實驗講義(化工原理)

1、實驗一、雷諾實驗、實驗?zāi)康牧私夤軆?nèi)流體質(zhì)點的運動方式，認(rèn)識不同流動形態(tài)的特點，掌握判別流型的準(zhǔn)則。觀察圓直管內(nèi)流體作層流、過渡流、湍流的流動型態(tài)。觀察流體層流流動的速度分布。二、實驗內(nèi)容以紅墨水為示蹤劑，觀察圓直玻璃管內(nèi)水為工作流體時，流體作層流、過渡流、湍流時的各種流動型態(tài)。觀察流體在圓直玻璃管內(nèi)作層流流動的速度分布。三、實驗裝置實驗裝置流程如圖1-1所示。圖1-1雷諾實驗裝置1溢流管；2墨水瓶；3進水閥；4示蹤劑注入管5水箱；6水平玻璃管；7流量調(diào)節(jié)閥實驗管道有效長度：L=600mm外徑:Do=30mm內(nèi)徑：Di=24.5mm孔板流量計孔板內(nèi)徑：do=9.0mm四、實驗步驟實驗前的準(zhǔn)備工作

2、實驗前應(yīng)仔細調(diào)整示蹤劑注入管4的位置，使其處于實驗管道6的中心線上。向紅墨水儲瓶2中加入適量稀釋過的紅墨水，作為實驗用的示蹤劑。關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥乙打開進水閥3,使水充滿水槽并有一定的溢流，以保證水槽內(nèi)的液位恒定。排除紅墨水注入管4中的氣泡，使紅墨水全部充滿細管道中。雷諾實驗過程調(diào)節(jié)進水閥，維持盡可能小的溢流量。輕輕打開閥門7,讓水緩慢流過實驗管道。緩慢且適量地打開紅墨水流量調(diào)節(jié)閥，即可看到當(dāng)前水流量下實驗管內(nèi)水的流動狀況(層流流動如圖1-2所示)。用體積法(秒表計量時間、量筒測量出水體積)可測得水的流量并計算出雷諾準(zhǔn)數(shù)。因進水和溢流造成的震動，有時會使實驗管道中的紅墨水流束偏離管的中心線或發(fā)生不

3、同程度的擺動；此時，可暫時關(guān)閉進水閥3,過一會兒，即可看到紅墨水流束會重新回到實驗管道的中心線。圖1-2層流流動示意圖逐步增大進水閥3和流量調(diào)節(jié)閥7的開度，在維持盡可能小的溢流量的情況下提高實驗管道中的水流量，觀察實驗管道內(nèi)水的流動狀況(過渡流、湍流流動如圖1-3所示)。同時，用體積法測定流量并計算出雷諾準(zhǔn)數(shù)。圖1-3過渡流、湍流流動示意圖流體在圓管內(nèi)流動速度分布演示實驗首先將進口閥3打開，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥7。打開紅墨水流量調(diào)節(jié)閥，使少量紅墨水流入不流動的實驗管入口端。再突然打開流量調(diào)節(jié)閥7,在實驗管路中可以清晰地看到紅墨水流動所形成的，如圖1-4所示的速度分布。圖1-4速度分布示意圖實驗結(jié)束時

4、的操作關(guān)閉紅墨水流量調(diào)節(jié)閥，使紅墨水停止流動。關(guān)閉進水閥3，使自來水停止流入水槽。待實驗管道沖洗干凈，水中的紅色消失時，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥7。若日后較長時間不用，請將裝置內(nèi)各處的存水放凈。五、注意事項做層流流動時,為了使層流狀況能較快地形成，而且能夠保持穩(wěn)定。第一，水槽的溢流應(yīng)盡可能的小。因為溢流大時，上水的流量也大，上水和溢流兩者造成的震動都比較大，影響實驗結(jié)果。第二，應(yīng)盡量不要人為地使實驗裝置產(chǎn)生任何震動。為減小震動，若條件允許，可對實驗架進行固定。實驗二、流體流動阻力測定實驗一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)直管摩擦阻力APf、直管摩擦系數(shù)的測定方法。掌握不同流量下摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re之間關(guān)系及其變化規(guī)律。學(xué)

5、習(xí)壓差傳感器測量壓差，流量計測量流量的方法。掌握對數(shù)坐標(biāo)系的使用方法。二、實驗內(nèi)容1測定既定管路內(nèi)流體流動的摩擦阻力和直管摩擦系數(shù)。2測定既定管路內(nèi)流體流動的直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re之間關(guān)系曲線和關(guān)系式。三、實驗原理流體在圓直管內(nèi)流動時，由于流體的具有粘性和渦流的影響會產(chǎn)生摩擦阻力。流體在管內(nèi)流動阻力的大小與管長、管徑、流體流速和摩擦系數(shù)有關(guān)，它們之間存在如下關(guān)系。pflu22dPfduhf=入=Re=d2lu2式中：d管徑，m;Pf直管阻力引起的壓強降，Pa;l管長，m;u管內(nèi)平均流速，m/s;流體的密度，kg/m3;流體的粘度，Ns/m2。摩擦系數(shù)入與雷諾數(shù)Re之間有一定的關(guān)系，這個關(guān)系一

6、般用曲線來表示。在實驗裝置中，直管段管長I和管徑d都已固定。若水溫一定，則水的密度p和粘度也是定值。所以本實驗實質(zhì)上是測定直管段流體阻力引起的壓強降厶Pf與流速u（流量V）之間的關(guān)系。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和式6-2可以計算出不同流速（流量V）下的直管摩擦系數(shù)人用式6-3計算對應(yīng)的Re,從而整理出直管摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系，繪出入與Re的關(guān)系曲線。四、實驗流程及主要設(shè)備參數(shù)：1實驗流程圖：見圖2-1水泵8將儲水槽9中的水抽出，送入實驗系統(tǒng)，首先經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量計2測量流量,然后送入被測直管段5或6測量流體流動的光滑管或粗糙管的阻力，或經(jīng)7測量局部阻力后回到儲水槽，水循環(huán)使用。被測直管段流體流動阻力p可根據(jù)

7、其數(shù)值大小分別采用變送器18或空氣一水倒置U型管10來測量。2主要設(shè)備參數(shù)：被測光滑直管段:第-套管徑d0.01(m)管長L1.6(m)材料：不銹鋼管第二套管徑d0.095(m)管長L1.6(m)材料：不銹鋼管被測粗糙直管段:第-套管徑d0.01(m)管長L1.6(m)材料：不銹鋼管第二套管徑d0.0095(m)管長L1.6(m)材料:不銹鋼管2被測局部阻力直管段：管徑d0.015(m)管長L1.2(m)材料：不銹鋼管3壓力傳感器：型號:LXWY測量范圍：200KPa壓力傳感器與直流數(shù)字電壓表連接方法見圖24.直流數(shù)字壓差表：型號:PZ139測量范圍：0200KPa離心泵：型號：WB70/05

