化工原理实验理论部分

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。

实验一 雷诺试验一、实验目的与要求1、观察流体流动轨迹随流速的变化情况，通过转子流量计改变流量观察流体的流动型态，并对层流和湍流的现象进行比较；2、计算雷诺数并比较雷诺数值与流动型态的关系，确定临界雷诺准数。

二、实验原理雷诺实验揭示了重要的流体流动机理，当流体流速较小时，流体质点只沿流动方向作一维的运动，与其周围的流体间无宏观的混合即分层流动，这种流动形态称层流或滞流。

流体流速增大至一定程度后，流体质点除流动方向（沿管轴方向）上的流动外，还向其它方向作随机的运动，即存在流体质点的不规则的脉动，流体质点彼此混合并有旋涡生成，这种流动形态称湍流或紊流。

层流与湍流是两种完全不同的流动型态。

除流速u 外，管径d ，流体粘度μ和密度ρ，对流动形态也有影响，雷诺将这些影响流体流动形态的因素用雷诺准数（或雷诺数） Re 表示。

即：μρdu =Re一般情况下： Re<2000 层流区 2000<Re<4000 过渡区 Re>4000 湍流区三、实验装置1.示踪剂瓶；2.稳压溢流水槽；3.试验导管；4.转子流量计；5.示踪剂调节阀；6.水流量调节阀；7.上水调节阀；8.放风阀图1 雷诺实验装置四、实验方法实验前准备工作：1.实验前，先用自来水充满稳压溢流水槽。

将适量示踪剂（红墨水）加入贮瓶内备用，并排尽贮瓶与针头之间管路内的空气。

2.实验前，先对转子流量计进行标定，作好流量标定曲线。

3.用温度计测定水温。

实验操作步骤：（一）、先做演示实验，观察滞流与湍流时流速分布曲线形态。

1、在玻璃管中流体为静止状态下迅速加入墨水，让墨水将指针附近2-3厘米的水层染上颜色，然后停止加入墨水。

2、慢慢打开水流量阀，并逐渐加大流量至一定的值后，观察墨水随流体流动形成的流速分布曲线形态。

(二)、确定不同流动形态下的临界雷诺准数。

1、打开水源上水阀使高位槽保持少量的溢流，维持高位槽液面稳定，以保证实验具有稳定的压头。

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。

化⼯原理实验讲义（应化）实验⼀雷诺实验⼀、⽬的与要求1、通过实验了解圆管内流体流动情况，建⽴流型概念。

2、通过流量的测定、雷诺数的计算和圆管内流线的特征，判断流体的流动型态，并测定临界雷诺数。

3、测定流体在圆形直管中层流、湍流的速度分布图。

⼆、实验原理流体作稳态流动时，其流动型态基本分为滞流（层流）、湍流两种，这两种流型的过渡状态称为过渡流。

流体流动的型态与流体的密度、粘度及流道的直径有关。

这可⽤雷诺准数来判断，⼀般为：Re≤2000为滞流Re≥4000为湍流2000三、实验主要仪器及主要技术数据实验主要仪器：雷诺仪、秒表、量筒实验主要数据：实验管道有效长度L=600mm外径d =30mm内径d i=26mm四、实验⽅法1、准备⼯作（1）向墨⽔储瓶中加⼊适量的⽤⽔稀释过的墨⽔。

