化工原理实验报告.docx

试验一伯努利试验一、试验目的1、熟识流体流淌中各种能量和压头的概念与相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解.2、视察各项能量（或压头）随流速的变更规律。二、试验原理1、不行压缩流体在管内作稳定流淌时，由管路条件（如位置凹凸、管径大小等）的变更，会引起流淌过程中三种机械能一一位能、动能、静压能的相应变更与相互转换。对志向流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不肯定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。2、对于实际流体，由广存在内磨擦，流体在流淌中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，随意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。3、以上几种机械能均可用U型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压克管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和.随意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。4、柏努利方程式÷¾-÷÷=-2+÷÷2p2P式中：4、Z3一一各截面间距基准面的距离（m）如、内一一各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其(11S)截面积求得）4、p1一一各截面中心点处的静压力（可由U型压差计的液位差可知）（Pa）对于没有能量损失且无外加功的志向流体，上式可简化为彩百+Q+且=+正+且测出通过管路的流量，即可2P2P2计算出截面平均流速V与动压器，从而可得到各截面测管水头和总水头。三、试验流程图泵额定流量为101.min,扬程为8m,输入功率为80W.试验管：内径1OiiMn©四、试验操作步骤与留意事项1、熟识试验设备，分清各测压管与各测乐点，毕托管测点的对应关系。2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时全部测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平（开关几次）。3、打开阀5,视察测压管水头和总水头M变更趋势与位置水头、压强水头之间的相互关系，视察当流量增加或削减时测压管水头的变更状况。4、将流量限制阀开到肯定大小，视察并记录各洲压点平行与垂直流体流淌方向的液位差要留意其变更状况。接着开大流量调整阀,测压孔正对水流方向，视察并记录各测压管中液位差AvZkh,1>5、试验完毕停泵，将原始数据整理。试验二离心泵性能曲线测定一、试腌目的1 .r解离心泵的构造和操作方法2 .学习和驾驭离心泵特性曲线的测定方法二、试验原理离心泵的主要性能参数有流量Q（也叫送液实力）、扬程H（也叫压头）、轴功率N和效率n。离心泵的特性曲线是QH、Q-N与Q-n之间的关系曲线。泵的扬程用下式计算：He=HIE力*+Hft+Ht.+（m'*uz）2g式中：H丹泵出口处压力一泵人口处真空度IU一一压力表和真空表测压口之间的垂直距离泵的总效率为:Ne=其中，Ne为泵的有效功率：Ne=PgQHe式中：P一一液体密度g一一重力加速度常数Q一一泵的流量Na为输入离心泵的功率：Na=KN,1.tn,t1.j4式中：K一一用标准功率表校正功率表的校正系数，般取1N电电机的输入功率电机的效率11传动装置的传动效率三、试验设备与流程：设备参数:泵的转速：2900转/分额定扬程：20In水温：254C泵进口管内径：41mm泵出口管内径:35.78mm两测压1.J之间的垂直距离：0.35m四、试验操作1 .灌泵因为离心泵的安装高度在液面以上，所以在启动禽心泵之前必需进行灌泵。2 .开泵留意：在启动离心泵时，主调整阀应关闭，假如主调整阀全开，会导致泵启动时功率过大，从而可能引发烧泵事故。3 .建立流淌4 .读取数据等涡轮番量计的示数稔定后，即可读数。留意：务必要等到流量稔定时再读数，否则会引起数据不准。五、作业序号涡轮番量计(m'h)PM(Pa)P表(Pa)N(kw)以一组数据计算Q、He、Ne、试验三过滤试验一、试验目的1 .了解板框过渔机的构造和操作方法。2 .驾驭恒压过港常数的测定方法测定恒乐过港常数：虚拟滤液体积：虚拟过涌时间。二、基本原理对于不行压缩港渣,在恒压过滤状况卜：滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：(V+Ve)2=KS2(t+te)上式也可写成：(q+qv)2=K(t+U微分后得到：(it/dq=2q/K+2q1./K该微分式为始终线方程，其斜率为2/K,截距为2qK=试验中(/q代替dtdq,通过试验测定系列的与Aq值，用作图的方法，求出直线的斜率、被距，进而求出恒压过滤常数K,虚拟滤液体积q.。