目录

  • 1 A-课程须知(同学必读)
    • 1.1 A01-※ 学生/教师 安排与成绩评定 (2023.03.10)
    • 1.2 A02-※ 实验教学总导图及考试说明
    • 1.3 A03-※ 实验预习说明
    • 1.4 A04-※ 实验操作及注意说明
    • 1.5 A05-※ 预习/实验报告的撰写说明及模板(2023)
    • 1.6 A06-※ 实验考试说明
  • 2 B-化工原理实验技术基础知识
    • 2.1 B01 实验误差的估算与分析
    • 2.2 B02 实验数据的处理
    • 2.3 B03 化工参数测量方法
    • 2.4 B04 Excel, Origin, MATLAB软件使用
      • 2.4.1 B0401 Origin软件使用-积累
    • 2.5 B05 化工基本安全知识
  • 3 实验01-流体流动型态及临界雷诺准数的测定
    • 3.1 实验视频及相关资料
    • 3.2 实验讲义
  • 4 实验02-能量转化演示实验(伯努力实验)
    • 4.1 实验视频及相关资料
    • 4.2 实验讲义
    • 4.3 实验操作
  • 5 实验03-单向流动阻力实验
    • 5.1 实验视频及相关资料
    • 5.2 实验讲义
    • 5.3 流量计校核
  • 6 实验04-离心泵特性曲线的测定实验
    • 6.1 实验视频及相关
    • 6.2 实验讲义
    • 6.3 实验操作
  • 7 实验05-流化床干燥操作实验
    • 7.1 实验视频及相关资料
    • 7.2 实验讲义
  • 8 实验06-恒压过滤常数的测定实验
    • 8.1 实验视频及相关资料
    • 8.2 实验讲义
    • 8.3 新装置讲义 6-5
  • 9 实验07-非均相物系分离实验
    • 9.1 旋风分离实验指导书及导学
      • 9.1.1 附录 1 数据记录样表
      • 9.1.2 附录2 实验预习测验
      • 9.1.3 附录3 实验操作测验
      • 9.1.4 附录4 实验原理详细
    • 9.2 旋风实验教学视频
    • 9.3 旋风拓展
  • 10 实验08-冷空气-热空气列管换热器传热综合实验
    • 10.1 新_传热实验指导书及导学2023
      • 10.1.1 附录1 原始数据表, 数据处理表
      • 10.1.2 附录2 数据处理要点
    • 10.2 传热实验拓展
  • 11 实验09-填料塔二氧化碳吸收与解吸实验
    • 11.1 实验视频及讲义
    • 11.2 实验操作
  • 12 实验10-精馏塔数据采集和过程控制实验,适用药剂,生工,食品,材料,化学,中韩等专业
    • 12.1 精馏实验指导书与导学
      • 12.1.1 附录1 实验物系的物性数据
      • 12.1.2 附录2 数据记录、数据处理样表
      • 12.1.3 附录4 实验数据处理要点(样例)
      • 12.1.4 附录5-控制仪表面板操作
      • 12.1.5 附录6 阿贝尔折射仪的使用
    • 12.2 精馏实验教学PPT
    • 12.3 精馏实验教学视频
    • 12.4 其他
  • 13 实验11-液-液萃取塔实验
    • 13.1 实验视频及讲义
    • 13.2 原始数据记录表
    • 13.3 实验数据处理样例
  • 14 实验12-洞道干燥实验
    • 14.1 实验视频及讲义
    • 14.2 实验操作
  • 15 实验13-连续精馏操作和全塔效率的实验测定~设计型, 适用工艺、制药专业
    • 15.1 精馏实验指导书及导学(2023)
      • 15.1.1 附录1 实验物系的物性数据
      • 15.1.2 附录2 数据记录、数据处理样表
      • 15.1.3 附录4 实验数据处理要点(样例)
      • 15.1.4 附录5 控制面板的调节
      • 15.1.5 附录6 阿贝尔折射仪的使用
      • 15.1.6 附录7 气相色谱仪的测样操作
    • 15.2 精馏实验教学PPT(新设备2023)
    • 15.3 精馏实验教学视频
    • 15.4 精馏精馏实验拓展
      • 15.4.1 拓展A 精馏塔的操作及调节
      • 15.4.2 拓展B-能力拓展一
      • 15.4.3 拓展C 能力拓展二
      • 15.4.4 拓展D 宇电AI智能调节器使用
  • 16 旧装置版本
    • 16.1 旧实验08-气-汽对流传热综合实验
      • 16.1.1 传热实验指导书及导学(2023)
        • 16.1.1.1 附录1 原始数据表, 数据处理表,图例
        • 16.1.1.2 附录2 数据处理要点
      • 16.1.2 传热实验教学PPT(2023)
      • 16.1.3 传热实验教学视频
  • 17 文档回收站
    • 17.1 资料回收
      • 17.1.1 19202课程说明及实验安排(05.15更新)
    • 17.2 讲义回收站
      • 17.2.1 流体流动类型观察与雷诺数的测定
      • 17.2.2 伯努力实验资料
      • 17.2.3 管路阻力实验资料
      • 17.2.4 离心泵性能测定资料
      • 17.2.5 过滤实验
      • 17.2.6 流化床干燥操作实验
      • 17.2.7 填料塔流体力学特性实验
      • 17.2.8 填料吸收塔的操作及传质性能的测定
      • 17.2.9 干燥操作和干燥速度曲线的测定
      • 17.2.10 板式塔的流体力学性能实验
      • 17.2.11 精馏塔的操作与塔效率的测定
    • 17.3 换热实验xbe
      • 17.3.1 传热实验导学
        • 17.3.1.1 实验预习与测验
        • 17.3.1.2 实验操作及测验
        • 17.3.1.3 附录
        • 17.3.1.4 变频器的使用
    • 17.4 精馏设计型
      • 17.4.1 讲义-精馏设计实验
      • 17.4.2 讲义-精馏塔的操作与调节
      • 17.4.3 附录B-气相色谱仪的操作
    • 17.5 仿真实验
      • 17.5.1 化工原理3D仿真实验(本学期无仿真环节)
        • 17.5.1.1 ★ 须知一、仿真软件-安装说明
        • 17.5.1.2 ★ 须知二、仿真软件操作说明及演示
        • 17.5.1.3 雷诺演示3D仿真软件
        • 17.5.1.4 机械能转化演示实验
        • 17.5.1.5 化工流动过程综合实验_管道流体阻力实验
        • 17.5.1.6 化工流动过程综合实验_离心泵特性曲线的测定
          • 17.5.1.6.1 化工、生工、食品专业适用
          • 17.5.1.6.2 中韩、制药、药剂、材料专业适用
        • 17.5.1.7 流化床干燥实验3D仿真
          • 17.5.1.7.1 化工,生工,食品适用
          • 17.5.1.7.2 中韩,制药,药剂,材料适用
        • 17.5.1.8 恒压过滤实验3D仿真
        • 17.5.1.9 ★ 传热综合实验3D仿真
        • 17.5.1.10 二氧化碳吸收与解吸3D仿真
        • 17.5.1.11 精馏综合拓展3D仿真
        • 17.5.1.12 液液萃取塔实验3D仿真
        • 17.5.1.13 洞道干燥实验装置3D仿真
        • 17.5.1.14 仿真实验课程培训一20200514
实验讲义

