化工原理实验4指导书
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化工原理实验指导书化工原理实验指导书是化学工程专业学生进行实验时必备的指南,它限制实验的参数和条件,指导实验的步骤和方法,不仅确保实验结果的正确性和稳定性,也保证了实验操作的安全性。
指导书中包含了实验的目的、原理、操作步骤、实验器材和仪器、实验记录等多方面的信息。
在实验指导书中,实验目的是第一步,它是实验进行的根本目标和基础。
在指导书中还需要详细讲解实验原理,强化手动操作的同时,使得学生们更深入的理解实验的本质和内涵。
在实验指导书的编写中,一定要准确地列出实验器材和仪器,指导学生如何选择、适配以及使用。
同时,指导书中应当明确实验的操作步骤,只有这样才能确保操作的准确、规范和安全。
具体而言,操作步骤需要依次介绍实验前的准备、实验中各个过程的具体操作要求、注意事项等。
在指导书中,实验数据和实验记录也很重要。
学生在进行实验过程中不仅要遵循实验步骤,还要及时记录实验数据,特别是实验结果和分析。
实验记录对于实验结果分析和结论得出起着至关重要的作用。
因此,指导书中应该明确学生需要记录的内容和格式,以及实验报告的形式要求。
指导书中应该明确实验结果的数据处理方法,如求平均数、标准差、误差分析等等,通过这些数据的处理,让学生们更好地理解实验原理、数据正确性、以及科学方法的重要性。
在实验指导书的编写中,注意到一些具体的使用技巧和实验注意事项也是非常重要的。
在实验过程中,学生们应该了解一些实验技巧和操作步骤,如仪器操作中的设备调试、实验中的个体防护、化学试剂的储存等等。
此外还有一些常见的错误和注意事项,例如溶液制备时的浓度计算、注意氧气含量等等。
指导书能够通过一些技巧善意提醒和提示,让学生们更好地避免操作中可能出现的实验失误、隐患或危险。
总之,在化工原理实验指导书的编写中,详细、准确的内容和简练明了的形式是必不可少的。
指导书中的每一条目都可以看做一个重要的细节,它有可能会涉及到实验结果,也有可能具有安全问题。
因此,实验指导书的编写需要仔细检查,以确保学生们在实验过程中安全、准确地、规范地进行实验。
化工原理实验指导书化学工程系目录实验一流体机械能转换实验 (1)实验二离心泵特性曲线测定 (3)实验三对流给热系数测定 (9)实验四筛板精馏塔实验 (13)实验一流体机械能转换实验一、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。
二、实验原理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。
这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和,我们称之为“总压头”。
机械能转化演示实验一、实验目的1.观测动、静、位压头随管径、位置、流量的变化情况,验证连续性方程和柏努利方程。
2.定量考察流体流经收缩、扩大管段时,流体流速与管径关系。
3.定量考察流体流经直管段时,流体阻力与流量关系。
4.定性观察流体流经节流件、弯头的压损情况。
二、基本原理化工生产中,流体的输送多在密闭的管道中进行,因此研究流体在管内的流动是化学工程中一个重要课题。
任何运动的流体,仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律,这是研究流体力学性质的基本出发点。
1.连续性方程对于流体在管内稳定流动时的质量守恒形式表现为如下的连续性方程:⎰⎰⎰⎰=2211vdA dA v ρρ (1-1)根据平均流速的定义,有222111A u A u ρρ= (1-2)即 21m m = (1-3) 而对均质、不可压缩流体,常数==21ρρ,则式(1-2)变为2211A u A u = (1-4)可见,对均质、不可压缩流体,平均流速与流通截面积成反比,即面积越大,流速越小;反之,面积越小,流速越大。
对圆管,4/2d A π=,d 为直径,于是式(1-4)可转化为222211d u d u = (1-5)2.机械能衡算方程运动的流体除了遵循质量守恒定律以外,还应满足能量守恒定律,依此,在工程上可进一步得到十分重要的机械能衡算方程。
对于均质、不可压缩流体,在管路内稳定流动时,其机械能衡算方程(以单位质量流体为基准) 为:f e h gg u z h g g u z +++=+++ρρ22221211p2p 2 (1-6)显然,上式中各项均具有高度的量纲,z 称为位头,g u 2/2称为动压头(速度头),g ρ/p 称为静压头(压力头),e h 称为外加压头,f h 称为压头损失。
