2022年化工原理实验.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载化工原理试验讲 稿王 承 敏二 0 一二年九月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载1. 伯努利试验一、试验目的流淌流体所具有的总能量是由各种形式的能量所组成,并且各种形式的能量之间又可相互转换；当流体在导管内作定常流淌时,在导管的各截面之间的各种形式机械能的变化规律,可由机械能衡算基本方程来表达；这些规律对于解决流体流淌过程的管路运算、流体压强、流速与流量的测量,以及流体输送等问题,都有着非常重要的作用；本试验采纳一种称之为伯努

2、利试验仪的简洁装置,试验观看不行压缩流体在导管内流淌 时的各种形式机械能的相互转化现象,并验证机械能衡算方程（伯努利方程）；通过试验,加深对流体流淌过程基础本原理的懂得；二、试验原理对于不行压缩流体,在导管内作定常流淌,系统与环境又无功的交换时,如以单位质量流体为衡算基准,就对确定的系统即可列出机械能衡算方程：gZ1p11u2gZ2p21u2hfJkg1（1）1222如以单位重量流体为衡算基准时,就又可表达为式中Z1p 1u2Z2p2u2Hfm 液柱（2）12g2gg2gZ 流体的位压头,m 液柱；Jkg1 ；p 流体的压强, Pa；u 流体的平均流速,ms1 ； 流体密度, kgm3 ；h

3、流淌系统内因阻力造成的能量缺失,m 液柱；Hf 流淌系统内因阻力造成的压头缺失,下标 1 和 2 分别为系统的进口和出口两个截面；不行压缩流体的机械能衡算方程,应用于各种详细情形下可作适当简化,例如：名师归纳总结 （1）当流体为抱负液体时,于是式（gZ1）和（ 2）可简化为1（3）第 2 页,共 25 页gZ1p 11u22p21u2Jkg1222（4）Z1p 1u2Zp2u2m 液柱12g2gg2g2该式即为伯努利（Bernoulli ）方程；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（2）当液体流经的系统为一水平装置的管道时,就（1）和

4、（ 2）式又可简化为p 1p 112 u 1p 21u2 2hffJkg1（5）222 u 1p2u2 2Hm 液柱（6）g2gg2g（3）当流体处于静止状态时,就（1）和（ 2）式又可简化为gZ1p 1gZ2p2Jkg1（7）Z1p 1Z2p2m 液柱（8）gg或者将上式可改写为p2p 1gZ1Z2（9）这就是流体静力学基本方程；三、试验装置（ 试验仪 CE103 型）本试验装置主要由试验导管、稳压溢流水槽和三对测压管所组成；试验导管为一水平装变径圆管,沿程分三处设置测压管；每处测压管由一对并列的测压管组成,分别测量该截面处的静压头和冲压头；伯努利试验装置包括稳压水槽；试验导管；出口调剂阀；

5、静压头测量管；冲压头测量 管；试验装置的流程照试验室 试验仪 所示； 液体由稳压水槽流入试验导管,途径不同直径的 管子,最终排出设备；流体流量由出口调剂阀调剂；四、试验方法试验前,先缓慢开启进水阀,水布满稳压溢流水槽,并保持有适量溢流水流出,使槽内 液面平稳不变；最终,设法排尽设备内的空气泡；试验可按如下步骤进行：（1）关闭试验导管出口调剂阀,观看和测量液体处于静止状态下各测试点的压强；（2）开启试验导管出口调剂阀,观看比较液体在流淌情形下的各测试点的压头变化；（3）缓慢开启试验导管的出口调剂阀,测量流体在不同流量下的各测试点的静压头、动压头和缺失压力；试验过程中必需留意如下几点：（1）试验前

6、肯定要将试验导管和测压管中的空气泡排除洁净,否就会干扰试验现象和 测量的精确性；（2）开启进水阀向稳压水槽注水,或开关试验导管出口调剂阀时,肯定要缓慢地调剂名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载开启程度,并随时留意设备内的变化；（3）试验过程中需依据测压管量程范畴,确定最小和最大流量；（4）为了便于观看测压管的液柱高度,可在临试验测定前,向各测压管滴入几滴红墨水；五、试验结果1. 测量并记录试验基本参数试验导管内径：dA18（mm）；dB30（mm）；试验导管长度：L=1060 mm ；测试段为80

