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化工原理实验指导书东北大学2013年4月 一 流量计性能测定实验一、实验目的1了解孔板流量计、文丘里流量计及涡轮流量计的构造、工作原理和主要特点。2练习并掌握节流式流量计的标定方法，3练习并掌握节流式流量计流量系数c的确定方法，并能够根据实验结果分析流量系数c随雷诺数re的变化规律。二、实验内容1测定并绘制节流式流量计的流量标定曲线，确定节流式流量计流量系数c2分析实验数据，得出节流式流量计流量系数c随雷诺数re的变化规律。三、实验原理流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为： 式中：被测流体(水)的体积流量，m3/s； 流量系数，无因次； 流量计节流孔截面积，m2； 流量计上、下游两取压口之间的压强差，pa ； 被测流体(水)的密度，kgm3 。 用涡轮流量计作为标准流量计来测量流量vs。每个流量在压差计上都有一个对应的读数，测量一组相关数据并作好记录，以压差计读数p为横坐标，流量vs为纵坐标，在半对数坐标上绘制成一条曲线，即为流量标定曲线。同时，通过上式整理数据，可进一步得到流量系数c随雷诺数re的变化关系曲线。四、实验装置基本情况1实验设备流程图见图一图一 流量计实验流程示意图1-储水箱；2-放水阀；3-离心泵；4-排水阀；5-文丘里、孔板流量计调节阀；6-转子流量计调节阀；7-转子流量计；8-孔板流量计；9，10-孔板测压进出口阀；11-压差传感器；12，13-文丘里测压进出口阀；14-文丘里流量计；15-涡轮流量计：16，17-进水阀；18-温度计图二 实验装置仪表面板图2实验设备主要技术参数：离心泵：型号wb70/055； 贮水槽：550mm400mm450mm；试验管路：内径48.0 mm； 涡轮流量计：最大流量 6m3/h；文丘里流量计：喉径15mm； 孔板流量计：喉径15mm；转子流量计：lzb-40，量程400-4000l/h；温度计：pt100数字仪表显示； 差压变送器： 0-200kpa三、实验方法及步骤1.首先向储水箱内注入蒸馏水至三分之二，关闭流量调节阀5、6，启动离心泵。2.测量文丘里流量计性能，按照流量从小到大顺序进行实验。在阀门6、12、13、16全关的情况下，打开12、13、17阀门，用流量调节阀5调节流量，读取并记录涡轮流量计读数和文丘里流量计压差。3.测量孔板流量计性能，按照流量从小到大顺序进行实验。在阀门6、9、10、17全关的情况下，打开9、10、16阀门，用流量调节阀5调节流量，读取并记录涡轮流量计读数和孔板流量计压差。4.测量转子流量计性能，按照流量从小到大顺序进行实验。在阀门5、9、10、12、13全关，阀门16、17全开的情况下，用流量调节阀6调节流量，读取并记录涡轮流量计读数和转子流量计读数。通过温度计读取并记录温度数据。5.实验结束后，关闭流量调节阀5、6，停泵，一切复原。五、实验注意事项：1.离心泵启动前关闭5、6，避免由于压力过大将转子流量计的玻璃管打碎。 2.测量转子流量计性能时，另一支路即孔板和文丘里支路调节阀5必须关闭，同样测量孔板和文丘里流量计性能时，转子流量计支路调节阀6必须关闭。3.实验水质要保证清洁，以免影响涡轮流量计的正常运行。六.实验数据处理过程 计算雷诺准数以及流量系数表一 第一套文丘里流量计性能测定原始数据记录及处理结果序号文丘里流量计(kpa)文丘里流量计(pa)流量q(m3/h)流速u(m/s)reco12345678910表二 第一套孔板流量计性能测定实验数据记录及处理结果序号孔板流量计(kpa)孔板流量计(pa)流量q(m3/h)流速u(m/s)reco12345678910表三 第一套转子流量计性能测定数据记录：序号转子流量计(l/h)流量q(m3/h)流速u(m/s)12345678二 离心泵性能测定实验一、实验目的:1.熟悉离心泵的结构、性能及特点，练习并掌握其操作方法。2.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。二、实验内容：1.熟悉离心泵的结构与操作方法。2.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。3.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。三、实验原理：1.离心泵特性曲线测定：离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下，离心泵的扬程h、轴功率n及效率均随流量q而改变。通常通过实验测出hq、nq及q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。泵特性曲线的具体测定方法如下：(1) h 的测定：在泵的吸入口和排出5之间列柏努利方程 （1） （2）上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，值很小，故可忽略。于是上式变为： （3）将测得的和的值以及计算所得的代入上式，即可求得h。