2022年2022年化工原理实验教案

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载试验一雷诺试验一.试验目的1. 明白管 、 re =r：孔板前后液柱差；要求：从层流到湍流测8 组数据；三.试验装置试验装置流程如图7-1 所示；图 7-1 雷诺试验装置1 溢流管； 2 墨水瓶； 3 进水阀； 4 示踪剂注入管5 水箱； 6 水平玻璃管； 7 流量调剂阀试验管道有效长度 : l 600 mm外径: do30 mm内径: di 24.5 mm孔板流量计孔板内径 : do9.0 mm四.试验步骤1. 试验前的预备工作(1) 试验前应认真调整示踪剂注入管4 的位置,使其处于试验管道6 的中心线上；(2) 向红墨水储瓶2 中加入适量稀释过的红墨水,作

2、为试验用的示踪剂；(3) 关闭流量调剂阀7,打开进水阀3,使水布满水槽并有肯定的溢流,以保证水槽内的液位恒定；(4) 排除红墨水注入管4 中的气泡,使红墨水全部布满细管道中；2. 雷诺试验过程(1) 调剂进水阀,维护尽可能小的溢流量；轻轻打开阀门7,让水缓慢流过试验管道；(2) 缓慢且适量地打开红墨水流量调剂阀,即可看到当前水流量下试验管内水的精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载流淌状况（层流流淌如图7-2 所示）；用体积法（秒表计量时间.量筒测量出水体积） 可测得水的流量并运算出雷诺准数；因进水和溢流造成的震惊, 有时会使试验管道中的红墨水流束偏离管的中心线或发生不同程度的摇摆；此

3、时、 可临时关闭进水阀 3,过一会儿,即可看到红墨水流束会重新回到试验管道的中心线；图 7-2 层流流淌示意图(3) 逐步增大进水阀3 和流量调剂阀 7 的开度,在维护尽可能小的溢流量的情形下提高试验管道中的水流量,观看试验管道内水的流淌状况（过渡流.湍流流淌如图7-3 所示）；同时,用体积法测定流量并运算出雷诺准数；图 7-3 过渡流.湍流流淌示意图3流体在圆管；密度：粘度：2 层流速度分布示意图六 争论试验结果七 摸索题1 用雷诺数判别流型的标准为什么？2 层流与湍流时流体质点的运动方式有何不同？试验二单相流体流淌阻力测定一.试验目的 学习直管摩擦阻力 pf.直管摩擦系数的测定方法； 把握

4、不同流量下摩擦系数与雷诺数 re 之间关系及其变化规律； 学习压差传感器测量压差,流量计测量流量的方法； 把握对数坐标系的使用方法；二 . 实 验精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载式中：管径, m；直管阻力引起的压强降,pa； 管长, m；管流体的密度, kg / m；流体的粘度, n·s / m；2摩擦系数 与雷诺数 re 之间有肯定的关系,这个关系一般用曲线来表示；在试验装置中,直管段管长l 和管径 d 都已固定；如水温肯定,就水的密度和粘度也为定值；所以本试验实质上为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； 依据试验数据和式 6-2 可

5、以运算出不同流速（流量 v ）下的直管摩擦系数 ,用式 6-3 运算对应的 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； 局部阻力测定：hf 局=p局/ （=2p近-p远） / =（×u2/2）四.试验流程及主要设备参数：1.试验流程图 : 见图 1水泵 8 将储水槽 9 中的水抽出 、送入试验系统 、第一经玻璃转子流量计2 测量流量 、然后送入被测直管段5 或 6 测量流体流淌的光滑管或粗糙管的阻力、或经 7 测量局部阻力后回到储水槽 、 水循环使用；被测直管段流体流淌阻力p 可依据其数值大小分别采纳变送器18 或空气 水倒置型管 10 来测量；2主要设

6、备参数：新装置：被测光滑直管段 : 第一套 管径 d0.01m管 长 l 1.6m材料: 不锈钢管其次套管径 d0.095 m 管长 l 1.6m材料: 不锈钢管被测粗糙直管段 : 第 一 套管 径d0.01m管 长l 1.6m材 料 :不 锈 钢 管其次套管径 d0.0095 m 管长 l1.6m材料: 不锈钢管 2.被测局部阻力直管段:管径d0.015m 管长l1.2m材料 :不锈钢管 老装置：光滑直管管径d0.01m,管长l 1.6m局部阻力直管段 :管径 d 0.015m 管长 l 1.2m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3.压力传感器 :型号:lxwy测量范畴 : 20