8、5流量：8(m3/h)揚程：12(m)電機功率：550(W)玻璃轉(zhuǎn)子流量計：型號LZB40LZB10測量范圍1001000(L/h)10100(L/h)精度1.52.515*11lu6_:匚.=*_.w_：=：=16114141!：7圖2-1五、實驗方法向儲水槽內(nèi)注水，直到水滿為止。(有條件最好用蒸餾水，以保持流體清潔)直流數(shù)字表的使用方法請詳細閱讀使用說明書。大流量狀態(tài)下的壓差測量系統(tǒng)，應(yīng)先接電予熱1015分鐘，調(diào)好數(shù)字表的零點，方可啟動泵做實驗。檢查導(dǎo)壓系統(tǒng)內(nèi)有無氣泡存在.當(dāng)流量為零時，若空氣一水倒置U型管內(nèi)兩液柱的高度差不為零，則說明系統(tǒng)內(nèi)有氣泡存在,需趕凈氣泡方可測取數(shù)據(jù)。趕氣泡的方法

9、：將流量調(diào)至最大，把所有的閥門全部打開，排出導(dǎo)壓管內(nèi)的氣泡，直至排凈為止。測取數(shù)據(jù)的順序可從大流量至小流量，反之也可，一般測1520組數(shù),建議當(dāng)流量讀數(shù)小于300L/h時，只用空氣一水倒置U型管測壓差P。6局部阻力測定時關(guān)閉閥門3和4,全開或半開閥門7,用倒置U型管關(guān)測量遠端、近端壓差并能測出局部阻力系數(shù)。7待數(shù)據(jù)測量完畢，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，切斷電源。六、實驗注意事項：1利用壓力傳感器測大流量下P時，應(yīng)切斷空氣一水倒置U型管閉閥門13、13否則影響測量數(shù)值。2若較長時間內(nèi)不做實驗，放掉系統(tǒng)內(nèi)及儲水槽內(nèi)的水。在實驗過程中每調(diào)節(jié)一個流量之后應(yīng)待流量和直管壓降的數(shù)據(jù)穩(wěn)定以后方可記錄數(shù)據(jù)。4較長時間未做

10、實驗，啟動離心泵之前應(yīng)先盤軸轉(zhuǎn)動否則易燒壞電機。七、數(shù)據(jù)處理：（1）入一R的計算在被測直管段的兩取壓口之間列柏努利方程式，可得：Pf=PPfLu2hf=入pd2=2dPfLpu2dupRe=（4）符號意義：卩d一管徑（m）L一管長（m）u一流體流速（m/s）Pf直管阻力引起的壓降（N/m2）P一流體密度（Kg/m3）卩一流體粘度（Pa.s）入俸擦阻力系數(shù)Re雷諾準(zhǔn)數(shù)測得一系列流量下的Pf之后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和式（1）,（3）計算出不同流速下的入值。用式（4）計算出Re值，從而整理出入一R之間的關(guān)系，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出入一R曲線。（2）局部阻力的計算：Hf局=AP局/p（2AP近-AP遠）/p=

11、（泊2/2）實驗三、流量計性能測定實驗一、實驗?zāi)康牧私鈳追N常用流量計的構(gòu)造、工作原理和主要特點。掌握流量計的標(biāo)定方法。了解節(jié)流式流量計流量系數(shù)C隨雷諾數(shù)Re的變化規(guī)律，流量系數(shù)C的確定方法。學(xué)習(xí)合理選擇坐標(biāo)系的方法。二、實驗內(nèi)容1通過實驗室實物和圖像，了解孔板、文丘里及渦輪流量計的構(gòu)造及工作原理。2測定節(jié)流式流量計(孔板或文丘里)的流量標(biāo)定曲線。3測定節(jié)流式流量計的雷諾數(shù)Re和流量系數(shù)C的關(guān)系。三、實驗原理流體通過節(jié)流式流量計時在流量計上、下游兩取壓口之間產(chǎn)生壓強差，它與流量的關(guān)系為：式中：V被測流體(水)的體積流量，m3/s;C流量系數(shù)，無因次;C流量系數(shù)，無因次;A流量計節(jié)流孔截面積，m2

12、;PhPr流量計上、下游兩取壓口之間的壓強差，Pa；被測流體(水)的密度，kg/m3。用渦輪流量計和轉(zhuǎn)子流量計作為標(biāo)準(zhǔn)流量計來測量流量Vs。每一個流量在壓差計上都有一對應(yīng)的讀數(shù)，將壓差計讀數(shù)厶P和流量Vs繪制成一條曲線，即流量標(biāo)定曲線。同時用式6-8整理數(shù)據(jù)可進一步得到CRe關(guān)系曲線。四、主要設(shè)備參數(shù)：設(shè)備參數(shù).離心泵：型號:WE70/055轉(zhuǎn)速n=2800轉(zhuǎn)/分，流量Q=20-120L/min,揚程H=19-13.5m貯水槽:550*400*450.試驗管路：內(nèi)徑d=26.0mm流量測量：.渦輪流量計：025最大流量10m3/h.孔板流量計：孔板孔徑015(3).文丘里流量計：喉徑015.轉(zhuǎn)

13、子流量計：LZB-25(0.25-2.5m3/h)(5)銅電阻溫度計(6).差壓變送器(0-200kPa)五、實驗流程：實驗流程示意圖如下圖：用離心泵3將貯水槽8的水直接送到實驗管路中，經(jīng)渦輪流量計計量后分別進入到轉(zhuǎn)子流量計、孔板流量計、文丘里流量計，最后返回貯水槽&測量孔板流量計時把9、11閥門打開；10、12閥門關(guān)閉。測量文丘里流量計時把9、10閥門打開；11、12閥門關(guān)閉。測量轉(zhuǎn)子流量計時把12、10、11閥門打開；9閥門關(guān)閉。流量由調(diào)節(jié)閥10、11、12來調(diào)節(jié)水的流量。溫度由銅電阻溫度計測量。六、實驗方法及步驟1啟動離心泵前，關(guān)閉泵流量調(diào)節(jié)閥2啟動離心泵。3按流量從小到大的順序進行實驗

14、。用流量調(diào)節(jié)閥調(diào)某一流量，待穩(wěn)定后，讀取渦輪頻率數(shù)，并分別記錄流量、壓強差。實驗結(jié)束后，關(guān)閉泵出口流量調(diào)節(jié)閥9、12后,停泵。七、注意事項：閥門12在離心泵啟動前應(yīng)關(guān)閉，避免由于壓力大將轉(zhuǎn)子流量計的玻璃管打碎。實驗四、離心泵性能測定實驗、實驗?zāi)康?1、熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作方法，了解壓力、流量的測量方法。2、掌握離心泵特性曲線、管路特性曲線的測定方法、表示方法，加深對離心泵性能的了解。二、實驗內(nèi)容：1、熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作。2、手動（或計算機自動采集數(shù)據(jù)和過程控制）測定某型號離心泵在一定轉(zhuǎn)速下，Q（流量）與H（揚程）、N（軸功率）、（效率）之間的特性曲線以及特定管路條件下的管路特性曲線。三、

15、實驗原理：A、離心泵性能的測定：離心泵是最常見的液體輸送設(shè)備。對于一定型號的泵在一定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚程H、軸功率N及效率n均隨流量Q的改變而改變。通常通過實驗測出Q-H、Q-N及Q-n關(guān)系，并用曲線表示之，稱為特性曲線。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用泵的重要依據(jù)。本實驗中使用的即為測定離心泵特性曲線的裝置，具體測定方法如下：1、H的測定：在泵的吸入口和壓出口之間以1N流體為基準(zhǔn)列柏努利方程Hf-(1-1)H彳入出Hf-(1-1)H彳入出P入U2入P出U2出Z入H乙出g2gg2g、P出P入u2出u2入H（Z出Z入）-g2g上式中Hf入出是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力（不包

