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实验一 雷诺演示实验一、 实验目的1. 了解流体圆管内的流动形态及其与雷诺数Re 的关系；2. 观察流体在圆管内作稳定层流及湍流两种情况下的速度分布及湍流时壁面处的层流内层；3. 观察并测定流动形态发生临界变化时流量、流速与雷诺数。
二、 实验原理雷诺数μρdu =Re ，一般情况下Re ＜（2000～3000）时，流动形态为层流，Re ＞4000时，流动形态为湍流。
μπρμπρπμρd q d du d du 44141Re =∙∙==测定流体1升水所需时间，计算出q ，然后可计算出对应的Re 。
三、 实验装置在1700⨯500⨯500mm 的玻璃水箱内安装有一根内径为28mm 、长为1450mm 的长玻璃管，玻璃管进口做成喇叭形以保证水能平稳的流入管内，在进口端中心处插入注射针头，通过小橡皮管注入显色剂——红墨水。
水由水箱底部进入，并从上部溢流口排出，管内水流速可由管路下游的阀门控制。
本装置玻璃水箱主体由15mm的钢化玻璃粘接而成，所连接上下水管道均有不锈钢材质，下边的轮为能承重的加强轮，在做实验时，需要将轮刹车。
本实验其他设施：水、红墨水、秒表:1块、量筒：1000ml 1个四、实验步骤与现象观察1.开启上下阀门至溢流槽出现溢流。
2.缓和开启实验玻璃管出口阀门，为保证水面稳定，应维持少量溢流。
3.徐徐打开显示剂橡皮管上夹管，调整显示剂流速与管内水流速一致，观察显示剂流线，并记录一定时间内通过的水量和水温。
4.自小到大再自大到小调节流量，计算流型转变的临界雷诺数。
5.观察层流和湍流时速度分布侧形的差别。
6.观察湍流时壁面处的层流内层。
五、注意事项1．由于红墨水的密度大于水的密度，因此为使从给针头出来的红墨水线不发生沉降，需要红墨水用水稀释50％左右。
2．在观察层流流动时，当把水量调得足够小的情况下（在层流范围），禁止碰撞设备，甚至周围环境的震动、以及水面风的吹动均会对线型造成影响。
为防止上水时造成的液面波动，上水量不能太大，维持少量溢流即可。
实验一 单相流动阻力测定一、实验内容1．测定给定管路内流体流动的直管摩擦系数λ及其与雷诺数Re 之间的关系曲线； 2．测定给定管路内阀门的局部阻力系数ξ。
二、实验目的1．掌握直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法及其工程意义，学会用量纲分析法规划实验； 2．掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数之间的关系及其变化规律，学会用双对数坐标纸绘图； 3．学习U 管压差计、压差传感器测量压差、流量计测量流量的方法； 4．学习局部阻力系数的测定方法。
三、实验原理流体管路是由直管、阀门、管件（如三通、弯头、大小头等）等部件组成。
实际流体具有粘性，流体在管路中流动时，由于流体本身的内摩擦和流动过程中产生的涡流，将导致一定的机械能损失，宏观上表现为流体流动过程中有阻力。
流体在直管中流动时所受到的阻力称为直管阻力（或沿程阻力），它所产生的机械能损失称为直管阻力损失。
流体流经各种阀门、管件等部件时，因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力损失。
在化工过程设计中，流体流动阻力的测定或计算，对于确定流体输送所需推动力的大小，例如泵的功率、液位或压差，选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。
1.直管摩擦系数λ与雷诺数关系Re 的测定流体在水平的均匀管道中作稳定流动时，被测管道两截面间的阻力损失h f 表现为压强的降低，即：ρρp p p h f ∆=-=21 （1-1）影响阻力损失的因素很多，为减少实验工作量，降低实验实施难度，可采用量纲分析法来规划实验（量纲分析法参阅有关教材）。
由量纲分析法可以导出阻力损失的统一表达式（范宁公式）：22u d l h f λ= （1-2）由式（1-1）和（1-2）：22u p l d ∆=ρλ （1-3）而， μρdu =Re （1-4）λ是Re 和相对粗粗度ε/d 的函数，可表示为： ()dελRe,Φ＝ （1-5）对于给定的管路，λ～Re 关系可以由实验测定。
2.局部阻力系数ξ的测定局部阻力通常用当量长度或局部阻力系数法来表示。
化工原理实验指导书化学与化学工程系化学工程教研室2012.09目录实验一雷诺实验.................................................. 错误！未定义书签。
实验二柏努利实验 ............................................. 错误！未定义书签。