7、0 kpa压力传感器与直流数字电压表连接方法见图2 4.直流数字压差表 :型号: pz139测量范畴 : 0 200 kpa5.离心泵 :3型号: wb70/055流量: 8mh扬程: 12m电 机 功 率 : 550w 6.玻璃转子流量计 :型号测量范畴精度lzb 40100 1000lh1.5lzb 1010 100lh2.5五.试验方法1.向储水槽内注水 、直到水满为止； 有条件最好用蒸馏水 、以保持流体清洁 2. 直 流 数 字 表 的 使 用 方 法 请 详 细 阅 读 使 用 说 明 书 ；3.大流量状态下的压差测量系统、应先接电予热1015 分钟、调好数字表的零点 、方可启动泵做

8、试验；4.检查导压系统内有无气泡存在.当流量为零时 、如空气 水倒置型管；粘度：密度：；管径：管长：2 粗糙管阻力与摩擦系数测定结果水温：；粘度：密度：管径：管长：3 在双对数坐标纸上作re 关系曲线,留意不同流型的变化特点4 局部阻力及局部阻力系数测定结果精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载六 争论试验结果如何减小试验误差；摩擦系数与雷诺准数关系七 摸索题1 直管 3 为什么采纳差压变送器和倒置u 形管并联起来测直管段压差？何时用倒置 u 形管？试验三离心泵性能测定试验一.试验目的：1.熟识离心泵的结构与操作方法,明白压力.流量的测量方法；2.把握离心泵特性曲线.管路特性曲线的测定

9、方法.表示方法,加深对离心泵性能的明白；二.试验内容：1.熟识离心泵的结构与操作；2.手动（或运算机自动采集数据和过程掌握）测定某型号离心泵在肯定转速下,q（流量）与 h（扬程）.n（轴功率）.（效率）之间的特性曲线以及特定管路条件下的管路特性曲线；一. 试验原理：a.离心泵性能的测定：离心泵为最常见的液体输送设备；对于肯定型号的泵在肯定的转速下,离心泵的扬程 h.轴功率 n 及效率 均随流量 q 的转变而转变； 通常通过试验测出q-h. q-n 及 q-关系,并用曲线表示之, 称为特性曲线； 特性曲线为确定泵的相宜操作条件和选用泵的重要依据；本试验中使用的即为测定离心泵特性曲线的装置,详细测

10、定方法如下：1.h 的测定：在泵的吸入口和压出口之间以1n 流体为基准列柏努利方程p 出 u2 出 p 入 u2 入 z 入出入出出入）出入出2g2（ 1-1） 入入出上式中 hf入出为泵的吸入口和压出口之间管路出入）出入出入（1-2）将测得的高差 z 出入）和 p 入的值以及运算所得的u 入, u 出代入式 1-2 即出可求得 h 的值；2. n 的测定：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 1.0,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电动机的输出功率电动机的输入功率×电动机的效率；精品学习资料精选

11、学习资料 - - - 欢迎下载泵的轴功率功率表的读数×电动机效率, kw； 3 . 的 测 定n式中： 泵的效率,； n 泵的轴功率, kw ne 泵的有效功率, kw h 泵的压头, mq 泵的流量, m3/s 水 的 密 度 , kg/m3 b.管路特性曲线的测定： （化学专业不做）在特定的管路条件下,应用变频调速器转变电机的频率,相应转变了泵的转速（流量）；分别测量泵的扬程.流量,即可得到管路特性曲线；二. 试验流程及设备主要技术参数：1 试验流程：水泵将储水槽中的水抽出、送入试验系统 、由出口调剂阀掌握流量,经涡轮番量计计量流量后经流回储水槽循环使用；流量公式： q=f/k*

12、3600/1000 ,其中 f 为频率数, k 为涡轮番量计外表常数；泵入口,出口测压点间的距离z2-z1=0.180 米泵入口,出口管；电动机效率60%旧装置：离心泵型号：；流量：扬程：轴功率 :吸入管排出管0.32m；电动机效率 80%五.试验操作：试验前,向储水槽加入蒸馏水,合上电源总开关；试验操作：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载将出口调剂阀关到零位；1.依据变频调速器说明设定（fn-11 为 0；fn- 10 为 0）后、在并设定变频调速器的频率（ 50）；1. 启动离心泵；转变流量调剂阀的位置,分别记录稳固后各流量下的流量.泵进出口压力和电机输入功率值,测8-10 组

