流体流动阻力的测定

1、化工原理实验流动阻力测定实验流动阻力测定实验一、实验目的一、实验目的（1）掌握直管与阀门阻力损失的测定方法；）掌握直管与阀门阻力损失的测定方法；（2）测定摩擦系数与雷诺数、管壁粗糙度之间的关系；）测定摩擦系数与雷诺数、管壁粗糙度之间的关系；（3）测定阀门的阻力系数与开度之间关系；）测定阀门的阻力系数与开度之间关系；（4）学会倒）学会倒U形压差计和转子流量计的使用方法。形压差计和转子流量计的使用方法。二、基本原理二、基本原理（1）直管阻力摩擦系数测定原理）直管阻力摩擦系数测定原理 流体在圆形管内作层流流动时流体在圆形管内作层流流动时 =64/Re，湍流流动时，湍流流动时 与雷诺数和相对粗糙度有关

2、，要实验测定，本实验要验证与雷诺数和相对粗糙度有关，要实验测定，本实验要验证不同管路不同管路 与雷诺数之间的关系。与雷诺数之间的关系。mgudlgpHff22直管阻力的计算可用范宁公式直管阻力的计算可用范宁公式 实验是对一定长度实验是对一定长度l和管径和管径d的水平管路进行测定，在一的水平管路进行测定，在一定流量下，利用定流量下，利用U形压差计测出对应的压强差，由于管道形压差计测出对应的压强差，由于管道为水平等径管，压强差在数值上就等于压强降为水平等径管，压强差在数值上就等于压强降 pf。由。由范范宁公式就可求得某一雷诺数下的摩擦系数值。宁公式就可求得某一雷诺数下的摩擦系数值。 本实验要分别对

3、光滑管和粗糙管进行测定。本实验要分别对光滑管和粗糙管进行测定。（2）局部阻力测定原理）局部阻力测定原理 局部阻力计算有当量长度和阻力系数两种方法，当量局部阻力计算有当量长度和阻力系数两种方法，当量长度和阻力系数均要进行实验测定，本实验仅测定阀门长度和阻力系数均要进行实验测定，本实验仅测定阀门在不同开度的阻力系数。在不同开度的阻力系数。 局部阻力可由下式进行计算局部阻力可由下式进行计算 测定阀门在一定开度下所对应的压强降，由上述公式根测定阀门在一定开度下所对应的压强降，由上述公式根据对应的管内流速确定阻力系数。据对应的管内流速确定阻力系数。三、实验装置三、实验装置 本装置由离心泵、各种阀门和管件

4、、转子流量计、本装置由离心泵、各种阀门和管件、转子流量计、U形形管压差计，不锈钢光滑管、镀锌粗糙管等构成。管压差计，不锈钢光滑管、镀锌粗糙管等构成。 实验介质为水，水从循环水箱由离心泵送入实验装置，实验介质为水，水从循环水箱由离心泵送入实验装置，经过管道系统后返回循环水箱。经过管道系统后返回循环水箱。 流量可由转子流量计读得，压头损失可由倒流量可由转子流量计读得，压头损失可由倒U压差计或压差计或由由1151压差传感器和数显表测得。装置结构尺寸见讲义。压差传感器和数显表测得。装置结构尺寸见讲义。gugpHff22m实验流程实验流程四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项 熟悉系统流程熟悉系统

5、流程启动离心泵启动离心泵管道系统排气（包括管道系统排气（包括测压导管排气）测压导管排气）系统流体静止时，倒系统流体静止时，倒U形压差计两臂形压差计两臂指示液液位是否相等指示液液位是否相等打开阀门，调节流量为打开阀门，调节流量为1、1.5、2.05.0m3/h（89点），测定光滑管和粗糙管的阻力点），测定光滑管和粗糙管的阻力（由对应的压差计读得，单位为（由对应的压差计读得，单位为mmH2O），注意调节好），注意调节好流量后，要等一段时间再读数流量后，要等一段时间再读数测定闸阀全开时阻力系测定闸阀全开时阻力系数（流量设定为数（流量设定为2，3，4m3/h，测得，测得3个阻力，以确定平均个阻力，以确