实验三流体流动阻力测定 ................................. 错误！未定义书签。
实验四离心泵特性曲线测定 ............................. 错误！未定义书签。
实验五对流给热系数测定 ................................. 错误！未定义书签。
实验六填料吸收塔传质系数测定实验 ............. 错误！未定义书签。
实验七筛板精馏塔系统实验 ............................. 错误！未定义书签。
实验八干燥速率曲线的测定实验 ..................... 错误！未定义书签。
实验九转盘萃取塔实验 ..................................... 错误！未定义书签。
实验十膜分离实验装置 ..................................... 错误！未定义书签。
实验一 雷诺实验一、实验目的1．观察流体在管内流动的两种不同流型。
2．测定临界雷诺数。
二、基本原理流体流动有两种不同型态，即层流(滞流)和湍流(紊流)。
流体作层流流动时，其流体质点作直线运动，且互相干行；湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则的运动，但流体的主体向某一方向流动。
雷诺准数是判断流动型态的准数，若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：μρdu =Re式中，Re ——雷诺准数，无因次； d ——管子内径，mm ； u ——流体流速，m ／s ； ρ——流体密度，kg ／m3； μ——流体粘度；Pa·s 。
化工原理实验主编刘焕荣张会敏等中国石油大学胜利学院化学工程学院序言化工原理实验是化工原理教学的重要组成部分，对掌握化工原理课堂所学知识起着重要作用。
基本实验包括流体阻力的测定、流量计孔流系数的测定、离心泵性能的测定、过滤实验、传热实验、吸收实验、精馏实验和干燥实验共8个实验，分别反映了质量传递、热量传递、能量传递等规律。
另外在基本实验的基础上我们又安排了5个演示实验和2个开放实验，供学生选做。
化工原理实验对于应用化学、化工类专业的学生理论联系实际、提高实际动手能力是非常必要的，也将为未来的科学研究及实际工作打下良好的基础。
本书是以天津大学化工基础实验中心研制的数字化化工原理实验设备为基础制定的，可供应化、化工类各专业学生的化工原理实验课使用。
本书绪论、第一、二章由张会敏执笔，第四、五、六章由刘焕荣执笔，第三章由张会敏、姚媛媛、陈艳红、韩东敏、刘焕荣共同执笔。
全书的整理工作由刘焕荣完成。
由于编者知识水平有限，书中欠妥之处一定不少，恳请同行及使用者指正，以助日后修改。
编者2015年12月目录绪论 (1)第一章化工原理实验室安全规则 (3)第二章实验数据误差分析和数据处理 (5)第一节实验数据的误差分析 (5)第二节有效数字及其运算规则 (9)第三节误差分析理论基础 (10)第四节实验数据处理的几种方法 (13)第三章化工原理基本实验 (15)实验一流体阻力的测定 (15)实验二流量计孔流系数的测定 (18)实验三离心泵性能的测定 (23)实验四过滤实验 (27)实验五传热实验 (30)实验六吸收实验 (35)实验七精馏实验 (40)实验八干燥实验 (45)第四章化工原理演示实验 (48)实验一流体的流动状态 (48)实验二机械能的相互转化实验 (51)实验三液-液萃取实验 (52)实验四板式塔实验 (54)实验五旋风分离器 (56)第五章化工原理开放实验 (57)实验一局部阻力系数的测定 (57)实验二汽、液相负荷对塔板效率的影响 (59)第六章实验数据的计算机处理 (60)绪论一、化工原理实验的意义和目的化工原理是以石油加工和化学工业生产过程中单元操作过程及设备为研究对象，紧密联系生产实际的化学工程学科的主干课程，是石油加工和化学工程专业的一门重要的专业基础课。
化工原理课内实验指导书（安全工程专业）实验一 离心泵特性曲线测定实验1. 1实验目的与要求1.了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2. 掌握离心泵特性曲线测定方法；3.了解电动调节阀的工作原理和使用方法。
1. 2 基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。
1．扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：（7-4-1） 由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项 ，速度平方差也很小故可忽略，则有（7-4-2）式中： ，表示泵出口和进口间的位差，m ；ρ—流体密度，kg/m 3 ； g —重力加速度m/s 2；p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ；H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ；z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。
