环境工程原理实验指导书
目录
前言----------------------------------------------------------------------------------------------------2 实验守则-------------------------------------------------------------------------------------------------3 对学生基本要求----------------------------------------------------------------------------------------3 实验一化工流体过程综合实验-------------------------------------------------------------------4 实验二恒压过滤常数测定实验-------------------------------------------------------------------12 实验三传热综合实验-------------------------------------------------------------------------------16 实验四填料吸收塔实验----------------------------------------------------------------------------23
、
前言
21世纪人类将进入知识经济的时代，人们正将其视为继农业经济、工业经济之后人类社会所面临的又一次生产方式、生活方式乃至思维方式的历史性变革。面对知识经济的到来，我国高等教育改革势在必行，以培养出知识面宽广且具有较强创新能力的人才。化工原理实验作为化工类创新人才培养过程中重要的实践环节，在化工教育中起着重要的作用，它具有直观性、实践性、综合性和创新性，而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的工作态度。因此，以培养实验研究过程中所需的各种能力和素质为目的，以强化创新能力为重点，对化工原理实验进行了相应的改革，更新了全部实验内容。更新后的实验主要是符合“素质教育”需要的综合型、研究型、设计型实验，同时实验设备也达到了国内领先水平。
本书作为化工原理实验的指导书。其具有如下特点：
（1）将实验研究过程中所需要的各种能力，通过不同的实验来培养；而工作作风和态度的培养则贯穿于每个实验环节。
（2）实验内容各专业稍有差别，真正达到因材施教的目的。
（3）实验内容尽可能接近工厂实际，以训练工程能力。
由于编者水平有限，时间仓促，书中难免有不妥和错误之处，恳切希望读者批评指出。
实验守则
要讲究科学态度
要遵守课堂纪律
要敢于实事求是
要勤于动脑动手
要尊重老师指导
要爱护仪器设备
要注意人身安全
要保持环境卫生
对学生基本要求
⒈实验前必须到现场结合实验装置，进行实验预习，列出书写报告所需要的原始数据表，并通过老师的检查提问，方可参加实验。
⒉实验做完后，所记录的数据经指导老师检查合格后，才可结束实验；实验若有短缺或不合理应该补全或重做。结束实验后，指导老师在原始数据表上签字。
⒊实验结束后，应将使用的仪器设备整理复原。检查水源、电源、汽源等是否已确实关断，并将场地打扫干净。
⒋用计算机整理数据时，要爱护计算机，不要胡乱操作，如计算机出现问题要及时报告老师，要节约打印纸。
⒌实验后要认真写实验报告，报告要求独立完成，若发现彼此抄袭，对有关的所有人
都给低于及格分数线的低分。
⒍ 实验报告中，除了包括实验数据与计算结果的表格以及需要的标绘曲线外，还必须有计算举例。同组人取实验的不同序号进行举例，列出全部数字运算过程；若发现同组中两人用相同的序号进行计算举例，则两人的报告均给低分。
⒎ 对实验所测得的数据结果做必要的分析、讨论。
实验一 化工流体过程综合实验
一、实验方法
1.掌握测定流体阻力的实验方法。
2.掌握测定流体流经直管时摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系。
3.掌握离心泵的操作方法，了解离心泵的结构与性能。
4.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法。
5.掌握流量计的标定方法。
6.学习压强差的几种测量方法和技巧。
7.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验原理
Ⅰ 直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定
直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相 对粗糙度而言，(Re)f =λ。
流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为：
ρρf
f P P P h ∆=-=2
1 （1）
又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式）
2
2u d l h f P f λρ==∆ （2） 整理（1）（2）两式得 2
2u P l d f ∆⋅⋅=ρλ （3） μ
ρ
⋅⋅=u d Re （4）
式中：d ——管径，m ； f
P ∆——直管阻力引起的压强降，Pa ；
l ——管长，m ； u ——流速，m / s ；
ρ——流体的密度，kg / m 3； μ——流体的粘度，N ·s / m 2。 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。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。
根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4）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。
Ⅱ 流量计性能测定
流体通过节流式流量计时，在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为：
0s V C A = （5）
式中：V S (Q) ——被测流体(水)的体积流量，m 3/s ；
0C ——流量系数，无因次；
0A ——流量计节流孔截面积，m 2； 12
()P P -——流量计上、下游两取压口之间的压强差，Pa ； ρ——被测流体(水)的密度，kg ／m 3 。
用涡轮流量计作为标准流量计来测量流量V S 。每一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数△P 和流量V s 绘制成一条曲线，即流量标定曲线。同时用上式整理数据可进一步得到C 0—Re 关系曲线。
Ⅲ 离心泵性能的测定
（一）离心泵特性曲线
离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率及 效率η均随流量Q 而改变。通常通过实验测出H —Q 、N —Q 及 η—Q 关系，并用曲线表 示之，称为特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。泵特性曲线 的具体测定方法如下：
⒈ H 的测定：
在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程
出入入出入出入出出入出出出入入入
）--+-+-+-=+++=+++f f H g
u u g P P Z Z H H g
u g P Z H g u g P Z 2(222222ρρρ