(2) n 测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即：泵的轴功率 n=电动机的输出功率，kw电动机输出功率=电动机输入功率电动机效率。泵的轴功率=功率表读数电动机效率，kw。 (3) 测定： （4） （5）式中：泵的效率； n泵的轴功率，kw；ne-泵的有效功率kw； h泵的扬程，m；q泵的流量，m3/s； -水的密度，kg/m3。2.管路特性曲线: 当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关，也就是说，在液体输送过程中，泵和管路二者相互制约的。管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。若将泵的特性曲线与管路特性曲线在同一坐标图上，两曲线交点即为泵的在该管路的工作点。因此，如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线一样，可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。泵的压头h计算同上。四、实验装置基本情况：1.实验设备主要技术参数：离心泵：型号wb70/055 电机效率为60% 实验管路d=0.043m真空表测压位置管内径d入=0.036m压强表测压位置管内径d出=0.043m真空表与压强表测压口之间垂直距离h0=0.25m流量测量：涡轮流量计 型号lwy40c 量程020m3/h 数字仪表显示；功率测量：功率表 型号ps-139 精度1.0级 数字仪表显示；泵入口真空度测量：真空表表盘真径100mm 测量范围-0.1-0mpa； 泵出口压力的测量： 压力表表盘直径100mm 测量范围0-0.25mpa ；（6）温度计：pt100 数字仪表显示。2.离心泵性能测定流程示意图见图一、仪表面板示意图见图二：图一 离心泵性能测定流程示意图1-水箱；2-泵入口真空表控制阀；3-离心泵；4-流量调节阀；5-泵出口压力表控制阀；6-泵入口真空表；7-泵出口压力表；8-涡轮流量计；9-灌泵入口； 10-灌水控制阀门；11-排水阀；12-底阀图二 设备仪表面板示意图五、实验操作方法：1.离心泵性能测定实验：向水箱1内注入蒸馏水,检查流量调节阀4、压力表7及真空表6的控制阀门5和2是否关闭。启动实验装置总电源，由于本设备是有一定安装高度的，因此要运行必须要灌泵才能启动泵，从灌水口9灌水直至水满为止。按变频器的run键启动离心泵，测取数据的顺序可从最大流量开始逐渐减小流量至0或反之。一般测取10-20组数据。通过改变阀门4的开度测定数据。测定数据时，一定要在系统稳定条件下进行记录，分别读取流量计、压力表、真空表、功率表及流体温度等数据并记录。实验结束时，关闭流量调节阀门4，停泵，切断电源。2.管路特性实验：首先关闭离心泵的出口阀4、真空表和压力表控制阀2、5。启动离心泵，调节阀门4到一定开度记录数据（流量、入口真空度和出口压力）。改变变频器的频率记录以上数据。实验结束关闭流量调节阀4，停离心泵。六、实验操作注意事项：1.该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好接地。2.使用变频调速器时一定注意fwd指示灯是亮的，切忌按fwd rev键，rev指示灯亮时电机将反转。3.启动离心泵之前，一定要关闭压力表和真空表的控制开关5和2， 以免离心泵启动时对压力表和真空表造成损害。七、附数据处理过程举例：1附数据处理过程举例2.管路特性计算方法与上相同3.离心泵性能测定及管路特性曲线实验数据记录表 表1、离心泵性能测定实验数据记录表（液体温度27.1密度=995.753 、泵进出口高度=0.25米）序号涡轮流量计(m3/h)入口压力p1(mpa)出口压力p2(mpa)电机功率(kw)入口流速u入m/s出口流速u出m/s压头h(m)泵轴功率n（w）(%)12345678910表2 离心泵管路特性曲线实验数据记录表液体温度28.2密度=995.67 kg/m3泵进出口高度=0.25米序号电机频率hz出口压力p2(mpa)入口压力p1(mpa)流量q(m3/h)压头h(m)123456789101112131415三 单向流动阻力测定实验一、实验目的：1.学习直管摩擦阻力pf 、直管摩擦系数l的测定方法。2.掌握直管摩擦系数l与雷诺数re和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。3.掌握局部摩擦阻力pf 、局部阻力系数的测定方法。4.学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。二、实验内容：1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数l。2.测定并绘制实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数re和相对粗糙度之间的关系曲线。3.测定管路部件局部摩擦阻力pf和局部阻力系数。