7、0mm；测压管 6 根 d = 8 mm ；2. 非流体体系的机械能分布及其转换（1）试验数据记录（2）验证流体静力学方程；3. 流淌体系的机械能分布及其转换（1）试验数据记录（2）验证流淌流体的机械能衡算方程；2. 管道阻力试验一、试验目的讨论管路系统中的流体流淌和输送,其中重要的问题之一,是确定流体在流淌过程中的能量损耗；流体流淌时的能量损耗（压头缺失）,主要由于管路系统中存在着各种阻力；管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类；本试验的目的,是以试验方法直接测定摩擦系数和局部阻力系数；二、试验原理当不行压缩流体体在圆形导管中流淌时,算方程为在管路系统内任意二个截面之间列

8、出机械能衡gZ1p 11u2gZ2p21u2hfJkg1（1）1222或式中Z1p 1u2p2u2Hfm 液柱（2）1Z22g2gg2gZ 流体的位压头,m 液柱；p 流体的压强, Pa；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载u 流体的平均流速,ms1 ；Jkg1 ； 流体密度, kgm3 ；hf 流淌系统内因阻力造成的能量缺失,Hf 单位重量流体因流体阻力所造成的能量缺失,即所谓压头缺失,m 液柱；符号下标 1 和 2 分别表示上游和下游截面上的数值；假设：（1）水作为试验物系,就水可视为不行压缩液

9、体；u1u2；（2）试验导管是按水平装置的,就Z1Z2；（3）试验导管的上下游截面上的横截面积相同,就因此（ 1）和（ 2）两式分别可简化为h fp 1p2Jkg1 （3） ；H fp 1gp2m 液柱（ 4） ；由此可见,因阻力造成的能量缺失（压头缺失）头差）来测定；,可由管路系统的两截面之间的压力差（压当流体在圆形直管内流淌时,流体因摩擦阻力所造成的能量缺失（压头缺失）,有如下一般关系：h fp1p21u2Jkg1（5）d2或式中：H fp 1gp 21u2m 液柱（6）d2gd 圆形直管的管径,m；l 圆形直管的长度,m； 摩擦系数,无因次；大量试验讨论说明：摩擦系数 与流体的密度 和粘

10、度,管径 d 、流速 u 和管壁粗糙度 有关；应用因次分析的方法,可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度 / d 存在函数关系,即f Re、（7）d通过试验测得 和 Re数据,可以在双对数坐标上标绘出试验曲线；当 Re2000 时,摩擦系数 与管壁粗糙度 无关；当流体在直管中呈湍流时,不仅与雷诺数有关,而且与管壁相对粗糙度有关；当流体流过管路系统时,因遇各种管件、 阀门和测量外表等而产生局部阻力,所造成的能量缺失（压头缺失） ,有如下一般关系式：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - h fu2（J学习好资料欢迎下载（

11、m 液柱）；kg1 ）；H fu222g式中：u 连接管件等的直管中流体的平均流速,ms 1 ； 局部阻力系数无因次；由于造成局部阻力的缘由和条件极为复杂,各种局部阻力系数的详细数值,都需要通过试验直接测定；三、试验装置（ 试验仪 CEA F03 型）本试验装置主要是由循环水系统（或高位稳压水槽）、试验管路系统和高位排气水槽串联组合而成；每条测试管的测压口通过转换阀组与压差计连通；压差由一倒置 U 形水柱压差计显示；孔板流量计的读数由另一倒置 U 形水柱压差计显示；该装置的流程如图 1 所示；图 1 管路流体阻力试验装置流程1. 循环水泵； 2. 光滑试验管； 3. 粗糙试验管； 4. 扩大与