13、数据（流量调剂阀的位置从零位到最大）；处理数据后可以得到离心泵特性曲线；3.将流量调剂阀放在任何一位置,转变变频调速器的频率以转变泵的流量,分别记录稳固后各频率下的流量.泵进出口压力值, 测 810 组数据, 处理数据后可得到管路特性曲线；4.把流量调至零位后,停泵；六.试验数据记录与处理：1 数据记录与处理泵的型号：转速：电机效率：2 在直角坐标纸上作离心泵的性能曲线与管路特性曲线；3 管路特性曲线测定结果：六 试验结果争论：离心泵性能曲线的变化规律七 摸索题1 随着泵出口流量调剂阀开度增大,泵的流量增加时, 入口真空度及出口压力如何变化？分析缘由；2 离心泵流量为什么可通过出口阀调剂？往复

14、泵为否可采纳同样方法来调剂,为什么.试验四板框恒压过滤常数测定过滤为利用过滤介质进行液固混合系统的分别过程, 过滤介质通常采纳带有很多毛细孔的物质如滤布. 毛织物.多孔陶瓷等； 含有固体颗粒的悬浮液在肯定压力差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,从而使液固两相分别；一.试验目的与式中： q单位过滤面积获得的滤液体积,m / m； qe 单位过滤面积上的虚拟滤液体积,m / m；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载实际过滤时间, s；虚拟过滤时间, s；k 过滤常数, m/s；将式6-9 进行微分可得：dqkk的关系,可得直线；其斜率为,截距qe, dqkk23232

15、 这为一个直线方程式,于一般坐标上标绘从而求出 k .qe；至于可由下式求出：当各数据点的时间间隔不大时,代替；在本试验装置中, 开头过滤时, 所得滤液的总体积应为计量桶中收集的滤液量加上从板框过滤滤器出口到计量桶之间的管线中已有的滤液量（100ml 左右）；v= sh + 0.0001s 计量桶面积； h计量桶中滤液高度可用增量之比来代替； q 就用前 2 次的平均值过滤常数的定义式：两边取对数因常数,故 k 与的关系在对数坐标上标绘时应为一条直线,直线的斜率为,由此可得滤饼的压缩性指数s,然后代入式 6-12 求物料特性常数k；三.主要设备参数与试验流程1.旋涡泵 : 型号:2.搅拌器 :

16、 型号: kdz-1 ;功率: 160w转速: 3200 转/分;3.过滤板 : 规格: 160*180*11 （mm）；24.滤布：型号工业用；过滤面积0.0475m；5.计量桶：第 1 套 长 282mm.宽 325mm；流程图如图一所示,滤浆槽恒压过滤试验流程示意图1调速器 ;2 电动搅拌器 ;3.4.6.11.14阀门;5.7压力表 8板框过滤机 ;9压紧装置 ;10 滤浆槽 ;12旋涡泵； 13-计量桶 ；指示在规定值；滤液在计量桶内计量；过滤.洗涤管路如图二示四 . 实 验 方 法 及 步 骤 ： 1.系统接上电源,打开搅拌器电源开关,启动电动搅拌器2；将滤液槽 10；过滤面积：0

17、.0475m； 计量桶面积： s =0.09165 m；为 100ml,1 过滤压差为 p1 =时,过滤试验结果如下精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4 在直角坐标纸上以 / 对qq平均作图,线性回来；5 k 与的关系在对数坐标上标绘时应为一条直线,直线的斜率为,由此可得滤饼的压缩性指数s,物料特性常数k；18000160001400012000 / q m3/m210000精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载800060004000200000.0000.0200.0400.0600.080q m/m320.1000.1200.1400.160线性0.21mpa线性0.

18、05mpa / qq曲线 0.0001k （ m/m）23y = 6e-07x0.3288 0.0000110000100000p-k曲线1000000 p（ mpa）六 试验结果争论过滤压力如何影响过滤速率及有关过滤参数？七 摸索题1 为什么每次试验终止后, 必需将滤饼和滤液倒回滤浆桶2 在恒压过滤条件下,过滤速率随过滤时间如何变化.为否过滤时间越长,生产才能就越大.试验五水蒸气 空气对流传热综合试验一.试验目的： 通过对空气 -水蒸气简洁套管换热器的试验争论,把握对流传热系数的测定方法, m0.4 加深对其概念和影响因素的懂得；并应用线性回来分析方法,确定关联式 nu=arepr 中常数