6、定平均阻力系数）阻力系数）关闭系统阀门关闭系统阀门停泵停泵关闭所有仪表关闭所有仪表电源电源记录下流体的温度、装置号。记录下流体的温度、装置号。 实验前要画好实验数据记录表。结束后实验记录要交指实验前要画好实验数据记录表。结束后实验记录要交指导老师审阅后，才能离开现场。导老师审阅后，才能离开现场。987654321闸阀阻力闸阀阻力mmH2O粗糙管阻力粗糙管阻力mmH2O光滑管阻力光滑管阻力mmH2O流量流量m3/h序号序号实验数据记录表实验数据记录表五、实验报告编写五、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录表（四）实验数

7、据记录表（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题实验数据处理实验数据处理22ludgHf直管阻力实验数据处理：直管阻力实验数据处理： 根据流量、管径确定流速，根据管长、该流量下所对根据流量、管径确定流速，根据管长、该流量下所对应的直管阻力（应的直管阻力（mH2O）代入下式，确定摩擦系数）代入下式，确定摩擦系数 。 根据流体温度，查取流体的密度、黏度，计算该流量下根据流体温度，查取流体的密度、黏度，计算该流量下的流动雷诺数的流动雷诺数Re。 计算光滑管、粗糙管每一个流量下的摩擦系数计算光滑管、粗糙管每一个流量下的摩擦系数 和雷诺和雷诺数数Re ，将处理结果列入计算结果表中（表

8、的格式见书）。，将处理结果列入计算结果表中（表的格式见书）。 注意：注意：在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，其他只要在计算结果表中表达出来即可。其他只要在计算结果表中表达出来即可。 将计算结果将计算结果在在 Re图上标点图上标点，并连成曲线。，并连成曲线。897654321 Re Re 闸阀阻闸阀阻 力系数力系数粗糙管粗糙管光滑管光滑管流量流量m3/h序号序号数据处理结果表数据处理结果表log（Re）log（ ）光滑管光滑管粗糙管粗糙管全开闸阀阻力系数实验数据处理：全开闸阀阻力系数实验数据处理： 根据流量、管径确定流速，根据该流量下所对应的闸根

9、据流量、管径确定流速，根据该流量下所对应的闸阀阻力（阀阻力（mH2O）代入下式，确定阻力系数）代入下式，确定阻力系数 。22uHgf计算三个流量下的阻力系数，并将其平均得全开闸阀平计算三个流量下的阻力系数，并将其平均得全开闸阀平均阻力系数均阻力系数 。对流给热系数测定实验对流给热系数测定实验一、实验目的一、实验目的（一）观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象；（一）观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象；（二）测定水或空气在圆形管内强制对流的给热系数和传（二）测定水或空气在圆形管内强制对流的给热系数和传热系数，并得出其随流量的变化规律。热系数，并得出其随流量的变化规律。（三）掌握热电阻测温方法（三）掌

10、握热电阻测温方法二、基本原理二、基本原理mWiittSQ)(mWiittSQ)(根据牛顿冷却定律对冷流体可写出根据牛顿冷却定律对冷流体可写出即即4 . 08 . 0023. 0PrRedii2121ln)()()(ttttttttttWWWWmW)(12ttVQs式中式中LdSii 由此可见只要测得由此可见只要测得t1、t2、tw、流量、流量Vs、换热管内径以、换热管内径以及管长及管长L，再由流体的平均温度确定流体的密度，再由流体的平均温度确定流体的密度 ，分，分别求得别求得Q，Si，（，（tw-t）m，代入牛顿冷却定律即可求得，代入牛顿冷却定律即可求得给热系数给热系数 i。然后再由下式计算其

11、理论值进行比较。然后再由下式计算其理论值进行比较。miitSQK再由已知的再由已知的t1、t2、 Q，Si，并根据测得的加热蒸汽温度，并根据测得的加热蒸汽温度T，确定传热平均温度差，确定传热平均温度差 tm，代入传热速率方程即可，代入传热速率方程即可确定确定Ki，与所测到的给热系数，与所测到的给热系数 i进行比较，分析管内流进行比较，分析管内流体给热热阻占总热阻的比例。若将管壁热阻忽略，也可体给热热阻占总热阻的比例。若将管壁热阻忽略，也可求出水蒸气冷凝的给热系数求出水蒸气冷凝的给热系数 o 。2121ln)()(tTtTtTtTtm三、给热系数测定实验装置与流程三、给热系数测定实验装置与流程四