三、实验原理：1.直管摩擦系数l与雷诺数re的测定流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： （1） （2） （3）式中：管径，m ； 直管阻力引起的压强降，pa； 管长，m； 流体的密度，kg / m3；流速，m / s； 流体的粘度，ns / m2。 直管摩擦系数与雷诺数re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降与流速（流量v）之间的关系。根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（3）计算对应的re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出与re的关系曲线。2.局部阻力系数的测定: （4） （5）式中：局部阻力系数，无因次； 局部阻力引起的压强降，pa；局部阻力引起的能量损失，jkg。图一 局部阻力测量取压口布置图局部阻力引起的压强降 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、下游开两对测压口a-a和b-b，见图1-1，使abbc abbc则 pf，a b pf，bc ； pf，ab= pf，bc在aa之间列柏努利方程式： papa =2pf，a b+2pf，ab+pf （6）在bb之间列柏努利方程式： pbpb = pf，bc+pf，bc+pf = pf，a b+pf，ab+pf （7）联立式（1-6）和（1-7），则：2（pbpb）（papa）为了便于区分，称（pbpb）为近点压差，（papa）为远点压差。其数值通过差压传感器来测量。四、实验装置基本情况:1.实验装置技术参数离心泵：型号wb 70/055 流量8m3h 扬程:12m 电机功率550w被测直管段：光滑管管径d=0.0078 (m) 管长l-1.70 (m) 材料不锈钢 粗糙管管径d=0.01 (m) 管长l-1.70(m) 材料不锈钢 被测局部阻力直管:管径d=0.015(m) 管长l-1.70(m) 材料不锈钢玻璃转子流量计： 型号lzb25 测量范围1001000（l/h） 型号 lzb10 测量范围10100（l/h） 压差传感器：型号lxwy 测量范围200 kpa数字显示仪表: 温度测量 pt100 数显仪表：ai501b压差测量 压差传感器 数显仪表：ai501bv242. 单相流动阻力测定实验装置流程示意图（见图二）图二 单相流动阻力测定实验装置流程示意图1-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-粗糙管测压阀；9、19-光滑管测压阀；10-局部阻力管阀；11-u型管进出水阀；12-压力传感器；14-大流量调节阀； 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；3. 单相流动阻力测定实验装置面板示意图见图-3图三 实验装置面板示意图五、实验方法及步骤：（1）向储水槽内注水至水满为止。(最好使用蒸馏水，以保持流体清洁) （2）光滑管阻力测定：关闭粗糙管路阀门，将光滑管路阀门全开，在流量为零条件下，打开通向倒置u型管的进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置u型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡。需要进行赶气泡操作。导压系统如图三所示。操作方法如下：加大流量，打开u型管进出水阀门11，使倒置u型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若观察气泡已赶净，将流量调节阀24关闭，u型管进出水阀11关闭，慢慢旋开倒置u型管上部的放空阀26后，分别缓慢打开阀门3、4，使液柱降至中点上下时马上关闭，管内形成气水柱，此时管内液柱高度差不一定为零。然后关闭放空阀26，打开u型管进出水阀11，此时u型管两液柱的高度差应为零（12mm的高度差可以忽略），如不为零则表明管路中仍有气泡存在，需要重复进行赶气泡操作。 该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计测量流量。 差压变送器与倒置u型管亦是并联连接，用于测量压差，小流量时用型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流量之间进行实验操作，一般测取1520组数据。注：在测大流量的压差时应关闭u型管的进出水阀11，防止水利用u型管形成回路影响实验数据。图四 导压系统示意图3、4-排水阀；11-u型管进水阀；12-压力传感器；26-u型管放空阀；27-u型管(3) 粗糙管阻力测定：关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取1520组数据。(4) 测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。