由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。
(=H 210(H H H ++=表值）f h g ug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρg p p z z ρ1212)-+-120z z H -=f h ∑2．轴功率N的测量与计算（W）（7-4-3）其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取。
3．效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。
有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
泵的有效功率Ne可用下式计算：（7-4-4）故泵效率为（7-4-5）4．转速改变时的换算泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。
化工原理实验教材武汉科技大学化学工程与技术学院2003年2．如何选用U型管压力计内的指示液？3．测压导管长度，U型管直径对压力计读数有无影响？4．若已知水的密度，能否通过以上操作分别求出四氯化碳和煤油的密度？5．若要测大于2个大气压或小于10OmmH2的压力，此压力计是否依然适用？实验二流体机械能转换实验——柏努利方程演示实验目的熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其互相转换关系，在此基础上掌握柏努利方程。
基本概念1. 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。
当管路条件改变时（如位置高低，管径大小），它们会自行转换。
如果是粘度为零的理想流体，由于不存在机械能损失，因此在同一管路的任何二个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。
2. 对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞而消失，即转化成了热能。
而转化为热能的机械能，在管路中是不能恢复的。
对实际流体来说，这部分机械能相当于是被损失掉了，亦即两个截面上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转换成为热的机械能。
因此在进行机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到下游截面上，其和才等于流体在上游截面上的机械能总和。
3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。
在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。
表示位能的，称为位压头；表示动能的，称为动压头（或速度头）；表示压力的，称为静压头；已消失的机械能，称为损失压头（或摩擦压头）。
这里所谓的“压头”系指单位重量的流体所具有的能量。
4. 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）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。
测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。
5. 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上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。
化工原理课程设计教材
以下是关于化工原理课程设计教材的一些建议：
1. 《化工原理与设计》(作者：徐俊)：这本教材综合了化工原理与设计的基本内容，涵盖了化工过程的热力学、动力学和传递过程等方面，同时结合了实际应用案例，使学生更好地理解和应用所学知识。
2. 《化工原理及计算》(作者：郑金明、王璐)：这本教材着重介绍了化工原理的基本概念和计算方法，包括物质平衡、能量平衡、化学反应动力学等方面的内容。
同时，该教材也提供了大量的练习题和实例，供学生巩固所学知识。
