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哈工大化工原理实验答案

化工原理实验

实验一伯努利实验

1.为什么实验要保持在恒水位条件下进行?

因为水箱水位代表管中各点的位能。当流速改变时,只有位能保持不变才能使用机械能守恒方程进行计算。

2.从实验中,你能从观察现象中解释流体在直管内流动的速度与阻力损失的变化关系吗?

阻力损失与流体在关内流动的速度的平方成正比。

3.操作过程中为什么要排气泡?

因为未排净的气泡有可能会在实验中随水流流出,影响流量的稳定。影响测量的准确性并会出现波动。

△对于不同流体,试验现象类似,随着流体粘度的增加在相同的流速下阻力损失会变大。

实验三管路流体阻力的测定

1. 为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气?怎样赶走?

留有空气会引起U形管读数产生误差。先管路排气,再测压管排气,平衡阀排气时等无气泡了关上平衡阀。

2.用什么办法检测系统中的气是否排净?

关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。

3.以水为工作流体所测得的λ- Re曲线能否应用与空气,如何应用?

空气为牛顿型流体然而其物理性质,如密度,黏度等和水不同,而λ、Re和密度,黏度有关,所以不适用于空气。

如需应用则应该按照水的试验方法对空气进行重新测量。

4.不同管径,不同水温下测定的λ- Re能否关联在同一条曲线上?

不一定,因为λ和Re与流体的密度和粘度有关。密度与粘度与温度有关。所以不一定能关联到同一条曲线上。

5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不正,对静压的测量有何影响?

没有影响。静压是流体内部分子运动造成的,表现的形式是流体的位能,是上

液面和下液面的垂直高度差。只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的,所以没有影响。

6.试解释突然扩大与突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同的现象?

由公式ξ=2?p/u2ρ可知,在一定 u 下,突然扩大ξ,Δp 增大,则压差计读

数变大;反之,突然缩小ξ,例如:使ξ=0.5,Δp 减小,则压差计读数变小。

实验四流体流动形态及临界雷诺数的测定

1.研究流体流动形态有何意义?

在一般工业中的意义在于可以解决流体流动中的能量消耗计算问题,以便设计管路系统和泵、风机等的选择。

2.判断流体流动类型的主要依据是什么?影响Re的因素是什么?怎样才能改变流体流动类型?改变流体流动类型对化工单元操作的强化有何作用?

判断流体流动类型的主要依据是雷诺数。流体在直圆管内流动时,当Re>4000时形成湍流,当Re≤2000时为层流;

管径,流体类型及流速会影响Re;

当流体类型,观景不变时,可以通过改变流速来改变流体流动类型;可以优化化工单元操

作。

实验六间歇填料精馏柱性能的测定

1.如何判断精馏塔操作是否稳定?它受哪些因素影响?

判断操作稳定的条件是:塔顶温度恒定。温度恒定,则塔顶组成恒定;受进料温度、组成等因素的影响。

2.为什么要对塔身保温?保温的好坏对实验结果有何影响?为什么?

当塔内温度>环境温度时,塔体热损失造成塔内气相的冷凝,这种现象称为内回流。内回流轻则导致塔效率下降,重则塔顶将无产品。所以需保温以减轻内回流的影响。

3.当应用传质单元高度表示填料的分离效果时,应如何处理数据?

H=G/k y a

4.试分析影响填料等板高度(或填料传质单元高度)的因素有哪些?

系统的物理性质、几何因素及操作条件(回流比、蒸汽速度、进料热状况)

等。

5.为什么本实验乙醇-水,正庚烷-甲基环己烷两种体系采取了不同的分析仪器?

因为两种体系中物质的折光率不同,所以需要使用两成不同的分析仪器。 6.

液泛现象受哪些因素影响?为了提高塔的液泛速度可采取哪些措施?

液泛速度与两相的流量比和密度差,设备结构和尺寸,以及两相的粘度、表面

张力和起泡性等都有关。

在气(汽)液逆流接触的填充塔中,若保持液体流量不变而使气体流量增到某个

临界值(即泛点)时,塔内持液量(单位体积填料层内积存的液体量)会持续增加,气体

压降也随之急剧上升,就会导致发生液泛。泛点气速随液体流量的增加而减小。

实验七套管换热器液-液热交换系数及膜系数的测定

1.流体的流向的改变对热交换系数是否有影响?

有,从逆流变为并流时传热系数要变小。

2.实验时,为什么要做热水转子流量计的流量标定曲线?

因为所用的热水转子流量计精度很低,而且每次开启之后都会存在误差,因此

需要重新标定。

实验八填料塔液侧传质膜系数的测定(无)

实验十流化床干燥曲线的测定

1.从观察到的想象,判断属于何种流化。散式流化

2.将实测的临界流化速度与理论计算值进行比较,并分析原因。

实测速度大于理论计算值,原因是干燥箱温度,取样间隔等存在误差。

3.实际流化时,△p为什么波动?

波动幅度随流速的增加而增加。为床层内部气栓到达表面崩裂所致。

4.本实验的流化曲线与理论流化曲线有何偏差?

