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1、1. 观察流体的层流、过度流、湍流三种流动情况和层流时的速观察流体的层流、过度流、湍流三种流动情况和层流时的速度分布。度分布。2. 测定不同流动状态下的雷诺准数，从而确定临界雷诺准数。测定不同流动状态下的雷诺准数，从而确定临界雷诺准数。一、实验目的一、实验目的流体流动的基本状态有层流及湍流，还有处在这二者之间的流体流动的基本状态有层流及湍流，还有处在这二者之间的过渡流。流态决定于雷诺准数过渡流。流态决定于雷诺准数Re的大小。的大小。流态转变时的雷诺准数值称为临界雷诺准数流态转变时的雷诺准数值称为临界雷诺准数Rec。由湍流转变。由湍流转变为层流时的临界雷诺准数为层流时的临界雷诺准数Rec1 要比

2、由层流转变为湍流时的临要比由层流转变为湍流时的临界雷诺准数界雷诺准数Rec2 小。小。Rec1 称为下临界雷诺准数，称为下临界雷诺准数，Rec2 称为上称为上临界雷诺准数。所以，临界雷诺准数。所以，ReRec12300时，恒为层流；时，恒为层流；ReRec24000时，恒为湍流。时，恒为湍流。实验中，在某一直径的管道中观察某一温度下清水的流动，实验中，在某一直径的管道中观察某一温度下清水的流动，因此，因此，D、 、 值均是固定不变的。由于值均是固定不变的。由于wQ/ /( D2/ /4 ) ，故有故有ReDw / / 4 Q/ /( D )。通过控制阀改变流量，就改。通过控制阀改变流量，就改变

3、了变了Re值。观察流态的改变，就可以确定下临界雷诺准数值。观察流态的改变，就可以确定下临界雷诺准数Rec1及上临界雷诺准数及上临界雷诺准数Rec2 的值。的值。二、实验原理二、实验原理三、实验装置三、实验装置1. 检查所有阀门处于关闭状态，红墨水装入墨水瓶内。检查所有阀门处于关闭状态，红墨水装入墨水瓶内。2. 打开自来水开关（阀打开自来水开关（阀1），使高位水箱中加满水，当溢流管），使高位水箱中加满水，当溢流管中有水流出时，可将阀中有水流出时，可将阀1关小，保持溢流管中有水流出即可。关小，保持溢流管中有水流出即可。 注意：注意：以后每次改变流量后，均须调节阀以后每次改变流量后，均须调节阀1，保

4、证溢流管中，保证溢流管中有水流出（不必太大）。有水流出（不必太大）。3. 观察层流时的速度分布：开启阀观察层流时的速度分布：开启阀3，待观察管上端均匀染上，待观察管上端均匀染上颜色后，关闭阀颜色后，关闭阀3，缓缓开启阀，缓缓开启阀2，控制流量使水呈层流，仔，控制流量使水呈层流，仔细观察染色水流的运动情况，可以看出流速呈抛物线分布。细观察染色水流的运动情况，可以看出流速呈抛物线分布。四、实验步骤四、实验步骤4. 流体流动状态的观察与测定：流体流动状态的观察与测定： （1）慢慢打开阀慢慢打开阀2，并根据，并根据Re2300计算出层流时水的最大计算出层流时水的最大流量，调节阀流量，调节阀2使水的流量

5、小于计算出的临界值，当水流稳使水的流量小于计算出的临界值，当水流稳定定510 min后，可打开阀后，可打开阀3，注意使红墨水的流速尽量与观察，注意使红墨水的流速尽量与观察管中水的流速相近，观察红墨水的流动形态，应为一条直线。管中水的流速相近，观察红墨水的流动形态，应为一条直线。记录此时流量计读数。记录此时流量计读数。 （2）慢慢增大水的流量，直至红墨水细流在管中开始波动，慢慢增大水的流量，直至红墨水细流在管中开始波动，记录此时的流动状况及流量计读数。记录此时的流动状况及流量计读数。 （3）继续增大流量，直至红墨水细流波动得更加紊乱，记录继续增大流量，直至红墨水细流波动得更加紊乱，记录此时的流动