3. 《化学工程原理》(作者：Richard M. Felder、Ronald W. Rousseau)：这是一本国际知名的化工原理教材，作者通过简洁明了的语言和丰富的图表，系统地介绍了化工工艺的基本原理和计算方法。
同时，该教材也包含了一些工程案例和设计练习，帮助学生将理论知识应用到实际问题中。
4. 《化学工程导论》(作者：简明化学工程学教材编写组)：这本教材以简明的方式介绍了化工原理的基本概念和基本计算方法，内容涵盖了化工热力学、传递过程、反应工程等方面。
该教材注重理论与实践的结合，并提供了大量的例题和习题，帮助学生巩固所学知识。
5. 《化学工程原理与计算》(作者：Chin-Pao Huang、Yuanhui Zhang)：这本教材从化工原理的基本概念出发，着重介绍了化
工热力学、流体力学和传质传热过程等内容。
同时，该教材也提供了丰富的实例和计算题，帮助学生将理论知识应用到实际问题中。
希望以上建议能对您有所帮助，祝您教学顺利！。
化工原理实验（三）流体流动阻力的测定一、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．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。
3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
4．学会倒U 形压差计和涡轮流量计的使用方法。
5．识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、基本原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。
流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。
1．直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：2221u d l p p p w ff λρρ=-=∆=（1）即， 22lu p d fρλ∆=（2）式中： λ —直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m ；f p ∆—流体流经l 米直管的压力降，Pa ；f w —单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ；ρ —流体密度，kg/m 3；l —直管长度，m ；u —流体在管内流动的平均流速，m/s 。
滞流(层流)时，Re 64=λ（3）μρdu =Re（4）式中：Re —雷诺准数，无因次；μ —流体粘度，kg/(m·s)。
湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数，须由实验确定。
由式（2）可知，欲测定λ，需确定l 、d ，测定f p ∆、u 、ρ、μ等参数。
l 、d 为装置参数（装置参数表格中给出）， ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得， u 通过测定流体流量，再由管径计算得到。
例如本装置采用涡轮流量计测流量，V ，m 3/h 。
2900dVu π= (5)f p ∆可用U 型管、倒置U 型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。
实验一 流体力学综合实验一、实验目的1．熟悉流体在管路中流动阻力的测定方法及实验数据的归纳 2．测定直管摩擦系数λ和e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3. 了解离心泵的构造，熟悉其操作和调节方法 4. 测出单级离心泵在固定转速下的特定曲线 二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
直管阻力是流体流经一定管径的直管时，由于流体内摩擦而产生的阻力，可由下式计算：gud l g pHf22⋅⋅=∆-=λρ (3-1)局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力，计算公式如下：gugpHf22''⋅=∆-=ζρ (3-2)管路的能量损失'fffHHH+=∑ (3-3)式中 f H ——直管阻力，m 水柱；λ——直管摩擦阻力系数； l ——管长，m ； d ——直管内径，m ；u ——管内平均流速，1sm -⋅；g ——重力加速度，9.812s m -⋅p ∆——直管阻力引起的压强降，Pa ；ρ——流体的密度，3mkg -⋅；ζ——局部阻力系数； 由式3-1可得22ludP ρλ⋅∆-=(3-4)这样，利用实验方法测取不同流量下长度为l 直管两端的压差P ∆即可计算出λ和Re ，然后在双对数坐标纸上标绘出Re λ-的曲线图。
