化工原理实验指导书

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1、化工原理实验指导书编写浙江师范大学化学与生命科学学院应用化学系2014.6目录481114错误!未定义书签。21实验一雷诺实验实验二流体流动阻力测定...实验三离心泵特性曲线测定实验四气液传热实验实验五填料塔吸收实验.......实验六流化床干燥实验.......实验七筛板精馏塔精馏实验实验一雷诺实验一、实验目的1.观察流体在管内流动的两种不同形态。2.确定临界雷诺数。二、实验原理层流时，流体质点做直线运动，即流体分层流动，与周围的流体无宏观的混合，湍流时，流体质点呈紊乱地向各方向作随机的脉动，流体总体上仍沿管道方向流动。雷

2、诺准数是判断实际流动类型的准数。若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：Re=^(1-1)A式中d管子内径，m;u流速，m/s；p——流体密度，kg/m3；//流体粘度，pa.Sc一般认为，当Re^2000时，流体流动类型属于层流；当Re^4000时，流动类型属于湍流；而Re值在2000〜4000范围内是不稳定的过渡区，可能是层流也可能是湍流，取决于外界干扰条件。如管道直径或方向的改变、管壁粗糙，或有外来振动等都易导致湍流。对于一定温度的流体，在特定的圓管内流动，雷诺准数仅与流速有关，本实验是改变水在管内的速度，观察在不

3、同雷诺数下流体流型的变化。三、实验装置1.外形尺寸：2300x600x800mm2.水箱：670x600x600mm3.有机玻璃实验管：(p30x2.5,A=1000mm1.流量计：LZB-25,60-600L/hnJ_57.»6八4图1一1雷诺实验示意图1一墨水罐；2—针型阀；3—高位水槽；4一溢流管；5—流态观察管；6—转子流S计；7—流量调节阀四、实验步骤1.打开进水阀，使自来水充满高位水箱，开启排水阀，排除管路系统中的空气。2.待有溢流后，打开流量调节阀。3.测定水温(普通温度计)。4.缓慢地打开红墨水调节阀，调节针

4、型阀，控制着色水的注入速度。5.调节流量调节阀，并注意观察着色水流的变化。6.由转子流量计测得流体的流量并计算出雷诺准数。7.关闭红墨水调节阀，然后关闭进水阀，待玻璃管中的红色消失，关闭流量调节阀门，结束木次实验。五、数据记录与结果处理管径dm水温T°C流体密度pkg/m3流体黏度//pa.s表1-1实验数据记录表序号流量计读数如(L/h)平均流速w(m/s)雷诺数RexlO3实验现象流型1234六、思考题1.流体的流动类型与雷诺准数的值有什么关系？2.影响流体流动类型的因素有哪些？3.流体在圆管内的速度分布时观察红墨水顶部

5、形状如何，此形状说明什么问题？实验二流体流动阻力测定一、实验目的1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。2.测定直管摩擦阻力系数A及突然扩大管和阀门局部阻力系数f。3.测定流体在圆形直管内流动时A、(与雷诺数Re的关系。二、实验原理1.直管摩擦阻力流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，因此不可避免地要消耗一定机械能。管路是由直管和管件(如阀门)组成。流体在直管中流动造成的机械能损失称直管阻力损失，而流体在通过阀门、管件等的局部障碍，引起流动方向和流动截面的突然改变而造成的机械能损失称局部阻力损失。-=2-—(2-1

6、)pd2M=(2—2)式中2——直管摩檫系数；d直管内径，m;/直管长度，m;u流体流速，m/s；p——流体密度，kg/m3；piig水银密度，kg/m3,g重力加速度，m/s2A/zng水银压差iI•高差，m;△P_直管沿程压力降，N/m2。当流体在一管径为的圆形管中流动时，选取两个截而，用U型压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可以得出某一相对粗糙度下管子的2〜Re关系。湍流

7、区摩擦阻力系数A（Blasius公式）(2-3)A=O.3163/Re0251.局部阻力三、实验装置2(2-4)图2—1流体流动阻力实验示意图1一水箱；8—温度计2—控制阀9-泵3—放空阀10—涡轮流量计4一直管阻力测量U形压差计11一直管段取压孔5—平衡阀12—局部附力测量U形压差计6—放空阀13—闹阀7—排液阀14一局部阻力収压孔四、实验步骤1.打开上水阀门，水箱充水至80%。2.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。3.启动离心栗。4.排气：排净气体使液体连续流动，包括管路和测定导管排气。关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上换气阀

8、，排除气泡至当流量为0时，U型压差计中两液而水平为止。5.打开流量控制阀至全开，丫解流量计变化范围，合理确定实验分布点。流量从最大到最小确定15个流速的测点，依次记录涡轮流量计读数、相应测压管的水银压差计的读数（注意记录涡轮流量计上的流量校正系数）。同时记录水温、进口及出口管径。五、数据记