12、缩小试验管；5. 孔板流量计；6. 阀门； 7. 转换阀组； 8. 高位排气水槽；试验管路系统是由五条玻璃直管平行排列,经U 形弯管串联连接而成；每条直管上分别配置光滑管、粗糙管、突然扩大与缩小管、阀门和孔板流量计；每根试验管测试段长度,名师归纳总结 即两测压口距离均为0.6m；流程图中标出符号G 和 D 分别表示上游测压口（高压侧）和下第 6 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载游测压口（低压侧） ；测压口位置的配置,以保证上游测压口距 下游测压口距造成局部阻力处的距离,均大于 50 倍管径；U 形弯管接口的距离,以

13、及作为试验用水, 用循环水泵或直接用自来水由循环水槽送入试验管路系统,由下而上依次流经各种流体阻力试验管,最终充入高位排气水槽；由高位排气水槽溢流出来的水,返回循环水槽；水在试验管路中的流速,通过调剂阀加以调剂；流量由试验管路中的孔板流量计测量,并由压差计显示读数；四、试验方法试验前预备工作须按如下步骤次序进行操作：（1）先将水灌满循环水槽,然后关闭试验导管入口的调剂阀,再启动循环水泵；洋运转正常后, 先将试验导管中的旋塞阀全部打开,并关闭转换阀组中的全部旋塞,然后缓慢开启试验导管的入口调剂阀；当水流满整个试验导管,并在高位排气水槽中有溢流水排出时,关闭调剂阀,停泵；（2）检查循环水槽中的水量

14、,一般需要再补充些水,防止水面低于泵吸入口；（3）逐一检查并排除试验导管和联接管线中可能存在的空气泡；排除空气泡的方法是,先将转换阀组中被栓一组测压口旋塞打开,然后打开倒置U 形水柱压差计顶部的放空阀,直至排尽空气泡再关闭放空阀,必要时可在流体流淌状态下,按上述方法排除空气泡；（4）调剂倒置 U 形压差计的水柱高度；先将转换阀组上的旋塞全部关闭,然后打开压 差计顶部放空阀, 再缓慢开启转换阀组中的放空阀,这时压差计中液面渐渐下降；当压差计 为了便于观看, 在临试验前,中的水柱高度居于标尺中间部位时,关闭转换阀组中的放空阀；可由压差计顶部的放空处,滴入几滴红墨水,将压差计水柱染红；（5）在高位排

15、水槽中悬挂一支温度计,用以测量水的温度；（6）试验前需对孔板流量计进行标定,作出流量标定曲线；试验测定时,按如下步骤进行操作：（1）先检查试验导管中旋塞是否置于全开位置,其余测压旋塞和试验系统入口调剂阀 是否全部关闭；检查毕启动循环水泵；（2）待泵运转正常后,依据需要缓慢开启调剂阀调剂流量,流量大小由孔板流量计的 压差计显示；（3）待流量稳固后,将转换阀组中,与需要测定管路相连的一组旋塞置于全开位置；这时测压口与倒置 U 形水柱压差计接通,即可记录由压差计显示出压强降；（4）当需改换测试部位时,只需将转换阀组由一组旋塞切换为喂组旋塞；例如,将 G1 G2 和 D2 旋塞；这时,压差计与 G1

16、和 D1 测压口断开,和 D1 一组旋塞关闭,打开另一组 而与 G2 和 D2 测压口接通,压差计显示读数即为其次支测试管的压强降；以此类推；（5）转变流量,重复上述操作,测得各试验导管中不同流速下的压强降；（6）当测定旋塞在同一流量不同开度的流体阻力时,由于旋塞开度变小,流量必定会名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载随之下降,为了保持流量不变,需将入口调剂阀作相应调剂；（7）每测定一组流量与压强降数据,同时记录水的温度；试验留意事项：（1）试验前务必将系统内存留的气泡排除洁净,否就试验不能达到预

17、期成效；（2）如试验装置旋转不用时,特别是冬季,应将管路系统和水槽内水排放洁净；五、试验结果（1）试验基本参数试验导管的内径d17 mm 试验导管的测试段长度600 mm l粗糙管的粗糙度dmm /粗糙管的相对粗糙度孔板流量计的孔径d0mm 旋塞的孔径dvmm （2）流量标定曲线（3）试验数据列出表中各项运算公式；（5）标绘 Re 试验曲线3. 离心泵试验一、试验目的在化工厂或试验室中,常常需要各种输送机械用来输送流体；依据不同使用场合和操作要求, 挑选各种型式的流体输送机械；离心泵是其中最为常用的一类流体输送机械；离心泵的特性由厂家通过试验直接测定,并供应应用户在挑选和使用泵时参考；本试验采