离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式、叶轮转速的影响。
实验将测出的H —Q 、N —Q 、η—Q 之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线，即为离心泵的特性曲线，根据曲线可找出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。
离心泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得：gu u h H H H 221220-++-=入口压力表出口压力表(3-5)式中出口压力表H ——离心泵出口压力表读数，m 水柱；入口压力表H ——离心泵入口压力表的读数，m 水柱；0h ——离心泵进、出口管路两测压点间的垂直距离，可忽略不计；1u ——吸入管内流体的流速，1sm -⋅； 2u ——压出管内流体的流速，1sm -⋅泵的有效功率，由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又较理论值为高，所以泵的效率%100⨯=NN e η (3-6)而泵的有效功率g QH N e e ρ=/（3600×1000） (3-7) 式中：e N ——泵的有效功率，K w ；N ——电机的输入功率，由功率表测出，K w ；Q ——泵的流量，-13h m ⋅；e H ——泵的扬程，m 水柱。
化工原理教案资料教学目标：1.理解化工原理的基本概念和理论知识；2.掌握化工原理中的基本计算方法和实验技术；3.培养学生的实际动手能力和综合分析能力。
教学内容：1.化学平衡原理2.热力学基础3.流体力学基础4.质量传递基础5.动力学基础6.反应工程原理教学步骤：第一步：化学平衡原理1.引入化学平衡的概念和意义；2.讲解平衡常数的定义和计算方法；3.演示平衡常数对平衡位置和反应速率的影响；4.设计实验，通过测量反应物和产物浓度，计算平衡常数。
第二步：热力学基础1.介绍热力学的基本概念和热力学系统的分类；2.讲解热力学第一定律和热力学第二定律的表述和应用；3.探讨热力学定律对化工过程的影响；4.设计实验，测量化学反应热和计算反应熵变。
第三步：流体力学基础1.介绍流体的性质和流体力学基本方程；2.讲解黏性流体和非黏性流体的特点和运动规律；3.探讨化工过程中流体力学的应用；4.设计实验，测量流体的黏度和流速。
第四步：质量传递基础1.引入质量传递的概念和常见的传递方式；2.讲解质量传递过程的数学模型和传递速率的表达式；3.探讨化工过程中质量传递的影响因素；4.设计实验，测量气液质量传递系数。
第五步：动力学基础1.介绍化学反应动力学的基本概念和反应速率的表达式；2.讲解反应速率常数的计算方法和反应级数的概念；3.探讨化工过程中反应动力学的应用；4.设计实验，测量反应速率常数和反应级数。
第六步：反应工程原理1.引入反应工程的概念和重要性；2.讲解反应器的分类和反应器内传质传热的基本原理；3.探讨化工过程中反应器选型和操作条件的影响；4.设计实验，探究不同反应器对反应物转化率的影响。
教学评价：1.通过课堂小测、作业和实验报告等方式对学生进行阶段性的评价，及时发现和纠正学生的错误和问题；2.定期组织考试，对学生的理论和计算能力进行总结和评价；3.结合课程实践，对学生的实际动手能力和综合分析能力进行评价。
教学资源：1.教材：《化工原理》2.实验室设备：反应器、测量仪器等3.网络资源：化工原理相关的视频、案例和论文教学反思：化工原理作为化工专业的基础课程，对学生的理论和实践能力有较高的要求。
化工原理实验指导书实验目的本实验旨在通过实验操作，加深对化工原理的理解，掌握化工实验的基本操作技能，培养实验分析和数据处理能力。
实验原理化工原理实验主要涉及到以下几个方面的内容： 1. 反应平衡和化学动力学 2. 热力学计算 3. 流体力学和传质过程 4. 反应器与过程控制 5. 传热过程实验器材和试剂1.实验器材：反应器、加热器、冷却器、分离仪器、计量仪器等。
2.试剂：根据实验要求使用不同的化学试剂。
实验步骤实验一：反应平衡和化学动力学1.准备反应器和试剂。
2.将试剂按照给定的比例加入反应器中。
3.根据实验要求设置反应温度。
4.开始反应，并记录实验过程中的温度、压力等数据。
5.根据实验结果分析反应平衡和化学动力学。
实验二：热力学计算1.准备热力学计算所需的实验数据。
2.计算化学反应的焓变、熵变和自由能变化。
3.根据计算结果分析反应的热力学性质。
实验三：流体力学和传质过程1.准备流体力学和传质实验所需的设备和试剂。
2.将试剂按照给定的比例注入传质设备中。
3.通过设备控制流体的流速和压力，并记录实验过程中的数据。
4.根据实验结果分析流体力学和传质过程的特性。