16、括泵體內(nèi)部的流動阻力所引起的壓頭損失），當(dāng)所選的兩截面很接近泵體時，與柏努利方程中其它項比較，Hf-出值很小，故可忽略。于是上式變?yōu)椋篜bP-gu2出口2入2g(1-2)將測得的高差（Z出Z入）和P-P-的值以及計算所得的u入,u出代入式1-2即可求得H的值。2、N的測定:功率表測得的功率為電動機的輸入功率。由于泵由電動機直接帶動，傳動效率可視為1.0,所以電動機的輸出功率等于泵的軸功率。即：泵的軸功率N=電動機的輸出功率，kw電動機的輸出功率=電動機的輸入功率於電動機的效率。泵的軸功率=功率表的讀數(shù)X電動機效率，kw。3、n的測定B、管路特性曲線的測定：Ne“HQgHQ%NeN1000102

17、式中：n泵的效率，;N-泵的軸功率，kwNe-泵的有效功率，kw,H泵的壓頭，mQ泵的流量，m3/s,P-水的密度，kg/m3在特定的管路條件下，應(yīng)用變頻調(diào)速器改變電機的頻率，相應(yīng)改變了泵的轉(zhuǎn)速（流量）。分別測量泵的揚程、流量，即可得到管路特性曲線。四、實驗流程及設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：1、實驗流程：水泵將儲水槽中的水抽出，送入實驗系統(tǒng)，由出口調(diào)節(jié)閥控制流量，經(jīng)渦輪流量計計量流量后經(jīng)流回儲水槽循環(huán)使用。2、主要儀器設(shè)備一覽表：流量公式：Q=F/K*3600/1000，其中F為頻率數(shù)，K為渦輪流量計儀表常數(shù)。泵入口，出口測壓點間的距離（Z2-Z1）=0.180米泵入口，出口管內(nèi)徑_di、d2=0.05

18、0米序號名稱規(guī)格型號1儲水箱不銹鋼450X00X5502離心泵WB70/0553出口調(diào)節(jié)閥J同質(zhì)截止閥，通徑404變頻調(diào)速器NS五、實驗操作：實驗前，向儲水槽加入蒸餾水，合上電源總開關(guān)。實驗操作：將出口調(diào)節(jié)閥關(guān)到零位。1按照變頻調(diào)速器說明設(shè)定（Fn-11為0；Fn-10為0）后在并設(shè)定變頻調(diào)速器的頻率（50）。2、啟動離心泵；改變流量調(diào)節(jié)閥的位置，分別記錄穩(wěn)定后各流量下的流量、泵進出口壓力和電機輸入功率值，測8-10組數(shù)據(jù)（流量調(diào)節(jié)閥的位置從零位到最大）。處理數(shù)據(jù)后可以得到離心泵特性曲線。3、將流量調(diào)節(jié)閥放在任何一位置，改變變頻調(diào)速器的頻率以改變泵的流量，分別記錄穩(wěn)定后各頻率下的流量、泵進出口

19、壓力值，測810組數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)后可得到管路特性曲線。4、把流量調(diào)至零位后，停泵。六、使用實驗設(shè)備應(yīng)注意的事項：實驗前應(yīng)檢查水槽水位，流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉到零位。注意變頻調(diào)速器的使用方法。嚴(yán)格按照實驗操作中給出的變頻器參數(shù)進行調(diào)節(jié)，在計算機自動控制時不要手動改變變頻器的頻率。變頻器其它參數(shù)不要改動。七、附錄1、數(shù)據(jù)處理方法：計算舉例：測量頻率（流量）138HZ、電機輸入功率0.65（Kw）泵出口處壓強P2=0.132（MPa）、泵入口處壓強P仁0.012（MPa）,液體溫度17.5C液體密度p=1000.8kg/（m）、泵進口高度=0.18米流量公式：Q=F/K*3600/1000，其中儀表常數(shù)K=

20、76.724,F=138泵的效率：泵的效率：N10001力689.81他0.8=67.5%0.3910003600泵的軸功率N軸=N電XY電=650X60%=0.390(Kw)Q=138/76.724*3600/1000=6.48M3/H泵的揚程H遲一巴也U1g2g(Z2乙）6(0.1320.012)100.18=14.9(m)實驗五、攪拌器性能測定攪拌是重要的化工單元操作之一，它常用于互溶液體的混合、不互溶液體的分散和接觸、氣液接觸、固體顆粒在液體中的懸浮、強化傳熱及化學(xué)反應(yīng)等過程一、實驗?zāi)康恼莆諗嚢韫β是€的測定方法。了解影響攪拌功率的因素及其關(guān)聯(lián)方法。二、實驗內(nèi)容1用水溶液，測定液相攪拌

21、功率曲線。2用水溶液和空氣，測定氣一液相攪拌功率并與液相攪拌功率比較。三、實驗原理攪拌過程中要輸入能量才能達到混合的目的，即通過攪拌器把能量輸入到被攪拌的流體中去。因此攪拌釜內(nèi)單位體積流體的能耗成為判斷攪拌過程好壞的依據(jù)之一。由于攪拌釜內(nèi)液體運動狀態(tài)十分復(fù)雜，攪拌功率目前尚不能由理論得出。只能由實驗獲得它和多變量之間的關(guān)系，以此作為攪拌操作放大過程中確定攪拌規(guī)律的依據(jù)。液體攪拌功率消耗可表達為下列諸變量的函數(shù)：Np稱為功率準(zhǔn)數(shù)d2nRe，Re稱為攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù)由因次分析法可得下列無因次數(shù)群的關(guān)聯(lián)式:Nf(k,n,d,g,)式中：N攪拌功率，W;K無量綱系數(shù);n攪拌轉(zhuǎn)數(shù)，r/s;d攪拌器直徑,m;

22、流體密度，kg/m3;流體粘度，pas;g重力加速度,m/s2；Nn3d522K(dn)X(nd)ygn2dFr,Fr稱為攪拌佛魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)g則NpKR；Fry；令則NpKR；Fry；令Np稱為功率因數(shù),對于不打旋的系統(tǒng)重力影響極小，可忽略Fr的影響，即yNpKRX本實驗中，攪拌功率采用下式得到：NIV(I2RKn1.2)式中：I攪拌電機的電樞電流，A;V攪拌電機的電樞電壓，V;R攪拌電機的內(nèi)阻，28Q;n攪拌電機的轉(zhuǎn)數(shù)，r/s；K0.00125。當(dāng)有氣體通入時，在相同的轉(zhuǎn)速下，攪拌功率會顯著下降。因為，物系的粘度、密度發(fā)生改變。設(shè)Q為空氣的體積流量，令Na=Q/nd3通氣準(zhǔn)數(shù)。相同轉(zhuǎn)速下，氣液攪

