化工原理 实验六
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实验一 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~R e 的关系,验证在一般湍流区内λ、R e 与ε/d 的函数关系;3. 测定流体流经阀门及突然扩大管时的局部阻力系数ζ;4.测定层流管的摩擦阻力。
二、实验原理流体流经直管时所造成机械能损失为直管阻力损失。
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:2122f p p l u h d λρ-== 即 1222()d p p luλρ-= 层流时:λ=64/Re; 湍流时:λ是Re 和ε/d 的函数,须由实验测定。
(2)局部阻力系数的测定: 局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。
本实验采用阻力系数法进行测定。
22f u h ζ=三、实验装置与流程实验装置部分是由水箱,离心泵,不同管径、材质的水管,各种阀门、管件,涡轮流量计和倒U 形压差计等所组成。
管路部分由五段并联的长直管,自上而下分别为用于测定层流阻力、局部阻力、光滑管直管阻力、粗糙管直管阻力和扩径管阻力。
测定阻力部分使用不锈钢管,其上装有待测管件(球阀或截止阀);光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的1、水箱2、离心泵3、涡轮流量计4、层流水槽5、层流管6、截止阀7、球阀8、光滑管9、粗糙管 10、突扩管 11、孔板流量计 12、流量调节阀不锈钢管,而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。
本装置的流量使用涡轮流量计测量。
管路和管件的阻力采用各自的倒U形压差计测量,同时差压变送器将差压信号传递给差压显示仪。
四、实验步骤1. 首先对水泵进行灌水,然后关闭出口阀门,启动水泵电机,待电机转动平稳后,把泵的出口阀缓缓开到最大;2. 同时打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀,关闭其他的开关阀和切换阀,保证测压点一一对应;3. 改变流量测量流体通过被测管的压降,每次改变流量(变化10L/min左右),待流动达到稳定后,分别仪表控制箱上的压降数值;4. 实验结束,关闭出口阀,停止水泵电机,清理装置。
序号:6化工原理实验报告实验名称:精馏实验学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:化工10-1班姓名:丁翔学号 10402010141 同组者姓名:方艳艳、夏佳利、王程曦指导教师:史玉立日期: 2012年10月22日一、实验目的1.、了解精馏塔的基本结构及流程。
2.、掌握连续精馏的操作方法。
3.、学会板式精馏塔、单板效率和填料精馏塔等板高度的测定方法。
4.、确定部分回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。
二、实验原理1、全塔效率ET全塔效率ET =NT/NP,其中NT为塔内所需理论板数,NP为塔内实际板数。
板式塔内各层塔板上的气液相接触效率并不相同,全塔效率简单反映了塔内塔板的平均效率,它反映了塔板的结构、物系性质、操作状况对塔分离能力的影响,一般由实验测定。
式中NT 由已知的双组份物系平衡关系,通过实验测得塔顶产品组成XD、料液组成XF、热状态q、残液组成XW、回流比R等,即能用图解法求得。
2、单板效率EM是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组分变化与经过一层理论塔板前后的组成变化的比值。
三、实验装置流程图1 精馏塔实验装置流程图四、实验步骤及注意事项1、全回流:(1)配制体积浓度16~19%的酒精水溶液加入塔釜中,至釜容积约2/3处;(2)启动总电源,再启动塔釜电加热器,通过控制电加热器电流来控制塔釜加热量。
当发现液沫夹带过量时,应调低电流;(3)塔釜加热开始后,打开冷凝器的冷却水阀门,调冷却水流量至400 l/h左右,使塔顶蒸汽全部冷凝实现全回流;(4)当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,分别从塔顶和塔釜取样,进行色谱分析;(5)测板式塔单板效率时,塔板上液体取样直接用注射器从所测定的塔板中缓缓抽出,各个样尽可能同时取。
2、部分回流:(1)在原料罐中配制体积浓度50~60%的酒精水溶液;(2)待塔全回流操作稳定后,打开进料阀,开启进料泵按钮,调节进料量至适当大小;(3)启动回流比控制器按钮,调节回流比R (R=1~4);(4)当流量、塔顶及塔内温度稳定后,即可对进料、塔顶、塔釜液取样进行色谱分析,注意在取样瓶上标注以免出错;(5)测板式塔单板效率时,塔板上液体取样直接用注射器从所测定的塔板中缓缓抽出,各个样尽可能同时取。
目录绪论 (1)实验一雷诺实验 (3)实验二柏努利方程实验 (4)实验三流体流动阻力的测定 (6)实验四流量计校核实验 (10)实验五离心泵特性曲线的测定 (12)实验六恒压过滤常数的测定 (16)实验七传热实验 (18)实验八精馏实验 (24)实验九吸收实验 (26)实验十干燥实验 (30)绪论一、化工原理实验的特点《化工原理》是化工、食品、生物工程、环境工程等专业的重要技术基础课,它属于工程技术学科,故化工原理实验也是解决工程问题必不可少的重要部分。
面对实际的工程问题,其涉及的物料千变万化,操作条件也随各工艺过程而改变,使用的各种设备结构、大小相差悬殊,很难从理论上找出反映各过程本质的共同规律,一般采用两种研究方法解决实际工程问题,即实验研究法和数学模型法。
对于实验研究法,在析因实验基础上应用因次分析法规划实验,再通过实验得到应用于各种情况下的半理论半经验关联式或图表。
例如找出流体流动中摩擦系数与雷诺准数和相对粗糙度关系的实验。
对于数学模型法,在简化物理模型的基础上,建立起数学模型,再通过实验找出联系数学模型与实际过程的模型参数,使数学模型能得到实际的应用。
例如精馏中通过实验测出塔板效率将理论塔板数和实际塔板数联系起来。
可以说,化工原理实验基本包含了这两种研究方法的实验,这是化工原理实验的重要特征。
虽然化工原理实验测定内容及方法是复杂的,但是所采用的实验装备却是生产中最常用的设备和仪表,这是化工原理实验的第二特点。
例如流体阻力实验中,虽然要测定摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的复杂关系,但使用的却是极其简单的泵、管道、压力计、流量计等设备仪表。
化工原理实验的这些特点,同学们应该在实验中认真体会,通过化工原理实验对这些处理工程问题的方法加深认识并初步得以应用。
1二、化工原理实验的要求1.巩固和深化理论知识。
化工原理课堂上讲授的主要是化工过程即单元操作的原理,包括物理模型和数学模型。
这些内容是很抽象的,还应通过化工原理实验及实习这些实践性环节,深入理解和掌握课堂讲授的内容。
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。
3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。