实验四：反应器与过程控制1.准备反应器与过程控制实验所需的设备和试剂。
2.将试剂按照给定的比例加入反应器中。
3.通过过程控制设备调节反应的温度、压力、流速等参数。
4.记录实验过程中的数据，并根据数据分析反应过程的控制效果。
实验五：传热过程1.准备传热实验所需的设备和试剂。
2.将试剂加热并通过设备控制传热过程的温度和压力。
3.记录实验过程中的数据，并根据数据分析传热过程的特性。
数据处理和实验分析在实验过程中，要认真记录实验数据，并根据数据进行分析和处理。
对于实验中的问题，要及时进行实验探讨和解决，并得出实验结论。
安全注意事项1.在实验操作过程中，要注意个人安全，避免直接接触危险试剂。
2.注意实验室卫生，保持实验环境整洁。
3.遵守实验室的操作规程，正确使用实验器材和试剂。
《化工原理》课程教学大纲合用专业：工艺类专业有化学工程工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物工程、食品工程、轻化工工程，非工艺专业有工份子材料、安全工程、生物技术、过程装备与控制；对非工艺类专业，带*部份不做要求，也可根据专业特点选择下册中的气体吸收和塔设备等部分。
课程性质：技术基础课一、目的及任务学时数： 120/80 学时学分： 7.5/5 学分第一部份教学基本要求化工原理是化学工程与工艺及相关专业最重要的技术基础课之一。
通过这门课程的学习，要使学生系统地获得：‘三传’的基本概念；各单元操作的原理、典型设备的结构、工艺尺寸计算、设备选型与校核和工程学科的研究方法。
培养学生的工程观念、分析和解决单元操作中各种问题的能力。
突出课程的实践性，使学生受到利用自然科学的基本原理解决实际工程问题的初步训练，提高学生的定量运算能力、实验技能、设计能力、单元操作的分析与调节能力。
二、本课程的先行课程数学、普通物理、物理化学、计算方法、化工设备设计基础。
三、各章节具体内容要求绪论掌握的内容：1、掌握单位换算方法；2、掌握物、热衡算的原则以及衡算的方法和步骤。
熟悉的内容：1、熟悉单元操作的概念及其在化工过程中的地位。
了解的内容：1、了解化工原理的目的、任务、化学工程的发展简史；2、了解过程速率、平衡关系。
第一章流体流动掌握的内容：1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据获取；2、压强的定义、表达方法、单位换算；3、流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用； 4、流体的流动类型及其判断、蕾诺准数的物理意义、计算；5、流体阻力产生的原因、流体在管内流动的机械能损失计算；6、管路的分类、简单管路计算及输送能力核算；7、液柱式压差计、测速管、孔板流量计和转子流量计的工作原理、基本结构、安装要求和计算；8、因次分析的目的、意义、原理、方法、步骤；熟悉的内容：1、流体的连续性和压缩性，定常态流动与非定常态流动；2、层流与湍流的特征；3、圆管内流速分布公式及应用；4、Hagon-Poiseeuill方e程推导和应用；5、复杂管路计算的要点；6、正确使用各种数据图表；了解的内容：1、牛顿粘性定律，牛顿流体与非牛顿流体；2、边界层的概念、边界层的发展、层流底层、边界层分离。
雷诺演示实验一、实验目的1 观察流体流动时的不同流动型态2 观察层流状态下管路中流体的速度分布状态3 熟悉雷诺准数（Re）的测定与计算4 测定流动型态与雷诺数（Re）之间的关系及临界雷诺数二、实验原理流体在流动过程中由三种不同的流动型态，即层流、过渡流和湍流。
主要取决于流体流动时雷诺数Re的大小，当Re大于4000时为湍流，小于 2000 时为层流，介于两者之间为过渡流。
影响流体流动型态的因素，不仅与流体流速、密度、粘度有关，也与管道直径和管型有关，其定义式如下：1.1-1式中：d 管子的直径mu 流体的速度m/sρ 流体的密度kg/m 3μ流体的粘度 Pa· s三、实验装置雷诺演示实验装置如图1.1所示，其中管道直径为20 mm。
图1.1 雷诺演示实验装置图1—有机玻璃水槽；2 —玻璃观察管；3 —指试液；4，5 —阀门；6 —转子流量计四、实验步骤1 了解实验装置的各个部件名称及作用，并检查是否正常。
2 打开排空阀排气，待有机玻璃水槽溢流口有水溢出后开排水阀调节红色指示液，消去原有的残余色。
3 打开流量计阀门接近最大，排气后再关闭。
4 打开红色指示液的针形阀，并调节流量（由小到大），观察指示液流动形状，并记录指示液成稳定直线，开始波动，与水全部混合时流量计的读数。
5 重复上述实验3～5次，计算Re临界平均值。
6 关闭阀1、11，使观察玻璃管6内的水停止流动。
再开阀1，让指示液流出1～2 cm 后关闭1，再慢慢打开阀9，使管内流体作层流流动，观察此时速度分布曲线呈抛物线形状。