23、拌功率Ng/N與通氣準(zhǔn)數(shù)Na的關(guān)系可用下式描述：當(dāng)Na0.035時Ng/N=a-bNa；a,b為常數(shù)通過測定Ng,在直角坐標(biāo)紙上作Ng/NNa曲線，確定常數(shù)a,b或a,b四、主要設(shè)備參數(shù)：1攪拌器：型號：KDZ-1;功率：160w轉(zhuǎn)速：3200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢韪獌?nèi)徑280mm；攪拌器直徑100mm五、實驗流程：本實驗使用的是標(biāo)準(zhǔn)攪拌槽，其直徑為280mm;攪拌漿為六片平直葉圓盤渦輪。裝置流程見圖。多相攪拌實驗裝置流程圖1空壓機；2流量計；3溫度計；4電動機；5直流電流表；6電機調(diào)速器；7直流電壓表，8-測速儀；9擋板；10-攪拌槽；11-氣體分布器六、實驗方法測定水溶液攪拌功率曲線打開總電源，各數(shù)字

24、儀表顯示“0。打開攪拌調(diào)速開關(guān)，慢慢轉(zhuǎn)動調(diào)速旋紐，電機開始轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)速約100400（r/min）之間，取1012個點測試（實驗中適宜的轉(zhuǎn)速選擇：低轉(zhuǎn)速時攪拌器的轉(zhuǎn)動要均勻；高轉(zhuǎn)速時以流體不出現(xiàn)旋渦為宜）。實驗中每調(diào)一個轉(zhuǎn)速，待數(shù)據(jù)顯示基本穩(wěn)定后方可讀數(shù)，同時注意觀察流型及攪拌情況。每調(diào)節(jié)一個轉(zhuǎn)速記錄以下數(shù)據(jù)：電機的電壓（V）、電流（A）、轉(zhuǎn)速n（r/min）。測定氣液攪拌功率開啟空氣壓縮機，調(diào)節(jié)氣體流量計的空氣流量為定值（如300L/h）.在上述每一轉(zhuǎn)速下記錄以下數(shù)據(jù)：電機的電壓（V）、電流（A）、轉(zhuǎn)速n（r/min）。在某一轉(zhuǎn)速下改變空氣流量，重復(fù)操作實驗結(jié)束時一定把調(diào)速降為“0”方可關(guān)閉

25、攪拌調(diào)速。七、注意事項1電機調(diào)速一定是從“（開始，調(diào)速過程要慢，否則易損壞電機。2不得隨便移動實驗裝置。3本實驗沒有測氣液混合后的密度和粘度。（無粘度計）八、實驗數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理（一）數(shù)據(jù)計算1液相攪拌功率：水溫：密度：粘度：攪拌器直徑：nIVNNpRe2氣液攪拌功率氣體流量Q=（注意：轉(zhuǎn)速與前面一致）nIVNgNg/NNa轉(zhuǎn)速n=,不通氣時的1=,V=N=QIVNgNg/NNa（二）作圖1在對數(shù)坐標(biāo)紙上可標(biāo)繪出N-Re與Np與Re的關(guān)系曲線。2在直角坐標(biāo)紙上作Ng/NNa曲線，確定常數(shù)a,b或a,b思考題：攪拌功率受哪些因素的影響？如何提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確性？實驗六恒壓過濾常數(shù)測定(板框過濾機

26、)過濾是利用過濾介質(zhì)進行液一固混合系統(tǒng)的分離過程，過濾介質(zhì)通常采用帶有許多毛細孔的物質(zhì)如濾布、毛織物、多孔陶瓷等。含有固體顆粒的懸浮液在一定壓力差的作用下液體通過過濾介質(zhì)，固體顆粒被截留在介質(zhì)表面上，從而使液固兩相分離。一、實驗?zāi)康呐c內(nèi)容1掌握恒壓過濾常數(shù)K、通過單位過濾面積虛擬濾液量qe、虛擬過濾時間e的測定方法，加深對K、qe、e的概念和影響因素的理解。學(xué)習(xí)濾餅的壓縮性指數(shù)s和物料常數(shù)k的測定方法。學(xué)習(xí)q一類關(guān)系的實驗確定方法。dq二、實驗原理恒壓過濾常數(shù)K、qe、e的測定方法：在過濾過程中，由于固體顆粒不斷地被截留在介質(zhì)表面上，濾餅厚度增加，液體流過固體顆粒之間的孔道加長，而使流體阻力增

27、加，故恒壓過濾時，過濾速率逐漸下降。隨著過濾進行，若得到相同的濾液量，貝y過濾時間增加。恒壓過濾方程2(qqe)K(e)式中：q單位過濾面積獲得的濾液體積，m3/m2;qe單位過濾面積上的虛擬濾液體積，m3/m2;實際過濾時間，S；e虛擬過濾時間，S；K過濾常數(shù)，m2/s。將式6-9進行微分可得：-q-qedqKK這是一個直線方程式，于普通坐標(biāo)上標(biāo)繪q的關(guān)系，可得直線。其斜率為-，截dqK22距為匸qe，從而求出K、qe。至于e可由下式求出：qeKeK當(dāng)各數(shù)據(jù)點的時間間隔不大時，可用增量之比一來代替。dqq在本實驗裝置中，若在計量瓶中收集的濾液量達到100ml時作為恒壓過濾時間的零點。那么，在

28、此之前從真空吸濾器出口到計量瓶之間的管線中已有的濾液再加上計量瓶中100ml濾液，這兩部分濾液可視為常量(用q表示)，這些濾液對應(yīng)的濾餅視為過濾介質(zhì)以外的另一層過濾介質(zhì)。在整理數(shù)據(jù)時，應(yīng)考慮進去，則方程式6-10變?yōu)椋?2Vq(qeq)q(各套V為200ml)qKKA過濾常數(shù)的定義式：K2kp1s兩邊取對數(shù)lgK(1s)lgplg(2k)因k常數(shù)，故K與p的關(guān)系在對數(shù)坐標(biāo)上標(biāo)繪時應(yīng)是一條直線，直線的斜率r為1s，由此可得濾餅的壓縮性指數(shù)s，然后代入式6-12求物料特性常數(shù)k。三、主要設(shè)備參數(shù)：1旋渦泵：型號：2攪拌器：型號:KDZ-1;功率:160w轉(zhuǎn)速：3200轉(zhuǎn)/分；3過濾板:規(guī)格:160

29、*180*11（mm）。4濾布：型號工業(yè)用；過濾面積0.0475m2。計量桶：第1套長282mm、寬325mm。四、實驗流程：流程圖：（見圖一）rM-llIIIIIIIP,、IT圖一恒壓過濾實驗流示意圖1調(diào)速器;2電動攪拌器;3、4、6、11、14閥門；5、7壓力表8板框過濾機；9壓緊裝置;10濾漿槽；12旋渦泵；13-計量桶。如圖一所示，濾漿槽內(nèi)配有一定濃度的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮液（濃度在2-4%左右），用電動攪拌器進行均勻攪拌（漿液不出現(xiàn)旋渦為好）。啟動旋渦泵，調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5指示在規(guī)定值。濾液在計量桶內(nèi)計量。過濾、洗滌管路如圖二示：罔二楹框過瀝肌固定頭管路分祁岡五實驗方法及步驟：1系統(tǒng)接上