关于上述机械能衡算方程的讨论: (1)理想流体的柏努利方程无黏性的即没有黏性摩擦损失的流体称为理想流体,就是说,理想流体的0=f h ,若此时又无外加功加入,则机械能衡算方程变为:gg u z g g u z ρρ22221211p2p 2++=++ (1-7)式(1-7)为理想流体的柏努利方程。
化工原理实验指导书(2014修订版)大连大学环境与化学工程学院2014.3目录绪论 (1)实验一、流体流动阻力的测定 (5)实验二、流量计的流量校正 (11)实验三、离心泵特性曲线的测定 (16)实验四、恒压过滤常数的测定 (20)实验五对流传热系数与准数关联式常数的测定 (27)实验六板式精馏塔塔板效率的测定 (36)实验七填料吸收塔操作及体积吸收系数测定 (44)实验八洞道干燥速率曲线的测定 (50)附录一相关系数检验表 (55)附录二 F分布数值表 (56)附录三阿贝折光仪的使用方法 (60)附录四热电偶的工作原理 (62)附录五双对数坐标纸 (65)绪 论0.1 化工原理实验的意义和目的化工原理是以研究化工生产过程为对象的工程学科,它紧密联系化工生产实际,是化工专业学生的一门重要技术基础课。
实验则是学生学习、掌握和运用这门课程不可缺少的环节。
实验是教学中的实践环节,是学生巩固理论知识,从实践中进一步学习新知识的重要途径,它与课堂讲课、习题课、课程设计一样,是教学过程的重要组成部分。
所以,学生应当重视实验教学,认真上好实验课。
在近代科学技术的发展中,实验研究是不可缺少的手段和方法。
化学工程的建立和发展,如同其他学科一样,除了生产经验的总结外,理论与技术的进步都是建立在实验研究的基础上。
由于化学工程领域遇到的问题和处理的现象十分复杂,许多实际问题,不能只依靠几个假设与定理,或通过演绎推理的方法,就能得到可以应用的结果。
一般来说,无论理论问题或工程问题,都需要通过实验来验证开始的假设与模型。
从实践中发现问题,认识规律,总结经验上升为理论,或者将实验结果归纳整理为经验或半经验结果。
工程设计的依据,新技术的开发和应用,都离不开实验研究。
化工原理所涉及的绝大部分内容,也多半是以实验为基础的经验或半经验的关联。
例如流体在管内流动的阻力计算的研究,摩擦系数λ的确定,就是分析研究了影响阻力大小的许多因素,如管长、管径、管壁粗糙度、流体物性、流动状态等,利用因次分析方法得到一定的准数关系,如:()d d l R f u p e ερ,,/2=∆()d R f e ελ,=然后通过实验确定它们之间的定量关系。
化工原理实验指导书实验一:测定液体粘度实验目的1.了解液体粘度的含义和测定方法;2.掌握测定液体粘度的实验操作方法;3.掌握粘度计的使用和维护。
实验仪器和药品1.粘度计;2.水槽;3.手表;4.钢尺;5.铂丝加热器;6.手套;7.计时器;8.微量秤;9.实验室温度计;10.实验室水。
实验步骤1.取适量待测液体,用微量秤称量准确质量;2.将待测液体倒入粘度计中,恢复液面平静;3.按照粘度计说明书操作,测定粘度值;4.将测定后的粘度值记录,并计算粘度。
实验注意事项1.操作时要佩戴手套,避免在搅拌时溅起液体;2.粘度计使用后要及时清洁擦干净,避免积水损坏;3.实验结束后将实验器材按要求归位,将液体倒入指定容器。
实验二:测定液体密度实验目的1.了解液体密度的含义和测定方法;2.掌握液体密度测定的实验操作方法;3.掌握密度计的使用和维护。
实验仪器和药品1.密度计;2.电子天平;3.水槽;4.实验室温度计;5.实验室水。
实验步骤1.校准电子天平;2.取适量待测液体,用电子天平称量准确质量;3.将待测液体倒入密度计中,恢复液面平静;4.按照密度计说明书操作,测定密度值;5.将测定后的密度值记录,并计算密度。
实验注意事项1.操作时要均匀搅拌液体,确保密度均匀;2.密度计使用时避免碰撞和摔落,以免损坏;3.实验结束后将实验器材归位,将液体倒入指定容器。
实验三:酸碱中和反应实验目的1.了解酸碱中和反应的基本原理;2.掌握酸碱反应的判别方法;3.掌握酸碱试剂的使用和处理方法。
实验仪器和药品1.PH试纸;2.PH仪;3.酸、碱试剂;4.试管;5.水槽;6.实验室温度计;7.实验室水。
实验步骤1.取等量的酸和碱试剂,放入试管中;2.使用PH试纸检测试管中溶液的酸碱性;3.用PH仪测定试管中溶液的PH值;4.根据实验数据判断酸碱中和反应是否发生。
实验注意事项1.操作时要注意试剂用量,避免过量使用;2.PH试纸和PH仪使用时要正确操作,避免误差;3.实验结束后将实验器材清洗干净,处理废液。