只考虑介质阻力时：qe*=Kte将5代人上式可求出虚拟过滤时间Uo三、试验设备板框过滤机的过滤面积为0.12f112.由空压机供应压力，并恒压可调。以碳酸钙和水混合成悬浮液，可完成过滤常数的测定试验。孔板孔口径:8mm,文丘里管喉径：8三,4>20X2不锈钢管。四、试验步骤1、先将板框过滤机的紧固手柄全部松开，将板、框清洗干净。2、将干净渔布安放在渔板两（W，留意必需将港布四角的圆孔与混板四角的圆孔中心对正，以保证港液和清洗液流道的畅通。3、安装时应从左至右进行，装好块，用手压紧块。请特殊留意板框的依次和方向，全部板框有圆点的一侧均应面对安装者，板框过滤机共有4块板（带奇数点），3块框（带偶数点），以确保流道的畅通。4、装完以后即可紧固手柄至人力转不动为止。5、松开混合釜上加料口的紧固螺栓，打开加料口，加水至视镜的水平中心线，打开限制屏上的电源，启动搅拌机，再加入碳酸钙3kg,任其自行搅拌。6、约5min后，检查全部陶门看是否已关紧？确保全部关紧后，同时留意在搅拌过程中混合釜的压力，限制混合釜压力表的指示值在002MPa范围，并始终维持在恒压条件下操作，假如压力过大也可通过混合釜右侧的放空阀调整.（1）、打开过漉机的出料阀，并打算好秒表，做好过滤试验的读数和记录打算，再打开限制屏上板框过滤机的进料阀，起先过滤操作。（2）、留意看看板框是否泄漏（大量液体冲出，少量:漏液无妨）？确认正常后，视察滤液状况，般起先出来的比较浑浊，待港液变清后，马上起先读取计量槽的数据，并同时起先计时和记录相关试验数据。（3）、装置的计量槽分左右计量筒计量，左侧计滤液量，右恻计洗水量左右两筒有过滤液孔连通，须要时两筒可串联运用，以便连续试验须要。读取5组以上的试验数据后，即可关闭进料阀和出料阀结束过港试验。（4）、假如须要做添饼洗涤试验，则在结束过港试验之后，关闭混合釜的进气阀。然后关闭进水阀，打开进气阀，恒压在O.1602MPa范围，按过滤试验相同的方法操作，完成试验后，关闭进水阀和出水阀结束滤饼洗涤试验。（5）、假如变更操作压力，还可进行过滤速率方程压缩指数的测定试验。试验四传热试验一、试验目的测定对流传热系数的准数关联式。二、试验原理对流传热的核心问题是求算传热系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：M4Re"Pr"Gr'对于强制湍流而言，Gr准数可以忽视，故M,=ARc"Pr"用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回来。本试验简化上式，即取展0.4（流体被加热这样，上式即变为单变量方程，再两边取对数，即得到直线方程：Ig哉”Ig4用IgRe在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A,即：NUj4'PrtRe*对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为：Re=""pr=G>"M,="牛顿冷却定律：-ctA1.1传热量Q可由下式求得：Q=Wcpt2-r1.)36(X)=pVCpa2-Z1.)36(X)三、试验设备流程设备参数：孔板流量计：流量计算关联式：V=4.49R05式中：R孔板压差，1.nmH2OV水流量，m'h换热套管:套管外管为玻璃管，内管为黄铜管。套管有效长度：1.25m,内管内径：O.022m四、试验操作1.启动水泵2 .打开进水阀3 .打开蒸汽发生器4 .打开放汽阀5 .读取水的流量6 .读取温度7 .试验结束后，先停蒸汽发生器，再关进水阀。五、数据处理水入1.1.温度水出1.1.温度壁温1壁温2压差计读数(mn)20.028.855550.420.028.455551.820.028.355554.020.028.155557.120.027.5555516.120.027.1555528.620.026.7555544.620.026.4555587.420.026.05555144.5以组数据计尊传热量、传热系数。试验五精馀试验一、试验目的1 .驾驭精播塔的结构2 .测定精播塔的理论板数与塔效率二、试验原理1 .理论板2 .作图法求理论板数3 .精馀塔的全塔效率E1为理论塔板数与实际塔板数N之比，即：Et=N./N精储塔的单板效率E.可以依据气相(或液相)通过测定塔板的浓度变史进行计算。若以液相浓度变更计算，则为：Eet=(Xn-1.Xn)/(Xn-1.X,*)若以气相浓度变更计算，则为：Ew=(Yn-YnH)/(Yr*-Y,.1.)式中：Xn-.第nT块板下降的液体组成，摩尔分率：Xn第n块板下降的液体组成，摩尔分率：X.,*第n块板上与升蒸汽1.相平衡的液相组成，摩尔分率；Yn.第11+1块板上升蒸汽组成，摩尔分率；Yn第n块板上升蒸汽组成，摩尔分率；Y.*第n块板上与下降液体X(I相平衡的气相组成,摩尔分率。三、试验设备与流程简介塔的物料平衡、塔釜液位和回流比。6.记录部分回流数据五、作业写出精播段操作线方程、提储段操作线方程、加料线方程。试验六、汲取试验一、试验原理本试验是用水汲取空气-氨混合气体中的氮。混合气体中氨的浓度很低。