化工原理实验方案大全.docx

1、化工原理实验方案大全实验1 雷诺实验一、 实验目的1、 观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。2、 观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。3、 测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec1和下临界雷诺数Rec2。二、实验要求1、 实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。2、 熟练掌握实验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。3、 仔细观察实验现象，记录实验数据。4、 分析计算实验数据，提交实验报告。三、实验仪器1、 雷诺实验装置（套），2、蓝、红墨水各一瓶，3、秒表、温度计各一只，4、卷尺。四、实验原理流体在管道中流动，有两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。在实

2、验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H不变。如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速u，这时候如果微启带色水阀门，带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流动，带色水成一条带色直线，其流动质点没有垂直于主流方向的横向运动，带色水线没有与周围的液体混杂，层次分明的在管道中流动。此时，在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大，管路中的带色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使色线完全扩散与无色水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。雷诺数： 连续性方程：Au=Q

3、u=Q/A流量Q用体积法测出，即在时间t内流入计量水箱中流体的体积V。 式中：A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 -水的粘度五、实验步骤1、 连接水管，将下水箱注满水。2、 连接电源，启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。3、 将蓝墨水注入带色水箱，微启水阀，观察带色水的流动从直线状态至脉动临界状态。4、 通过计量水箱，记录30秒内流体的体积，测试记录水温。5、 调整水阀至带色水直线消失，再微调水阀至带色水直线重新出现，重复步骤4。6、 层流到紊流；紊流到层流各重复实验三次。六、数据记录与计算表1、上临界雷诺数Rec1次数V（m3）t(s)Q(m3/s)u(m/s)Rec1平均Rec112

4、3表2、下临界雷诺数Rec2次数V（m3）t(s)Q(m3/s)u(m/s)Rec2平均Rec2123 d= mm T（水温）= 0C七、实验分析与总结（可添加页）1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值。 实验2 流体流动沿程阻力系数、局部阻力系数测定一、实验目的1、观察流体稳定流动时在长为L等直管以及通过阀门时的能量损失情况。2、熟悉液体在管道中流动时的能量损失计算方法，并对能量损失有一个数量上的概念。3、掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法。二、实验要求1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。2、熟练掌握实

5、验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。3、仔细观察实验现象，记录实验数据。4、分析计算实验数据，提交实验报告。三、实验仪器1、流体综合实验台（沿程阻力系数、局部阻力系数实验管）一套；2、被测阀门一只；3、U形压差计两套；4、温度计、秒表、卷尺各一只。流体综合实验台四、实验原理沿程阻力系数：流体在等直管道中流动，由于摩擦阻力引起能量损失。对距离为L的两断面列能量方程可求得L长度上的沿程阻力损失。由达西公式： 得 ，并计算对应雷诺数Re。其中，h由U型侧压管测得，u用体积法测得流量并由u=Q/A,计算得之。局部阻力系数：在紊流情况下，因局部阻碍的强烈扰动大大加强了流体的紊流强度，局部阻力进入阻力

6、平方区，仅与局部阻碍的形状有关而与Re无关。由,根据被测阀门两侧在压差板上的液柱高，得到压差h，即表示流体流经阀门时的能量损失hf。由=2gh/u2可确定该阀门的局部阻力系数。五、实验步骤1、在流体综合实验台上确定出所测等直管道和阀门以及所接的U型管。2、接通电源、开启水泵。待流体流动稳定后开始测试数据。3、从小到大调节阀门，在不同的速度点记录测压管数据和流量（体积法）。4、推荐做6-10个点。最后记录管径、管长、和水温。六、数据记录与计算表1、等直径管道沿程阻力实验记录表序号流量m3/s测压指示mmH2O沿程阻力系数雷诺数Re水量m3时间s流量m3/s流速m/s左右压差h1234567891