30、電源，打開攪拌器電源開關(guān)，啟動電動攪拌器2。將濾液槽10內(nèi)漿液攪拌均勻。2板框過濾機板、框排列順序為：固定頭-非洗滌板-框-洗滌板-框-非洗滌板-可動頭。用壓緊裝置壓緊后待用。3使閥門3處于全開、閥4、6、11處于全關(guān)狀態(tài)。啟動旋渦泵12,調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5達到規(guī)定值。4待壓力表5穩(wěn)定后，打開過濾入口閥6過濾開始。當(dāng)計量桶13內(nèi)見到第一滴液體時按表計時。記錄濾液每增加高度20mm時所用的時間。當(dāng)計量桶13讀數(shù)為160mm時停止計時，并立即關(guān)閉入口閥6。5打開閥門3使壓力表5指示值下降。開啟壓緊裝置卸下過濾框內(nèi)的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)，將濾布清洗干凈。放出計量桶內(nèi)的濾液并倒回槽內(nèi)，以保證濾漿濃度恒

31、定。6改變壓力，從（2）開始重復(fù)上述實驗。7每組實驗結(jié)束后應(yīng)用洗水管路對濾餅進行洗滌，測定洗滌時間和洗水量。8實驗結(jié)束時閥門11接上自來水、閥門4接通下水，關(guān)閉閥門3對泵及濾漿進出口管進行沖洗。六、注意事項：1）過濾板與框之間的密圭寸墊應(yīng)注意放正，過濾板與框的濾液進出口對齊。用搖柄把過濾設(shè)備壓緊，以免漏液。2）計量桶的流液管口應(yīng)貼桶壁，否則液面波動影響讀數(shù)。3）實驗結(jié)束時關(guān)閉閥門3。用閥門11、4接通自來水對泵及濾漿進出口管進行沖洗。切忌將自來水灌入儲料槽中。4）電動攪拌器為無級調(diào)速。使用時首先接上系統(tǒng)電源，打開調(diào)速器開關(guān)，調(diào)速鈕一定由小到大緩慢調(diào)節(jié)，切勿反方向調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)過快損壞電機。5）啟動

32、攪拌前，用手旋轉(zhuǎn)一下攪拌軸以保證順利啟動攪拌器。實驗七化工傳熱綜合實驗、實驗?zāi)康模和ㄟ^對空氣-水蒸氣簡單套管換熱器的實驗研究，掌握對流傳熱系數(shù)i的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解。并應(yīng)用線性回歸分析方法，確定關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4中常數(shù)A、m的值。通過對管程內(nèi)部插有螺旋線圈的空氣一水蒸氣強化套管換熱器的實驗研究，測定其準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=BRem中常數(shù)B、m的值和強化比Nu/Nuo,了解強化傳熱的基本理論和基本方式。TOCo1-5hz求取簡單套管換熱器、強化套管換熱器的總傳熱系數(shù)Ko。了解熱電偶溫度計的使用。、實驗內(nèi)容：1測定56個不同空氣流速下簡單套管換熱器的對流傳熱系數(shù)i。2對i

33、的實驗數(shù)據(jù)進行線性回歸，求關(guān)聯(lián)式Nu=ARe中r0.4中常數(shù)A、m的值。測定56個不同空氣流速下強化套管換熱器的對流傳熱系數(shù)i。對i的實驗數(shù)據(jù)進行線性回歸，求關(guān)聯(lián)式Nu=BRem中常數(shù)B、m的值。同一流量下，按實驗一所得準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式求得Nu，計算傳熱強化比Nu/Nuo。在同一流量下分別求取一次簡單套管換熱器、強化套管換熱器的總傳熱系數(shù)Ko。、實驗原理：1對流傳熱系數(shù)i的測定對流傳熱系數(shù)i可以根據(jù)牛頓冷卻定律，用實驗來測定QiitmiSi(6-14)式中：i管內(nèi)流體對流傳熱系數(shù)，Qi管內(nèi)傳熱速率，W;S管內(nèi)換熱面積：m2;W/(m2?C)；tmi管內(nèi)流體空氣與管內(nèi)壁面的平均溫差，C。平均溫差由下式

34、確定：tmitw（5且）（6-15）2式中：ti1,ti2冷流體空氣的入口、出口溫度，C；tw壁面平均溫度，C。因為傳熱管為紫銅管，其導(dǎo)熱系數(shù)很大，而管壁又薄，故認(rèn)為內(nèi)壁溫度、外壁溫度和壁面平均溫度近似相等，用tw來表示。管內(nèi)換熱面積：SidiLi（6-16）式中：di傳熱管內(nèi)徑，m;Li傳熱管測量段的實際長度，m。由熱量衡算式：其中質(zhì)量流量由下式求得:WiVii3600式中：Vi冷流體在套管內(nèi)的平均體積流量，m3/h;Cpi冷流體的定壓比熱，kJ/(kgC)p冷流體的密度，kg/m3。Cpi和p可根據(jù)定性溫度tm查得，tm也如為冷流體進出口平均溫度。22.對流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實驗確定流體

35、在管內(nèi)作強制湍流時，處于被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為(6-19)(6-19)NuiAReimPrin.其中：NuidiiReiPncpii物性數(shù)據(jù)入、Cpi、pl、pI可根據(jù)定性溫度tm查得。經(jīng)過計算可知，對于管內(nèi)被加熱的空氣，普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pri變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)，則關(guān)聯(lián)式的形式簡化為:NuiAReimPr,4這樣通過實驗確定不同流量下的Rei與Ng，然后用線性回歸方法確定A和m的值。3.強化比的確定強化傳熱能減小傳熱面積，以減小換熱器的體積和重量；提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力；使換熱器能在較低溫差下工作。強化傳熱的方法有多種，本實驗裝置是采用在換熱器內(nèi)管插入螺旋線圈的方法來強化傳熱的。螺旋

36、線圈的結(jié)構(gòu)圖如圖6-3所示，螺旋線圈由直徑(6-20)1mm鋼絲按一定節(jié)距繞成。將金屬螺旋線圈插入并固定在管內(nèi)，流體一面由于螺旋線圈的作用而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，一面還周期性地受到線圈的螺旋金屬絲的擾動，因而可以使傳熱強化。由于繞制線圈的金屬絲直徑很細，流體旋流強度也較弱，所以阻力較小，有利于節(jié)省能源。螺旋線圈是以線圈節(jié)距H與管內(nèi)徑d的比值技術(shù)參數(shù)，且節(jié)距與管內(nèi)徑比是影響傳熱效果和阻力系數(shù)的重要因素?？茖W(xué)家通過實驗研究總結(jié)了形式為NuBRem的經(jīng)驗公式，其中B和m的值因螺旋絲尺寸不同而不同。在本實驗中，測定不同流量下的Rei與Nuj，用線性回歸方法可確定B和m的值。單純研究強化效果(不考慮阻力的影響)，可

37、以用強化比的概念作為評判準(zhǔn)則，它的形式是：NuNu。，其中Nu是強化管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，Nuo是普通管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，顯然，強化比NuNu。1,而且它的值越大，強化效果越好。需要說明的是，如果評判強化方式的真正效果和經(jīng)濟效益，則必須考慮阻力因素，只有強化比較高，且阻力系數(shù)較小的強化方式,才是最佳的強化方法。換熱器總傳熱系數(shù)Ko的確定實驗中若忽略換熱器的熱損失,實驗中若忽略換熱器的熱損失,在定態(tài)傳熱過程中,空氣升溫獲得的熱量與對流傳遞的熱量及換熱器的總傳熱量均相等:QiWeeti1)i1K0Sotm(6-21)即以外表面為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù):K0S0tm(6-22)式中傳熱量Q已由式（6-17）得到,管