12、、实验步骤与注意事项四、实验步骤与注意事项 （一）水蒸气（一）水蒸气空气体系空气体系 1、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发生器和打开蒸汽总阀生器和打开蒸汽总阀6； 2、开启变频器，启动旋涡气泵；全开气泵出口阀、开启变频器，启动旋涡气泵；全开气泵出口阀10； 3、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水排放阀排放阀8，打开蒸汽调节阀，打开蒸汽调节阀7，再打开换热器冷凝水排放阀，再打开换热器冷凝水排放阀9，使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排

13、放阀。 4、调节蒸汽调节阀、调节蒸汽调节阀7，使蒸汽压力稳定在，使蒸汽压力稳定在0.05MPa以下以下（也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由（也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由大到小调节阀大到小调节阀10改变空气流量，测定改变空气流量，测定36组数据，为了保证组数据，为了保证所测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于所测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于5min。记录数据列表。记录数据列表。 5、停车，首先关闭阀、停车，首先关闭阀7，停气泵、关闭发生器、仪表、电，停气泵、关闭发生器、仪表、电源。源。（二）水蒸气（二）水蒸气水体系水体系 1、打开总电源开

14、关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发生器和打开蒸汽总阀生器和打开蒸汽总阀6）；）； 2、启动泵，开泵出口阀，使水进入管内以排除管内空气；、启动泵，开泵出口阀，使水进入管内以排除管内空气； 3、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水排放阀排放阀8，打开蒸汽调节阀，打开蒸汽调节阀7，再打开换热器冷凝水排放阀，再打开换热器冷凝水排放阀9，使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。 4、调节蒸汽调节阀、调节蒸汽调节阀7，使蒸汽压力稳定在，使蒸汽压力稳定在0.0

15、5MPa以下以下（也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由（也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由大到小调节阀大到小调节阀10改变水流量，测定改变水流量，测定36组数据，为了保证所组数据，为了保证所测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于5min。记录数据列表。记录数据列表。 5、实验终了，首先关闭阀、实验终了，首先关闭阀7，停泵、关闭发生器、仪表、，停泵、关闭发生器、仪表、电源。电源。五、实验报告编写五、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录表（四

16、）实验数据记录表（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题实验数据处理实验数据处理)(12ttVQs2121ln)()()(ttttttttttWWWWmW由所测得的由所测得的Vs，t1、t2，确定流体密度，计算，确定流体密度，计算Q由所测得的由所测得的t1、t2、tw，计算，（，计算，（tw-t）m由所讲义提供的换热管长、管径确定由所讲义提供的换热管长、管径确定SiLdSii确定该流量下的给热系数确定该流量下的给热系数 imWiittSQ)(由由t1、t2，确定流体密度、黏度、导热系数、普兰特准数，计，确定流体密度、黏度、导热系数、普兰特准数，计算算 i的的理论值。理论值。

17、4 . 08 . 0023. 0PrRedii由由t1、t2、T确定平均温度差确定平均温度差 tm ，进而确定传热系数，进而确定传热系数Ki。miitSQK2121ln)()(tTtTtTtTtm 计算每一个流量下的给热系数和总传热系数，将处理计算每一个流量下的给热系数和总传热系数，将处理结果列入计算结果表中（表的格式见书）。结果列入计算结果表中（表的格式见书）。 注意：注意：在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，其他只要在计算结果表中表达出来即可。其他只要在计算结果表中表达出来即可。确定蒸汽冷凝的给热系数确定蒸汽冷凝的给热系数 o确定流体被加热给

18、热热阻占总热阻的比例确定流体被加热给热热阻占总热阻的比例%10011iiK所占热阻比例iiiiooSSKS111LdSoodo换热管外径。换热管外径。t1t2TtW1321ptW2流量流量m3/h序序号号实验数据记录表实验数据记录表 实验值实验值 理论值理论值K321流量流量m3/h序号序号数据处理结果表数据处理结果表精馏塔塔板效率测定实验精馏塔塔板效率测定实验一、实验目的一、实验目的（一）了解连续精馏塔的基本结构及流程；（一）了解连续精馏塔的基本结构及流程；（二）掌握连续精馏塔的操作方法；（二）掌握连续精馏塔的操作方法；（三）学会板式精馏塔全塔效率的测定方法；（三）学会板式精馏塔全塔效率的测