汲取所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可以认为听从亨利定律（即平衡线在-y坐标系为直线）。故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为：所以K,"GJ（匕A%）其中Ay；（1一匕）一（匕一七）式中G.一单位时间内氨的汲取量kmo1.h°KM总体积传质系数kmo1.m'hVP-4料层体积除1.R一气相对数平均浓度差。%一气体进塔时的摩尔比。必一与出塔液体相平衡的气相摩尔比。1.一气体出塔时的摩尔比。丫一与进塔液体相平衡的气相摩尔比。3、计算方法、公式：(1)氨液相浓度小J5号时气液两相的平衡关系：温度C：O1020253040亨利系数Eatm:0.2930.5020.7780.9471.2501.938(2)总体积传质系数K、.,与气相总传质单元高度Hy整理步骤KJG3匕工a、标准状态下的空气流擅：%=K尹、寤Hhz)1zIZ2式中：V1空气转子流量计示值m,hT0,Po一一标准状态卜的空气的温度和压强T1SP1一一标定状态下的空气的温度和压强T2、P：一一运用状态卜的空气的温度和压强b、标准状态下的氨气流量Vj½,=匕,久忸:七A11,7hPnpm1.2式中：V1,氨气转子流量计示值m3/hP叫一一标准状态下氨气的密度1.293kg/mPg-标定状态下氨气的密度0.7810kg/mi假如氨气中纯氨为98%,则纯氮在标准状态下的流量'为:V'=0.98V,c、惰性气体的摩尔流量G：G=V0/22.4d、单位时间氮的汲取量Ga=G(Yi-Y2)e、进气浓度匕:f、尾气浓度”：V-22.4T式中:N.一一加入分析盒中的硫酸当量浓度NV,加入分析盒中的硫酸溶液体积m1.V一一湿式气体流量计所测得的空气体积Im1.To一一标准状态下的空气温度KT一一空气流经湿式气体流呈计时的温度fg、对数平均浓度差（AY）三:（丫一匕）2Yrt=OY.=m.*P=大气压+塔顶表压+（填料层压差）/2m=E/PXi=G*/1.s式中：E一亨利常数1.s单位时间喷淋水量kmo1./hP一系统总压强h、气相总传质单元高度：HOG=G1.KYi1.式中：G'混合体气通过塔截面的摩尔流速二、试验设备与流程设备参数：基本数据：塔径中OJO1.n,填料层高0.75m填料参数：12X12X1.3mm瓷拉西环，a403m-1.,e0.764,a£'903m-1.尾气分析所用硫酸体积：加1,浓度：0.00968N上图是汲取试验装置界面，氨气钢瓶来的史气经缓冲罐，转子流量计与从风机来经缓冲罐、转子流量计的空气汇合，进入汲取塔的底部，汲取剂（水）从汲取塔的上部进入，二者在汲取塔内逆向流淌进行传质。从塔顶出来的尾气进到分析装置进行分析，分析装置由稳压瓶、汲取欢与湿式气体流量计组成。稳压瓶是防止压力过高的装置，汲取盒内放置肯定体积的稀硫酸作为汲取液，用甲基红作为指示剂，当汲取液到达终点时，指示剂由红色变为黄色。建议的试验条件:水流量：801/h空气流量：20m7h氨气流量：0.5m7h留意气量和水殳不要太大，氨气浓度不要过高，否则引起数据严峻偏离°1、通入氨气打开钢版阀门，氨气流量计前有压差计和温度计，用氨气调整阀调整氨气流量（试验建议流量：0.5m1h）2,进行尾气分析通入氮气后，让尾气流过汲取盒，同时湿式气体流量计起先计量:体积。当汲取盒内的指示剂由红色变成黄色时，马上关闭考克，登记湿式气体流量计转过的体积和气体的温度。3、读取数据试验七干燥试验一、试验目的1 .了解气流干燥设备基本流程和工作原理2 .测定物料在肯定干燥条件下的干燥速率曲线与传质系数二、试验原理1 .干燥特性曲线干燥过程分为三个阶段：物料预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段。M=-wVAdrGv1+Cn1.11g-式中：X某干燥速率下湿物料的平均含水量kgGs“GSi-分别为T时间间隔内起先和终了时湿物料重量kg。G一湿物料中肯定干物料的重量kg。2 .传质系数恒速阶段：恒速阶段的干燥速率U仅由外部干燥条件确定，物料表面温度近于空气湿球温度t,在恒定的干燥条件下，物料表面与空气之间的传热和传质速率分别用r下面式子表示：震=C)Adt-=K1.t(,Hw-H)Adr降速阶段：降速干燥阶段中干燥速率曲线的形态随物料内部结构以与所含水分性质不同而异，因而干燥曲线只能通过送验得到，降速阶段干燥时间的计算可以依据速率曲线数据图解求得，当降速阶段的干燥速率近似看作与物料的白由含水量(-*)成正比时干燥速率曲线可简化为直线。即为:u=k1.(-x*)kx=u/(-*)式中：k,一以含水量差Ax为推动力的比例系数kg/m?-sZSx；U一物料含水量为X时的干燥速率kgm2s5X-在时的物料含水量kgkg绝干物料:x*一物料的平衡含水量kgkg绝干物料；主要设备规格：孔板流量计：管径D=106mm,孔径d=68.46mm孔流系数C,1-0.6655干燥室尺寸：0.15mX0.20m四、试验步骤1 .启动风机留意：禁止在启动风机以前加热，这样会烧坏加热器。2 .起先加热3 .进行干燥试验