38、外徑為基準(zhǔn)的換熱面積:S0doLi式中傳熱間壁兩側(cè)對數(shù)平均溫度差:tm(Ts如)(TsTsti1InTsti2ti2)(6-23)在同一流量下分別求取一次簡單套管換熱器、強化套管換熱器的總傳熱系數(shù)Ko，并比較兩種套管換熱器Ko值的大小。四、實驗流程及設(shè)備主要參數(shù)1、實驗流程：1、普通套管換熱器；2、內(nèi)插有螺旋線圈的強化套管換熱器；3、蒸汽發(fā)生器；4、旋渦氣泵；5、旁路調(diào)節(jié)閥；6、孔板流量計；7、風(fēng)機出口溫度(冷流體入口溫度)測試點；8、9空氣支路控制閥；10、11、蒸汽支路控制閥；12、13、蒸汽放空口；14、蒸汽上升主管路；15、加水口；16、放水口；17、液位計；18、冷凝液回流口；19、

39、電動旁路調(diào)節(jié)閥2、主要設(shè)備參數(shù):傳熱管參數(shù)：表1實驗裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)3空氣流量計實驗內(nèi)管內(nèi)徑di(mm)20.00實驗內(nèi)管外徑do(mm)22.0實驗外管內(nèi)徑Di(mm)50實驗外管外徑Do(mm)57.0測量段(紫銅內(nèi)管)長度1(m)1.00強化內(nèi)管內(nèi)插物(螺旋線圈)尺寸絲徑h(mm)1節(jié)距H(mm)40加熱釜操作電壓W200伏操作電流W10安由孔板與壓力傳感器及數(shù)字顯示儀表組成空氣流量計?？諝饬髁坑晒?計算。Vt018.113(P)0.62031其中，Vt0-20C下的體積流量，m3/h；P-孔板兩端壓差，Kpa-空氣入口溫度(及流量計處溫度)下密度，kg/m3。要想得到實驗條件下的空氣流量

40、V(m3/h)則需按下式計算22273t273t0其中，V-實驗條件(管內(nèi)平均溫度)下的空氣流量，m3/h；t-換熱器管內(nèi)平均溫度，C；t1-傳熱內(nèi)管空氣進口(即流量計處)溫度，c。4溫度測量空氣入傳熱管測量段前的溫度t1(C)由電阻溫度計測量，可由數(shù)字顯示儀表直接讀出?？諝獬鰝鳠峁軠y量段時的溫度t2(C)由電阻溫度計測量，可由數(shù)字顯示儀表直接讀出。管外壁面平均溫度tw(C)由數(shù)字式毫伏計測出與其對應(yīng)的熱電勢E(mv),熱電偶是由銅T康銅組成),再由E根據(jù)公式：tw(C)=1.2705+23.518E(mv)計算得到。電加熱釜是產(chǎn)生水蒸汽的裝置,使用體積為7升(加水至液位計的上端紅線),?內(nèi)裝

41、有一支2.5kw的螺旋形電熱器,當(dāng)水溫為30C時，用200伏電壓加熱釣25分鐘后水便沸騰,為了安全和長久使用,建議最高加熱(使用)電壓不超過200伏(由固態(tài)調(diào)壓器調(diào)節(jié))。氣源(鼓風(fēng)機)又稱旋渦氣泵,XGB-2型，電機功率約0.75KW(使用三相電源),在本實驗裝置上,產(chǎn)生的最大和最小空氣流量基本滿足要求。使用過程中,?輸出空氣的溫度呈上升趨勢。電動旁路調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)計算機過程控制的執(zhí)行機構(gòu)，型號QSVW-16K。通過對旁路的開關(guān)量來控制進入換熱器的空氣流量。A/D轉(zhuǎn)換卡ARTPCI2003數(shù)據(jù)通訊MOXAINDUSTRIOCP-132五、實驗操作：實驗前的準(zhǔn)備,檢查工作.向電加熱釜加水至液位計上端

42、紅線處。向冰水保溫瓶中加入適量的冰水,并將冷端補償熱電偶插入其中。檢查蒸氣管支路各控制閥是否已打開。保證蒸汽和空氣管線的暢通。接通電源總閘，設(shè)定加熱電壓，啟動電加熱器開關(guān)，開始加熱?；蛴捎嬎銠C控制加熱。加熱電壓170-190V。實驗操作：一段時間后水沸騰,水蒸汽自行充入普通套管換熱器外管，觀察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，標(biāo)志著實驗可以開始。約加熱十分鐘后，可提前啟動鼓風(fēng)機，保證實驗開始時空氣入口溫度ti(C)比較穩(wěn)定。用儀表調(diào)節(jié)空氣流量旁路閥的開度,使壓差計的讀數(shù)為所需的空氣流量值(當(dāng)旁路閥全開時,通過傳熱管的空氣流量為所需的最小值,全關(guān)時為最大值)。儀表調(diào)節(jié)方法：同時按住set鍵和A/M鍵，用

43、-鍵和1鍵調(diào)節(jié)閥門開度。如果想讓儀表恢復(fù)自控，則再同時按住set鍵和A/M鍵。也可利用儀表的控制功能調(diào)節(jié)流量：長set按鍵，當(dāng)儀表pv欄顯示su時，用鍵和1鍵調(diào)節(jié)sv欄中的數(shù)值，至需要達到的壓差數(shù)(即孔板流量計壓差，測量空氣流量)后，即可等待儀表自行控制。穩(wěn)定5-8分鐘左右可轉(zhuǎn)動各儀表選擇開關(guān)讀取t1，t2，E值。(注意：第1個數(shù)據(jù)點必須穩(wěn)定足夠的時間)重復(fù)(3)與(4)共做710個空氣流量值。最小，最大流量值一定要做。整個實驗過程中，加熱電壓可以保持(調(diào)節(jié))不變，也可隨空氣流量的變化作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。3轉(zhuǎn)換支路，重復(fù)步驟2或3的內(nèi)容，進行強化套管換熱器的實驗。測定710組實驗數(shù)據(jù)。4實驗結(jié)束.(

44、1)關(guān)閉加熱器開關(guān)。過5分鐘后關(guān)閉鼓風(fēng)機，并將旁路閥全開。切段總電源若需幾天后再做實驗，則應(yīng)將電加熱釜和冰水保溫瓶中的水放干凈。六、實驗設(shè)備注意事項：1由于采用熱電偶測溫，所以實驗前要檢查冰桶中是否有冰水混合物共存。檢查熱電偶的冷端，是否全部浸沒在冰水混合物中。2檢查蒸汽加熱釜中的水位是否在正常范圍內(nèi)。特別是每個實驗結(jié)束后，進行下一實驗之前，如果發(fā)現(xiàn)水位過低，應(yīng)及時補給水量。3必須保證蒸汽上升管線的暢通。即在給蒸汽加熱釜電壓之前，兩蒸汽支路控制閥之一必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先開啟需要的支路閥，再關(guān)閉另一側(cè)，且開啟和關(guān)閉控制閥必須緩慢，防止管線截斷或蒸汽壓力過大突然噴出。4必須保證空氣管線的暢