（2）调整墨⽔细管出⼝的位置，使它位于实验管道的中⼼线上。

（3）轻轻打开墨⽔流量调节夹，使墨⽔从墨⽔咀流出，排出墨⽔管内空⽓，关闭调节夹。

2、雷诺实验过程（1）关闭流量出⼝调节阀，打开储⽔槽进⽔阀，使⾃来⽔充满⽔槽，并使槽内溢流堰具有⼀定的溢流量。

（2）轻轻打开管道出⽔阀门，使流体缓慢流过实验管道，排出管内⽓体。

（3）调节储⽔槽下部的出⽔阀开度，调节储⽔槽液位，使其保持恒定。

（4）缓慢地适当打开墨⽔流量调节夹，墨⽔⾃墨⽔咀流出，待墨线稳定后，即可看出当前⽔流量下实验管道中墨⽔的流线。

根据流线判断流型，并⽤秒表、量筒测定流体流量。

（5）适当的增⼤管道出⽔阀开度，通过调节储⽔槽下部的出⽔阀和进⽔阀控制储⽔槽液位，并维持⼀定的⽔槽溢流板溢流量。

适当调整墨⽔流量，使墨线清晰，稳定后，测定较⼤流量下实验管内的流动状况。

如此反复，可测得⼀系列不同流量下的流型，并判断临界流型。

3、速度分布图的测定与上述雷诺数测定相似，通过流量调节及墨线线形的判断，分别判定流型为层流、湍流时对应的管道出⽔阀的开度范围。

⾸先使储⽔槽液位恒定（此时，可通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀使液位稳定），瞬时开关墨⽔流量调节夹，在墨⽔咀出⼝处形成⼀个墨团，观察墨团端⾯特征，打开管道出⽔阀（使出⽔阀开度在所测定流型的开度范围），观察墨团端⾯随流体流动时的变化，记下管道末端墨团端⾯的形态后，通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀调节储槽液位，使其恒定。

化工原理实验化工原理实验是化学工程专业的一门重要课程，通过实验操作，学生可以更深入地理解化工原理的基本概念和实际应用。

本文将介绍化工原理实验的基本内容和实验操作流程，希望能够对学生们有所帮助。

首先，化工原理实验包括物质平衡实验、能量平衡实验、传质操作实验等内容。

在物质平衡实验中，学生需要掌握原料、中间产品和产品的质量平衡关系，通过实验操作和数据处理，验证质量平衡原理的正确性。

在能量平衡实验中，学生需要了解热力学基本原理，掌握热平衡方程和热平衡实验的操作方法，验证能量平衡原理的正确性。

在传质操作实验中，学生需要学习气体、液体的传质基本原理，掌握传质操作的实验装置和操作流程，验证传质原理的正确性。

其次，化工原理实验的操作流程包括实验准备、实验操作和数据处理三个步骤。

在实验准备阶段，学生需要认真阅读实验指导书，了解实验原理和操作要点，准备实验所需的仪器、试剂和其他材料。

在实验操作阶段，学生需要按照实验指导书的要求，正确使用实验设备，进行实验操作，并及时记录实验数据。

在数据处理阶段，学生需要对实验数据进行整理和分析，计算实验结果，并撰写实验报告。

最后，化工原理实验需要注意实验安全和环境保护。

在实验操作过程中，学生需要严格遵守实验室安全规定，正确使用实验设备，注意个人防护，防止发生意外事故。

在废液处理和废物处理方面，学生需要按照实验室的环保要求，正确处理废液和废物，做到资源化利用和无害化处理。

总之，化工原理实验是化学工程专业的重要实践环节，通过实验操作，学生可以更深入地理解化工原理的基本概念和实际应用。

希望学生们能够认真对待化工原理实验，提高实验操作能力，加深对化工原理的理解，为将来的工程实践打下坚实的基础。

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123456q（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？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。

一、前言化工原理实验是化学工程与工艺专业学生的重要实践环节，通过实验，学生可以加深对化工原理理论知识的理解，提高动手能力和分析问题的能力。

本实验报告册旨在记录学生在实验过程中的观察、数据记录、实验结果分析等内容，为今后的学习和研究提供参考。

二、实验内容本实验报告册涵盖了以下实验内容：1. 流体流动阻力测定实验2. 精馏实验3. 干燥实验4. 化工原理实验软件库的使用三、实验一：流体流动阻力测定实验1. 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；- 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数；- 掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法；- 通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律；- 学会倒U形差压计、1151差压传感器、Pt温度传感器和转子流量计的使用方法；- 观察组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用；- 掌握化工原理实验软件库的使用。

2. 实验原理- 直管沿程阻力：流体在圆直等径管内流动时，由于流体与管壁之间的摩擦，会产生沿程阻力，导致能量损失。

阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得。

- 局部阻力：当流体流经某一定开启度的阀门时，由于流道截面变化，使流体的流线发生改变，形成边界层分离及旋涡，产生局部阻力。

3. 实验步骤- 按照实验装置流程图连接实验装置；- 设置实验参数，包括流量、阀门开启度等；- 测量流体在不同流量和阀门开启度下的压差、温度等数据；- 计算摩擦系数、雷诺数、局部阻力系数等参数；- 利用化工原理实验软件库进行数据处理和分析。