①压力将大于理论曲线;②固相与流化床之间存在压降差。

5.由大到小改变流量与由小到大改变流量测得的流化曲线是否能重合,为什么?

不能重合。因为流量改变则其他参数均改变。

6.流化床中颗粒运动有何规律?

随着流化的进行,小尺寸颗粒被夹带进入稀相区,大尺寸颗粒落回床内。

7.罗茨鼓风机为什么必须有放空阀?放空阀若全开或全关会出现什么结果?

罗茨鼓风机有强制排气的性质,若不设放空阀则气体会在管道内压缩质电机烧坏,风机爆炸。

《化工原理》 实验思考题题目及答案

实验一流体流动阻力测定 1、倒∪型压差计的平衡旋塞和排气旋塞起什么作用? 怎样使用? 平衡旋塞是打开后,可以进水检查是否有气泡存在,而且能控制液体在U型管中的流量而排气旋塞,主要用于液柱调零的时候使用的,使管内形成气-水柱 操作方法如下: 在流量为零条件下,打开光滑管测压进水阀和回水阀,旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀,检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零,则表明导压管内存在气泡,需要进行赶气泡操作。 开大流量,使倒置U型管内液体充分流动,以赶出管路内的气泡;若认为气泡已赶净,将流量阀关闭;慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀,打开底部左右两端的放水阀,使液柱降至零点上下时马上关闭,管内形成气-水柱,此时管内液柱高度差应为零。然后关闭上部两个放空阀。 2、如何检验测试系统内的空气已经排除干净? 在流量为零条件下,打开光滑管测压进水阀和回水阀,旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀。若倒置U型管内液柱高度差不为零,则表明导压管内存在气泡,需要进行赶气泡操作。知道,U型管高度差为零时,表示气泡已经排干净。 3、U型压差计的零位应如何调节? 操作方法如下: 在流量为零条件下,打开光滑管测压进水阀和回水阀,旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀,检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零,则表明导压管内存在气泡,需要进行赶气泡操作。 开大流量,使倒置U型管内液体充分流动,以赶出管路内的气泡;若认为气泡已赶净,将流量阀关闭;慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀,打开底部左右两端的放水阀,使液柱降至零点上下时马上关闭,管内形成气-水柱,此时管内液柱高度差应为零。然后关闭上部两个放空阀。 4、测压孔的大小和位置、测压导管的粗细和长短对实验有无影响?为什么? 有,有影响。跟据公式hf=Wf/g=λlu平方/2d也就是范宁公式,是沿程损失的计算公式。因此,根据公式,测压孔的长度,还有直径,都是影响测压的因素。再根据伯努利方程 测压孔的位置,大小都会对实验有影响。 5、在测量前为什么要将设备中的空气排净?怎样能迅速地排净? 因为如果设备含有气泡的话,就会影响U型管的读数,读数不准确,便会影响实验结果的准确性。要迅速排净气体,首先要开大流量,使倒置U型管内液体充分流动,以赶出管路内的气泡;若认为气泡已赶净,将流量阀关闭。 6、在不同设备(包括相对粗糙度相同而管径不同)、不同温度下测定的λ-Re数据能否关联在同一条曲线上? 答,不能,因为,跟住四个特征数,分别是长径比l/d,雷诺数Re,相对粗糙度 E/d,还有欧拉数Eu=wf/u的平方。即使相对粗糙度相同的管,管径和温度不同都会影响雷诺数及摩擦系数λ。他们得到的λ-Re曲线图都不同。例如,由于温度的改变,会影响液体的粘度改变,还有液体密度的改变。因此,摩擦系数的公式中,λ=64μ/ρud=64/Re因此,温度的改变会

化工原理实验习题答案

1、填料吸收实验思考题 (1)本实验中,为什么塔底要有液封?液封高度如何计算? 答:保证塔内液面,防止气体漏出,保持塔内压力.0.1 设置液封装置时,必须正确地确定液封所需高度,才能达到液封的目的。 U形管液封所需高度是由系统内压力(P1 塔顶气相压力)、冷凝器气相的压力(P2)及管道压力降(h,)等参数计算确定的。可按式(4.0.1-1)计算: H =(P1一P2)X10.2/Y一h- 式中 H.,- —最小液封高度,m; P1,—系统内压力; P2—受液槽内压力; Y—液体相对密度; h-—管道压力降(液体回流道塔内的管线) 一般情况下,管道压力降(h-)值较小,可忽略不计,因此可简化为 H=(P1一P2)X10.2/Y 为保证液封效果,液封高度一般选取比计算所需高度加0. 3m-0. 5m余量 为宜。 (2)测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义? 答:是确定最适宜操作气速的依据 (3)测定Kxa 有什么工程意义? 答:传质系数Kxa是气液吸收过程重要的研究的内容,是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一 (4)为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制? 答:易溶气体的吸收过程是气膜控制,如HCl,NH3,吸收时的阻力主要在气相,反之就是液膜控制。对于CO2的溶解度和HCl比起来差远了,应该属于液膜控制 (5)当气体温度和液体温度不同时,应用什么温度计算亨利系数? 答:液体温度。因为是液膜控制,液体影响比较大。