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》实验指导书冯治宇编沈阳大学生物与环境工程学院目录实验一:雷诺实验实验二:流体沿程阻力损失的测定实验三:流体局部阻力损失的测定实验四:孔板流量计流量系数的测定实验五:离心泵特性曲线的测定课程编号:1414341课程类别:学科必修课程适用层次:本科适用专业:环境工程课程总学时:64 适用学期:第四学期实验学时:10 开设实验项目数:5撰写人:冯治宇审核人:王英刚教学院长:马德顺实验一:雷诺实验一、实验目的与要求观察层流和紊流的物理现象以及相互转换的特征,了解雷诺数的测定和计算。
实验前认真预习;实验中严格按照规定操作;实验后认真总结。
二、实验类型验证型。
三、实验原理及说明在管流动的问题中,流体的流动常受到压力、重力、粘滞力、弹性力和表面张力等各种力的影响,其中与流体关系最大的是粘滞力,即由真实流体所具有的粘性而产生的力,使得流体的流动呈现两种差异性较大的流态—层流和紊流,这两种流动现象的区别可由惯性力与粘滞力的比值体现出来。
实验中可发现,当玻璃管内流体的流动速度较小时,可以看到颜色水呈明显的直线形状(层流);当节流阀逐渐开大颜色水开始抖动,断断续续,最后染色线扩散到整个玻璃管中。
染色线开始扩散时的流体平均速度,称为临界速度。
当流体速度超过临界速度时,流体分子的动量增加,使惯性力大于粘滞力,流体分子发生上下左右不规则的混合,这种流动称为紊流。
雷诺数计算公式:式中l为特征尺寸(m);u为流体的平均速度(m/s);ρ为流体密度(kg/m3);μ为流体动力粘度(Pa﹒s);q v为流量(m3/s);A为管路截面积(m2)。
流态稳定性的根据雷诺数判定:R e < 2000, 层流;2000<R e < 4000, 过渡流;R e > 4000紊流。
图1 实验原理示意图当流速小时,染料自始自终均呈一直线,且不向周围扩散,称为层流;而当速度很大时,管内染料则将整支管子染色,且向周围扩散,称为紊流。
化工原理实验指导书广西大学化学化工学院二00五年十二月1目录.................. 第一部分工程实验方法与数据处理.. (4)第一章一般工程实验方法 (4)第二章测量误差 (8)第三章实验数据的处理方法 (15)第二部分实验内容 (22)第一章演示实验 (22)实验一流体静力学实验 (22)实验二流体机械能转换实验 (27)实验三流动型态与雷诺准数测定 (31)实验四板式塔冷膜流体力学性能演示实验 (35)第二章基础实验 (36)实验一管道流动阻力的测定 (36)实验二流量计的校核 (42)实验三离心泵特性曲线的测定 (46)实验四过滤实验 (50)实验五传热实验 (55)实验六精馏实验 (61)实验七吸收实验 (67)实验八干燥实验 (75)实验九仿真实验 (80)附录 (84)(一)常用压差计指示液的密度(20℃) (84)(二)水的物理性质(摘) (84)(三)干空气的物理性质(760mmHg)(摘) (85)(四)铜—康铜热电偶温度导热电势关系 (85)(五)乙醇水溶液在常温常压下的物性数据 (86)(六)乙醇水溶液在常压下的气液平衡数据 (87)1前言化工原理与实验方法目前仍是解决化工生产问题的重要手段。
在化工领域理论研究跟不上生产发展的速度,故还存在许多无法用纯数学方法解决的问题,例如流体运动过程中的阻力系数,热量传递中的传递系数,质量传递中的传质系数等。
这些是生产设计中不可缺少的数据,但还得依赖实验手段去解决。
化工原理实验方法是使用摸拟和探索的方法。
例如用空气和水作流体可摸拟许多气体和液体的流动规律;用饱和水蒸汽作加热剂,用水或空气作冷却剂,在小型换热器内作实验,就可探索到同类大设备内的传热规律;又如在小塔内做精馏和吸收实验,同样可探索得同类大塔内的传质规律。
故实验摸索的规律可用指导生产。
正确的实验方法与电算技术相结合便成为解决问题的科学方法。
本实验指导书内容精简扼要,设备流程图简单清晰,便于学生自学。
化工原理实验指导书化学工程系目录实验一流体机械能转换实验 (1)实验二离心泵特性曲线测定 (3)实验三对流给热系数测定 (9)实验四筛板精馏塔实验 (13)实验一流体机械能转换实验一、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。
二、实验原理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。
这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和,我们称之为“总压头”。
6. 任何两个截面上位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头,它表示液体流经这两个截面之间时机械能的损失。
三、实验装置(如图3-3)试验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、水槽、水泵等组成。