(5) 粗糙管、局部阻力测量方法同前。六、实验操作注意事项：1启动离心泵之前以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前，都必须检查所有流量调节阀是否关闭。2利用压力传感器测量大流量下p时,应切断空气水倒置型玻璃管的阀门否则将影响测量数值的准确。3在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。 七、数据处理计算过程1.流体阻力测量2.局部阻力系数的测定3.单相流动阻力实验数据记录表（光滑管）见表1表1 单相流动阻力实验数据记录表（光滑管）光滑管内径 管长 液体温度 液体密度 液体粘度序号流量(l/h)直管压差pp（pa）流速u(m/s)re（kpa）（mmh2o）123456789101112131415161718194.单相流体阻力实验装置数据记录（局部阻力）见表3表3 流体阻力实验数据记录表（局部阻力）序号流量q近端压差远端压差流速u局部阻力阻力系数（l/h）（kpa）（kpa）(m/s)压差（kpa）1235.单相流动阻力实验数据记录（粗糙管）见表2表2 单相流动阻力实验数据记录表（粗糙管）粗糙直管内径10mm 管长1.70 液体温度27.7 液体密度=995.81kg/m 液体粘度=0.85mpa.s序号流量(l/h)直管压差pp（pa）流速u(m/s)re（kpa）（mmh2o）123456789101112131415四 化工流体过程综合实验一、实验目的：1.学习直管摩擦阻力,直管摩擦系数的测定方法。.2.掌握直管摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。3.掌握局部摩擦阻力,局部阻力系数的测定方法。.4.学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。5.熟悉离心泵的操作方法。6.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法、加深对离心泵性能的了解。二、实验内容:1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数。2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系曲线。3.测定管路部件局部摩擦阻力和局部阻力系数。4.熟悉离心泵的结构与操作方法。5.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。6.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。三、实验原理:1.直管摩擦系数l与雷诺数re的测定:直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即，对一定的相对粗糙度而言，。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）又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） （2）整理（1）（2）两式得 （3） （4）式中： 管径，m； 直管阻力引起的压强降，pa；管长，m； 流速，m / s；流体的密度，kg / m3； 流体的粘度，ns / m2。 在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降pf与流速u（流量v）之间的关系。 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，用式（4）计算对应的re，整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出与re的关系曲线。2局部阻力系数的测定 式中： 局部阻力系数，无因次； 局部阻力引起的压强降，pa；局部阻力引起的能量损失，jkg。图一 局部阻力测量取压口布置图局部阻力引起的压强降 可用下面方法测量：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，在上、下游各开两对测压口a-a和b-b如图-1，使 abbc ； abbc，则 pf，a b pf，bc ； pf，ab= pf，bc在aa之间列柏努利方程式 papa =2pf，a b+2pf，ab+pf (5)在bb之间列柏努利方程式： pbpb = pf，bc+pf，bc+pf = pf，a b+pf，ab+pf （6）联立式(5)和(6)，则：2(pbpb)(papa)为了实验方便，称(pbpb)为近点压差，称(papa)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。3.离心泵特性曲线:离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下，离心泵的扬程h、轴功率n及效率均随流量q而改变。