2对流给热系数测定 1. 答:冷流体和蒸汽是并流时,传热温度差小于逆流时传热温度差,在相同进出口温度下,逆流传热效果大于并流传热效果。 2.答:不凝性气体会减少制冷剂的循环量,使制冷量降低。并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内,致使实际冷凝面积减小,冷凝负荷增大,冷凝压力升高,从而制冷量会降低。而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高,还会减少压缩机的使用寿命。应把握好空气的进入,和空气的质量。 3.答:冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了热阻,降低传热速率。 在外管最低处设置排水口,及时排走冷凝水。 4.答:靠近蒸气温度因为蒸气冷凝传热膜系数远大于空气膜系数。 5. 答:基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4,当蒸汽压强增加时,r 和△t均增加,其它参数不变,故 (ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大,所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。 3、离心泵特性曲线测定 1、关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机。 2、离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转而不能排水;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。 3、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置,很好用的。 4、当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。 5、不合理,安装阀门会增大摩擦阻力,影响流量的准确性 6、本题是研究密度对离心泵有关性能参数的影响。由离心泵的基本方程简化式可以看出离心泵的压头,流量、效率均与液体的密度无关,但泵的轴功率随流体密度增大而增大即:密度增大N增大,又因为其它因素不变的情况下Hg↓而安装高度减小。 4、流体流动阻力的测定 1、是的,因为由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧毁线圈。 2、在流动测定中气体在管路中,对流动的压力测量产生偏差,在实验中一定要排出气体,让流体在管路中流动,这样流体的流动测定才能准确。当流出的液体无气泡是就可以证明空气已经排干净了。

化工原理实验(思考题答案)

实验1 流体流动阻力测定 1. 启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门? 答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧 毁线圈。 2. 作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力 实验对泵灌水却无要求,为什么? 答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水, 所以不需要灌水。 3. 流量为零时,U 形管两支管液位水平吗?为什么? 答:水平,当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程: 21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ 4. 怎样排除管路系统中的空气?如何检验系统内的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开 U 形管顶部的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘? 答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可 以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。 6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法?它们各有什么特点? 答:测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计,差压变送器。转子流量计,随 流量的大小,转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单,使用方便、经济。差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。

7. 读转子流量计时应注意什么?为什么? 答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视,则刻度不准, 流量就全有误差。 8. 假设将本实验中的工作介质水换为理想流体,各测压点的压强有何变化?为 什么? 答:压强相等,理想流体u=0,磨擦阻力F=0,没有能量消耗,当然不存在压强差。 ,2222222111g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 又∵z 1=z 2(水平管) ∴P 1=P 2 9. 本实验用水为工作介质做出的λ-Re 曲线,对其它流体能否使用?为什么? 答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d 、u 、ρ、变化。 10. 本实验是测定等径水平直管的流动阻力,若将水平管改为流体自下而上流动 的垂直管,从测量两取压点间压差的倒置U 型管读数R 到ΔP f 的计算过程和 公式是否与水平管完全相同?为什么? 答:过程一样,公式(通式)相同,R 值的计算结果不同。 通式:gz gR p p B B A ρρρ+-=-)(21 水平放置: z=0 gR p p B A )(21ρρ-=- 垂直放置: z=L (管长)gL gR p p B A ρρρ+-=-)(21 11. 影响流动型态的因素有哪些?用Re 判断流动型态的意义何在? 答:影响流动类型的因素有:内因:流动密度ρ、粘度μ;外因:管径d 、流速u,即 μρdu R e =。用它判断流动类型,什么样的流体、什么样的管子,流速等均适用,这样,就把复杂问题简单化了,规律化了,易学、易用易于推广。 12. 直管摩擦阻力的来源是什么? 答:来源于流体的粘性y u A F ??=μ流体在流动时的内摩擦,是流体阻力的内因或依据。

哈工大化工原理实验答案

化工原理实验 实验一伯努利实验 1.为什么实验要保持在恒水位条件下进行? 因为水箱水位代表管中各点的位能。当流速改变时,只有位能保持不变才能使用机械能守恒方程进行计算。 2.从实验中,你能从观察现象中解释流体在直管内流动的速度与阻力损失的变化关系吗? 阻力损失与流体在关内流动的速度的平方成正比。 3.操作过程中为什么要排气泡? 因为未排净的气泡有可能会在实验中随水流流出,影响流量的稳定。影响测量的准确性并会出现波动。 △对于不同流体,试验现象类似,随着流体粘度的增加在相同的流速下阻力损失会变大。 实验三管路流体阻力的测定 1. 为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气?怎样赶走? 留有空气会引起U形管读数产生误差。先管路排气,再测压管排气,平衡阀排气时等无气泡了关上平衡阀。 2.用什么办法检测系统中的气是否排净? 关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 3.以水为工作流体所测得的λ- Re曲线能否应用与空气,如何应用? 空气为牛顿型流体然而其物理性质,如密度,黏度等和水不同,而λ、Re和密度,黏度有关,所以不适用于空气。 如需应用则应该按照水的试验方法对空气进行重新测量。 4.不同管径,不同水温下测定的λ- Re能否关联在同一条曲线上? 不一定,因为λ和Re与流体的密度和粘度有关。密度与粘度与温度有关。所以不一定能关联到同一条曲线上。 5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不正,对静压的测量有何影响? 没有影响。静压是流体内部分子运动造成的,表现的形式是流体的位能,是上液面和下液面的垂直高度差。只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的,所以没有影响。 6.试解释突然扩大与突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同的现象? 由公式ξ=2?p/u2ρ可知,在一定 u 下,突然扩大ξ,Δp 增大,则压差计读数变大;反之,突然缩小ξ,例如:使ξ=0.5,Δp 减小,则压差计读数变小。 实验四流体流动形态及临界雷诺数的测定 1.研究流体流动形态有何意义? 在一般工业中的意义在于可以解决流体流动中的能量消耗计算问题,以便设计管路系统和泵、风机等的选择。 2.判断流体流动类型的主要依据是什么?影响Re的因素是什么?怎样才能改变流体流动类型?改变流体流动类型对化工单元操作的强化有何作用? 判断流体流动类型的主要依据是雷诺数。流体在直圆管内流动时,当Re>4000时形成湍流,当Re≤2000时为层流; 管径,流体类型及流速会影响Re; 当流体类型,观景不变时,可以通过改变流速来改变流体流动类型;可以优化化工单元操