活动测压头的小管端部封闭,管身开有小孔,小孔位置与玻璃管中心线平齐,小管与测压管相通,转动活动测压头就可以测量动、静压头。
管路分成四段,由两段不同直径的玻璃管所组成。
中间相对较粗管段的内径约为34毫米,其余部分的内径约为13毫米。
第四段的位置,比第三段低约5毫米,阀A供调节流量之用。
图3-3 柏努利演示实验装置四、实验步骤1. 关闭A阀,旋转测压管,观察并记录个测压管中的液位高度H。
2. 开动循环水泵,开阀A至一定大小,将测压孔转到正对水流方向及垂直水流方向,观察并记录各测压管相应的液位高度H1。
3. 不改变测压孔位置,继续开大A阀,观察测压管液位变化。
并记录各测压管液位的相应高度H2。
五、实验数据记录测压点次别及H值1 2 3 4 5 6操作阀A测压孔轴线方向1 H 关任意2 H1开正对水流与水流方向垂直3 H2再开大正对水流与水流方向垂直六根据柏努利方程,比较上述各组数据的差异,分析和讨论流体流动体系的机械能分布及其转换规律。
七、思考题1. 关闭A 阀,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?2. 当测压孔正对水流方向时,各测压管的液位高度H 的物理意义是什么?3. 为什么H >H 1(对同一点而言)?为什么距离水槽越远,(H-H 1)的差值越大?其物理意义是什么?4. 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?5. 将测压孔由正对水流方向,转至与水流方向垂直,为什么各测压管的液位下降?下降的液位代表什么压头?2、3两点及4、5两点各自下降的液位是否相等?这一现象说明了什么?实验二 离心泵特性曲线测定一、实验目的1、熟悉离心泵的构造和操作。
2、掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法3、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法,使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。
二、基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率和轴功率N ,在一定转速下,离心泵的送液能力(流量)可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。
而且,当流量变化时,泵的压头、功率、及效率也随之变化。
因此要正确选择和使用离心泵,就必须掌握流量变化时,其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。
用实验方法测出某离心泵在一定转速下的Q 、H 、n 、N ,并做出H-Q 、n-Q 、N-Q 曲线,称为该离心泵的特性曲线。
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V 之间的关系曲线,它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。
由于泵内部流动情况复杂,不能用数学方法计算这一特性曲线,只能依靠实验测定。
1.扬程(压头)H在泵进、出口取截面列柏努利方程:gu u Z Z g p p H 221221212-+-+-=ρ+H f式中:p 1,p 2——分别为泵进、出口的压强 N/m 2ρ——流体密度 kg/m 3u 1, u 2——分别为泵进、出口的流量m/sg ——重力加速度m/s 2因两截面间的管长很短,通常可忽略阻力损失项H f 。
当泵进、出口管径一样,上式简化为:2121+Z -Z p p H gρ-=由上式可知:只要直接读出真空表和压力表上的数值,两表之间的高度差,就可以计算出泵的扬程。
2.轴功率N 的测量与计算电机输入到离心泵的轴功率可按下式计算:N N ηη=⋅⋅轴电电转式中,N 轴——泵的轴功率,W ;N 电——电机的输入功率,W ; η电——电机的效率,取; η转——传动装置的效率,取1。
由上式可知:测定泵的轴功率,只需测定电机的输出功率,乘上电机效率即可。
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 是单位时间内流体自泵得到的功,轴功率N 是单位时间内泵从电机得到的功,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:Ne=HVρg故 η=Ne/N=HVρg/N4.转速改变时的换算泵的特性曲线是在指定转速下的数据,就是说在某一特性曲线上的一切实验点,其转速都是相同的。
