DOC《化工原理实验指导书》

化工原理实验指导书 化工原理教研室 2014年编制 目录实验一 流动过程综合实验

4 实验二 过滤实验

11 实验三 传热实验(水-水蒸汽、空气-水蒸汽给热系数测定和传热综合实验)

15 传热实验一 水-水蒸汽给热系数测定

15 传热实验二 空气-水蒸汽给热系数测定

20 传热实验三 传热综合(空气和水蒸汽)实验

23 实验四 吸收与解吸综合实验

29 实验五 精馏实验

34 实验六 萃取实验 (填料萃取塔、振动筛板萃取塔)

39 萃取实验一 填料萃取塔

39 萃取实验二 振动筛板萃取塔

44 实验七 干燥实验(洞道干燥、流化床干燥)

48 干燥实验一 洞道干燥

48 干燥实验二 流化床干燥

52 附件:《化工原理实验》教学大纲? 实验一 流动过程综合实验

1 实验目的 (1)掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法.

(2)识别组成管路的各种管件、阀门的结构、使用方法和性能. (3)学习压差计、流量计的使用方法. (4)学习光滑直管和粗糙直管的摩擦系数(与雷诺准数Re的测量方法,并验证流体处于不同流动类型时的(与Re二者间的关系. (5)测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ. (6)分别测定文丘里流量计流量标定曲线(流量-压差关系)及流量系数和雷诺数之间的关系曲线(C-Re关系). (7)了解离心泵的结构、操作方法,掌握离心泵特性曲线测定方法,掌握离心泵管路特性曲线的测定方法,加深对离心泵性能的理解.

2 基本原理 2.1 直管摩擦系数(与雷诺数Re的测定 对于不可压缩流体在水平等直径直管内作定态流动,根据伯努利方程有: (1.1) (1.1)式中:hf―压头损失,J/kg;

L―两测压点间直管长度,m;

d―直管内径,m;

λ―摩擦阻力系数;

u―流体流速,m/s;

ΔPf―直管阻力引起的压降,N/m2;

ρ―流体密度,kg/m3. 将(1.1)式经适当变形,可以得到摩擦系数的表达式,即: (1.2) 雷诺准数定义式如下: (1.3) (1.2)式中:?―流体粘度,Pa.s. 在管壁粗糙度、管长和管径一定的条件下,本实验将选择水作为流体,通过改变水的流量,并测得不同流量下的ΔPf值,连同L、d、u和ρ(对一定流体来说,ρ和μ都是温度的函数,可以根据流体的种类及温度从手册中查出)一同带入式(1.2)和(1.3),将能够分别求出不同流量下的直管摩擦系数λ和雷诺准数Re,从而整理出λ与Re的关系并绘制二者关系曲线. 2.2 测定局部阻力系数 (1)局部阻力系数ξ的测定. 局部阻力损失的计算方法有两种,即局部阻力系数法和当量长度法.其中,局部阻力系数法假定局部阻力损失与流体动能成正比,即: (1.4) (1.4)式中:hf'

―局部阻力引起的能量损失,J/kg;

ΔPf'

―局部阻力引起的压强降,Pa;

ρ―流体密度,kg/m3;

ξ―局部阻力系数,无因次;

u―流体流速,m/s. 将(1.4)适当整理后,有: (1.5) 局部阻力引起的压强降ΔPf'

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. 图1.1 局部阻力测量取压口布置图 对于开口位置,有: 1.6) 那么,对于ab,bc,a'

b'

和b'

c'

之间的压降关系有: 1.7) 对于区间a~a'

,有: (1.8) 对于区间b~b'

,有: (1.9) 联立式(1.8)和(1.9),则有: (1.10) 为了实验方便,(Pb-Pb'

)称之为近点压差,(Pa-Pa'