哈工大化工原理实验思考题答案及哈工大仪器分析实验思考题答案

哈工大化工原理实验思考题答案及试题答案哈工大仪器分析实验思考题答案 (此版答案由前版整理更正而来,但仍有错误之处,请谨慎参考) 化工原理实验 实验一伯努利实验 1.为什么实验要保持在恒水位条件下进行? 因为水箱水位高度代表管中位能。当流速改变时,只有位能保持不变才能使用伯努利方程进行变量计算。 2.从实验中,你能从观察现象中解释流体在直管内流动的速度与阻力损失的变化关系吗? 流速增加阻力损失增加 3.操作过程中为什么要排气泡? 气泡会影响到水位高度或者管路压强 实验三管路流体阻力的测定 1. 为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气?怎样赶走? 影响管内压力 排气方法:先将转换阀组中被检测一组侧压口旋塞打开,再打开倒置U形水柱压差计顶部的放空阀,通过调整流量大小使气泡排出,若止水夹附近有气泡可打开止水夹排除。若仍存在气泡,抬高一端,轻轻震动,排除气泡。 2.用什么办法检测系统中的气是否排净? 判断方法:关闭阀门,压差计两侧读数相平则证明气泡排净。若不相平则仍有气泡存留。 3.以水为工作流体所测得的λ- Re曲线能否应用与空气,如何应用? 空气为牛顿型流体,且雷诺数是无量纲数,故可以应用。 4.不同管径,不同水温下测定的λ- Re能否关联在同一条曲线上? 不一定,因为λ和Re相对粗糙度有关,所以不一定能关联到同一条曲线上。 5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不正,对静压的测量有何影响? 没有影响。所测静压表现在上液面和下液面的垂直高度差。只要静压一定.高度差就一定. 实验四流体流动形态及临界雷诺数的测定 1.研究流体流动形态有何意义? 一、判断流动型态,进而通过改变流速、管径等改善传质、传热效果。 二、形态确定后传质传热边界层存在的影响传质传热机理也确定。 2.判断流体流动类型的主要依据是什么?影响Re的因素是什么?怎样才能改变流体流动类型?改变流体流动类型对化工单元操作的强化有何作用? 判断流体流动类型的主要依据是雷诺数。流体在直圆管内流动时,当Re>4000时形成湍流,当Re≤2000时为层流;管径,流体类型及流速会影响Re;当流体类型管径不变时,可以通过改变流速来改变流体流动类型;可以优化化工单元操作。 实验六间歇填料精馏柱性能的测定 1.如何判断精馏塔操作是否稳定?它受哪些因素影响? 判断操作稳定的条件是:塔顶温度恒定。温度恒定,则塔顶组成恒定;受进料温度、组成等因素的影响。

化工原理实验思考题答案

实验1单项流动阻力测定 (1) 实验2 离心泵特性曲线的测定 (2) 实验3恒压过滤参数的测定 (3) 实验4 气~汽对流传热实验 (4) 实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定 (4) 实验6 填料吸收塔的操作和吸收总传质系数的测定 (5) 板式塔流体流动性能的测定(筛板塔) (6) 实验8 流化床干燥实验 (8) 实验9 伯努利方程验证 (8) 实验1单项流动阻力测定 (1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门? 答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧毁线圈。 1、进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为 什么? 答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口 阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。 2、如何检验系统内的空气已经被排除干净? 答:可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开 机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。 3、在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用?在什么情况下它是 开着的,又在什么情况下它应该关闭的? 答:用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对 象是系统的阻力,平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到平 衡的作用。平衡阀在投运时是打开的,正常运行时是关闭的。 4、 U行压差计的零位应如何校正? 答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验。 5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?