19、定方法；（四）了解气相色谱仪的使用方法。（四）了解气相色谱仪的使用方法。二、基本原理二、基本原理 全塔效率全塔效率ET=NT/NP，NT为所需理论塔板数，它可通过为所需理论塔板数，它可通过物系的平衡关系、通过实验测定的塔顶馏出液组成物系的平衡关系、通过实验测定的塔顶馏出液组成xD、料、料液组成液组成xF、热状态、热状态q、残液组成、残液组成xW以及回流比以及回流比R用图解法求用图解法求得。得。NP为塔内实际塔板数，可见各套装置的铭牌。为塔内实际塔板数，可见各套装置的铭牌。三、实验装置和流程三、实验装置和流程 装置采用不锈钢装置采用不锈钢筛板塔，塔内径和塔筛板塔，塔内径和塔板数见铭牌，塔釜采板数

20、见铭牌，塔釜采用电加热，塔顶冷凝用电加热，塔顶冷凝器为列管换热器，器为列管换热器，1、2号装置加料泵采用离号装置加料泵采用离心泵，心泵，3、4、5号装置号装置采用电磁微量计量泵。采用电磁微量计量泵。其流程见右图。其流程见右图。四、实验步骤与注意事项四、实验步骤与注意事项（一）实验步骤（一）实验步骤1、配制、配制16%19%（质量分数）的酒精料液加入塔釜中，加（质量分数）的酒精料液加入塔釜中，加入量到液位计入量到液位计2/3处。处。2、检查各阀门的位置是否处于关闭状态，启动仪表电源，、检查各阀门的位置是否处于关闭状态，启动仪表电源，再启动电加热电源（开始电压为再启动电加热电源（开始电压为150V

21、），使釜液缓慢升温。），使釜液缓慢升温。打开冷却水进口阀控制流量在打开冷却水进口阀控制流量在400500L/h，以冷凝塔内上升，以冷凝塔内上升的蒸汽，并将回流阀全开，以实现全回流操作。当回流管内的蒸汽，并将回流阀全开，以实现全回流操作。当回流管内有液体流动时，可将电压调到有液体流动时，可将电压调到180V。3、当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别在塔顶和、当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别在塔顶和塔底取样进行色谱分析，以获得馏出液和残液组成。塔底取样进行色谱分析，以获得馏出液和残液组成。4、获得准确、获得准确xD和和xW后，先关闭电加热电源，再停掉仪表电后，先关闭电加热电源，再停掉仪

22、表电源，待到塔板上没有液体流动时，关闭冷却水阀，关闭所有源，待到塔板上没有液体流动时，关闭冷却水阀，关闭所有阀门，实验结束。阀门，实验结束。（二）注意事项（二）注意事项1、塔顶放空阀一定要打开；、塔顶放空阀一定要打开；2、料液加到塔釜液位计、料液加到塔釜液位计2/3处才能开始加热，否则回由于釜处才能开始加热，否则回由于釜液位太低而烧坏电加热丝。液位太低而烧坏电加热丝。五、实验报告编写五、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录（列表）（四）实验数据记录（列表） 包括：实验装置号；实际塔板包括：实验装置号；实际塔板数数NP

23、；色谱分析所得塔顶和；色谱分析所得塔顶和塔底组成塔底组成aD和和aW测定值（质量分数）。测定值（质量分数）。（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题实验数据处理实验数据处理1、将所得塔顶和塔底组成换算为摩尔分数、将所得塔顶和塔底组成换算为摩尔分数xD和和xW ；2、在教科书上查取在、在教科书上查取在101.3kPa压力下乙醇压力下乙醇水物系的平衡数水物系的平衡数据；据；3、在、在xy图上画出乙醇图上画出乙醇水物系的平衡曲线，并画图求出在水物系的平衡曲线，并画图求出在全回流操作条件下，分离要求为全回流操作条件下，分离要求为xD和和xW情况时所需的理论塔情况时所需的理论塔板数板

24、数NT（不包括塔釜）。（不包括塔釜）。4、利用、利用ET=NT/NP 求出塔板效率求出塔板效率ET。xDxWNPNTET装置号装置号aWaDp=101.3kPaxDxxWy理论塔板数理论塔板数NT=7-1=6层层吸收系数测定实验吸收系数测定实验一、实验目的一、实验目的1、了解填料塔装置的基本结构及流程；、了解填料塔装置的基本结构及流程；2、熟悉填料塔的操作控制；、熟悉填料塔的操作控制；3、掌握总体积吸收系数的测定方法；、掌握总体积吸收系数的测定方法；4、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的影响；影响；5、了解气相色谱仪的使用方法。、