19、a .m 的值； 通过对管程（6-14）2 式 中 ： 管（ 6-15） 2式中： ti1 ,ti2 冷流体空气的入口.出口温度,； tw 壁面平均温度,；因 为 传 热 管 为 紫 铜 管 , 其 导 热 系 数 很 大 , 而 管 壁 又 薄 , 故 认 为（ 6-16）式中： di 传热管内径, m；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载li 传热管测量段的实际长度,m；由热量衡算式：qi其中质量流量由下式求得：（ 6-17）（ 6-18） 36003 式中： vi 冷流体在套管（6-19）其中：,pr精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载物性数据.i（ 6-20）cpi

20、 .ii可依据定性温度tm查得；经过运算可知,对于管精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载这样通过试验确定不同流量下的rei 与 nui ,然后用线性回来方法确定a 和 m 的值； 强化比的确定强化传热能减小传热面积,以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热才能；使换热器能在较低温差下工作；强化传热的方法有多种,本试验装置为采纳在图6-3 螺旋线圈强化管内部结构换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的；螺旋线圈的结构图如图6-3 所示,螺旋线圈由直径1mm 钢丝按肯定节距绕成；将金属螺旋线圈插入并固定在管内, 流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转, 一面仍周期性地受到线圈的螺旋金

21、属丝的扰动, 因而可以使传热强化； 由于绕制线圈的金属丝直径很细,流体旋流强度也较弱, 所以阻力较小, 有利于节约能源； 螺旋线圈为以线圈节距h 与管内径 d 的比值技术参数, 且节距与管内径比为影响传热成效和阻力系数的重要因素；科学家通过试验争论总结了形式为的体会公式,其中b 和 m 的值因螺旋丝尺寸不同而不同；在本试验中,测定不同流量下的 rei 与 nui ,用线性回来方法可确定b 和 m 的值；单纯争论强化成效（不考虑阻力的影响）,可以用强化比的概念作为评判准就, 它的形式为： nunu0,其中 nu 为强化管的努塞尔准数,nu0 为一般管的努塞尔准数,明显,强化比nunu0 1,而且

22、它的值越大,强化成效越好；需要说明的 为,假如评判强化方式的真正成效和经济效益,就必需考虑阻力因素, 只有强化比较高,且阻力系数较小的强化方式,才为正确的强化方法；4. 换热器总传热系数ko 的确定试验中如忽视换热器的热缺失,在定态传热过程中, 空气升温获得的热量与对流传递的热量及换热器的总传热量均相等：-21q 6-即以外表面为基准的总传热系数：式中传热量 q 已由式（ 6-17）得到,管外径为基准的换热面积：s0式中传热间壁两侧对数平均温度差：（ 6-23）在同一流量下分别求取一次简洁套管换热器.强化套管换热器的总传热系数ko ,并比较两种套管换热器ko 值的大小；精品学习资料精选学习资料

23、 - - - 欢迎下载三 试验流程及设备主要参数：1. 试验流程：1. 一般套管换热器； 2.表 1 试验装置结构参数1由孔板与压力传感器及数字显示外表组成空气流量计；空气流量由公式1运算；0.62031其中,vt0- 20 下的体积流量, m/h ； 3-孔板两端压差, kpa-空气入口温度（及流量计处温度）下密度,kg/m3；32 要想得到试验条件下的空气流量v m/h 就需按下式运算 :3 其中, v-试验条件（管为产生水蒸汽的装置、使用体积为 7 升加水至液位计的上端红线 、. 5气.源 鼓风机 又称旋涡气泵、xgb2 型、 电机功率约0.75kw 使用三相电源 、在本试验装置上 、产

24、生的最大和最小空气流量基本满意要求；使用过程中 、.输出空气的温度呈上升趋势；四 试验操作：1.试验前的预备 、检查工作 .(1) 向电加热釜加水至液位计上端红线处；(2) 向冰水保温瓶中加入适量的冰水、并将冷端补偿热电偶插入其中；(3) 检查蒸气管支路各掌握阀为否已打开；保证蒸汽和空气管线的畅通；(4) 接通电源总闸,设定加热电压,启动电加热器开关,开头加热；或由运算机掌握加热；加热电压170-190v；2. 试验操作：(1) 一段时间后水沸腾 、水蒸汽自行充入一般套管换热器外管,观看蒸汽排出口有精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载恒量蒸汽排出,标志着试验可以开头；(2) 约加热非