化工原理实验思考题参考答案

实验一:流体流动形态的观察与测定 1、影响流体流动型态的因素有哪些? 主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度,管子的直径、形状和粗糙度等。 2、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态,你认为可以用什么办法来判断? 可通过测试流体的流量求出其平均流速,然后求出Re,根据Re 的大小范围来判断。 3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流,你认为这种看法对否?在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态? 这种看法不确切,因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下,此时Re 的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。 实验二 柏努利方程实验 1、 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度有无变化?这一现象说明什么? 这一高度的物理意义又是什么? 关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量,即位压头、静压头之和,这一现象说明,流速为0,各点总能量不变,守恒. 2、 点4的静压头为什么比点3大? 点3的位置较点4高一些,即H 3位>H 4位,两点的总压头相等, H3静<H 4静 3、在测压孔正对水流方向时,各测压管的液位高度的物理意义是什么? 流体流动时的总压头=静压头+动压头+位压头4、为什么对同一点H >H '?为什么距离水槽越远,(H-H ')的差值越大?这一差值的物理意义是什么? H 代表阀门关闭时(u=0)时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H 0(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>0)时测压孔正对水流方向的液位高度,H‘=静压头+动压头+位压头,由于流体的流动产生一定的阻力损失H f,造成总压头的降低,因此H>H’。 H-H ’=H f,即为损失压头,阻力损失与管子的长度成正比,因此距离水槽越远,(H-H ')的差值越大。 5、测压孔正对水流方向,开大阀A 流速增大,动压头增大,为什么测压管的液位反而下降? 测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头=H0-H f ,开大阀A流速增大,动压头增加,由于Hf 与流速的平方成正比,流速增加,H f 增加,即部分静压头转化为阻力损失,H 0(基准面的总压头)不变时,测压点总压头减少,测压管的液位反而下降. 6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直,为什么各测压管液位下降? 下降的液位代表什么压头?1、3两点及2、3两点下降的液位是否相等?这一现象说明什么? 测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”’=静压头+位压头, 测压管液位下降。 H”-H’’’=H 动,下降的液位代表该测压点的动压头。 1、3两点下降的液位高度相等, 2、3两点下降的液位不相等,因为管1和3的直径相等,H 动相等;而管2,3的直径不相等,H动不相等。 说明采用上述方法可以测试管内某点的动压头,从而测试其点速度。 7、在不改变阀A开度的情况下,(1 H '''-3H ''')表示什么?(2H '''-3H ''')表示什么? H '''为测压孔与水流方向垂直,液位高度,H '''=静压头+位压头=动动H --H H ''f 0=-H H ;H1动=H3动,因 此,1 H '''-3H '''=H f1-3,代表从1点到3点的阻力损失。 (2 H '''-3H ''')=(H0-H 0-2-H 2动)-(H0-H 0-3-H 3动)=Hf 2-3+(H3动-H 2动) 三.离心泵特性曲线

化工原理试验思考题参考答案

. 实验一:流体流动形态的观察与测定 1、影响流体流动型态的因素有哪些? 主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度,管子的直径、形状和粗糙度等。 2、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态,你认为可以用什么办法来判断? 可通过测试流体的流量求出其平均流速,然后求出Re,根据Re的大小范围来判断。 3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流,你认为这种看法对否?在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态? 这种看法不确切,因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下,此时Re的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。 实验二柏努利方程实验 1、关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度有无变化?这一现象说明什么?这一高度的物理意义又是什么? 关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量,即位压头、静压头之和,这一现象说明,流速为0,各点总能量不变,守恒. 2、点4的静压头为什么比点3大? 点3的位置较点4高一些,即H>H,两点的总压头相等, HH 代表阀门关闭时(u=0)时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H(基准面的总0压头),H'为阀门打开时(u>0)时测压孔正对水流方向的液位高度,H‘=静压头+动压头+位压头,由于流体的流动产生一定的阻力损失H,造成总压头的降低,因此H>H'。 f?H)的差值越大。H-'H-H=H,即为损失压头,阻力损失与管子的长度成正比,因此距离水槽越远,(f5、测压孔正对水流方向,开大阀A流速增大,动压头增大,为什么测压管的液位反而下降? 测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头=H-H,开大阀A流速增大,动压头增加,由于H与流f0f速的平方成正比,流速增加,H增加,即部分静压头转化为阻力损失,H(基准面的总压头)不变时,测压0f点总压头减少,测压管的液位反而下降. 6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直,为什么各测压管液位下降?下降的液位代表什么压头?1、3两点及2、3两点下降的液位是否相等?这一现象说明什么? 测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”'=静压头+位压头, 测压管液位下降。 H”-H'''=H下降的液位代表该测压点的动压头。动,1、3两点下降的液位高度相等, 2、3两点下降的液位不相等,因为管1和3的直径相等,H相等;而动管2,3的直径不相等,H不相等。 动说明采用上述方法可以测试管内某点的动压头,从而测试其点速度。????????????HHHH开度的情况下,(、在不改变阀-)表示什么?(-A7)表示什么?3312??????HH H''?H?H-H-H;H=静压头+位压头=为测压孔与水流方向垂直,液位高度,=H,因31动动f0动动??????HH此,-,=H代表从1点到3点的阻力损失。f1-331??????HH()-H+=H-HH-H (H )()--H-H-()=H230-303f2-3200-2动动动动32三.离心泵特性曲线 1 / 4

