食工原理实验指导书

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1、食品工程原理实验讲义许昌学院化学化工学院化工教研室流体流动阻力测定实验1离心泵性能测定5流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定7板式精憎塔的操作及其性能评定9能量转化实验15雷诺实验18气-汽对流传热综合实验22流量计流量的校正实验27填料吸收塔的操作及其Kya的测定34、流体流动阻力测定实验一、实验目的1.了解流体流动阻力的测定原理及方法；2•测定流体流过直管时的摩擦阻力，并确定摩擦系数与雷诺数的关系；3•测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数；4•了解与木实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式,掌握其测量原理、学会正确使用。二、实验原理流体

2、在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体经过直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或因管子大小形状改变所引起的局部阻力。1.直管摩擦系数2与雷诺数人幺的测定直管的摩擦阻力系数是雷诺数和和对粗糙度的函数，即/l=/(Re,£/d),对一定的相对粗糙度而言，A=/(Re)o流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为：(1)(2)(3)(4)h产上电旦pP又因为摩擦阻力系数与阻力损失Z间有如卜•关系(范宁公式)整理(1)(2)两式得2•呉pl/A式中：〃一管径，m；%•-直管阻力引起的压强降，Pa；/-管长，m；

3、弘一流速,m/s；p-流体的密度，kg/m3；“-流体的粘度，N・s/m2。在实验装置中，直管段管长/和管径〃都已固定。若水温一定，则水的密度P和粘度卩也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降APf与流速u（流量v）Z间的关系。根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数儿用式（4）计算对应的Re,从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出九与Re的关系曲线。1.局部阻力系数$的测定

4、值可应用伯努利方程由压差计读数求岀。(5)(6)式屮：局部阻力系数，无因次;△"-局部阻力引起的压强降，Pa；冷-局部阻力引起的能量损失，J/kg。APi△Pf,becP1I图1局部阻力测量取压口布置图局部阻力引起的压强降AP；可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、卜•游开两对测压口a・a，和b-b见图3,使ab=bc；a'b‘=b‘c‘贝UAPf,ab=APf,be；APf.azb'=APf,b'cf在a〜之间列柏努利方程式：Pa—Pa，=2APf,ab+2APf.a-b^APf（7）在b〜b‘Z间列柏努利方程式：Pb-Pb-

5、=APf.bc+APf,+APf=APf.ab+APfa^'+APf（8）联立式（7）和（8）,贝Ij：AP；=2（Pb-Pb-）一（Pa—Pa，）为了实验方便，称（Pb—Pb，）为近点压差，称（Pa—P"）为远点压差。用差压传感器来测量。三、实验装置图实验流程示意图见图1。水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转了流量计15、16测量流量，然后送入被测直管段测量流体在光滑管或粗糙管的流动阻力，或经10测量局部阻力后回到储水槽，水循环使用。被测直管段流体流动阻力Ap可根据其数值大小分别采用变送器12或空气■水倒置U型管22來测量。图2流动阻力实验流程示意图1■

6、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■粗糙管测压回水阀；9、19■光滑管测压阀；10■局部阻力管阀；11・U型管进水阀；12-ffi力传感器；14-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；四、实验步骤1.向储水槽内注水，直到水满为止（冇条件最好用蒸憾水，以保持流体清洁）。2.大流量状态下的压差测量系统，应先接电预热10〜15分钟，调好数字表的零点。3.关闭泵的岀口阀门，开电源、启动循环水泵开关。

7、4.打开各阀门，包括测压阀，流量调到最大，排尽管道内空气，以免影响U型管压差计读数。5•测定不同开度下（全开，1/2开，1/3开，1/4开，开度不同，阻力不同）球形阀的流量及压降。注意：全开时阻力小，用U型管压差计测量，其余用压力传感器读数。记录水温，如有变化，记录初值和结束值，取平均值。6.光滑管阻力测定⑴将光滑管阀17及测压点9、19全开，其余阀门关闭。（2）倒U管调零（3）该装置两个转了流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计测量流量。（4）差压变送器与倒置U型管也是并联连接，用于测量直管段的压差，小