25、常钟后 、可提前启动鼓风机 、保证明验开头时空气入口温度t1比 较稳定；(3) 用外表调剂空气流量旁路阀的开度、使压差计的读数为所需的空气流量值当旁路阀全开时 、通过传热管的空气流量为所需的最小值、全关时为最大值 ；外表调剂方法：同时按住 set 键和 a/m 键、用键和键调剂阀门开度；假如想让外表复原自控,就再同时按住set 键和 a/m 键；也可利用外表的掌握功能调剂流量：长set 按键,当外表 pv 栏显示 su 时,用 键和键调剂 sv 栏中的数值,至需要达到的压差数（即孔板流量计压差,测量空气流量）后,即可等待外表自行掌握；(4) 稳固 5-8 分钟左右可转动各外表挑选开关读取t1、

26、t2、e 值；留意：第 1 个数据点必须稳固足够的时间 (5) 重复3与4共做 710 个空气流量值；(6) 最小、最大流量值肯定要做；(7) 整个试验过程中 、加热电压可以保持调剂 不变、也可随空气流量的变化作适当的调剂；3转换支路,重复步骤2 或 3 的内容,进行强化套管换热器的试验；测定710 组试验数据；4 实 验 结 束 . 1关闭加热器开关；2 过 5 分钟后关闭鼓风机 、并将旁路阀全开；3 切段总电源4如需几天后再做试验 、就应将电加热釜和冰水保温瓶中的水放洁净；试验设备留意事项： 1由于采纳热电偶测温,所以试验前要检查冰桶中为否有冰水混合物共存；检查热电偶的冷端,为否全部浸没在

27、冰水混合物中；2检查蒸汽加热釜中的水位为否在正常范畴内；特殊为每个试验终止后,进行下一试验之前,假如发觉水位过低,应准时补给水量； 3必需保证蒸汽上升管线的畅通；即在给蒸汽加热釜电压之前,两蒸汽支路掌握阀之一必需全开；在转换支路时,应先开启需要的支路阀,再关闭另一侧,且开启和关闭掌握阀必需缓慢,防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出； 4必需保证空气管线的畅通；即在接通风机电源之前,两个空气支路掌握阀之一和旁路调剂阀必需全开； 在转换支路时, 应先关闭风机电源, 然后开启和关闭掌握阀；五 数据记录与处理1 一般管试验数据表精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3 在同一双对数坐标纸上绘制一

28、般管与强化管的nu/ pr0.4 re 线性曲线, 求出a.m 值 ；并运算强化比nu/nu0六 试验结果争论空气的进出口温度. 给热系数 随空气流量的变化关系； 在流量相同时比较总传热系数大小；引起试验误差的因素；七 摸索题1 传热管 2 如想求出准数关联式nui = c reim prin中的 c、 m 值, 应如何设计试验？3 热电偶的测温原理为什么？附录：1.数据处理方法：孔板流量计压差.进口温度 t1 =22.4.出口温度t2 =62.8 壁面温度热电势 4.20mv；已知数据及有关常数 : 21传热管di 20.0 、0.0200 ;222精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎

29、下载f di 243.142 ×0.0200 4 0.0003142 m.精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2传热管有效长度l 及传热面积 sim.l 1.00（ si l di 3.142 ×1.00 ×0.02000.06284m2.(3) t1 为孔板处空气的温度 、 为由此值查得空气的平均密度,例如：t1=22.4,查得9 kg/m3 ； 1(4) 传热管测量段上空气平均物性常数的确定.先算出测量段上空气的定性温度为简化运算 、取 t 值为空气进口温度t1及出口温度 t2的平均值 、 即（） 223此查得 : 测量段上空气的平均密度1.12 k

30、g/m;测量段上空气的平均比热cp1005 jkg·k;测量段上空气的平均导热系数0.0277 ·k;测量段上空气的平均粘度传热管测量段上空气的平均普兰特准数的0.4 次方为 : 0.40.4pr0.6960.865(5) 空气流过测量段上平均体积v（ m/h）的运算 : 3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(6) 冷热流体间的平均温度差 tm tw= 1.270523.518 ×4.20=100.（m3/h）的运算 :精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(7) 其余运算 :传热速率（）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载传热准数测

31、量段上空气的平均流速雷诺准数（ w）3600（ w/m·）（m/s）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 8）作图.回来得到准数关联式中的系数；（ 9）重复（ 1）-（8）步,处理强化管的试验数据；作图.回来得到准数关联式中的系数；0.0215re0.788pr0.4 mì×1ü.è.÷ê.é×.êy1.áaí. 1000y = 0.0263x0.7924nu/pr.4100y = 0.0215x0.7885101000re10000100000试验六搅拌器性能测