4. 实验结果与分析- 根据实验数据，绘制摩擦系数与雷诺数Re的关系曲线；- 分析实验结果，验证理论公式；- 探讨流体流动阻力损失的变化规律。

四、实验二：精馏实验1. 实验目的- 熟悉精馏的工艺流程；- 掌握精馏实验的操作方法；- 了解板式塔的结构；- 观察塔板上汽-液接触状况；- 测定全回流时的全塔效率及单板效率；- 测定部分回流时的全塔效率；- 测定全塔的浓度分布；- 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。

精馏实验一、实验目的1、了解筛板式精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏操作的基本方法；2、掌握精馏过程全回流和部分回流的操作方法；3、掌握测定板式塔全塔效率。

二、实验原理1、全塔效率E T全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即-1=T T P N E N (1)式中：T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括塔釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数。

全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，表明塔板结构、物性系数、操作状况等因素对塔板分离效果的影响。

对于双组分体系，塔内所需理论塔板数N T ，可通过实验测得塔顶组成x D 、塔釜组成x W 、进料组成x F 及进料热状况q 、回流比R等有关参数，利用相平衡关系和操作线用图解法或逐板计算法求得。

图1塔板气液流向示意图2、单板效率ME 单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔板前后的组成变化值之比。

按气相组成变化表示的单板效率为1*1y =n n MV n n y E y y ++--(2)按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n n x x E x x ---=-(3)式中：y n 、1n y +－分别为离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －分别为离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*ny －与x n 成平衡的气相组成，摩尔分数；*nx －与y n 成平衡的液相组成，摩尔分数。

3、图解法求理论塔板数N T图解法又称麦卡勃－蒂列(McCabe-Thiele)法，简称M-T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y-x 图上直观地表示出来。

对于恒摩尔流体系，精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++(4)式中：1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －回流比。

一、实验目的1. 理解化工原理的基本概念和实验方法；2. 掌握化工实验的基本操作技能；3. 通过实验，加深对化工原理理论知识的理解和应用；4. 培养团队协作和实验分析能力。

二、实验内容1. 流体流动阻力测定实验（1）实验原理：通过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，以及流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数，了解流体流动中能量损失的变化规律。

（2）实验步骤：连接实验装置，调整流量，记录数据，计算摩擦系数和局部阻力系数。

2. 精馏实验（1）实验原理：通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度，得到该处液相浓度，绘制x-y图，并用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。

（2）实验步骤：连接实验装置，调整操作条件，记录数据，计算理论塔板数，分析全塔效率及单板效率。

3. 干燥实验（1）实验原理：通过测定沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法，测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线，了解干燥过程中的热量传递和物质传递规律。

（2）实验步骤：连接实验装置，调整操作条件，记录数据，计算含水率、平均含水率、干燥速率，绘制干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线，测定流化床压降与气速曲线。

三、实验结果与分析1. 流体流动阻力测定实验结果与分析（1）实验结果：通过实验，得到一系列流量Vi下的Ri及温度数据，计算出相应的雷诺准数和摩擦系数。

（2）结果分析：根据实验数据，绘制雷诺准数与摩擦系数的关系曲线，并与经验公式描出的曲线进行比较，分析实验结果与理论值的一致性。

2. 精馏实验结果与分析（1）实验结果：通过实验，得到全回流时的全塔效率及单板效率，以及部分回流时的全塔效率。

（2）结果分析：分析全塔效率及单板效率的影响因素，如回流比、塔板数等，总结精馏操作中的优化方法。

3. 干燥实验结果与分析（1）实验结果：通过实验，得到干燥速率曲线、含水量、床层温度与时间的关系曲线，以及流化床压降与气速曲线。

摘要：本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv 、测压点之间的压强差ΔP ，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re 变化关系及突然扩大管的?-Re 关系。

从实验数据分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re 增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis 关系式：0.250.3163Re λ= 。