7、0表2、阀门阻力实验记录表序号水量m3时间s流量m3/s压差h流速m/s局阻系数平均值123456七、实验分析与总结（可添加页）1、计算不同流速下的沿程阻力系数。2、画出沿程阻力系数与雷诺数的关系曲线。3、求出阀门阻力系数的平均值。实验3 离心泵综合性能实验一、实验目的1、了解离心泵综合性能实验装置的工作原理。2、掌握离心泵性能曲线（H-Q、N-Q、-Q）测试的基本方法及参数计算，绘制离心泵性能曲线。3、观察了解离心泵气蚀现象和泵的串、并联工作状态，验证泵的串、并联工作特性。二、 实验要求1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，注意安全、按规

8、定进行实验操作。3、记录、分析、计算实验数据、提交实验报告。三、实验仪器1、离心泵性能测试实验台；2、温度计一支；3、秒表一块。实验系统如图离心泵性能实验装置四、实验原理离心泵实验台主要由泵、泵、计量水箱、储水箱、压力表、真空表、管道及阀门组成。在测定泵的特性曲线时，利用各阀门的开启和调节，形成泵单泵工作回路，在不同流量下测定一组相应的压力表、真空表和流量的读数以及电流电压的计数，既可读出一组泵的流量Q、扬程H、输入功率N等数据，最后可以绘制泵的H-Q、N-Q、-Q特性曲线。泵气蚀实验室时，利用相应阀门的开启和调节，形成泵单泵工作回路，并使储水箱由于水的抽出而产生真空，从而使泵的进口压力减小，

9、直至发生气蚀。泵的串、并联实验。利用相应阀门的开启和调节，形成两个泵的串、并联工作回路，观察串、并联工作现象，验证串、并联工作特性。计算公式：扬程： P1-压力表读数；P2-真空表读数；-水的容重；Z-压力表与真空表接出点位置差；u1、u2-进、出口流速（u1=u2）流量： V-计量体积m3；t-计量时间s水泵电机轴功率（泵输入）： kw U-电压（v）；I-电流（A）；cos-功率因数0.77；m-电机效率0.65泵效率：五、实验步骤1、观察实验装置结构，调节阀门，使泵成单泵工作状态。2、接通电源，检验泵工作状态。3、关闭相关阀门，使泵成空载状态。读压力表、真空表、电压表、电流表读数。4、略

10、开阀门使泵开始给水，再读压力表、真空表、电压表、电流表读数；计量流量和时间。5、逐步开大阀门，改变泵的流量（工况点），再测上述实验数据，推荐做6个工况点。6、计算并绘制泵的特性曲线。7、调节相关阀门使泵产生气傅现象或串、并联工作，观察实验现象。六、数据记录与计算表1、离心泵性能曲线测试数据记录表参数工况P1MpaP2MpaU伏I安Vm3ts备注空载123456ta（气温）=七、实验分析与讨论（附加页）1、整理实验数据，统一单位，计算各工况点Q、H、N、（列表）。2、绘制被测离心泵的性能曲线。H-Q、N-Q、-Q。3、解释离心泵气傅现象，描述串、并联工作特性。实验4 风机性能曲线测试实验一、实验

11、目的1、了解风机空气动力性能实验的基本过程。2、掌握风机性能曲线测试的基本原理和特性参数测试的基本方法。2、熟悉风机基本特性参数的计算方法与换算。二、实验要求1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，注意安全、按规定进行实验操作。3、记录、分析、计算实验数据、提交实验报告。三、实验仪器1、实验风管；2、被测风机；3、测功电机；4、斜管测压计；5、空盒气压计；6、温度计；7、联通橡胶管若干；8、电流电压测试台。实验系统参数如下：集流器直径：d1=0.2m；风管直径：d2=0.28m；集流器流量系数：=0.96；风机进口直径：d3=0.28m；风机