32、定搅拌为重要的化工单元操作之一,它常用于互溶液体的混合. 不互溶液体的分散和接触.气液接触.固体颗粒在液体中的悬浮.强化传热及化学反应等过程. 搅拌的作用：混合.乳化.剪切.分散搅拌器类型：轴向流式；径向流式扇形涡轮,螺旋搅拌桨（轴向流式） ；平桨叶,平直叶圆盘涡轮；猫式与框式搅拌器；打旋现象：搅拌时产生漩涡,会多消耗些搅拌功率,不利于搅拌；克服打旋现象的措施：增设折流挡板与导流筒；偏心安装精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载标准搅拌器：搅拌浆为六片平直叶圆盘涡轮d=1/3dt;挡板宽度=1/10dt;叶轮离釜低高度hi=1.0dt;液体深度hl=1.0dt一. 试验目的 把握搅拌功

33、率曲线的测定方法； 明白影响搅拌功率的因素及其关联方法；3.测定气 液相搅拌功率并与液相搅拌功率比较. 二.试验原理搅拌过程中要输入能量才能达到混合的目的, 即通过搅拌器把能量输入到被搅拌的流体中去；因此搅拌釜 由于搅拌釜 液体搅拌功率消耗可表达为以下诸变量的函数：式中： n搅拌功率, w；k 无量纲系数；n 搅拌转数, r/s；3d 搅拌器直径, m；流体密度, kg/m ；流体粘度, pa·s； g重力加速度, m/s；由因次分析法可得以下无因次数群的关联式：2令np , np 称为功率准数；, re 称为搅拌雷诺准数,fr 称为搅拌佛鲁德准数g就；令eynpfrx,称为功率因数

34、,对于不打旋的系统重力影响微小,可忽视fr 的影响,即；本 实 验 中 , 搅 拌 功 率 采 用 下 式 得 到 ：式中： i搅拌电机的电枢电流,a； v 搅拌电机的电枢电压,v ； xr 搅拌电机的 k 0.00125；当有气体通入时,在相同的转速下,搅拌功率会显著下降；由于,物系的粘度.密度发生转变；设 q 为空气的体积流量,令na=q/nd3 通气准数；相同转速下,气 液搅拌功率 ng/n 与通气准数 na 的关系可用下式描述： 当 na < 0.035 时ng/n = a -bna ；a、b 为常数当 na > 0.035 时ng/n = a bna ；a

35、 、b为常数通过测定 ng,在直角坐标纸上作ng/n na 曲线,确定常数a、 b 或a、 b三.主要设备参数与试验流程： 1.搅拌器 : 型号: kdz-1 ；功率 : 160w转速: 3200 转/分2.搅拌釜内径 280mm ；3.搅拌器直径 100mm本试验使用的为标准搅拌槽,其直径为280mm；搅拌浆为六片平直叶圆盘涡轮, 搅拌器直径 100mm；装置流程见图；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载多相搅拌试验装置流程图 1空压机； 2流量计； 3温度计； 4 电动机； 5 直流电流表； 6电机调速器； 7直流电压表, 8-测速仪； 9挡板； 10-搅拌槽； 11-气体分布器

36、四.试验步骤 测定水溶液搅拌功率曲线打开总电源,各数字外表显示“0；”打开搅拌调速开关,渐渐转动调速旋纽,电 机开头转动；在转速约100400（ r/min ）之间, 取 1012 个点测试（试验中相宜的转速挑选：低转速时搅拌器的转动要匀称；高转速时以流体不显现旋涡为宜）；试验中每调一个转速,待数据显示基本稳固后方可读数,同时留意观看流型及搅拌情形；每调剂一个转速记录以下数据：电机的电压（v ）.电流（ a ）.转速 n（r/min ）； 测定气 液搅拌功率开启空气压缩机,调剂气体流量计的空气流量为定值（如 300l/h） .在上述每一转速下记录以下数据：电机的电压（ v ）.电流（ a ）.