6、状况及流量计读数。此时的流动状况及流量计读数。 （4）继续增大流量，直至红墨水细流在进入管内后迅速扩散继续增大流量，直至红墨水细流在进入管内后迅速扩散到整个管路中，记录此时的流动状况及流量计读数。到整个管路中，记录此时的流动状况及流量计读数。 （5）再由较大流量变为小流量，重复以上观察，并记录以上再由较大流量变为小流量，重复以上观察，并记录以上各项数据。各项数据。四、实验步骤四、实验步骤（续）（续）五、实验记录五、实验记录水温：水温： 观察管内径：观察管内径： mm流量流量变化变化序序号号流量流量(L/ /min)墨水线形状墨水线形状由小由小变大变大1234由大由大变小变小56781. 将实验

7、结果整理，填入下表，根据实验结果确定临界雷诺数，并列计算示将实验结果整理，填入下表，根据实验结果确定临界雷诺数，并列计算示例。例。2. 分析实验结果是否准确，如与理论值有偏差，请分析产生偏差的可能原因。分析实验结果是否准确，如与理论值有偏差，请分析产生偏差的可能原因。观察管内径：观察管内径： mm 水温：水温： 密度：密度： kgm3 粘度：粘度： Pas流量流量变化变化序号序号流量流量(L/min)Re流动形态流动形态根据根据Re做出的判断做出的判断实验观察到的形态实验观察到的形态由小由小变大变大1234由大由大变小变小5678下临界雷诺准数下临界雷诺准数Rec1上临界雷诺准数上临界雷诺准数

8、Rec2六、实验报告六、实验报告1. 在同一流量下，管径大和管径小的管子，哪一个在同一流量下，管径大和管径小的管子，哪一个Re大？大？2. 墨水的流入速度过大会产生什么影响？墨水的流入速度过大会产生什么影响？七、思考题七、思考题1. 熟悉流体流动中位压头、动压头、静压头的概念和相互间熟悉流体流动中位压头、动压头、静压头的概念和相互间转换关系。转换关系。2. 观察各项压头的变化规律。观察各项压头的变化规律。 一、实验目的一、实验目的对于管内作稳定流动的流体，在无外功的条件下，任意两截对于管内作稳定流动的流体，在无外功的条件下，任意两截面间的能量衡算，可由柏努利方程式表示：面间的能量衡算，可由柏努

9、利方程式表示： hz1hp1hd1hz2hp2hd2hw1-2当管路条件改变（如管路截面改变、位置高低等）或流量改当管路条件改变（如管路截面改变、位置高低等）或流量改变时，流体的各项能量（即位压头、静压头、动压头）即发变时，流体的各项能量（即位压头、静压头、动压头）即发生改变或相互转换，并且会产生压头损失，但对于任意两截生改变或相互转换，并且会产生压头损失，但对于任意两截面间各能量的变化遵循柏努利方程式。面间各能量的变化遵循柏努利方程式。本实验通过测量测压管内的液柱高度，可以测量流体流过不本实验通过测量测压管内的液柱高度，可以测量流体流过不同管件（弯头、阀门等）的能量损失以及各能量之间的转换。

10、同管件（弯头、阀门等）的能量损失以及各能量之间的转换。二、实验原理二、实验原理图中：图中： 1水槽水槽 2水泵水泵 3阀门阀门 4阀门阀门 5水箱水箱 6溢流管溢流管 7转子流量计转子流量计 8调节阀调节阀三、实验装置三、实验装置1. 检查阀门检查阀门、阀门、阀门、调节阀、调节阀是否关闭，如未关闭，将其关闭。是否关闭，如未关闭，将其关闭。2. 开启水泵，待水泵运转正常后，打开进水阀门开启水泵，待水泵运转正常后，打开进水阀门。3. 待溢流管内有水流出，各测压管、测速管内水柱液面稳定时，观待溢流管内有水流出，各测压管、测速管内水柱液面稳定时，观察并记录实验现象。察并记录实验现象。 思考题：思考题：