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题答 案 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

实验一 流体流动阻力测定 1.在对装置做排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的出口阀为什么 答:是的。理由是:由离心泵特性曲线可知,流量为零时,轴功率最小,电机负荷最小,起到保护电机的作用。 2.如何检测管路中的空气已经被排除干净 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U 形管顶部的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 3.以水做介质所测得的λ-Re 关系能否适用于其它流体如何应用 答:(1)适用其他种类的牛顿型流体。理由:从)/(Re,d ελΦ=可以看出,阻力系数与流体具体流动形态无关,只与管径、粗糙度等有关。 (2)那是一组接近平行的曲线,鉴于Re 本身并不十分准确,建议选取中间段曲线,不宜用两边端数据。Re 与流速、黏度和管径一次相关,黏度可查表。 4.在不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ-Re 数据能否关联在同一条曲线上 答:只要/d ε相同,λ-Re 的数据点就能关联在一条直线上。 5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响 答:没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响。 实验二 离心泵特性曲线测定 1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门

答:由离心泵特性曲线可知,流量为零时,轴功率最小,电机负荷最小,起到保护电机的作用。 2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么 答:(1)离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转却不排水;(2)泵不启动可能是电路问题或泵本身已经损坏,即使电机的三相电接反,仍可启动。 3.为什么用泵的出口阀门调节流量这种方法有什么优缺点是否还有其他方法调节流量答:(1)调节出口阀门开度,实际上是改变管路特性曲线,改变泵的工作点,从而起到调节流量的作用;(2)这种方法的优点时方便、快捷,流量可以连续变化;缺点是当阀门关小时,会增大流动阻力,多消耗能量,不经济;(3)还可以改变泵的转速、减小叶轮直径或用双泵并联操作。 4.泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升为什么 答:(1)压力表读数会随着叶轮转速的变大而增大,到叶轮转速正常时,读数趋于稳定;(2)这是因为出口阀关闭时,出口压力与泵内流体所受到的离心力有关。 5.正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理为什么 答:(1)不合理;(2)因为水从水池或水箱输送到泵靠的是液面上的大气压和泵入口处真空度产生的压强差,将水从水箱压入泵体,若在进口管上安装阀门,会增大这一段管路的阻力,可能导致流体没有足够的压强差实现流动过程。 6.试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/m3的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否会变化轴功率是否变化 答:(1)泵的压力增大。因为扬程H与密度无关,但g Hρ ?p,故密度增大压力增大; = (2)轴功率增大。因为gQh =,Q与密度无关,N正比于密度。 Nρ

化工原理实验答案-化工原理实验

实验四 1.实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响 无影响。因为Q=αA△t m,不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动,由 于蒸汽的温度不变,故△t不变,而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响, 所以传热效果不变。 2.蒸汽冷凝过程中,若存在不冷凝气体,对传热有何影响、应采取什么 " 措施 不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻,降低了传热速率。冷凝器 必须设置排气口,以排除不冷凝气体。 3.实验过程中,冷凝水不及时排走,会产生什么影响如何及时排走冷 凝水 冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了一项热阻,降低了传热速 率。在外管最低处设置排水口,及时排走冷凝水。 4.实验中,所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度为什么传热系数k接近于哪种流体的 * 壁温是靠近蒸汽侧温度。因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系 数,而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度,所以壁温是靠近蒸汽侧温度。而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数 5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对α关联式有何影响 基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t),当蒸汽压强增加时,r 和△t 均增加,其它参数不变,故 (ρ2gλ3r/μd0△t)变化不大,所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。 实验五固体流态化实验 ' 1.从观察到的现象,判断属于何种流化 2.实际流化时,p为什么会波动 3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合,为什么 4流体分布板的作用是什么 实验六精馏 1.精馏塔操作中,塔釜压力为什么是一个重要操作参数,塔釜压力与哪些因素有关 答(1)因为塔釜压力与塔板压力降有关。塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起,因而塔板压力降与气体流量(即塔内蒸汽量)有很大关系。气体流量过大时,会造成过量液沫夹带以致产生液泛,这时塔板压力降会急剧加大,塔釜压力随之升高,因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。(2)塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量。 2.板式塔气液两相的流动特点是什么 …

化工原理实验思考题参考答案

化工原理实验思考题参 考答案 The document was finally revised on 2021

实验一:流体流动形态的观察与测定 1、影响流体流动型态的因素有哪些 主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度,管子的直径、形状和粗糙度等。 2、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态,你认为可以用什么办法来判断 可通过测试流体的流量求出其平均流速,然后求出Re,根据Re的大小范围来判断。 3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流,你认为这种看法对否在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态这种看法不确切,因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下,此时Re的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。 实验二柏努利方程实验 1、关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度有无变化这一现象说明什么这一高度的物理意义又是什么 关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量,即位压头、静压头之和,这一现象说明,流速为0,各点总能量不变,守恒. 2、点4的静压头为什么比点3大? 点3的位置较点4高一些,即H3位>H4位,两点的总压头相等, H3静H'为什么距离水槽越远,(H-H')的差值越大这一差值的物理意义是什么 H 代表阀门关闭时(u=0)时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H0(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>0)时测压孔正对水流方向的液位高度,H‘=静压