37、转速 n（ r/min）；在某一转速下转变空气流量,重复操作 试验终止时肯定把调速降为“0,”方可关闭搅拌调速；留意事项： 电机调速肯定为从 “0开”始,调速过程要慢,否就易损坏电机； 不得任凭移动试验装置； 本试验没有测气液混合后的密度和粘度； （无粘度计） 五 试验数据记录与数据处理（一）数据记录与处理1 液相搅拌功率：水温：密度：粘度：搅拌器直径：2 气液搅拌功率精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（二）作图1 在双对数坐标纸上标绘出np 与 re 的关系曲线；2 在直角坐标纸上作ng/n na 曲线,确定常数a、 b 或a 、 b六 试验结果争论np 随 re 的变化规律；

38、搅拌流淌型态与搅拌雷诺准数的关系；影响搅拌功率的因素；七 摸索题1 搅拌功率曲线对几何相像的搅拌装置能共用吗？2 试说明测定 npre 曲线的实际意义？试验七填料吸取塔性能与空气 氨水吸取传质系数的测定一 实 验 目 的 ： 1 明白填料吸取塔的操作原理和试验方法；2 测定干填料塔单位填料高度的压力降p与空气气速的变化关系；3 在肯定的水喷淋密度下,测定湿填料塔单位填料高度的压力降p与空气气速 的变化关系,并确定载点.泛点速度； 4 以氨吸取为对象测定填料塔的传质单元数nog.传质单元高度 hog.总体积吸取系数 kya.二 试验原理：（ 1）液泛现象填料塔的压力降与填料的性质有关；当无液体通

39、过时, 压力降与空塔气速成正比, 在双对数坐标纸上为线性关系；而有肯定喷淋密度的液体通过填料层时,气速变化小时压力降的变化与空塔一样；当气速增大到某一值, 压力降的变化突然加大, 此时填料表面载液量增多,气体通过受阻,达到了载点；当气速再增大,压力降变化急剧增大,此时液体不能顺利下流,填料塔布满液体,产生了液泛现象,塔工作不正常,刚开头产生液泛的 速度称为液泛速度uf；实际操作气速u=0.5-0.8 uf. 以转子流量计测空气.水.氨的体积流量, 空气和氨的体积流量需校正；故必需测进入流量计的空气和氨的温度,再查标准校正曲线（见说明书）,确定实际流量；以 u 型管压差计测填料层压力降p（mmh

40、2o）；（ 2）吸取操作浓度运算：以清水逆流吸取 airnh3 中的氨气,清水中 x2=0 ；原料气 airnh3 中氨含量y1 靠流量计掌握, v nh3/v air = 0.015 0.02. y1 = 实际 v nh3 与实际vair 之比；塔顶尾气中氨含量y2 通过预先装有 5ml.0.005m 的硫酸吸取瓶来分析, 靠量气管量取达到终点所需尾气的体积v 量,如量气管温度为t 量,就：y2 = 2mh2so4*v h2so4/ v量*273/ t 量/22.4塔底吸取液的浓度x1 靠滴定分析,移取10ml 塔底吸取液,加2 滴甲基橙,再以 0.05m 的硫酸滴定至橙红色；记录所消耗的体

41、积v 硫酸 ,就：m1=2mh2so4*v硫酸/10、x1=18m1 /1000（ 3） nog.hog.kya.的运算测出吸取液的温度,从相平稳曲线上查出相平稳常数m.精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载 y1 = y1- y1* = y1 mx1、 y2 = y2 y2* = y2 mx2就平均推动力为：ym = y1 -y2 / ln y1/y2 、 nog=y1- y2/ ym填料层高度 z = hog·nog,hog = （v 空气 *273 ）/22.4*t 空气/ kya*、 - 塔横截面积；z 已知,就可求 hog,最终求出总体积吸取系数kya；三 试验仪器

42、与试剂：填料吸取装置一套,配有空气鼓风机.氨气钢瓶及减压表；塔系硼酸玻璃管,装10*10*1.5瓷拉西环,填料层高度z=0.4m 、 塔请认真听老师讲解,示范）5 吸取液分析：接取200ml 的吸取液加盖；再取10ml 进行滴定分析；6 试验终止,先关氨气.再关水,最终关空气；五 数据记录与处理：3 在双对数坐标纸上作出 p/z-u 变化曲线确定载点气速与液泛气速；4 氨吸取传质试验数据与运算；气体：空气 氨混合气；吸取剂：水；10*10*1.5瓷拉西环,填料层高度z=0.4m 、 塔内径 d=0.075m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载六 试验结果争论比较干填料层压降与湿填料层

43、压降随气速的变化；传质系数测定时如何减小试验误差？七 摸索题（ 1、3） 1 水吸取空气中的氨属于气膜仍为液膜掌握？为什么？2 当进气浓度不变时,欲提高溶液的出口浓度,可采纳哪些措施？试验八乙醇水双组分溶液的连续精馏一 目的：明白填料精馏塔的分别原理和结构；把握连续精馏的特点, 测定连续精馏过程中全回流和部分回流的理论塔板数；测定全回流时塔= qxq/q 1-xf/q 1作理论塔板数时,先作精馏操作线,再求出进料线方程,确定两操作线的交点, 然后确定提馏段操作线；q 值的运算过程如下：式中： r 料液在泡点温度下的汽化潜热（kj/kmol ）、一般取两纯组分饱和潜热的加和平均值；精品学习资料精