11、各测压管、测速管内水柱液面是否在同一水平面上？应各测压管、测速管内水柱液面是否在同一水平面上？应否在同一水平面上？为什么？否在同一水平面上？为什么？4. 将流量调节阀打开，使管内有水流过，待各测压管、测速管内水将流量调节阀打开，使管内有水流过，待各测压管、测速管内水柱液面稳定时，观察并记录实验现象。柱液面稳定时，观察并记录实验现象。 思考题：思考题：各测压管、测速管内水柱高度是否发生变化？如何变化？各测压管、测速管内水柱高度是否发生变化？如何变化？解释为什么。解释为什么。5. 将流量调节阀开大，使管内水的流量增大，待各测压管、测速管将流量调节阀开大，使管内水的流量增大，待各测压管、测速管内水柱

12、液面稳定时，观察并记录实验现象。内水柱液面稳定时，观察并记录实验现象。 思考题：思考题：各处测压管、测速管内水柱高度是否发生变化？如何变各处测压管、测速管内水柱高度是否发生变化？如何变化？解释为什么。化？解释为什么。6. 实验结束，关闭进水阀门实验结束，关闭进水阀门，然后关闭水泵，开启阀门，然后关闭水泵，开启阀门，放出，放出水箱中的水。水箱中的水。四、实验步骤四、实验步骤五、实验记录五、实验记录序号序号操作情况操作情况实实 验验 现现 象象1流量调节流量调节阀关闭阀关闭2流量调节流量调节阀开启阀开启3流量调节流量调节阀开大阀开大解释实验中发生的现象，并解释实验中发生的现象，并讨论实验所测数据及

13、结果是否有不讨论实验所测数据及结果是否有不合理的？如有，请分析可能的原因。合理的？如有，请分析可能的原因。 六、实验报告六、实验报告1. 了解离心泵的操作。了解离心泵的操作。2. 掌握离心泵性能曲线的测定方法，测定离心泵在一定转速下掌握离心泵性能曲线的测定方法，测定离心泵在一定转速下的性能曲线。的性能曲线。一、实验目的一、实验目的离心泵的压头离心泵的压头H、功率、功率N、效率、效率 随流量随流量Q的变化而改变，通过的变化而改变，通过测量（或计算）不同流量时之测量（或计算）不同流量时之H、N、 ，便可求得泵的，便可求得泵的H-Q、N-Q、 -Q曲线。曲线。1. 流量的测量流量的测量本实验用涡轮流

14、量计测量流量。当被测流体通过流量计时，涡本实验用涡轮流量计测量流量。当被测流体通过流量计时，涡轮受流体的作用而旋转，涡轮的转数随流量的变化而改变，通轮受流体的作用而旋转，涡轮的转数随流量的变化而改变，通过磁电转换装置将转数转换成脉冲信号。通过涡轮流量计的流过磁电转换装置将转数转换成脉冲信号。通过涡轮流量计的流体流量按下式计算：体流量按下式计算： Qf / / L/ /s式中：式中：f 流量计示值，流量计示值，Hz； 流量计系数（标于流量计表盘上）。流量计系数（标于流量计表盘上）。二、实验原理二、实验原理2. 压头的测量压头的测量用真空表和压强表测量泵进、出口处的压强，泵的压头用真空表和压强表测