实验目的

1、熟悉流体流动中各种能量形式和压头的概念,及其之间的转换关系,掌握伯努力方程;

2、利用伯努力实验装置,观察水在导管内静止和流动时,上下游各截面压头的变化情况;

3、验证伯努力方程能量守恒。


实验内容

1、测定流体流动时各截面的静压头、冲压头(动压头与静压头的和)。求出A截面处的总压头,判断是否守恒。

2、通过两种方式确定B-C截面、C-D截面的损失压头是否相等,从而确定截面间的能量守恒情况。

3、流体流经文丘里管时,通过测定各点的静压头,理解各能量之间的相互转化。

实验装置与流程

1、实验设备流程,见图1

图1 能量转换实验流程示意图

图2 实验测试导管管路图

2、实验设备主要技术参数:

主体设备离心泵:型号WB50/025。 

实验原理

流体在流动时具有以下几种能量形式:位能、动能、静压能和因摩擦造成的机械能损失。当管路条件改变时(如位置变化,管径大小变化等),这些能量形式间可相互转换,但总能量是守恒的。为计算方便,能量用压头形式。

对不可压缩流体;取稳压水槽的恒位面为1截面(上游截面),A、B、C、D为3个下游截面。实验验证上、下游各截面压头间的关系。

流体流动时:伯努力方程(m)

 

流体静止时:流体静力学方程(m)

      

 

下面讨论伯努力方程的验证:

上游截面:总压头

     

下游各截面:(以A、B、C为基准面时)

A面总压头=

     

B面总压头=

     

C面总压头=

      

(1) 静压头:为各截面处左侧测压管水柱高度,读数 mmH2O柱。

(2) 冲压头:冲压头为静压头与动压头之和,为各截面处右侧测压管水柱高度,读数 mmH2O柱。

(3) 动压头:采用转子流量计计量出水的体积流量 l/h。即:  

(4) 压头损失ua →  ,先判断Re的取值范围→λa

若湍流,  ,则

  

  

注:管道截面突然缩小(入口管ζ = 0.5 ,截面突然增大(出口管ζ = 1 

(5) 结论:

求出各截面处的总压头,判断是否守恒及各压头转化情况。

1-A截面,能量守恒验证,分别计算等式中各项数值,验证等式左右是否相等。



B-C截面,能量守恒验证,通过两种计算方法计算损失压头,从而验证能量守恒


      第一种计算方法:通过静压头、动压头计算损失压头

      第二种计算方法:通过冲压头计算损失压头

C-D截面,能量守恒验证,通过两种计算方法计算损失压头,从而验证能量守恒


     第一种计算方法:通过静压头、动压头计算损失压头

        第二种计算方法:通过冲压头计算损失压头


(6) 文丘里测量段压强转换分析:

本实验中,3-9测量段为文丘里管路。3-6横截面积依次减小,6-9横截面积依次增大。测量点6为喉径,横截面积最小。通过测量点3-6的流速逐渐增大,静压能转化为动能,在测量点6处横截面积最小、流速最大、静压头最小。反之6-9动能转化为静压能,静压能逐渐升高。 


实验操作

1、实验前准备:

(1) 先缓慢打开进水阀,恒位水槽注满水并且保证有适量溢流水流出。

(2) 设法将导管和测压管中的气泡排除。

2、流体静止时:

关闭流量调节阀,观察和测量液体静止时2~11各截面的静压头。

3、流体流动时

(1) 打开流量调节阀,待流量稳定后,观察、比较流体流动时各点的各种压头的变化情况。

(2) 逐步开大离心泵出口上水阀,当高位槽溢流管有液体溢流后,利用流量调节阀调节出水流量。稳定一段时间,测量该阀门开度时水的流量,记录此时各截面处的静压头,计算流体在的各截面处的静压头、动压头和压头损失,每个流量重复三次,求平均值。

(3) 逐步关小流量调节阀,重复以上步骤继续测定多组数据。

(4) 分析讨论流体流过不同位置处的能量转换关系并得出结论。

4、注意事项

(1) 不要将离心泵出口上水阀开得过大,以免使水流冲击到高位槽外面,导致高位槽液面不稳定。

(2) 水流量增大时,应检查一下高位槽内水面是否稳定,当水面下降时要适当开大上水阀补充水量。

(3) 水流量调节阀调小时要缓慢,以免造成流量突然下降使测压管中的水溢出管外。

(4) 注意排除实验导管内的空气泡。

(5) 离心泵不要空转和在出口阀门全关的条件下工作。


数据记录与处理

1、基本参数:

A截面的直径14mm;B截面直径28mm;C截面、D截面直径14mm;

             基准面;A、B、C截面位压头ZA=ZB=ZC=_____mm;D截面位压头为ZD=_____mm

高位槽出口至A截面管路长度_____mm,90度弯头的当量长度____mm(管道直径14mm,化原书P60页查图,3个90度弯头);

体系总压头(高位槽持恒液面)Z1:____mmH2O柱;

水温:____℃;ρ=____( kg/m3):μ=_________(pa.s)

2、数据记录:

(1) 静止状态时,高位槽溢流状态,数据记录Z1。

(2) 流动时,记录3个流量的数据(每流量须称三次→求平均),同时记录三测压管数据。

(3) 文丘里测量段压强转换分析

(4) 数据处理 






(5) 绘制文丘里测量段压强随位置的变化曲线

数据处理举例:水温 19 ℃;  查得ρ = 1000 kg/m3; μ=1.005×10-3 Pa.s; 水的流量 972 L/h,A, B, C 的静压头分别为:395, 373, 330 mmH2O。


思考与讨论题

1、关闭出水阀时,两测压管液位高度是否相等?此高度的物理意义是什么?

2、水流动时,两测压管液位高度不相等,其液位高度的物理意义分别是什么?二者的液位差代表什么?

3、三组(ABC)冲压头测量管的液位为什么距水槽越远,与恒位水槽液面差值越大?这一差值的物理意义是什么?

4、观察冲压头测量管,开大出水调节阀,流速增大,动压头增大,为什么测压管的液位反而下降?

5、同一流量时,试比较A、B两处各压头的变化

6、出水阀门关小,流体在流动过程中,沿程各点的机械能如何变化?系统的总阻力损失如何变化?各测压点的静压头如何变化?

7、流体在管道中流动时涉及哪些能量?实验中如何测得某截面上的静压头和冲压头,又如何得到某截面上的动压头?

8、当流量调节阀关闭时,各个测压管读数是怎样的?为什么?

9、当流体在管道中流动时,同一测压点静压头测压管和冲压头测压管液位高度是否致?为什么?

10、当流体在管道中流动时,不同测压点静压头测压管读数是否一致?动压头测压管液位高度是否一致?为什么?

11、如何根据两个测压点的读数计算压头损失?

12、如何利用所得的数据验证伯努力方程?