18、纳单级单吸离心泵装置,试验测定在肯定转速下泵的特性曲线；通过试验明白离心泵的构造、 安装流程和正常的操作过程,把握离心泵各项主要特性及其相互关系,进而加深对离心泵的性能和操作原理的懂得；二、试验原理离心泵主要特性参数有流量、扬程、择和正确使用泵的主要依据；1. 泵的流量功率和效率；这些参数不仅表征泵的性能,也是选泵的流量即泵的送液才能,是指单位时间内泵所排出的液体体积；泵的流量可直接由一定时间 t 内排出液体的体积 V或质量 m 来测定；即名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料m3s1欢迎下载（1）VsV t

19、或Vsmm3s1（2）pt如泵的输送系统中安装有经过标定的流量计时,泵的流量也可由流量计测定；当系统中装有孔板流量计时,流量大小由压差计显示,流量V 与倒置 U 形管压差计读数R之间存在如下关系：式中,VsC0S 02gRm3s1（3）C 孔板流量系数；m2；S 孔板的锐孔面积,2. 泵的扬程如以泵的压出管路中装有压力表处为 B 截面,以及入管路中装有真空表处为 A 截面,并在此两截面之间列机械能衡算式,就可得出泵扬程 H e 的运算公式：2 2H e H 0 p B p A U B U A（4）g 2 g式中 p B 由压力表测得的表压强,Pa；p A 由真空表测得的真空度,Pa；H 0 A

20、 、B 两个截面之间的垂直距离,m；u A A 截面处的液体流速,ms 1 ；u B B 截面处的液体流速,ms 1 ；在单位时间内, 液体从泵中实际所获得的功,即为泵的有效功率；如测得泵的流量为 V sm s 1 ,扬程为 H e,m,被输送液体的密度为N e V s H e g w（5）泵轴所作的实际功率不行能全部为被输送液体所获得,缺失；电动机所消耗的功率又大于泵轴所作出的实际功率；电压 U 和电流 I 测得,即其中部分消耗于泵内的各种能量 电机所消耗的功率可直接由输入NUIW（6）4. 泵的总效率泵的总效率可由测得的泵有效功率和电机实际消耗功率运算得出,即N e N（7）这时得到的泵的

21、总效率除了泵的效率外,仍包括传动效率和电机的效率；5. 泵的特性曲线名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载上述各项泵的转性参数并不是孤立的,而是相互制约的； 因此, 为了精确全面地表征离心泵的性能,需在肯定转速下,将试验测得的各项参数即：H e、 N 、与 V ,之间的变化关系标绘成一组曲线；这组关系曲线称为离心泵特性曲线,如图 1 所示； 离心泵特性曲线对离心泵的操作性能得到完整的概念,并由此可确定泵的最相宜操作状态；图 1 离心泵特性曲线通常, 离心泵在恒定转速下运转,因此泵的特性曲线是在肯定转

22、速下测得的；如转变了转速,泵的特性曲线也将随之而异；泵的流量 V、扬程 H e 和有效功率 N 与转速 之间,大致存在如下比例关系：Van；Hen2；Nen3（8）VHennN en三、试验装置（ 试验仪 CEA F05 型）名师归纳总结 本试验装置主体设备为一台单级单吸离心水泵；为了便于观看, 泵壳端盖用透亮材料制第 10 页,共 25 页成；电动机直接连接半敞式叶轮；离心泵与循环水槽、分水槽和各种测量外表构成一个测试系统；试验装置及其流程如图2 所示；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 2 离心泵试验仪流程图 1. 循环水槽；