突然扩大管的局部阻力系数随Re 的变化而变化。

一、 目的及任务①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。

②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。

③验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。

④将所得光滑管λ-Re 方程与Blasius 方程相比较。

二、 基本原理1. 直管摩擦阻力 不可压缩流体，在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。

影响流体阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析方法简化实验，得到在一定条件下具有普遍意义的结果，其方法如下：流体流动阻力与流体的性质，流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关，可表示为：△p=?(d ,l ,u ,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。

雷诺数 du Re ρμ=相对粗糙度 dε 管子长径比l d从而得到2(,,)p du lu d dρερμ∆=ψ 令(Re,)dελ=Φ2(Re,)2pl u d d ερ∆=Φ 可得到摩擦阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可用实验方法直接测定。

22f pl u h d λρ∆==⨯式中f h ——直管阻力，J/kg ；l ——被测管长，m ； d ——被测管内径，m ； u ——平均流速，m/s ； λ——摩擦阻力系数。

当流体在一管径为d 的圆形管中流动时，选取两个截面，用U 形压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。

实验三 吸收实验一、实验目的1．了解填料塔吸收装置的基本结构及流程；2．测定液泛速度点，绘制干填料与湿填料的压降曲线图； 3．掌握总体积传质系数的测定方法； 4．了解气相色谱仪和六通阀的使用方法。

二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。

由于CO 2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO 2作为溶质组分。

本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。

一般CO 2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO 2气体通入空气中混合以提高空气中的CO 2浓度，水中的CO 2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO 2气体的解吸过程属于液膜控制。

因此，本实验主要测定K xa 和H OL 。

i. 计算公式 填料层高度Z 为OL OL x xxaZN H xx dx K L dZ z ⋅=-==⎰⎰*12式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m 2·s)；K xa 以△X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m 3·s)； H OL 液相总传质单元高度，m ； N OL 液相总传质单元数，无因次。

令：吸收因数A=L/mG])1ln[(111121A mx y mx y A A N OL +----=ii. 测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。

（2）测定填料层高度Z 和塔径D ；（3）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2； （4）平衡关系。

本实验的平衡关系可写成y = mx式中： m 相平衡常数，m=E/P ； E 亨利系数，E ＝f(t)，Pa ，根据液相温度由附录查得； P 总压，Pa ，取1atm 。

对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算)()(2121x x L y y G -=- 可得x 1 。

三、实验装置与流程1．实验设备流程图见图3-1所示空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,•经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,•氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。

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 lu λρ-= 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。

化工原理伯努利实验化工原理伯努利实验是一个非常经典的实验，它主要涉及伯努利方程的应用和实践。

伯努利方程是流体动力学中的一个基本方程，它描述了流体在管道中流动时的速度、压力和能量之间的关系。

通过这个实验，我们可以深入了解流体流动的基本规律和伯努利方程的应用。

一、实验原理伯努利方程是建立在牛顿第二定律和能量守恒定律基础上的一个基本方程。

它认为，在不可压缩流体的流动过程中，流体的速度、压力和高度之间存在一定的关系。

具体来说，伯努利方程可以表示为：Z1+p1/ρg+v1²/2g=Z2+p2/ρg+v2²/2g其中，Z表示流体的位置高度（单位为米），p表示流体的压力（单位为牛顿），ρ表示流体的密度（单位为千克/立方米），g表示重力加速度（单位为米/秒²）。