25、了解气相色谱仪的使用方法。二、基本原理二、基本原理 本实验采用用水吸收空气中的本实验采用用水吸收空气中的CO2 ，混合气中，混合气中CO2的的浓度控制在浓度控制在10%以下，可按低浓度吸收处理。又以下，可按低浓度吸收处理。又CO2在水在水中溶解度很小，过程可看为液膜控制过程。本实验主要测中溶解度很小，过程可看为液膜控制过程。本实验主要测定定HOL和和KXa。 Z= HOL NOLAmXYmXYAANOL11211ln11XaOLKLH24D 要求得体积吸收总系数要求得体积吸收总系数KXa，就必须先求，就必须先求HOL，在已知填料层，在已知填料层高度高度Z的条件下，若要求得的条件下，若要求得HO

26、L ，NOL应为已知，应为已知， NOL与与L/V、Y1、X1、X2、m等参数有关，实验过程要设法测定这些参数。等参数有关，实验过程要设法测定这些参数。三、实验装置三、实验装置四、实验步骤四、实验步骤1、打开仪表电源和风机电源开关；、打开仪表电源和风机电源开关；2、打开进水总阀，供水量控制在、打开进水总阀，供水量控制在500L/h左右，让水进入塔左右，让水进入塔内使填料充分润湿；内使填料充分润湿；3、控制塔底出水阀开度，使塔底液位稳定在一个位置，以、控制塔底出水阀开度，使塔底液位稳定在一个位置，以防止塔底液封过高溢满或过低而泄气；防止塔底液封过高溢满或过低而泄气；4、打开、打开CO2钢瓶的总阀

27、，调节减压阀并使其压力稳定在钢瓶的总阀，调节减压阀并使其压力稳定在200kPa5、打开尾气阀、打开空气进气阀，调节空气流量在、打开尾气阀、打开空气进气阀，调节空气流量在2m3/h，并打开二氧化碳进气阀，调节流量在并打开二氧化碳进气阀，调节流量在100mL/h；6、调节尾气阀开度，使塔内压力稳定在实验值；、调节尾气阀开度，使塔内压力稳定在实验值；7、操作稳定后，读取各流量计的数值，以及操作温度、压、操作稳定后，读取各流量计的数值，以及操作温度、压力等参数，通过六通阀在线取样，利用色谱分析出塔顶、塔力等参数，通过六通阀在线取样，利用色谱分析出塔顶、塔底气相组成底气相组成aW2、aW1；8、增大水量

28、到、增大水量到700800L/h，重复，重复5、6、7步骤。步骤。9、实验完毕，先关闭、实验完毕，先关闭CO2钢瓶的总阀，再关闭风机电源开钢瓶的总阀，再关闭风机电源开关，关闭仪表电源开关，清理场地。关，关闭仪表电源开关，清理场地。五、注意事项五、注意事项1、操作过程中要注意调整并保持各操作参量稳定不变；、操作过程中要注意调整并保持各操作参量稳定不变；2、操作条件改变后，要有一个较长的稳定时间，一定要稳、操作条件改变后，要有一个较长的稳定时间，一定要稳定后才能读取有关数据。定后才能读取有关数据。六、实验报告编写六、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的 （二）实验原理（二）实验原理（三）实验装

29、置（三）实验装置 （四）实验数据记录（四）实验数据记录 实验数据包括：实验装置号、填料层高度、塔径、吸收实验数据包括：实验装置号、填料层高度、塔径、吸收剂（水）流量、操作温度、压强、空气流量、剂（水）流量、操作温度、压强、空气流量、 CO2流量、色流量、色谱分析所得塔顶和塔底气相组成测定值（质量分数）。谱分析所得塔顶和塔底气相组成测定值（质量分数）。（五）实验数据处理（五）实验数据处理 （六）思考题（六）思考题实验装置号 塔径 D 填料层高度 Z 。空气流量空气流量 Vh m3/hCO2流量流量mL/h水流量水流量 Lh m3/h塔底气相组成塔底气相组成aW1塔底气相组成塔底气相组成aW2温度