45、通。即在接通風(fēng)機電源之前，兩個空氣支路控制閥之一和旁路調(diào)節(jié)閥必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機電源，然后開啟和關(guān)閉控制閥。七、附錄：1數(shù)據(jù)處理方法：孔板流量計壓差P=0.60Kpa、進口溫度ti=22.4C、出口溫度t2=62.8C壁面溫度熱電勢4.20mv。已知數(shù)據(jù)及有關(guān)常數(shù)：傳熱管內(nèi)徑di(mm)及流通斷面積F(m2).di=20.0(mm),=0.0200(m);F=ndi2)/4=3.142(0.0200)2/4=0.0003142(m2).傳熱管有效長度L(m)及傳熱面積Si(m2).L=1.00(m)si=nLc=0.06284(m2).t1(C)為孔板處空氣的溫度，為由此值查得

46、空氣的平均密度(1，例如：t1=22.4C,查得=1.19Kg/m3。傳熱管測量段上空氣平均物性常數(shù)的確定.先算出測量段上空氣的定性溫度t(C)為簡化計算，取t值為空氣進口溫度t1(C)及出口溫度t2(C)的平均值,即t出口溫度t2(C)的平均值,即t2=42.6(C)p=1.12(Kg/m3);Cp=1005(J/Kg-K);此查得：測量段上空氣的平均密度測量段上空氣的平均比熱測量段上空氣的平均導(dǎo)熱系數(shù)入=0.0277/mK);測量段上空氣的平均粘度尸0.0000192(Pas);傳熱管測量段上空氣的平均普蘭特準(zhǔn)數(shù)的0.4次方為：Pr0.4=0.696.4=0.865空氣流過測量段上平均體積

47、V(m3/h)的計算：Vt018.113(P)0620318.113(0.60)0620313.13(m3/h)VVt0273t273t113.1327342.602732014.21(m3/h)冷熱流體間的平均溫度差tm：C)的計算：Tw=1.2705+23.5184.20=100.(C)tmTwtmTw勺乞(C)2(7)其余計算：傳熱速率(W)3600仏21行11005(62.828)180(w)3600iQ/tm$180/(57.450.06284)50(W/m2-C)傳熱準(zhǔn)數(shù)Nujdj/500.0200/0.027736測量段上空氣的平均流速uV/F360014.21/(0.00031

48、423600)12.57(m/s)雷諾準(zhǔn)數(shù)Redi=14638(8)作圖、回歸得到準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式NuARemPr0.4中的系數(shù)。(9)重復(fù)(1)-(8)步，處理強化管的實驗數(shù)據(jù)。作圖、回歸得到準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式NuBRem中的系數(shù)。Nu0.0215Re0.788Pr04實驗八、板式塔塔板的水力學(xué)性能測定、實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗了解塔設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和塔板（篩孔、浮閥、泡罩、固舌）的基本結(jié)構(gòu)，觀察氣液兩相在不同類型塔板上氣T夜的流動與接觸狀況，加深對塔性能的解。二、實驗內(nèi)容通過冷模實驗可以觀察到實驗塔內(nèi)正常與幾種不正常的操作現(xiàn)象，并進行塔板壓降的測量。?通過實驗測得每種塔板的負(fù)荷性能圖。三、主要設(shè)備參數(shù)：板式塔塔高

49、：920mm塔徑：100X5材料為有機玻璃板間距：180mm空氣孔板流量計：孔徑17mmC。C。A。d4其中：Q流量（m3/s）C0-孔板流量計孔流系數(shù)（C0-0.67）d0-流量計孔流直徑（m2）P-孔板流量計壓差（Pa）XGB-2旋渦氣泵SZ037水泵四、實驗流程實驗設(shè)備流程示意圖（見圖一），板式塔由下向上,?由塔底流，板式塔由下向上,?由塔底流如圖一所示，空氣由旋渦氣泵經(jīng)過孔板流量計計量后輸送到板式塔塔底的塔板依次是篩板、浮閥、泡罩、舌形塔板液體則由離心泵經(jīng)過孔板流量計計量后由塔頂進入塔內(nèi)并與空氣進行接觸回水箱內(nèi)。nKzi乩啜流量計陌ui送壓繪rt寧氣甫.目M圖一、板式曙胚梅示意圖五、實

50、驗方法：首先向水槽內(nèi)放入一定數(shù)量的蒸餾水，將空氣流量調(diào)節(jié)閥放置開的位置，?將離心泵流量調(diào)節(jié)閥關(guān)上。啟動旋渦氣泵改變空氣流量分別測定四塊塔板的干板壓降。將流程圖示下路打開上路關(guān)閉后啟動離心泵，分別改變空氣、液體流量，用觀察法測出篩板的操作負(fù)荷性能圖。將下路打開關(guān)閉上路，分別改變空氣流量、液體流量，測定其四塊塔板的壓降，同時觀察實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)束時先關(guān)閉水流量，待塔內(nèi)液體大部分流回到塔底時再關(guān)閉旋渦氣泵。六、注意事項：為保護有機玻璃塔的透明度，實驗用水必須采用蒸餾水。開車時先開旋渦氣泵后開離心泵，停車反之，？這樣避免板式塔內(nèi)的液體灌入風(fēng)機中。實驗過程中每改變空氣流量或水流量時，必須待其穩(wěn)定后關(guān)察其

51、現(xiàn)象和測取數(shù)據(jù)。若U型管壓差計指示液面過高時將導(dǎo)壓管取下用吸耳球吸出指示液。水箱必須充滿水，否則空氣壓力過大易走短路。七、實驗結(jié)果（參考值）1.干板時每塊塔板的壓降水流量0（升/時）溫度14C1234空氣孔板流量計U型管壓差計讀數(shù)（毫米水柱）175796200空氣流量（m3/h）0.1570.2880.3740.540篩板壓降及實驗現(xiàn)象491733浮閥壓降及實驗現(xiàn)象11102147泡罩壓降及實驗現(xiàn)象8112873舌形壓降及實驗現(xiàn)象102338752.在空氣流量一定時每塊塔板的壓降及操作現(xiàn)象從以上實驗可以觀察到實驗塔內(nèi)幾種不正常的操作現(xiàn)象，并得泡罩塔板壓降最大，篩板塔板最空氣孔板流量計U型管壓差

52、計讀數(shù)（mmH2O）28空氣流量（m3/h）0.202水流量（升/時）204060篩板壓降及實驗現(xiàn)象9（正常）24（正常）34（正常）浮閥壓降及實驗現(xiàn)象45（正常）50（正常）45（正常）泡罩壓降及實驗現(xiàn)象51（正常）60（液泛）64（液泛）舌形壓降及實驗現(xiàn)象43（正常）46（正常）83（液沫夾帶）小,泡罩塔板容易液泛。3.篩塔塔板操作的測定固定空氣流量，改變液體流量空氣孔板流量計U型管壓差計讀數(shù)（mmH2O）20空氣流量0.170（m3/h）水流量（升/時）1020406080100篩板壓降222528344240實驗現(xiàn)象正常正常正常正常正常漏液固定液體流量，改變空氣流量水流量40（升/時）