但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量的变化,多个实验点的转速n 将有所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一特定转速n 下(可取离心泵的额定转速)的数据。
换算关系如下:流量 nn VV '='扬程 2)(nn H H '=' 轴功率 3)(nn N N '='效率 ηρρη=='''='NgVH N g H V 三、实验装置与流程示意图离心泵性能特性曲线测定系统装置工艺控制装置流程图如图1所示。
装置由循环水箱、离心泵、进出口管路及涡轮流量计、控制阀门和压力表等组成的一个循环回路。
循环水箱1中的水经离心泵2抽出,经涡轮流量传感器8计量流量后流回水箱中。
离心泵的水流量由电动调节阀9控制。
用压力表测泵进出口压力。
用热电偶测水温。
为防止停电等特殊情况造成液体回流导致泵的损坏,在泵出口阀前安装一个单向阀6。
工艺流程图:图1 离心泵实验装置流程图1.循环水箱2.离心泵3.泵入口阀4.漏斗5.灌泵阀6.单向阀7.泵出口阀8.涡轮流量传感器9.电动阀四、实验步骤及注意事项1、仪表及控制面板。
a、实验流程图离心泵特性曲线测定装置具有在线操作功能,流程见图1。
装置中泵进出口管径相同均为40 cm,泵进出口测压点高度差h0 =(以实际测量值为准)。
b、实验步骤1.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确,检查各阀门开度和仪表自检情况,试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。
2.清洗水箱,并加装实验用水,加至水箱液位2/3处。
3.灌泵,排出泵内气体。
打开灌泵阀5,向漏斗4中加水灌泵。
4.灌泵完成后,关闭灌泵阀5。
确定除泵入口阀3外所有阀门关闭。
打开总电开关,仪表上电,设定流量。
离心泵上电,开变频器,设定转数。
5.数据测定:记录下流量为零时的各有关参数,缓慢开启泵出口阀7,由泵出口电动调节阀9调节流量由小到大测12~16组数据,每次待涡轮流量传感器读数稳定后(至少30 s),读取各参数并记录。
再按相同的方法调节流量由大到小测12~16组数据。
V设定为0 m3/h~4 m3/h,转速调节范围1500~2000 r/min,电机输出看控制面板,待各仪表读数显示稳定后,读取相应数据。
(主要获取实验参数为:流量q v、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率P电、泵转速n,及流体温度t和两测压点间高度差ΔZ。
)6.停泵:测取12~16组左右数据,实验完毕,关闭泵出口阀7,变频器调零后关闭,关闭所有阀门,关泵及总电开关。
7.记录下设备的相关数据(如离心泵型号,额定流量、扬程和功率等)。
注意事项:a)一般每次实验前,均需对泵进行灌泵操作,以防止离心泵气缚。
同时注意定期对泵进行保养,防止叶轮被固体颗粒损坏。
b)泵运转过程中,勿触碰泵主轴部分,因其高速转动,可能会缠绕并伤害身体接触部位。
c)实验过程中,务必要等到流量稳定时再读数,否则会造成数据不准。
d)不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转,一般不超过三分钟,否则泵中液体循环温度升高,易生气泡,使泵抽空。
四、思考题1. 测定离心泵特性曲线的意义有那些?2. 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?3. 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?4. 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?5. 泵启动后,出口阀如果不开,压力表和真空表读数如何变化?为什么?6. 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?7. 试分析,用清水泵输送密度为1200 kg/m3的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否变化?轴功率是否变化?8. 为什么离心泵的有效压头H e 随流量q v的增加而缓缓下降?五、实验数据记录表1 离心泵特性测定实验原始数据记录表离心泵型号,额定流量=,额定扬程=,额定功率=,流体温度t=。
在实验过程中,将每组实验数据对应的转速校正为泵额定转速n′= 2900r/m(转/每分钟)对应下的各实验量,并按上述比例定律,可得校正转速后的数据结果。
表2 离心泵特性测定实验数据处理表以第一组数据为例,给出计算步骤。