30、温度 T K K压强压强 pkPa实验数据处理实验数据处理将塔底、塔顶气相质量分率换算为摩尔比将塔底、塔顶气相质量分率换算为摩尔比空气MaMaYWCOW)1 (1112空气MaMaYWCOW)1 (2222将气、液相体积流量换算为摩尔摩尔流量将气、液相体积流量换算为摩尔摩尔流量RTpVVhkmol/h水MLLhkmol/hLYYVX)(211X2=0，由物料衡算确定，由物料衡算确定X1AmXYmXYAANOL11211ln11 由操作温度到教科书附录查取由操作温度到教科书附录查取CO2在水中溶解的亨利系在水中溶解的亨利系数数E值，由操作压力确定相平衡常数值，由操作压力确定相平衡常数m，再进一步

31、确定吸收，再进一步确定吸收因子因子A值值pEm mVLA 根据填料层高度确定液相传质单元高度根据填料层高度确定液相传质单元高度HOLOLOLNZH确定液相传质单元数确定液相传质单元数NOL由液相传质单元高度由液相传质单元高度HOL确定体积吸收总系数确定体积吸收总系数KXa24DHLKOLXa 计算结果列表计算结果列表实验装置号 塔径 D 填料层高度 Z 。空气流量空气流量 V kmol/h水流量水流量 L kmol/h塔底气相组成塔底气相组成Y1塔底气相组成塔底气相组成Y2温度温度 T K K压强压强 pkPa KXakmol/m3 h离心泵性能特性曲线测定实验离心泵性能特性曲线测定实验 一、

32、实验目的了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作；测定恒定转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（）与有效流量(Q)之间的曲线关系； 学会马达天平法测定离心泵轴功率的方法；了解压力传感器和变频器的工作原理和使用方法；学会化工原理实验软件库（组态软件MCGS和VB实验数据处理软件系统）的使用。二、基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下扬程H、轴功率N及效率与流量Q之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。1 ) 流量Q的测定与计算采用涡轮流量计测量

33、流量，智能流量积算仪显示流量值Q m3/h。2 ) 扬程H的测定与计算在泵进、出口取截面列柏努利方程： (1)p1,p2：分别为泵进、出口的压强 N/m2,Pa：液体密度 kg/m3u1, u2：分别为泵进、出口的流速m/sg：重力加速度 m/s2当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为： (2)由式（2）可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。本实验中，还采用压力传感器来测量泵进口、出口的真空度和压力，由巡检仪显示真空度和压力值。guuZZgppH221221212gppH123) 轴功率N的测量与计算轴功率可按下式计算：N=M=M （3）式中

34、，N泵的轴功率，W M泵的转矩，N.m 泵的旋转角速度，1/sn泵的转速，r/min P测功臂上所加砝码的质量,KgL测功臂长，m； L=0.4867m（马达天平法） 由式（3）可知：要测定泵的轴功率，需要同时测定泵轴的转矩M和转速n，泵轴的转矩采用马达天平法测量，泵轴的转速由转速传感器、转速表直接读出。60281. 9602nPLn4）效率的计算泵的效率为泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是流体单位时间内自泵得到的功，轴功率N是单位时间内泵从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率Ne可用下式计算：Ne=HQg （4）故 =Ne/N=HQg/N

35、 （5）三、实验装置流程图离心泵性能特性曲线测定实验仪控柜面板图 四、实验步骤 1）仪表上电：打开总电源开关，打开仪表电源开关；打开三相空气开关，把离心泵电源转换开关旋到直接位置，即为由电源直接启动，这时离心泵停止按钮灯亮。2）打开离心泵出口阀门，打开离心泵灌水阀，对水泵进行灌水，注意在打开灌水阀时要慢慢打开，不要开的太大，否则会损坏真空表的。灌好水后关闭泵的出口阀与灌水阀门。3）实验软件的开启：打开“离心泵性能特性曲线测定实验.MCG”组态软件，进入组态环境，按“F5”键进入软件运行环境。按提示输入班级、姓名、学号、装置号后按“确定”进入“离心泵性能特性测定实验软件”界面，点击“恒定转速下的离心泵性能特性曲线测定”按钮，进入实验界面。4）当一切准备就绪后，按下离心泵启动按钮，启动离心泵，这时离心泵启动按钮绿灯亮。启动离心泵后把出水阀开到最大，开始进