15、量泵进、出口处的压强，泵的压头H与泵与泵进、出口处的压强、流速等有关：进、出口处的压强、流速等有关： H f (pM，pV， h，w进进，w出出， ，hw )二、实验原理二、实验原理（续）（续）式中：式中： pM 由压出管上装设的压强表读出的压强（表压），由压出管上装设的压强表读出的压强（表压），Pa ； pV 由汲入管上装设的真空表读出的真空度，由汲入管上装设的真空表读出的真空度，Pa ； h 压强表和真空表测点之间的垂直距离，压强表和真空表测点之间的垂直距离，m ； w进进、w出出 汲入管、压出管中液体的流速，汲入管、压出管中液体的流速，m/ /s ； 液体的密度，液体的密度，kg/ /m

16、3 ； hw 测点间的管路阻力。此段管路很短，测点间的管路阻力。此段管路很短，h w极小，故可略去不极小，故可略去不计。计。3. 功率的测量功率的测量功率功率N是指离心泵的轴功率。是指离心泵的轴功率。本实验中：本实验中： 新泵：轴功率仪表盘上功率表读数新泵：轴功率仪表盘上功率表读数0.89 旧泵：轴功率仪表盘上功率表读数旧泵：轴功率仪表盘上功率表读数30.89二、实验原理二、实验原理（续）（续）4. 离心泵的效率离心泵的效率离心泵的效率用下式计算：离心泵的效率用下式计算： 100% HQ g1000N 100% HQ g1000N图中：图中： 1离心泵；离心泵； 2真空表；真空表； 3压力表；

17、压力表； 4涡轮流量计；涡轮流量计； 5水箱；水箱； 6、7、8阀门；阀门； 9排水阀；排水阀； 10放气阀。放气阀。三、实验装置三、实验装置另外，在仪表盘上装有功率表，用以测量电机的输入功率。另外，在仪表盘上装有功率表，用以测量电机的输入功率。1. 开上水阀门，水箱充水至开上水阀门，水箱充水至80%。2. 关闭功率表、流量计的二次仪表及阀门关闭功率表、流量计的二次仪表及阀门8。3. 开启阀门开启阀门6向水泵中加水，反复开启和关闭放气阀向水泵中加水，反复开启和关闭放气阀10，尽可，尽可能排除泵体内的空气，排气结束，关闭阀门能排除泵体内的空气，排气结束，关闭阀门6和放气阀。和放气阀。4. 启动离

18、心泵。启动离心泵。5. 开启各仪表开关。开启各仪表开关。6. 开启阀门开启阀门8至最大开度，由最大流量范围合理分割流量，进至最大开度，由最大流量范围合理分割流量，进行实验布点（测行实验布点（测810组数据）。组数据）。7. 由阀门由阀门8调节流量，每次流量调节稳定后，读取各组实验数调节流量，每次流量调节稳定后，读取各组实验数据。据。8. 实验装置恢复原状，并清理实验场地。实验装置恢复原状，并清理实验场地。 四、实验步骤四、实验步骤水泵型号：水泵型号： 汲入管内径汲入管内径(mm）：）： 压出管内径（压出管内径（mm）：）：水泵转速（按电机铭牌所标的转速记）：水泵转速（按电机铭牌所标的转速记）：

19、 水温（水温（）：）：压力表与真空表间垂直距离压力表与真空表间垂直距离 h（mm）：）： 流量计系数流量计系数 ：序序号号流量计示值流量计示值f (Hz)压力表读数压力表读数pM(MPa)真空表读数真空表读数pv(MPa)功率表读数功率表读数(W)五、实验记录五、实验记录1. 推导离心泵压头推导离心泵压头H的计算式；将实验结果整理，填入下表，的计算式；将实验结果整理，填入下表，并且以其中一组数据为例进行计算。并且以其中一组数据为例进行计算。序序号号流量流量Q（m3/s）压头压头H（m）功率功率N（kW）效率效率 （%）2. 在坐标纸上绘出水泵的性能曲线（在坐标纸上绘出水泵的性能曲线（H-Q、N

