《化工原理》 实验思考题题目及答案

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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

影响,摩擦系数和雷诺数的改变。因此,他们不是在同一条曲线上,但能反映在同一副图中,作出比较。

7、以水为工作流体所测得的λ-Re关系能否适用于其他种类的牛顿型流体?为什么?

不能,因为,每一种流体他们的流体密度还有年度都不同,都会影响摩擦系数λ和雷诺数Re的大小变化,根据公式λ=64μ/ρud=64/Re,在相同的粗糙度管中,得出的关系曲线也是不同的。因此,用水得出的λ-Re关系不能用于其它种类的牛顿型流体。

8、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗?为什么?

有影响的,因为,不同的放置状态会影响液体的流速。而流速的不同,直接反应在公式λ=64μ/ρud=64/Re,因此他们不同的放置位置,也会影响雷诺数和摩擦系数,虽然,单位体积的流体的沿程损失是一样,就是R1=R2=R3,管内流动总阻力顺势,还是要考虑摩擦系数和流速,因此Wf=λlu平方/2d,直管阻力还要考虑摩擦因素的影响。

9、如果要增加雷诺数的范围,可采取哪些?

答:设备一定时,选用大密度或小粘度的流体;流体一定时,增大管径,二者均可通过调节流体流速得到较大范围雷诺数的状态

实验二:离心泵

1、分析为什么离心泵启动前要灌泵?在启动前为何要关闭调节阀?

答:离心泵启动前,必须将泵内灌满液体,至泵壳顶部的小排气旋塞开启时有液体冒出为止,以保证泵和吸入管内无空气积存。停泵前亦应先关闭调节阀,以免压出管路内的液体倒流入泵内使叶轮受冲击而损坏。

2、分析气缚现象与气蚀现象的区别。

答:因泵入口处变径引起气体积存而形成气囊,大量气体吸入泵内,导致吸不上液体的现象,称为气缚现象。当Pk降至被输送液体的饱和蒸汽压时,将发生沸腾,所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中,又因压力迅速加大而急剧冷凝,使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心,产生频率很、瞬时压力很大的冲击,这种现象称为气蚀。

3、根据什么条件来选择离心泵?

答:(1)先根据所输送的液体及操作条件确定泵的类型

(2)再根据所要求的流量与压头确定泵的型号

(3)若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时,应核算泵的特性参数:流量、压头和轴功率。

4、试分析允许汽蚀余量与泵的安装高度的区别。

答:离心泵的安装位置与被吸入液体液面的垂直高度,称为安装高度。安装高度的高低直接影响到离心泵能否正常输送液体。为避免发生气蚀,就要求泵的安装高度不超过某一定值,我们采用气蚀余量来表示泵的吸上性能。用气蚀余量确定泵的安装高度。

5、当改变流量调节阀开度时,压力表和真空表的读数按什么规律变化?

答:出口阀门开大时,出口压力减小,压力表读数增大,流量随之增大(这是离心泵的一种特性)。真空表的读数增大,这是因为随着流量增大,吸水管的压力损失增大,管内压强降低,反映在进口真空表的读数增大(注意真空值增大,压强是减小的)。(百度里的是——真空表负压变大,压力表逐渐减小)

6、用孔板流量计测流量时,应根据什么选择孔口尺寸和压差计的量程?

孔板流量计时应选择适当的面积比以期兼顾到U形压差计适宜的读数和允许的压力降

7、从你所得的特性曲线中分析,如果要增加该泵的流量范围,你认为可以采取哪些措施?