)（圖1中c點(diǎn)），持液量開始增大，壓降-氣速線向上彎，斜率變陡（圖中cd段）。到液泛點(diǎn)（圖中d點(diǎn)）后，在幾乎不

21、變的氣速下，壓降急劇上升。 2、傳質(zhì)實驗：填料塔與板式塔氣液兩相接觸情況不同。在填料塔中，兩相傳質(zhì)主要是在填料有效濕表面上進(jìn)行，需要計算完成一定吸收任務(wù)所需填料高度，其計算方法有：傳質(zhì)系數(shù)法、傳質(zhì)單元法和等板高度法。本實驗是對富氧水進(jìn)行解吸。由于富氧水濃度很小，可認(rèn)為氣液兩相的平衡關(guān)系服從亨利定律，即平衡線為直線，操作線也是直線，因此可以用對數(shù)平均濃度差計算填料層傳質(zhì)平均推動力。整理得到相應(yīng)的傳質(zhì)速率方式為：其中 相關(guān)的填料層高度的基本計算式為： 即 其中 ， 式中：GA 單位時間內(nèi)氧的解吸量Kmol/h Kxa 總體積傳質(zhì)系數(shù)Kmol/m3hxVP 填料層體積m3xm液相對數(shù)平均濃度差x1

22、液相進(jìn)塔時的摩爾分率（塔頂）xe1 與出塔氣相y1平衡的液相摩爾分率（塔頂）x2 液相出塔的摩爾分率（塔底）xe2 與進(jìn)塔氣相y2平衡的液相摩爾分率（塔底）Z 填料層高度m 塔截面積m2L 解吸液流量Kmol/hHOL以液相為推動力的傳質(zhì)單元高度NOL以液相為推動力的傳質(zhì)單元數(shù)由于氧氣為難溶氣體，在水中的溶解度很小，因此傳質(zhì)阻力幾乎全部集中于液膜中，即Kx=kx, 由于屬液膜控制過程，所以要提高總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，應(yīng)增大液相的湍動程度。在yx圖中，解吸過程的操作線在平衡線下方，本實驗中還是一條平行于橫坐標(biāo)的水平線（因氧在水中濃度很?。?。備注：本實驗在計算時，氣液相濃度的單位用摩爾分率而不用摩爾比

23、，這是因為在yx圖中，平衡線為直線，操作線也是直線，計算比較簡單。三、裝置說明與操作：1基本數(shù)據(jù)：解吸塔徑=0.1m，吸收塔徑=0.032m，填料層高度0.8m（陶瓷拉西環(huán)、陶瓷波紋板、金屬波紋絲網(wǎng)填料）和0.83m（金屬環(huán)）。填料參數(shù)：瓷拉西環(huán)金屬環(huán)12×12×1.3mm10×10×0.1mmat=403m2/m3at540m-1=0.764m3/m30.97at/=903m2/m32實驗流程：圖2是氧氣吸收解吸裝置流程圖。氧氣由氧氣鋼瓶供給，經(jīng)減壓閥2進(jìn)入氧氣緩沖罐4，穩(wěn)壓在0.030.04Mpa,為確保安全，緩沖罐上裝有安全閥6，由閥7調(diào)節(jié)氧氣流量

24、，并經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計8計量，進(jìn)入吸收塔9中，與水并流吸收。含富氧水經(jīng)管道在解吸塔的頂部噴淋?？諝庥娠L(fēng)機(jī)13供給，經(jīng)緩沖罐14，由閥16調(diào)節(jié)流量經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計17計量，通入解吸塔底部解吸富氧水，解吸后的尾氣從塔頂排出，貧氧水從塔底經(jīng)平衡罐19排出。自來水經(jīng)調(diào)節(jié)閥10，由轉(zhuǎn)子流量計17計量后進(jìn)入吸收柱。由于氣體流量與氣體狀態(tài)有關(guān)，所以每個氣體流量計前均有表壓計和溫度計。空氣流量計前裝有計前表壓計23。為了測量填料層壓降，解吸塔裝有壓差計22。在解吸塔入口設(shè)有入口采出閥12，用于采集入口水樣，出口水樣在塔底排液平衡罐上采出閥20取樣。兩水樣液相氧濃度由9070型測氧儀測得。圖2、氧氣吸收與解吸實驗流程圖1