(完整版)化工原理实验思考题答案

实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定 ⑴ 在求理论板数时,本实验为何用图解法,而不用逐板计算法? 答:相对挥发度未知,而两相的平衡组成已知。 ⑵ 求解q 线方程时,C p ,m ,γm 需用何温度? 答:需用定性温度求解,即:2)(b F t t t += ⑶ 在实验过程中,发生瀑沸的原因是什么?如何防止溶液瀑沸?如何处理? 答;① 初始加热速度过快,出现过冷液体和过热液体交汇,釜内料液受热不均匀。 ② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾,再缓慢加大加热电压。 ③ 出现瀑沸后,先关闭加热电压,让料液回到釜内,续满所需料液,在重新开始加热。 ⑷ 取样分析时,应注意什么? 答:取样时,塔顶、塔底同步进行。分析时,要先分析塔顶,后分析塔底,避免塔顶乙醇大量挥发,带来偶然误 差。 ⑸ 写出本实验开始时的操作步骤。 答:①预热开始后,要及时开启塔顶冷凝器的冷却水,冷却水量要足够大。 ②记下室温值,接上电源,按下装置上总电压开关,开始加热。 ③缓慢加热,开始升温电压约为40~50伏,加热至釜内料液沸腾,此后每隔5~10min 升电压5V 左 右,待每块塔板上均建立液层后,转入正常操作。当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时,开启塔身保温电压,开至150 V ,整个实验过程保持保温电压不变。 ④等各块塔板上鼓泡均匀,保持加热电压不变,在全回流情况下稳定操作20min 左右,用注射器在塔顶,塔底同时取样,分别取两到三次样,分析结果。 ⑹ 实验过程中,如何判断操作已经稳定,可以取样分析? 答:判断操作稳定的条件是:塔顶温度恒定。温度恒定,则塔顶组成恒定。 ⑺ 分析样品时,进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列? 答:折光率由高到底的顺序是:塔底,进料,塔顶。 ⑻ 在操作过程中,如果塔釜分析时取不到样品,是何原因? 答:可能的原因是:釜内料液高度不够,没有对取样口形成液封。 ⑼ 若分析塔顶馏出液时,折光率持续下降,试分析原因? 答:可能的原因是:塔顶没有产品馏出,造成全回流操作。 ⑽ 操作过程中,若发生淹塔现象,是什么原因?怎样处理? ⑾ 实验过程中,预热速度为什么不能升高的太快? 答:釜内料液受热不均匀,发生瀑沸现象。 ⑿ 在观察实验现象时,为什么塔板上的液层不是同时建立? 答:精馏时,塔内的蒸汽从塔底上升,下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体;塔顶出现回流液体,从塔定下降,塔 顶先建立液层,随下降液体通过各层塔板,板上液层液逐渐建立。 ⒀ 如果操作过程中,进料浓度发生改变,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品的 浓度如何改变? 答:塔顶D x 下降,W x 上升 ⒁ 如果加大回流比,其它操作条件不变,塔顶、塔底产品的浓度如何改变? 答:塔顶D x 上升,W x 下降。 ⒂ 如果操作时,直接开始部分回流,会有何后果? 答:塔顶产品不合格。 ⒃ 为什么取样分析时,塔顶、塔底要同步进行?

化工原理实验课课后习题答案

《化工原理实验课后习题答案》 一、流体流动阻力的测定 1.如何检验系统内的空气已经被排除干净?答:可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。 2.U行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验 3.进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。 4.待测截止阀接近出水管口,即使在最大流量下,其引压管内的气体也不能完全排出。试分析原因,应该采取何种措施?答:待截止阀接近进水口,截止阀对水有一个阻力,若流量越大,突然缩小直至流回截止阀,阻力就会最大,致使引压管内气体很难排出。改进措施是让截止阀与引压阀管之间的距离稍微大些。 5.测压孔的大小和位置,测压导管的粗细和长短对实验有无影响?为什么?答:由公式??2?p可知,在一定u下,突然扩大ξ,Δp增大,则压差计读数变大;2u?反之,突然缩小ξ,例如:使ξ=0.5,Δp减小,则压差计读数变小。 6.试解释突然扩大、突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同现象?答:hf与很多值有关,Re是其中之一,而λ是为了研究hf而引入的一个常数,所以它也和很多量有关,不能单单取决于Re,而在Re在一定范围内的时候,其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置,可以认为λ与Re关系统一。 7.不同管径、不同水温下测定的?~Re曲线数据能否关联到同一曲线?答:hf与很多值有关,Re是其中之一,而λ是为了研究hf而引入的一个常数,所以它也和很多量有关,不能单单取决于Re,而在Re在一定范围内的时候,其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置,可以认为λ与Re关系统一。正如Re在3×103~105范围内,λ与Re的关系遵循Blasius 关系式,即λ=0.3163/Re0.25 8.在?~Re曲线中,本实验装置所测Re在一定范围内变化,如何增大或减小Re的变化范围?答:Re?du?,d为直管内径,m;u为流体平均速度,m/s;?为流体的平均密度,kg/m3;s。 ?为流体的平均黏度,Pa· 8.本实验以水作为介质,作出?~Re曲线,对其他流体是否适用?为什么?答:可以使用,因为在湍流区内λ=f(Re,?)。说明在影响λ的因素中并不包含流体d本身的特性,即说明用什么流体与?-Re无关,所以只要是牛顿型流体,在相同管路中以同样的速度流动,就满足同一个?-Re关系。 9.影响?值测量准确度的因素有哪些答:??2d?p?,d为直管内径,m;?为流体的平均密度,kg/m3;u为流体平均速2??u?度,m/s;?p为两测压点之间的压强差,Pa。△p=p1-p2,p1为上游测压截面的压强,Pa;p2为下游测压截面的压强,Pa 二、离心泵特性曲线的测定 1.为什么启动离心泵前要先灌泵?如果灌水排气后泵仍启动不起来,你认为可能是什么原因? 答:离心泵若在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。由于空气密度很小,所产生的离心力也很小。此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵,但不能

