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时间:2019-11-17
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1、《化工基础实验指导书》实验一伯努利方程实验一、实验目的1.通过实验静止和流动的流体中各项压头及其相互转换,验证流体静力学原理和伯努利方程。2.通过实测流速的变化与Z相应的压头损失的变化,确定两者Z间的关系。(测定文氏管的孔流系数CQ3.观察流体流经收缩、扩大管段吋,各截面上静压Z关系。二、实验原理流动的流体具有三种机械能:位能、动能和静压能,这三种能量可以相互转化。在没有摩擦损失冃•不输入外功的情况下,流体在稳定流动中流过的各截面上的机械能总和是相等的;在冇摩擦没冇外功输入时,任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。机械能可用
2、测压管屮液柱的高度來表示。取任意两测试点,列出能量衡算式:(1-1)(1-2)Z/+今+宁z?g+号+牛+1>/2p2p式屮,Zpz2——两测试点距基准面的高度;u,u2两点的流速;—两点的阻力损失。对于水平测试管,z1=z2,则2p2pf(I)冇阻力损失情况下,若U-U^则P^
3、=[/2=0,则P]=P2o其丨
4、丨,dE=dA=25mim二dD=14mm,dc=7mm。Pa-Po—来确定;截面a与截面o间的压强差,单位为Pa,其
5、值大小由压差计读数三、实验装置装置如图:一个液而高度保持不变的水箱,与管径不均匀的玻璃实验管连接,实验管上取冇不同的测试点。水的流量由入口阀和出口阀门调节,出口阀关闭时流体静止。图1-1伯努利方程实验装置图四、实验步骤1.向水箱注入清洁的水至2/3左右。2.检查出口阀和入口阀是否关闭。(正确为关闭)3.接通电源,按电源开关启动水泵后,立即打开入口阀到1205,让水充满测试管并排尽管内的空气(包括测压管内)。(为什么?)4.缓慢打开出口阀,使各点的测压液柱控制在标尺范围内(约2/3的高度),稳定后,记录各测压管的读数。5.逐
6、步调节入口阀和出口阀,改变管道内的流量,仔细观察不同导管截而处产牛.的不同静压强变化规律,测取若干点流量下,动能与压能的变化规律并加以计算。6.实验结束,关入口阀后,马上关电源按钮。清理现场,填写实验记录。五、实验数据处理1.实验记录序号流量(L/h)/zA(cm)/?b(cm)he(cm)(cm)/?e(cm)116021203804405202.数据处理序号流量(n?/s)1>仏Xhfcr.Recv12345耳各Cv〜Rc关系标绘在半对数坐标纸上。*根据Re二如,求得雷诺数,其中〃取对应的d()值。A*六、实验注意事项
7、1.严禁泵在无液体状态下运转。2.必须将管屮存在的气体排净。七、思考题1.如果C截面变得更小,那么处会如何变化?2.孔流系数G与哪些因素有关?3.关闭入口阀,各测压管内液位是否相同,为什么?实验二传热系数的测定一、实验目的1.掌握列管换热器传热系数的测定。2.通过实验确定流速对传热系数的影响。二、实验原理热流体在列管热交换器的管内流过,而冷流体在管外流过(逆流),通过固体壁面传递热量。穿热过程由热流体对壁血•的对流传热、间壁的固体热传导和壁而对冷流体的对流传热。热流体的热量:q=Cpqin(T{-T2)(J/S)传热速率:
8、q=KAATm(J/S)式屮:所以,传热系数"晋尹(W/nr.K)三、实验装置图6-1传热系数实验装置简图四、实验步』My1.打开进水阀门,控制水流量在200L/ho2.启动气源气泵后,马上打开进气阀,控制空气流量在25m7ho3.接上电源,按绿钮开启加热电源,待控温仪上温度(120°C左右)稳定后(约5~10分钟),进行实验测定,记下各流量及温度读数。4.测定传热系数K吋,在维持水流量不变的悄况下,改变空气流量,测定组数据。1.实验结束,按红钮关闭加热电源,继续通空气和水(5分钟),直至空气出口温度低于50°c,关闭水和
9、空气调节阀示,马上关闭空气和电源。切断总电源,排尽管道屮的积水,作好清洁工作,填写使用记录。五、实验数据处理1•数据记录序号热流体(空气)冷流体(水)空气流量(m3/h)温度(°C)水流量(L/h)温度(°C)7]T.ht212345注:内管为不锈钢,管径010X1加加,测试长度/=1000mm,管数20根,悖外测传热总而积0.62m22.数据处理序号q(W)九逆(°C)K(W/m2.°C)均(W/mS°C)12345六、实验注意事项1.控温仪上的表键严禁触摸!2.气源不可在0流量下工作,应用旁路阀来调节。3.停止实验时,
10、必须先停热电源,待管内热水被冷却后,再停止通冷水。4.加热吋以设定120°C为宜,不得大于130°C。5.实验用的加热空气,温度达100°C以上时要注意安全!七、思考题:1.本实验中你是如何判断系统达到稳定状态?2•流体流量对K有影响,问空气与水的流量哪个对K影响较大,为什么?
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