25、、氧氣鋼瓶 9、吸收塔 17、空氣轉(zhuǎn)子流量計2、氧減壓閥 10、水流量調(diào)節(jié)閥 18、解吸塔 3、氧壓力表 11、水轉(zhuǎn)子流量計 19、液位平衡罐4、氧緩沖罐 12、富氧水取樣閥 20、貧氧水取樣閥5、氧壓力表 13、風(fēng)機(jī) 21、溫度計6、安全閥 14、空氣緩沖罐 22、壓差計7、氧氣流量調(diào)節(jié)閥 15、溫度計 23、流量計前表壓計8、氧轉(zhuǎn)子流量計 16、空氣流量調(diào)節(jié)閥 24、防水倒灌閥3操作要點(diǎn) 、流體力學(xué)性能測定(1) 測定干填料壓降時，塔內(nèi)填料務(wù)必事先吹干。(2) 測定濕填料壓降a. 測定前要進(jìn)行預(yù)液泛，使填料表面充分潤濕。b. 實驗接近液泛時，進(jìn)塔氣體的增加量要減小，否則圖中泛點(diǎn)不容易找到。

26、密切觀察填料表面氣液接觸狀況，并注意填料層壓降變化幅度，務(wù)必讓各參數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)據(jù)，液泛后填料層壓降在幾乎不變氣速下明顯上升，務(wù)必要掌握這個特點(diǎn)。稍稍增加氣量，再取 一、兩個點(diǎn)即可。注意不要使氣速過分超過泛點(diǎn)，避免沖破和沖跑填料。 (3)注意空氣轉(zhuǎn)子流量計的調(diào)節(jié)閥要緩慢開啟和關(guān)閉，以免撞破玻璃管。 、傳質(zhì)實驗(1) 氧氣減壓后進(jìn)入緩沖罐，罐內(nèi)壓力保持0.030.04Mpa,不要過高，并注意減壓閥使用方法。為防止水倒灌進(jìn)入氧氣轉(zhuǎn)子流量計中，開水前要關(guān)閉防倒灌閥24，或先通入氧氣后通水。(2) 傳質(zhì)實驗操作條件選取 水噴淋密度取1015m3/m2h，空塔氣速0.50.8m/s氧氣入塔流量為0.01

27、0.02m3/h，適當(dāng)調(diào)節(jié)氧氣流量，使吸收后的富氧水濃度控制在19.9ppm。(3) 塔頂和塔底液相氧濃度測定：分別從塔頂與塔底取出富氧水和貧氧水，用測氧儀分析各自氧的含量。（測氧儀的使用見附錄）(4) 實驗完畢，關(guān)閉氧氣時，務(wù)必先關(guān)氧氣鋼瓶總閥，然后才能關(guān)閉減壓閥2及調(diào)節(jié)閥8。檢查總電源、總水閥及各管路閥門，確實安全后方可離開。四、報告要求1、 計算并確定于填料及一定噴淋量下的濕填料在不同空塔氣速下，lgP與lgu的關(guān)系曲線，并找出泛點(diǎn)與載點(diǎn)。2、 計算實驗條件下（一定噴淋量、一定空塔氣速）的液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa及液相總傳質(zhì)單元高度HOL。五、思考題1、 闡述干填料壓降線和濕填料壓降線的

28、特征。2、 工業(yè)上，吸收在低溫、加壓下進(jìn)行，而解析在高溫、常壓下進(jìn)行，為什么？3、 為什么易溶氣體的吸收和解吸屬于氣膜控制過程，難溶氣體的吸收和解吸屬于液膜控制過程？附錄一 孔板流量計的計算公式與參數(shù)2 孔板流量計計算公式 空氣： V=A1 RA2 V：流量，單位m3/h R：孔板壓差，單位 kPa 孔板流量計參數(shù) 金屬環(huán)填料塔： A1=18.5；A2=0.48陶瓷拉西環(huán)填料塔：A1=20.4；A2=0.424附錄二：溶氧儀使用說明書標(biāo)定：1、確定標(biāo)定室海綿濕潤，將探頭插入標(biāo)定室；2、打開儀器，預(yù)熱1520分鐘；3、同時按“”和“”兩鍵，進(jìn)入標(biāo)定菜單；4、按“Mode”鍵至“%”顯示在屏幕右側(cè)