通常通过实验测出hq、nq及q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。泵特性曲线的具体测定方法如下：(1) h 的测定：在泵的吸入口和排出5之间列柏努利方程 （7） （8）上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，值很小，故可忽略。于是上式变为： （9）将测得的和值以及计算所得的代入上式，即可求得h。(2) n 测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即：泵的轴功率 n=电动机的输出功率，kw电动机输出功率=电动机输入功率电动机效率。泵的轴功率=功率表读数电动机效率，kw。 (3) 测定 （10） （11）式中：泵的效率； n泵的轴功率，kw； ne-泵的有效功率kw； h泵的扬程，m；q泵的流量，m3/s； -水的密度，kg/m3。4.管路特性曲线: 当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关，也就是说，在液体输送过程中，泵和管路二者相互制约的。管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。若将泵的特性曲线与管路特性曲线在同一坐标图上，两曲线交点即为泵的在该管路的工作点。因此，如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线一样，可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。泵的压头h计算同上。5.流量计性能测定:流体通过节流式流量计时在上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为： （12）式中：被测流体(水)的体积流量，m3/s； 流量系数，无因次； 流量计节流孔截面积，m2； 流量计上、下游两取压口之间的压强差，pa ； 被测流体(水)的密度，kgm3 。 用涡轮流量计作为标准流量计来测量流量vs。，每一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数p和流量vs绘制成一条曲线，即流量标定曲线。同时利用上式整理数据可进一步得到cre关系曲线四、实验装置的基本情况: 1.实验装置流程示意图:实验装置流程简介流体阻力测量：水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计22、23测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动阻力，经回流管流回储水槽1。被测直管段流体流动阻力p 可根据其数值大小分别采用变送器12或空气水倒置型管来测量。流量计、离心泵性能测定：水泵2将水槽1内的水输送到实验系统，流体经涡轮流量计13计量，用流量调节阀32调节流量，回到储水槽。同时测量文丘里流量计两端的压差，离心泵进出口压强、离心泵电机输入功率并记录。管路特性测量：用流量调节阀32调节流量到某一位置，改变电机频率，测定涡轮流量计的频率、泵入口压强、泵出口压强并记录。图二 流动过程综合实验流程示意图1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口压力表；5、16-缓冲罐；6、14-测局部阻力近端阀；7、15-测局部阻力远端阀；8、17-粗糙管测压阀；9、21-光滑管测压阀；10-局部阻力阀；11-文丘里流量计（孔板流量计）；12-压力传感器；13-涡流流量计；18、32-阀门；20-粗糙管阀；22-小转子流量计；23-大转子流量计； 24阀门；25-水箱放水阀；26-倒u型管放空阀；27- 倒u型管；28、30-倒u型管排水阀；29、31-倒u型管平衡阀2.实验设备主要技术参数：表一 实验设备主要技术参数序号名称规格材料1玻璃转子流量计lzb25 100-1000（l/h）va10-15 10-100（l/h）2压差传感器型号lxwy 测量范围0-200 kpa不锈钢3离心泵型号wb70/055不锈钢4文丘里流量计喉径0.020m不锈钢5实验管路管径0.043m不锈钢6真空表测量范围0.1-0mpa 精度1.5级,真空表测压位置管内径d1=0.028m7压力表测量范围0-0.25mpa 精度1.5级压强表测压位置管内径d2=0.042m8涡轮流量计型号lwy-40 测量范围020m3/h9变频器型号n2-401-h 规格：（0-50）hz表二 实验设备主要技术参数光滑管：管径d-0.008(m) 管长l-1.80(m)粗糙管：管径d-0.010(m) 管长l-1.80(m)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.23m3.实验装置面板图： 图三 实验装置仪表面板图五、实验方法及步骤：1流体阻力测量（1）向储水槽内注水至水满为止。