53、空氣孔板流量計U型管壓差計讀數(shù)（mmH20）71100200空氣流量（m3/h）0.3210.3810.540篩板壓降及實驗現(xiàn)象323854實驗現(xiàn)象正常正常霧沫夾帶固定液體流量，改變空氣流量水流量100（升/時）空氣孔板流量計U型管壓差計讀數(shù)（mmH2O）1660100空氣流量（m3/h）0.1520.2950.381篩板壓降及實驗現(xiàn)象354455實驗現(xiàn)象正常正常霧沫夾帶為讓實驗的學(xué)生能同時看到幾種塔板，？本實驗裝置所采用的實驗塔為四種塔板復(fù)合而成它較之采用四個塔并列裝置，具有流程簡單的優(yōu)點，但在設(shè)計和測試中卻帶來了一定困難。由于四塊塔板具有各自的性能，？在同一操作條件下每塊塔板的操作狀況不同

54、且相互影響，？我們所測篩板塔板的操作負(fù)荷性能圖是用目測法來確定的誤差一定會很大?？諝饬髁?/hA-B為液沫夾帶線B-D為最大液相線C-D為漏液線A-C為最小液相線液體流量（l/h）空氣流量0.54（m3/h）液體流量10（l/h）空氣流量0.15（m3/h）液體流量100（l/h）實驗九、空氣（氨）水填料吸收塔性能測定一、實驗?zāi)康模?了解填料吸收塔的操作原理和實驗方法；2測定干填料塔單位填料高度的壓力降A(chǔ)p與空氣氣速的變化關(guān)系；3在一定的水噴淋密度下，測定濕填料塔單位填料高度的壓力降A(chǔ)p與空氣氣速的變化關(guān)系，并確定泛點速度；4以氨吸收為對象測定填料塔的傳質(zhì)單元數(shù)NOG、傳質(zhì)單元高度HOG、總體

55、積吸收系數(shù)KYa.二、實驗原理：（1）液泛現(xiàn)象填料塔的壓力降與填料的性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)無液體通過時，壓力降與空塔氣速成正比，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上為線性關(guān)系。而有一定噴淋密度的液體通過填料層時，氣速變化小時壓力降的變化與空塔一致；當(dāng)氣速增大到某一值，壓力降的變化突然加大，此時填料表面載液量增多，氣體通過受阻，達到了載點；當(dāng)氣速再增大，壓力降變化急劇增大，此時液體不能順利下流，填料塔充滿液體，產(chǎn)生了液泛現(xiàn)象，塔工作不正常，剛開始產(chǎn)生液泛的速度稱為液泛速度UF。實際操作氣速u=（0.5-0.8）UF.以轉(zhuǎn)子流量計測空氣、水、氨的體積流量，空氣和氨的體積流量需校正。故必須測進入流量計的空氣和氨的溫度，再查標(biāo)準(zhǔn)校

56、正曲線（見說明書），確定實際流量。以U型管壓差計測填料層壓力降A(chǔ)p（mmH2O）。（2）吸收操作濃度計算：以清水逆流吸收Air（NH3）中的氨氣，清水中X2=0；原料氣Air（NH3）中氨含量Y1靠流量計控制，VNH3/VAir=0.0151=實際VNH3與實際VAir之比。塔頂尾氣中氨含量Y2通過預(yù)先裝有5ml、0.005M的硫酸吸收瓶來分析，靠量氣管量取達到終點所需尾氣的體積V量，若量氣管溫度為T量，則：Y2=2MH2SO4*VH2SO4/（V量*273/T量）/22.4塔底吸收液的濃度Xi靠滴定分析，移取10ml塔底吸收液，加2滴甲基橙，再以0.05M的硫酸滴定至橙紅色。記錄所消耗的體積

57、V硫酸，則：M1=2MH2SO4*V硫酸/10,X1=18M1/1000（3）NOG、HOG、Kva.的計算測出吸收液的溫度，從相平衡曲線上查出相平衡常數(shù)m.AY1=丫1-Y1*=丫1-mX1,AY=丫2-丫2*=丫2-mX2則平均推動力為：AYm=（AY1-AY2）/ln（A1/YAY2）,NOG=（丫1-丫2）/AmY填料層高度Z=HogNog,Hog=（V空氣*273）/（22.4*T空氣）/KYa*Q,-塔橫截面積。Z已知，則可求Hog，最后求出總體積吸收系數(shù)KYa。三、實驗儀器與試劑：填料吸收裝置一套，配有空氣鼓風(fēng)機、氨氣鋼瓶及減壓表。塔系硼酸玻璃管，裝10*10*1.5瓷拉西環(huán)，填

58、料層高度Z=0.4m,塔內(nèi)徑D=0.075m分析：50ml酸式滴定管一支，鐵架臺，5ml、10ml移液管各一支，250ml錐形瓶2個，吸耳球一個，0.05M、0.005M硫酸各500ml,甲基橙指示劑一瓶。（新）填料塔的塔體為100X5mm有機玻璃管制成，填料層高度學(xué)生自行測取20.水四、實驗步驟：1空氣旁路閥全開，只啟動鼓風(fēng)機，調(diào)空氣流量由小到大，依次讀取壓力降轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)、和空氣溫度。標(biāo)繪p/Zu的曲線。2先將空氣流量調(diào)至0,打開水保持噴淋量為4OL/h,慢慢調(diào)空氣流量，直到觀察到液泛現(xiàn)象，并確定液泛氣速。讀數(shù)同1,并記錄。3將水流量調(diào)到301/h,控制原料氣中氨濃度，氨流量選為0.02

59、(m3/h),靠減壓閥控制。在空氣、氨氣和水的流量基本穩(wěn)定后，記錄各流量計讀數(shù)以及空氣、氨氣溫度，塔底排出液溫度；并分析塔頂尾氣及塔底吸收液的濃度。4尾氣分析：(見說明書)5吸收液分析：接取200ml的吸收液加蓋。再取10ml進行滴定分析。6實驗結(jié)束，先關(guān)氨氣、再關(guān)水，最后關(guān)空氣。五、數(shù)據(jù)記錄與處理：1干填料層p/Z-u關(guān)系Z=0.4m,D=0.075m序號填料壓降A(chǔ)p(mmH2O)Ap/ZmmH2O/m空氣流量讀數(shù)(m3/h)空氣溫度C校正后空氣流量(m3/h)空塔氣速(m/s)1234567892噴淋量為401/h時，p/Z-u關(guān)系Z=0.4m,D=0.075m序號填料壓降A(chǔ)p(mmH2O

60、)Ap/ZmmH2O/m空氣流量讀數(shù)(m3/h)空氣溫度C校正后空氣流量(m3/h)空塔氣速(m/s)塔內(nèi)操作現(xiàn)象1塔內(nèi)正常3在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上作出p/Z-u變化曲線23456789開始積液:10塔內(nèi)積液11液泛12嚴(yán)重液泛:134氨吸收傳質(zhì)實驗數(shù)據(jù)與計算；氣體：空氣一氨混合氣；吸收劑：水；10*10*1.5瓷拉西環(huán)，填料層高度Z=0.4m,塔內(nèi)徑D=0.075m思考題：如何提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性?實驗項目實驗結(jié)果空氣流量空氣流量計讀數(shù)（m3/h）空氣在流量計處溫度C校正后空氣流量（m3/h）氨氣流里氨轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)（m3/h）氨的溫度C校正后氨的體積流量（m3/h）水的流量（L/h）30.0塔頂