29、，然后按“”鍵；5、輸入海拔高度（1代表100英尺），按“”鍵；6、主屏幕讀數(shù)穩(wěn)定后，再按“”鍵；7、輸入鹽度（070ppt，若為淡水，輸入0即可）,先按“”鍵，再按“Mode”鍵至mg/l顯示在屏幕右側(cè)，完成標(biāo)定。測量： 1、開啟磁力攪拌器，液體流速約16 cm/s； 2、將探頭插入待測液中，液面超過不銹鋼段5mm； 3、讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)。注意事項： 1、維護(hù)電極，清洗探頭，更換電解液等； 2、不用時將探頭放入海綿標(biāo)定室/保存室精 餾 實 驗一、 實驗?zāi)康模?、 測定精餾塔在全回流條件下的全塔效率與單板效率；2、 測定精餾塔在部分回流條件下的全塔效率；3、 測定精餾塔在全回流條件下塔體濃

30、度（溫度）分布；4、 測定再沸器的傳熱膜系數(shù)（選做）。二、 基本原理：在板式精餾塔中，由塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿塔逐板上升與來自塔頂逐板下降的回流液，在塔板上實現(xiàn)多次接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，使混合液達(dá)到一定程度的分離?；亓魇蔷s操作得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。塔頂回流量與采出量之比，稱為回流比?；亓鞅仁蔷s操作的重要參數(shù)之一，其大小影響著精餾操作的分離效果和能耗?；亓鞅却嬖趦煞N極限情況：最小回流比和全回流。 板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，有兩種定義方法：1、總板效率E N E = Ne2、單板效率Emlxn-1-xnEml = xn-1-xn*總板效率與單板效率的數(shù)值通常由實驗測定。單板效率是評價塔板性

31、能優(yōu)劣的重要數(shù)據(jù)，物系性質(zhì)、板型及操作負(fù)荷是影響單板效率的重要因素?？偘逍史从橙魉宓钠骄蛛x效果，常用于板式塔設(shè)計中。三、裝置及流程：1、簡介：本裝置精餾塔為篩板塔，共有12塊塔板。塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為：塔內(nèi)徑為50mm，塔板間距為80mm，溢流管截面積為80mm2，溢流堰高為12mm，底隙高度為5mm，每塊塔板上開有直徑為1.5mm的小孔，正三角形排列，孔間距為6mm。除7、8板外，每塊塔板上都有液相取樣口。為了便于觀察塔板上的氣液接觸狀況，在7與8板間設(shè)有一節(jié)玻璃視盅。蒸餾釜的尺寸108×4×400mm，裝有液面計、電加熱棒（加熱面積為0.05m2,功率為2000W

32、）、控溫電熱棒、溫度計接口、測壓口和取樣口，分別用于觀測釜內(nèi)液面高度、控制電加熱量、測量釜溫、測量塔板壓降和塔釜液相取樣。塔頂冷凝器為一蛇管式換熱器，換熱面積為0.06m2，管外走蒸汽，管內(nèi)走冷卻水（圖1）。回流分配裝置由回流分配器與控制器組成?；亓鞣峙淦饔刹Ａе瞥?，兩個出口管分別用于回流和采出，引流棒為一根4mm的玻璃棒，內(nèi)部裝有鐵芯，可在控制器的作用下實現(xiàn)引流。此回流分配器既可通過控制器實現(xiàn)手動控制回流比，也可通過計算機(jī)實現(xiàn)自動控制。2、操作要點(diǎn)：（1） 在原料貯罐中配制乙醇含量為25（體積分率）左右的乙醇丙醇料液。啟動原料泵，向塔中供料至塔釜液面達(dá)250300mm。圖1、精 餾 裝 置 流 程 示 意 圖1、 頂冷凝器 2、塔身 3、視盅 4、塔釜 5、控溫棒6、 釜液冷卻器 7、塔釜加熱棒 8、回流分配器 9、轉(zhuǎn)子流量計 10、原料罐 11、穩(wěn)壓罐 12、原料泵 （2） 啟動塔釜加熱及塔身伴熱，觀察塔釜、塔身、塔頂溫度及塔板上的氣液接觸狀況（觀察視盅），發(fā)現(xiàn)塔頂溫度開始上升時，打開塔頂冷凝器的冷卻水控制閥。（3） 測定全回流條件下的單板效率及全塔效率：在不采出的情況下，全回流一段時間，待該塔操作參數(shù)穩(wěn)定后，即可在塔頂、塔釜及相鄰的塔板上取樣進(jìn)行分析，記錄數(shù)據(jù)及相關(guān)的操作參數(shù)。（4）