20、-Q、 -Q曲线）。曲线）。3. 分析实验结果是否合理？如有不合理处，请分析产生这种不分析实验结果是否合理？如有不合理处，请分析产生这种不合理现象的可能原因。合理现象的可能原因。六、实验报告六、实验报告1. 离心泵为什么要在出口阀关闭的情况下启动？离心泵为什么要在出口阀关闭的情况下启动？2. 离心泵启动前为什么必须罐水排气？离心泵启动前为什么必须罐水排气？3. 试从理论上分析，用实验用的这台泵输送密度为试从理论上分析，用实验用的这台泵输送密度为1200 kg/ /m3的盐水（忽略粘度的影响），你认为在相同流量下泵的压头的盐水（忽略粘度的影响），你认为在相同流量下泵的压头是否有改变？同一流量时的

21、功率是否会改变？是否有改变？同一流量时的功率是否会改变？ 七、思考题七、思考题一、实验目的一、实验目的 掌握烟气分析的原理、方法，了解气体分析仪的构造和使用掌握烟气分析的原理、方法，了解气体分析仪的构造和使用方法。方法。二、实验原理二、实验原理烟气成分主要有烟气成分主要有N2、O2、CO2和和CO，用化学分析法定量测量。，用化学分析法定量测量。1. CO2的测量：的测量： 33%的的KOH溶液，吸收量为溶液，吸收量为40ml CO2 / /ml KOH2KOH+ CO2=K2CO3+H2O2. 氧气的测量：氧气的测量： 吸收剂为焦性没食子酸钾吸收剂为焦性没食子酸钾C6H3(OH)3+3KOH=

22、C6H3(OK)3+3H2O2C6H3(OK)3+0.5O2=(OK)3C6H2 _C6H2 (OK)3 +3H2O3. CO的测量：的测量： 吸收剂为氯化亚铜的氨性溶液吸收剂为氯化亚铜的氨性溶液Cu2Cl2+2CO= CU2Cl2-2CO(不稳定）不稳定）在氨性溶液中进一步发生不可逆反应：在氨性溶液中进一步发生不可逆反应：CU2Cl2-2CO+4NH3+2H2O=Cu-COONH4+2NH4ClCu-COONH4三、实验装置：三、实验装置： 奥氏气体分析仪（见实验指导书）奥氏气体分析仪（见实验指导书）四、实验步骤：四、实验步骤：1. 吸收剂的配置；吸收剂的配置；2. 烟气的取样；烟气的取样；

23、3. 实验仪器的装配及密封检查；实验仪器的装配及密封检查；4. 测量步骤。测量步骤。瓶瓶 三通阀三通阀 大气：提升瓶排出分析器内的气体大气：提升瓶排出分析器内的气体瓶瓶 三通阀三通阀 球胆通：下降瓶烟气进入量气筒球胆通：下降瓶烟气进入量气筒瓶瓶 三通阀三通阀 大气：提升瓶排出烟气大气：提升瓶排出烟气量取量取100ml气体采取减量法测量。气体采取减量法测量。五、注意事项五、注意事项1. 在进行分析前必须首先通入烟气以清洗仪器使封闭液被烟气在进行分析前必须首先通入烟气以清洗仪器使封闭液被烟气饱和；饱和；2. 必须按先后顺序先分析必须按先后顺序先分析CO2、然后分析、然后分析O2、CO，CO分析时分析时间不可太长；间不可太长；3. 平衡瓶不易升降过猛以免将吸收剂冲过刻度；平衡瓶不易升降过猛以免将吸收剂冲过刻度；4. 等管内液面平稳后再读数。等管内液面平稳后再读数。一、实验目的：一、实验目的： 1. 学习校验热电偶的方法。学习校验热电偶的方法。 2. 正确掌握检测热电偶的外观。正确掌握检测热电偶的外观。 3. 学会常用热电偶分度表的使用。学会常用热电偶分度表的使用。二、实验原理二、实验原理 热电偶由两种不同的金属材料制成，一端焊接在一起，放置热电偶由两种不同的金属材料制成，一端焊接在一起，放置在高温区，称为热端；另一端分开，用于接显示仪表，称为在高温区，称为热