v表示流体的速度（单位为米/秒）。

二、实验设备实验所需的设备包括：一根管道、一个水泵、一个流量计、一个压力计、一个水位计和一个秒表。

三、实验步骤1.首先，将管道放置在一个水位计上，并将管道的一端连接到水泵上。

将流量计和压力计连接到管道上。

2.开启水泵，让水流通过管道流动。

使用秒表测量水流的时间。

3.在管道的不同位置（如A、B、C三处）分别测量水的速度、压力和水位高度。

使用流量计可以计算出不同位置的流量。

4.根据测量结果，将数据记录在表格中，包括位置高度、速度、压力、流量和时间等参数。

5.根据伯努利方程，计算出不同位置处的伯努利数（伯努利数=速度的平方/重力加速度乘以位置高度）。

将结果记录在表格中。

6.分析实验数据，了解伯努利方程在不同流动条件下的适用性。

同时，观察不同位置处的水流状态和能量变化情况。

7.重复实验，改变水泵的转速和水泵到管道的距离等参数，观察这些变化对伯努利数和能量分布的影响。

8.整理实验数据，进行误差分析，并撰写实验报告。

四、实验结果与分析通过实验，我们可以得到不同位置处的水流速度、压力、流量和伯努利数等数据。

实习指导实验一流体流动阻力测定实验一、实验目的⒈学习直管摩擦阻力△P f、直管摩擦系数λ的测定方法。

⒉掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。

⒊学习压差传感器测量压差，流量计测量流量的方法。

⒋掌握对数坐标系的使用方法。

二、实验内容⒈测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数λ。

⒉测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。

三、实验原理流体在圆直管内流动时，由于流体的具有粘性和涡流的影响会产生摩擦阻力。

流体在管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和摩擦系数有关，它们之间存在如下关系。

h==λ=R e= f式中：管径，m ；直管阻力引起的压强降，Pa；管长，m；管内平均流速，m / s；流体的密度，kg / m3；流体的粘度，N·s / m2。

摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。

在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。

若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。

所以与流速u（流量V）之间的关系。

本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△Pf根据实验数据和式6-2可以计算出不同流速（流量V）下的直管摩擦系数λ，用式6-3计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re的关系曲线。

四、实验流程及主要设备参数：1.实验流程图:见图1水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。

被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。

2．主要设备参数：被测光滑直管段:第一套管径 d—0.01 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管第二套管径 d—0.095 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管被测粗糙直管段:第一套管径 d—0.01 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管第二套管径 d—0.0095 (m) 管长 L—1.6(m) 材料: 不锈钢管2.被测局部阻力直管段: 管径 d—0.015(m) 管长 L—1.2(m) 材料: 不锈钢管3.压力传感器:型号:LXWY 测量范围: 200 KPa压力传感器与直流数字电压表连接方法见图24.直流数字压差表:型号: PZ139 测量范围: 0 ～ 200 KPa5.离心泵:型号: WB70/055 流量: 8(m3／h) 扬程: 12(m)电机功率: 550(W)6.玻璃转子流量计:型号测量范围精度LZB—40 100～1000(L／h) 1.5LZB—10 10～100(L／h) 2.5五、实验方法1.向储水槽内注水,直到水满为止。

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。

实验-伯努利实验一、实验目的1.熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。

2、观察各能量（或压头）随流量的变化规律。

2、实验原理1、当不可压缩流体在管道中稳定流动时，由于管道条件（如位置高度、管道直径等）的变化，会引起流动过程中三种机械能的相应变化——势能、动能和静压能。

和相互转换。

对于理想流体，在系统的任何截面，虽然三个能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。

2.对于实际流体，由于摩擦的存在，流体的一部分机械能总是随着摩擦和碰撞在流动中转化为热能而损失掉。

因此，对于实际流体来说，任何两段的机械能之和都不相等，两者之差就是机械损失。

3、上述机械能可以用U 型差压表中的液位差来表示，分别称为位置压头、动压头和静压头。

当测压直管上的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管的液柱高度（位置压头）为静压头与水位之和。

动压头。

任意两段之间的压头、静压头和动压头之和的差值就是损失水头。

4. 伯努利方程∑+++=+++f h pu gz We p u gz ρρ2222121122在哪里：1Z , 2Z ——各截面与参考平面的距离（m ）1u , 2u ——各截面中心点的平均流速（可由流速及其截面积求得）（m/s ）1P , 2p ——各截面中心点静压（可从U 型差压表的液位差得知）( Pa )对于没有能量损失和没有附加功的理想流体，上式可以简化为ρρ2222121122p u gz p u gz ++=++测量通过管道的流量后，可以计算出断面的平均流速ν和动压g 22ν，从而得到各断面测量管的水头和总水头。

3. 实验流程图泵的额定流量为10L/min ，扬程为100W 8m ，输入功率为80W 。

实验管：直径15mm 。

四、实验操作步骤及注意事项1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点的对应关系，以及皮托管的测点。

2. 打开供水开关，将水箱注满水。

水箱溢出后，关闭排水阀，检查所有测压管水面是否齐平。