化工原理实验思考题及答案

化工原理实验思考题填空与简答 一、填空题: 1.孔板流量计的Re ~C 关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘; 2.孔板流量计的R V S ~关系曲线在双对数坐标上应为 直线 ; 3.直管摩擦阻力测定实验是测定 λ 与 Re_的关系,在双对数坐标纸上标绘; 4.单相流动阻力测定实验是测定 直管阻力 和 局部阻力 ; 5.启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 ; 6.流量增大时离心泵入口真空度 增大_出口压强将 减小 ; 7.在精馏塔实验中,开始升温操作时的第一项工作应该是 开循环冷却水 ; 8.在精馏实验中,判断精馏塔的操作是否稳定的方法是 塔顶温度稳定 9.在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势:_进出口温差随空气流量增加而减小 ; 10.在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是 减小测量误差 ; 11.萃取实验中_水_为连续相, 煤油 为分散相; 12.萃取实验中水的出口浓度的计算公式为 E R R R E V C C V C /)(211-= ; 13.干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥 ; 14.干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 ; 15.过滤实验采用悬浮液的浓度为 5% , 其过滤介质为 帆布 ; 16.过滤实验的主要内容 测定某一压强下的过滤常数 ; 17.在双对数坐标系上求取斜率的方法为: 需用对数值来求算,或者直接

用尺子在坐标纸上量取线段长度求取 ; 18.在实验结束后,关闭手动电气调节仪表的顺序一般为:先将手动旋钮旋至零位,再关闭电源 ; 19.实验结束后应清扫现场卫生,合格后方可离开; 20.在做实验报告时,对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例 ; 21.在阻力实验中,两截面上静压强的差采用倒U 形压差计测定; 22.实验数据中各变量的关系可表示为表格,图形和公式. 23.影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等. 24.用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验,试提出三个强化传热的方案1增加空气流速2在空气一侧加装翅片3定期排放不凝气体; 25.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q 值,实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等; 26.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器,以防烧坏加热丝; 27.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压,正常操作维持在,如果达到~,可能出现液泛,应减少加热电流或停止加热,将进料、回流和产品阀关闭,并作放空处理,重新开始实验; 28.流体在流动时具有三种机械能:即①位能,②动能,③压力能;这三种能量可以互相转换; 29.在柏努利方程实验中,当测压管上的小孔即测压孔的中心线与水流方向垂直时,测压管内液柱高度从测压孔算起为静压头,它反映测压点处液体的压强大小;当测压孔由上述方位转为正对水流方向时,测压管内液位将因此

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一:柏努利方程实验 1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化?这一现象说明了什么?这一高度的 物理意义是什么? 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。 (2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度?为什么? 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。这一现象说明各测压管总能量相等。 2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H /并回答以下问题: (1) 各H /值的物理意义是什么? 答:当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲;当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静;两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。 (2) 对同一测压点比较H 与H / 各值之差,并分析其原因。 答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f

所致。 (3) 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大? (4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可以看出 2 2 u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H //并回答以下问题: (1) 与阀门半开时相比,为什么各测压管内的液柱高度H //出现了变化? 答:从采集的数据可以看出,阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比,各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头,因为直管阻力Hf 与流速呈平方比(公式3-1)。 (2) 为什么C 、D 两点的静压头变化特别明显? 答:由于测压管C 、D 两点所对应的管道内径小于两侧为φ12mm ,因此在相同流量的条件下C 、D 两点所对应的管道内的流速大于两侧的流速,根据柏努利方程机械能守 恒定律,当C 、D 两点的动能2222d c u u =>2 2 ab u 时, C 、D 两点的静压能ρcd p <ρab p 。此 外从2 2 u d l H f ⋅⋅=λ直管阻力公式可以看出, l 、d 产生的阻力损失Σh f 对C 、D 两点 的静压能也有一定的影响。 4. 计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答:注:A 点处的管径d=0.0145(m) ;C 点处的管径d=0.012(m) A 点半开时的流速: 135.00145 .036004 08.0360042 2=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速:

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