23、 2. 底阀； 3. 离心泵； 4. 真空表； 5. 注水槽； 6. 压力表； 7. 调剂阀；8. 孔板流量计； 9. 分流槽； 10. 电流表； 11. 调压变压器； 12. 电压表； 13. 倒置 U 形管压 差计；泵将循环水槽中的水,通过汲入导管汲入泵体的在汲入导管上端装有真空表,下端装有底阀（单向阀） ；底阀的作用是当注水槽向泵体内注水时,防止水的漏出；水由泵的出口进入压出导管；压出导管沿程装有压力表、调剂阀和孔板流量计；由压出导管流出的水,用转向弯管送入分流槽；分流槽分为二格,其中一格的水可流出用以计量,另一格的水可流回循环槽；依据试验内容不同可用转向弯管进行切换；四、试验方法在离心

24、泵性能测定前,按以下步骤进行启动操作：（1）充水；打开注水槽下的阀门,将水灌入泵内；在灌水过程中,需打开调剂阀,将 泵内空气排除；当从透亮端盖中观看到泵内已灌满水后,将注水阀门关闭；（2）启动；启动前,先确认泵出口调剂阀关闭,变压器调回零点,然后合闸接通电源；缓慢调剂变压器至额定电压（220V ）,泵即随之启动；（3）运行；泵启动后,叶轮旋转无振动和噪声,电压表、电流表、压力表和真空表指 示稳固,就说明运行已经正常,即可投入试验；试验时,逐步分步调剂出口调剂阀；每调定一次阀的开启度,待状况稳固后,即可进行以下测量：（1）将出水转向弯头由分水槽的回流格拨向排水格同时,用秒表计取时间,用容器取名师

25、归纳总结 肯定水量；用称量或量取体积的方法测定水的体积流率；（ 这时要接好循环水槽的自来水源）；第 11 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（2）从压强表和真空表上读取压强和真空度的数值；（3）记取孔板流量计的压差计读数；（4）从电压表和电流表上读取电压和电流值；试验完毕,应先将泵出口调剂阀关闭,再将调压变压器调回零点,最终再切断电源；五、试验结果1. 基本参数（1）离心泵流量：Vs20L.mm11杨程：H e5 m H2O功率：N120 W转速：n2800r.min（2）管道吸入导管内径：d120.8 H0mm m

26、m 压出导管内径：d220.8 mm A、B 两截面间垂直距离：（3）孔板流量计锐孔直径：d014 mm 导管内径：120.8 mm d（2）将试验数据标绘成孔板流量计的流量标定曲线,并求取孔板流量计的孔流系数；（3）将试验数据整理结果标绘成离心泵的特性曲线；4. 传热试验一、试验目的在工业生产或试验讨论中,常遇到两种流体进行热量交换,来达到加热或冷却之目的；为了加速热量慈爱过程,往往需要将流体进行强制流淌；对于在强制对流下进行的液液热交换过程,曾有不少学者进行过讨论,并取得了不少 求算传热膜系数的关联式；这些讨论结果都是在试验基础上取得的；对于新的物系或者新的 设备,仍需要通过试验来取得传热

27、系数的数据及其运算式；本试验的目的, 是测定在套管换热器中进行的液液热交换过程的传热总系数,流体在 圆管内作强制湍流时的传热膜系数；以及确立求算传热系数的关联式；同时期望通过本试验,并对传热过程基本原 对传热过程的试验讨论方法有所明白,在试验技能上受到肯定的训练,理加深懂得；二、试验原理名师归纳总结 冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程,先由热流体把热量慈爱给固体壁面,然后由第 12 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载固体壁面的一侧传向另一侧,最终再由壁面把热量传给冷流体；换言之, 热交换过程即为给热 导热 给热三个

28、串联过程组成；如热流体在套管热交换器的管内流过,而冷流体在管外流过,设备两端测试点上的温度如图 1 所示；就在单位时间内热流体向冷流体慈爱的热量,示：可由热流体的热量衡算方式来表图 1套管热交换器两端测试点的温度（1）Qm aCpT 1T 2Js1就整个热交换而言,由传热速率基本方程经过数学处理,可得运算式为式中：QKAT mJ s1K1 ；（2）Q 传热速率, Js1 或 W；s1 ；1 m 热流体的质量流率,kgCp 热流体的平均比热容,是Jkg1T 热流体的温度,K；T 冷流体的温度,K ；T 固体壁面温度,K ；K 传热总系数, W m2 KA 热交换面积, m2；T 两流体间的平均温