7 关闭阀1、进水阀，打开全开阀9排尽存水，并清理实验现场。
五、数据处理及结果分析1 实验原始数据记录见下表：序号 1 2 3 4 5 6q（l/h）U(m/s)Re2 利用Re的定义式计算不同流动型态时的临界值，并与理论临界值比较，分析误差原因。
六、思考题1雷诺数的物理意义是什么？2 有人说可以只用流体的流速来判断管中流体的流动型态，当流速低于某一数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以只用流速来判断流体的流动型态？柏努利方程演示实验一、实验目的1 掌握流体流动中各种能量或压头的定义及其相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。
2 观察静压头、位压头、动压头相互转换的规律。
二、基本原理不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件的变化，会引起流动过程中三种机械能（位能、动能、静压能）的相应改变及相互转换。
对理想流体在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的。
对于实际流体，由于存在内摩擦，流体在流东时总有一部分机械能损耗。
以上机械能均可用测压管中的液柱高度表示。
当测压孔正对流体流动方向时测压管中的液柱高度为动压头和静压头之和，测压孔处流体的位压头由测压孔的几何高度确定。
三、实验装置图柏努利方程实验装置如图1.2所示。
图1.2柏努利方程实验装置图1—高位水槽；2 —玻璃管；3 —测压管；4 —循环水槽；5 —阀门；6 —循环水泵四、实验步骤1 检查装置阀位是否正常。
2 开动电机，启动泵。
3 阀5开度一定时，转动测压手柄，观察各测压管内液位高度有无变化。
4 观察各测压管内液位高度是否相同。
5 关闭所有阀门，停机。
五、思考题1 关闭阀5时，旋转各测压管的手柄，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？2 关闭阀5时，各测压管内液位高度是否相同，为什么？3 阀5开度一定时，转动测压手柄，各测压管内液位高度有何变化？变化的液位表示什么？流体流动阻力系数的测定一、实验目的1 学习管路阻力损失( h f ) 、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识。
2 了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式，掌握其测量原理，学会正确使用；3 学习对数坐标纸的用法。
二、实验原理由于流体粘性的存在，流体在流动的过程中会发生流体间的摩擦，从而导致阻力损失。
根据柏努利方程,对于直管而言，其路阻力损失为：∑h f =△Р/ρ，又因为△Р/ρ有如下表达式：式中：d 管子的直径mu 流体的速度m/sρ 流体的密度kg/m 3l 管道的长度m△Р压差paλ阻力系数通过上述表达式可以求得直管的阻力系数λ，对于弯管而言，用ζ代替(λ•l/d)即可。
三、实验流程图流体流动阻力系数测定实验流程图如1.3，其中直管长度为1 m，管道直径为8 mm，相对粗糙度ε/d=0.025。
图1.3阻力系数测定实验装置图四、实验步骤1 关闭控制阀，打开二个平衡阀，引水﹑灌泵排气，启动泵。
2 系统排气(1) 总管排气：先将控制阀开足，然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开足后再关闭，重复三遍。
(2) 引压管排气：依次分别对4个放气阀，开﹑关重复三次。
(3) 压差计排气：关闭二个平衡阀，依次分别打开4个放气阀，此时眼睛要注视着U型压差计中的指示剂液面的上升，防止指示剂冲出，开﹑关重复三次。
3 该系统的流量计量采用转子流量计，由于Re在充分湍流区时，λ～Re的关系是水平线，所以在大流量时少布点，而Re在比较小时，λ～Re的关系是曲线，所以小流量时多布点。
调流量计，流量从小到大改变十次（概数）并依次读取压差计读数。
4 重复实验步骤3，观测压差计读数随流量计读数的变化规律的一致性。
5 结束实验，清理实验现场。
五、数据处理及结果分析1 直管阻力系数测定实验原始数据记录见下表：序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 q(l/h)R(cm)U(m/s)Reλ2弯管阻力系数测定实验原始数据记录见下表：序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 q(l/h)R(cm)U(m/s)Reζ3 利用公式，带入测得实验数据计算λ，ζ，Re。
并绘制λ～Re曲线。