(最好使用蒸馏水，以保持流体清洁) （2）光滑管阻力测定： 关闭粗糙管路阀门8,17,20，将光滑管路阀门9,19,21全开，在流量为零条件下，打开通向倒置u型管的进水阀29,31，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置u型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡。需要进行赶气泡操作。导压系统如图四所示操作方法如下：加大流量，打开u型管进出水阀门29,31，使倒置u型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若观察气泡已赶净，将流量调节阀24关闭，u型管进出水阀29,31关闭，慢慢旋开倒置u型管上部的放空阀26后，分别缓慢打开阀门28、30，使液柱降至中点上下时马上关闭，管内形成气水柱，此时管内液柱高度差不一定为零。然后关闭放空阀26，打开u型管进出水阀29,31，此时u型管两液柱的高度差应为零（12mm的高度差可以忽略），如不为零则表明管路中仍有气泡存在，需要重复进行赶气泡操作。图四 导压系统示意图3、4-排水阀；11-u型管进水阀；12-压力传感器；26-u型管放空阀；27-u型管 该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计测量流量。 差压变送器与倒置u型管亦是并联连接，用于测量压差，小流量时用型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流量之间进行实验操作，一般测取1520组数据。注：在测大流量的压差时应关闭u型管的进出水阀29,31，防止水利用u型管形成回路影响实验数据。(3) 粗糙管阻力测定：关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取1520组数据。(4) 测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。(5) 粗糙管、局部阻力测量方法同前。2流量计、离心泵性能测定（1）向储水槽内注入蒸馏水。检查流量调节阀32，压力表4的开关及真空表3的开关是否关闭(应关闭)。（2）启动离心泵，缓慢打开调节阀32至全开。待系统内流体稳定，即系统内已没有气体，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。（3）用阀门32调节流量，从流量为零至最大或流量从最大到零，测取 1015组数据，同时记录涡轮流量计频率、文丘里流量计的压差、泵入口压强、泵出口压强、功率表读数，并记录水温。（4）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。3管路特性的测量（1）测量管路特性曲线测定时，先置流量调节阀32为某一开度，调节离心泵电机频率（调节范围5020hz），测取 810组数据，同时记录电机频率、泵入口压强、泵出口压强、流量计读数，并记录水温。（2）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。六、实验注意事项：1直流数字表操作方法请仔细阅读说明书，待熟悉其性能和使用方法后再进行使用操作。2启动离心泵之前以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前，都必须检查所有流量调节阀是否关闭。3利用压力传感器测量大流量下p时,应切断空气水倒置型玻璃管的阀门否则将影响测量数值的准确。 4在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。5. 若之前较长时间未做实验，启动离心泵时应先盘轴转动，否则易烧坏电机。6. 该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好接地。7. 使用变频调速器时一定注意fwd指示灯亮，切忌按fwd rev键，rev指示灯亮时电机反转。8. 启动离心泵前，必须关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关，以免损坏测量仪表。9. 实验水质要清洁，以免影响涡轮流量计运行。五 计算机控制多釜串联返混性能在连续流动反应器中进行化学反应时，反应进行的程度除了与反应系统本身的性质有关以外，还与反应物料在反应器内停留时间长短有密切关系。停留时间越长，则反应越完全。停留时间通常是指从流体进入反应器时开始，到其离开反应器为止的这一段时间。显然对流动反应器而言，停留时间不象间歇反应器那样是同一个值，而是存在着一个停留时间分布。造成这一现象的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀，流体的扩散，以及反应器内的死区等。停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程，而且应用于涉及流动过程的其它领域。它也是反应器设计和实际操作所必不可少的理论依据。一、实验装置的基本功能和特点:1.通过实验了解停留时间分布测定的基本原理和实验方法。2.掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。3.学会用理想反应器的串联模型来描述实验系统的流动特性。二、实验装置简介：1实验装置流程图： 图一 实验设备流程示意图1-水箱；2-水泵：3-转子流量计；4，5-kcl的进样口；6、7-进水阀；8-搅拌电机；9-釜式反应器；10-溢流口；11-电导电极；12-回流阀；2实验装置主要技术参数：多釜式反应器 直径110mm，高120mm，有机玻璃制成，3个。单釜式反应器 直径160mm，高120mm，有机玻璃制成，1个。搅拌马达25w，转数901400转/分，无级变速调节液体(水)流量计 4-40 l/h3实验原理：停留时间分布测定所采用的方法主要是示踪响应法。它的基本思路是：在反应器入口以一定的方式加入示踪剂，然后通过测量反应器出口处示踪剂浓度的变化，间接地描述反应器内流体的停留时间。常用的示踪剂加入方式有脉冲输入、阶跃输入和周期输入等。本实验选用的是脉冲输入法。脉冲输入法是在极短的时间内，将示踪剂从系统的入口处注入注流体，在不影响主流体原有流动特性的情况下随之进入反应器。与此同时，在反应器出口检测示踪剂浓度c(t)随时间的变化。整个过程可以用图1形象地描述。图二 脉冲法测停留时间分布由概率论知识可知，概率分布密度函数e(t)就是系统的停留时间分布密度函数。因此，e（t）dt就代表了流体粒子在反应器内停留时间介于t到t+dt之间的概率。在反应器出口处测得的示踪剂浓度c(t)与时间t的关系曲线叫响应曲线。由响应曲线就可以计算出e（t）与时间t的关系，并绘出e（t）t关系曲线。计算方法是对反应器作示踪剂的物料衡算，即 qc(t)dt=me(t)dt （1）式中q表示主流体的流量，m为示踪剂的加入量。示踪剂的加入量可以用下式计算 m= （2）在q值不变的情况下，由（1）式和（2）式求出：e（1） （3）关于停留时间分布的另一个统计函数是停留时间分布函数f(t),即 f（t） （4）用停留时间分布密度函数e（t）和停留时间分布函数f（t）来描述系统的停留时间，给出了很好的统计分布规律。但是为了比较不同停留时间分布之间的差异，还需要引入另外两个统计特征值，即数学期望和方差。数学期望对停留时间分布而言就是平均停留时间,即 （5）方差是和理想反应器模型关系密切的参数。它的定义是： （6）对活塞流反应器；而对全混流反应器；对介于上述两种理想反应器之间的非理想反应器可以用多釜串联模型描述。多釜串联模型中的模型参数n可以由实验数据处理得到的来计算。 n （7）当n为整数时，代表该非理想流动反应器可以用n个等体积的全混流反应器的串联来建立模型。当n为非整数时，可以用四舍五入的方法近似处理，也可以用不等体积的全混流反应器串联模型。三、实验方法及步骤：1、准备工作(1)配好饱和kcl液体待用。(2)连接好入水管线，打开自来水阀门，使管路充满水。(3)检查电极导线连接是否正确。2、实验操作(1)打开总电源开关，开启入水阀门，向水槽内注水，启动水泵，慢慢打开进水转子流量计的阀门(注意!初次通水必须排净管路中的所有气泡，特别是死角处)。调节水流量维持在20-30升/时之间某值，直至各釜充满水，并能正常地从最后一级流出。(2)分别开启釜1、釜2、釜3、釜4搅拌马达开关，后再调节马达转速的旋钮，使四釜搅拌程度在200转-250转。开启电导仪总开关，按电导率仪使用说明书分别调节“调零”、调温度和电极常数等。调整完毕，备用。(电导仪的使用方法见该仪器使用说明书)(3)开启计算机电源，按计算机提示要求操作。(4)按下开始实验键后，看显示图上有显示点后将kcl液体用注射器注入反应器中。实验所需时间可以根据图形变换而定，及图象由最高点恢复到与出始点向近20秒后即可结束实验。(5)待测试结束，按下“结束”按钮后，按下“保存数据”按钮保存数据文件。3、停车操作(1)实验完毕，将三个反应器的进水发全开，连续进清水冲洗管路。反复三、四次(2)关闭各水阀门。电源开关，打开釜底排水阀，将水排空。(3)退出实验程序，关闭计算机。四、附数据处理过程举例：表1 单釜反混实验数据表每组时间间隔： s电机转速: r/min数学期望: 方差: 虚拟釜数: 表2 三釜反混实验数据表每组时间间隔： s电机转速: 200r/min釜1数学期望: 釜1方差: 釜1虚拟釜数: 釜2数学期望: 釜2方差: 釜2虚拟釜数: 釜3数学期望: 釜3方差: 釜3虚拟釜数: 六 恒压过滤（板框）常数测定实验一、实验目的 了解板框压滤机的构造、过滤工艺流程和操作方法。 掌握恒压过滤常数、的测定方法，加深对、的概念和影响因素的理解。 学习滤饼的压缩性指数s和物料常数的测定方法。 学习一类关系的实验确定方法。二、实验内容 测定不同压力下恒压过滤的过滤常数、。三、实验原理 过滤是利用过滤介质进行液固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。 在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体流动阻力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