29、度差,K；（符号下标 1 和 2 分别表示热交换器两端的数值）如 T 和 T 分别为热交换器两端冷热流体之间的温度差,即T 1 T 1 T 1（3）；T 2 T 2 T 2（4）；就平均温度差可按下式运算：当T 12时,TmT 1T 2（ 5）； 当T 12时,TmT 1T 2（6）；T2lnT 1T2lnT 1T 2T 2由（ 1）和（ 2）两式联立求解,可得传热总系数的运算式：名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料T 1T 2欢迎下载（7）Km s CpAT m就固体壁面两侧的给热过程来说,给热速率基本

30、方程为Q1A wTT w（8）Q2A wT wT依据热交换两端的边界条件,经数学推导,同理可得管内给热过程的给热速率运算式式中：Q1 QwT wK1；（9）1与2 分别有示固体壁两侧的传热膜系数,Wm2A 与A 分别表示固体壁两侧的内壁表面积和外壁表面积,m2；K；T 与T 分别表示固体壁两侧的内壁面温度和外壁面温度,T 热流体与内壁面之间的平均温度差；K；热流体与管内壁面之间的平均温度差可按下式运算：当T 1Tw 12时T mT 1T w 1T 2T w2（10）T 2Tw2lnT 1T 2T w 1T w 2当T 1Tw 12时T mT 1T w 1T 2T w2（11）T 2Tw 2ln

31、T 1T 2T w 1T w 2由（ 1）和（ 9）式联立求解可得管内传热膜系数的运算式为1m sCpT 1T 2Wm2 K1（12）A w 1T m同理也可得到管外给热过程的传热膜系数的类同公式；流体在圆形直管内作强制对流时,传热膜系数 与各项影响因素（如：管内径 d, m；管内流速 u ,m s 1 ；流体密度,kg m3；流体粘度,Pa s；定压比热溶,C p,J kg 1 K 1和流体导热系数,Wm 1 K 1 ）之间的关系可关联成如下准数关联式：m nNu a Re Pr（13）式中：Nu d 努塞尔准数（ Nusselt number）；du C pRe 雷诺准数（ Reynold

32、s number）；Pr 普兰特准数 （Prandtl number ）；上列关联式中系数 a 和指数 m, n 的详细数值, 通过试验来测定； 试验测得 a 、m 、n 数值后,就传热膜系数即可由该式运算；例如：当流体在圆形直管内作强制湍流时,名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - Re10000 ；学习好资料l/ d50欢迎下载Pr0.7160 ；就流体被冷却时,值可按以下公式求算：0. 023ddu0.8Cp0.3（13.b）Nu0 .023Re0 Pr03.（13.a） 或流体被加热时Nu0 .023Re0 P

33、r04.（14.a） 或0 .023ddu.08Cp04.（14.b）当流体在套管环隙内作强制湍流时,上列各式中 常数均取流体进出口平均温度下的数值；三、试验装置（ CEA H01 型试验仪）d用当量直径de替代即可；各项物性本试验装置主要由套管热交换器、恒温循环水槽、 高位稳压水槽以及一系列测量和掌握外表所组成,装置流程如图 2 所示；图 2 套管换热器液液热交换试验装置流程套管热交换器由一根12 1.5mm 的黄铜管作为内管,20 2.0mm 的有机玻璃管作为套管所构成；套管热交换器外面再套一根32 2.5mm 有机玻璃管作为保温管；套管热名师归纳总结 - - - - - - -第 15

34、页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载交换器两端测温点之间距离（测试段距离）为1000mm；每个检测端面上在管内、管外和管壁内设置三支铜康铜热电偶,并通过转换开关与数字电压表相连接,用以测量管内、 管外的流体温度和管内壁的温度；热水由循环水泵从恒温水槽送入管内,然后经转子流量计再返回槽内；恒温循环水柄中用电热器补充热水在热交换器中移去的热量,并掌握恒温；冷水由自来水管直接送入高位稳压水槽再由稳压水槽流经转子流量计和套管的环隙空间；高位稳压水槽排出的溢流水和由换热管排出被加热后的水,均排入下水道；四、试验方法试验前预备工作（1）向恒温循环水槽灌入蒸