六、思考题1 对于直管而言，垂直和水平安装所测得的阻力损失是否相等？为什么？2 不同管径﹑不同水温下测定的λ－Re 数据能否关联到一条曲线上，为什么 ?孔板流量计流量系数的测定一、实验目的1 了解测定孔板流量计流量系数а的仪器结构,工作原理。
2 学会流量计系数а的测定方法，分析а和Re间的变化规律。
3 掌握流量计的流量校核方法。
二、实验原理测定孔径为d0的孔板流量计的流量系数公式为：oo i gRU ρρρα)(20-⨯=00A U q v ⨯=式中： а 流量系数 U 0 流体的速度 m/s Ρ0 流体的密度 kg/m 3 Ρi 指示剂的密度 kg/m 3 R 压差计读数 m A 0 开孔面积 m 2 q v 体积流量 m 3/h三、实验流程图流体孔板流量计流量系数实验流程图如1.4，其中孔板开孔直径 为8 mm 。
计量槽单筒容积为25L ，截面尺寸为200ⅹ250 mm 。
四、实验内容1 关闭所有阀，打开电源，启动离心泵。
2 打开控U 型压差计的调节阀，逐渐调至最大（注意防止指示液冲出）。
持续5 min 左右，以排除管道内的气体。
3 逐渐关小压差计的调节阀，观察指示液上升的最大高度。
4 调流量计，流量从小到大改变十次（概数）并依次读取压差计读数。
5 重复实验步骤4，观测压差计读数随流量计读数的变化规律的一致性。
6 关闭离心泵出口阀，关闭离心泵及电源开关。
结束实验，清理实验现场。
五、数据处理及结果分析1 实验原始数据记录见下表：序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 q(l/h) R(cm) U(m/s) t(s) Re а2 利用公式，带入测得实验数据计算а。
并绘制а～Re 曲线。
六、思考题1 假定管道的直接恒定，分析流量系数а随雷诺数Re 的变化规律。
过滤常数的测定实验一、实验目的1 了解板框过滤机的基本结构，流程，操作原理。
掌握过滤的操作方法。
2 测定恒压过滤常数K,q e 。
二、实验原理恒压过滤速率方程为：kqek q q 2+=τ式中： t 过滤时间 s k 过滤常数 m 2/sqe过滤常数m 3/m2q 单位过滤面积获得的滤液体积m 3/m2三、实验流程图板框过滤的实验流程图如图3.1，其中板框过滤面积为0.01m2。
过滤介质为帆布。
由Z-0.036微型空气压缩机提供压力，其排气量为0.036 m3/h、压力为0.7Mpa、功率为0.75Kw、转速为1200rpm、气体容积为30L。
图3.1板框过滤实验装置图四、实验步骤1 熟悉过滤实验的装置与流程，检查各阀门的启闭是否正常。
2 用水浸湿滤布，装于滤框上。
安装时滤布孔要对准滤机孔道，表面要拉平整，不起皱纹，板和框的排列顺序必须正确。
3 打开压力容器上的排气阀和进水阀，往配料槽内加水至一半（观测控制屏）后关闭进水阀，同时关闭排气阀。
加入适量碳酸钙，其浓度控制在 5%( 质量百分率 ) 左右。
开动搅拌机，使滤浆浓度均匀。
4 打开压力容器的进气阀，启动压缩机。
待压缩机运行正常后，调节空气减压阀，一般减压阀的压力控制在 0.1MPa ，并保持压力稳定，使系统在此压力下进行恒压过滤。
5 当压力恒定，过滤开始并记录数据。
每收集一定量的滤液记一次时间，启动秒表的同时，记下量筒中滤液的体积。
当量筒中滤液体积每增加一个Δq值时，记下秒表的时间，重复操作，取 8 ～10 组数据即可。
6 当滤液一滴一滴缓慢流出时，表示滤渣已充满框，过滤阶段可告结束。
7 实验完毕，拆卸板框压滤机，将板框压滤机内的滤渣放回调桨桶，清洗过滤器。
五、数据处理及结果分析1 实验原始数据记录见下表：序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10H (m)θ(s)K（m2/s）q e(m3/m2)2 利用上述过滤方程，带入实验数据计算K，q的值。
求其平均值；另外，以θ/q为纵坐标，q 为横坐标绘制曲线。
该曲线的斜率为1/K,截距为2q e /K，从而求得过滤常数的值。
并比较两种方法所得结果是否一致？六、思考题1 为什么过滤开始时滤液常常有些混浊，待过滤一段时间后才能澄清？2 滤浆浓度和过滤压力对K值有何影响？3 恒压过滤时，欲增加过滤速率，可行的措施有哪些？4 当操作压力增加一倍时，其K值是否也增加一倍？要得到同样的滤液量，其过滤时间是否应缩短一半？传热系数的测定一、实验目的1 熟悉传热实验的实验方案及实验流程设计。
2 了解换热器的基本结构及其操作方法。
3 掌握热量衡算与传热系数K及对流传热系数α的测定方法。
4 了解强化传热的途径及措施。
5 学会传热过程的调节方法。
二、实验原理根据传热速率方程有：4-14-24-34-4式中：Q —热负荷，Wq mc—冷流体的质量流量,kg/st1、t2 —冷流体的进﹑出口温度，℃T1、T2 —热流体的进﹑出口温度，℃；C pc—冷流体的平均定压比热容，J/kg·℃三、实验装置图列管式换热设备流程图如 4.1所示。