44、选学习资料 - - - 欢迎下载cpm 料液在进料温度和泡点温度下的平均比热（kj/kmol液的泡点； t-进料液的温度组成分析方法如下： 采纳气相色谱热导仪分析塔顶与塔釜产物及原料液的含量；2分析条件为： gdx 柱, 、沸点 78.2;请同学们查出乙醇 -水的相平稳数据填入下表中：k· ） ts -进料精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载三 仪器与试剂：连续填料精馏装置一套（4 终止后,先关电流,待温度降到50以下关冷凝水； 五 数据记录和处理：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1 全回流时：塔顶温度 =,塔釜温度 =.2 部分回流时：原料液温度tf=,塔顶

45、温度 = ,塔釜温度 =4 运算 q 值与操作线方程5 在直角坐标纸上绘制相平稳线和精馏.提馏操作线并求作理论塔板数与等板高度；六 试验结果争论回流比对精馏塔分别性能的影响；影响塔分别效率的因素；七 摸索题：1 求作理论版时,为什么用三角形梯级数目减去1 ？2 全回流稳固操作条件下塔3 在工程实际中何时采纳全回流操作？试验九液-液脉冲萃取试验填料萃取塔为石油炼制.化学工业和环境爱护等部门广泛应用的一种萃取设备, 具有结构简洁. 便于安装和制造等特点； 塔内填料的作用可以使分散相液滴不断破裂与聚合,以使液滴的表面不断更新,仍可以削减连续相的轴向混合；一.试验目的与内容 明白脉冲填料萃取塔的结构；

46、把握脉冲填料萃取塔性能的测定方法；明白填料萃取塔传质效率的强化方法；4 测定有无脉冲时萃取塔的传质单元数 noe.传质单元高度hoe 及总传质系数 kyea ；二试验原理萃取塔的分别效率可以用传质单元高度hoe 或理论级当量高度he 表示；影响脉冲填料萃取塔分别效率的因素主要有填料的种类.轻重两相的流量及脉冲强度精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载等；对肯定的试验设备（几何尺寸肯定,填料肯定）,在两相流量固定条件下,脉冲强度增加,传质单元高度降低,塔的分别才能增加；本试验以水为萃取剂, 从煤油中萃取苯甲酸, 苯甲酸在煤油中的浓度约为 2%（质量）；水相为萃取相（用字母 e 表示,在本

47、试验中又称连续相.重相） ,煤油相为萃余相（用字母r 表示,在本试验中又称分散相） ；在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相；萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定之；考虑水与煤油为完全不互溶的, 且苯甲酸在两相中的浓度都很低,可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化； 按萃取相运算的传质单元数noe 运算公式为：yeb（ 6-43）式中： yet苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成,kg 苯甲酸 kg 水；本 实 验 中 yet 0 ；yeb 苯 甲 酸 在 离开 塔 底 萃取 相 中 的 质 量 比 组成 , kg苯 甲 酸 kg水 ； ye苯甲酸在塔ye与苯甲酸在塔-y

48、e 关系；再进*（）h（6-44） noe式中： h萃取塔的有效高度, m；hoe按萃取相运算的传质单元高度,m；按萃取相计算的体积总传质系数（ 6-45） 式中： s萃取相中纯溶剂的流量,kg 水/ h；萃取塔截面积, m；kyea 按萃取相运算的体积总传质系数,kg 苯甲酸；kg 苯甲酸）kg 水 2同理,本试验也可以按萃余相运算nor.hor 及 kxra三.主要设备参数.试验流程： 萃取塔的几何尺寸：填料萃取塔 :填料段塔径50mm；填料段高度600mm；填料种类cy 700 丝网上下扩大段直径100mm；上下扩大段各长400mm；塔体总高1400mm； 搅拌萃取塔 :塔径37 mm； 塔的有效高度750 mm ；塔身总高1000 mm搅拌轴型式：桨叶式搅拌轴 水泵.油泵 :cq 型磁力驱动泵型号:16cq-8电压:380功率:180扬程:8 米吸程:3 米流量:30 升分转速2800 转分 转子流量计：不锈钢材质型号 lzb-4流量2.5 25 lh精度1