35、馏水或软水,直至溢流管有水溢出为止；（2）开启并调剂通往高位稳压水槽的自来水阀门,使槽内布满水,并由溢流管有水流出；（3）将冰碎成细粒,放入冷阱中并掺入少许蒸馏水,使之呈粥状；将热电偶冷接点插入冰水中,盖严盖子；（4）将恒温循环水槽的温度自控装置的温度定为 温水槽的水达到预定温度后即可开头试验；55；启动恒温水槽的电热器；等恒（5）试验前需要预备好热水转子流量计的流量标定曲线和热电偶分度表；试验操作步骤（1）开启冷水截止球阀,测定冷水流量,试验过程中保持恒定；（2）启动循环水泵,开启并调剂热水调剂阀；热水流量在60 250L h1 范畴内选取如干流量值（一般要求不少于56 组测试数据） ,进行

36、试验测定；（3）每调剂一次热水流量,待流量和温度都恒定后,再通过琴键开关,依次测定各点 温度；试验留意事项：（1）开头试验时,必需先向换热器通冷水,然后再启动热水泵,停止试验时,必需先 停热电器,待热交换器管内存留热水被冷却后,再停水泵并停止通冷水；（2）启动恒温水槽的电热器之前,必需先启动循环泵使水流淌；（3）在启动循环水泵之前,必需先将热水调剂阀门关闭,待泵运行正常后,再渐渐开 启调剂阀；（4）每转变一次热水流量,肯定要使传热过程达到稳固之后,才能测取数据；每测一 组数据,最好重复数次；当测得流量和各点温度数值恒定后,说明过程已达稳固状态；五、试验结果1. 记录试验设备基本参数；（1）试验

37、设备型式和装置方式：水平装置套管式热交换器名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（2）内管基本参数：材质：黄铜外径：d12 mm 壁厚：1.5 mm L测试段长度：1000mm （3）套管基本参数：材质：有机玻璃外径：d20 mm 壁厚：2 mm （4）流体流通的横截面积：内管横截面积：Smm 环隙横截面积：mm S（5）热交换面积：内管内壁表面积：A w内管外壁表面积：A w平均热交换面积：A2. 试验数据记录：试验测得数据可参考如下表格进行记录：（2）由试验数据求取流体在圆形直管内作强制湍流时

38、的传热膜系数；试验数据可参考下表整理：计；（3）由试验原始数据和测得的 值,对水平管内传热膜系数的准数关联式进行参数估然后,按如下方法和步骤估量参数：水平管内传热膜系数的总人数关联式：在试验测定温度范畴内,NuaRemPrmn Pr 视为定值与项合并；Pr数据变化不大, 可取其均值并将因此,上式可写为NuARem上等式两边取对数,使之线性化,即lnNumlgRelgA因此,可将 Nu和 Re试验数据,直接在双对数坐标纸上进行标绘,由试验曲线的斜率和截距估量参数 A和 m ,或者用最小二乘法进行线性回来,估量参数 A和 m ；取 Pr均值为定值,且 n .0 3,由 A 运算得到 a 值；最终,

39、列出参数估量值：名师归纳总结 Ama第 17 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载5. 填料塔气体吸取试验一、试验目的填料塔在传质过程的有关单元操作中,应用非常广泛；试验讨论传质过程的掌握步骤,测定传质膜系数和总传质系数,尤为重要；本试验采纳水吸取二氧化碳,测定填料塔的液侧传质膜系数、总传质系数和传质单元高度,并通过试验确立液侧传质膜系数与各项操作条件的关系；通过试验,学习把握讨论物质传递过程的一种试验方法,二、试验原理并加深对传质过程原理的懂得；图 1双膜模型的浓度分布图图 2填料塔的物料衡算图依据双膜模型的基本假设,气侧和液侧的吸取质A