南京工业大学考研化工原理实验题

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1、1直管阻力实验目的与要求（1）掌握转子流量计、倒U形压差计、1151压差传感器和Pt100温度传感器及数字显示仪的使用方法；（2）掌握流体流经直管和阀门时的阻力损失的测定方法；（3）测定直管管摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，并将测定λ与经验公式计算值比较；（4）测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ；（5）熟悉化工原理实验软件包的使用。实验原理直管沿程阻力直管阻力引起流体机械能损失的原因是由于静止壁面与粘性流体共同产生的流体点速度差异。当某流体以一定的流量Vi流经某一尺寸的圆直等径管时，由直管的上、下游截面列机械能守恒方程得：+=++（1-1）其中为1至2截

2、面的机械能损失：=（1-2）由实验温度可查出流体的物性数据，则可计算出此流量下对应的雷诺数：（1-3）在流量Vi下，1至2截面的修正压强差可由与其相连的倒U形压差计密度为指示剂的高度差计算可得：(1-4)把式（1-2）和（1-4）代入（1-1）得在流量Vi时的摩擦系数计算公式：（1-5）因此，对给定实验装置，只要测定一系列流量Vi下的Ri及温度数据，即可计算出相应的雷诺准数和摩擦系数。实验报告1)根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出λ—Re曲线，对照化工原理教材上有关公式，即可确定该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。2)根据光滑管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出λ—

3、Re曲线，并对照柏拉修斯方程，计算其误差。3)根据局部阻力实验结果，求出闸阀全开时的平均ξ值。4)对实验结果进行分析讨论。　思考题1)在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的流量调节阀?为什么?2)如何检验测试系统内的空气是否已经被排除干净?3)以水做介质所测得的λ－Re关系能否适用于其它流体?如何应用?4)在不同设备上(包括不同管径)，不同水温下测定的λ－Re数据能否关联在同一条曲线上?5)如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响?2离心泵　实验原理　离心泵的特性曲线实质上是流体流经离心泵时机械能按一定规律变化的宏观表现形式，其内容是表达在

4、一定转速n下离心泵的流量V与其扬程He、轴功率Na和效率之间的定量关系，这些函数关系目前还无法分别用数学模型进行表达，只能通过实验测定的方法才能得到。1.离心泵流量V的测量实验时,采用涡轮流量计测量流体在管道内的流量,用智能流量积算仪直接显示出流体流量V的数值,其单位为m3/h.2.离心泵扬程H的测定与计算在离心泵的进口1截面至离心泵的出口2截面间列机械能守恒方程:(2-1)当离心泵的进、出管管径相同，且压力表和真空表的安装高度差可忽略不计时，由式（2-1）可导出离心泵扬程的计算公式：(2-2)由式（2-2）可知，只要分别测出压力表和真空表的数值和，就可计算出泵的扬

5、程H（m）。3.离心泵轴功率的计算测定离心泵的轴功率需要同时测定泵轴转矩M和泵的转速n。泵轴转矩既可采用马达天平法也可用自动扭矩测量法。本实验主要采用马达天平测量泵轴转矩M的方法来计算泵的轴功率，计算公式如下：(2-3)由式(2-3)可知，只要测出测功臂上所加砝码重量P（Kg）、测功臂长L(m)及相应的泵的转速n（r.p.m）,就可计算出泵的轴功率(W)。4．离心泵效率的计算离心泵的效率为泵的有效功率与泵的轴功率之比。泵的有效功率表示流体在单位时间内从泵得到的功，泵的轴功率表示在单位时间内离心泵从电机获得的功。效率数值大小是流体经过离心泵时的水力损失、容积损失和机械

6、损失三者共同作用的结果。泵的效率计算公式如下：（2-4）5.离心泵的比例定律离心泵的特性曲线是在一定转速n下的流量与扬程、轴功率及效率的关系曲线，也即三条性能曲线的所有实验点是在同一转速下的数据。而在实验测定相关数据时，随着管路流量V的变化，离心泵的转速n也在发生变化，流量变化越大，转速变化也越大。因此，在绘制离心泵三条性能曲线时，必须将在不同转速下的实验测定的数据（、、、）转换成平均转速或标准转速（2900r.p.m.）下的数据（、、、），才能绘制成特性曲线。这种转换关系就是如下的比例定律：　平均或标准转速下的流量平均或标准转速下的扬程(2-5)平均或标准转速下的

7、轴功率　　比例定律式（2-5）适用的条件是泵的转速变化只能在内，且转速变化前后泵的效率相等，即。在实验转速变化范围内，上述条件能满足。3　恒压过滤实验　实验目的与要求1.了解恒压板框压滤机的结构，学会恒压过滤的操作法，验证过滤基本原理。2．掌握测定恒压过滤常数K、滤布阻力当量滤液量qe、当量过滤时间τe、及滤饼压缩性指数S的方法。3.了解压力定值调节阀的工作原理和方法，观察操作压力对过滤速率的影响。4．学会化工原理实验软件的使用。　实验原理以多孔介质截留悬浮于流体中的颗粒，从而实现固体颗粒与流体的分离的操作称为过滤。若悬浮液中固体浓度较高，固体颗粒在多孔介质表面