12、出口直径：d4=0.21m。实验系统如图 风机气动性能实验装置四、实验原理风机性能曲线一般包括H-Q、N-Q、-Q三条曲线。实验中需测出不同工况点的风量、风压和功率，并计算出对应工况点的效率，推荐做610个工况点。在此基础上绘制风机性能曲线。如上图，风管进风口为锥形集流器，在集流器的一个断面上，设有四个测压孔（互成900）用四根橡胶管接到一联通管上，联通管与斜管测压计相连，用于测量管道空气流量。风量计算式：m/s h=L k Q=A u m3/sL：测压管读数 k：斜管倾斜系数 =0.98（集流系数）A：集流器面积风压测量换算：在风管断面上也有四个测压孔（互成900），同样用四根橡胶管接到一联

13、通管上，联通管与斜管测压计相连，用于测量进口风管压力，此压力为静压Pst（将测量值换算成Pa）。 注意：此压力需剩以修正系数1.57，表示为全风管压力，即风机风压。电机功率测量计算：电机输出功率即为风机输入功率，该功率通过测量电机电压、电流由下式计算： kw U：电机电压 I：电机电流 ：功率因素，0.85 电电机效率，0.7 风机效率计算： 100% 其中：N风=PstQ 风机功率五、实验步骤1、观察系统结构，若无异常，接通电源，待设备运行稳定。2、进行第一工况下的测试（此时为最大风量），记录进口风压（L1），风机风压（L2），电机U，电机I。并测试环境温度。3、在节流网上均匀对称的加上一定

14、量的小园纸片来调节风量，以改变风机的工况，每调节一次风量即改变一次工况，一般取610个工况，包括全开和全闭，每一工况重复步骤2。4、最后一个工况（近拟全闭），用纸片或大报纸将节流阀全部堵死，此时L1最小、L2最大。5、测试完毕后，利用实验装置相关原始参数即可进行计算。六、数据记录与计算表1、风机性能曲线测试数据记录表测试工况进口风压L1风机风压L2电机电压U电机电流ImmH2OpammH2Opa伏安12345678910 ta（气温）=七、实验分析与讨论（附加页）1、整理实验数据，统一单位，计算各工况点Q、P、N、。2、绘制被测风机的性能曲线。H-Q、N-Q、-Q。3、分析误差所产生的原因。实

15、验5 换热器性能综合实验一、实验目的1、了解换热器性能实验装置的工作原理。2、掌握换热器总传热系数K值（顺流、逆流）的测定与计算方法。3、比较顺流与逆流的传热效果。三、 实验要求1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，注意安全、按规定进行实验操作。3、记录、分析、计算实验数据、提交实验报告。三、实验仪器1、换热器性能测试实验台一套；2、温度计一支。实验系统如图换热器性能实验装置四、实验原理本实验换热器为套管换热器，在换热器中需要交换热量的冷热流体分别在内外套管流动，总交换热量为： Q-单位时间交换的热量w； K-总换热系数w/m.0C；A-传

16、热面积0.45m2； tm-传热平均温度差0C t1-冷热流体温差较大者t2-冷热流体温差较小者 实验中待各项温度达到稳定工况时，测出冷、热流体进出、口温度和冷、热流体的流量，由下式计算总传热量（以冷流体为计算依据）：G1、G2-热、冷流体质量流量kg/s； cp1、cp2-热、冷流体定压比热容J/kg.0CT1、T2-热流体的进、出口温度0C； t1、t2-冷流体的进、出口温度0C 由测得的温度和计算的传热量、平均温差即可求得K值。五、实验步骤1、观察实验装置结构，了解冷、热管道走向及流量、温度和阀门控制原理。2、将热水箱加满水，调节温度控制，接通电源加热。 3、将阀门扳动至顺流方式，待热水加热至设定温度时，启动水泵，打开冷水管，调节冷、热水流量，开始进行换热实验。 4、待运行稳定后，记录进、出口温度和冷、热水流量。5、微调冷、热水水量，重复上述过程，顺流做3个点，K取平均值。6、逆流同上。六、数据记录与计算表1、离心泵性能曲线测试数据记录表参数工况T1 0CT20C t1 0Ct2 0CQ热m3/sQ冷m3/s备注顺流123逆流123ta（气温）=七、实验分析与讨论1、整理实验数据，统一单位，计算顺流、逆流换热的K值（列表）。2、说明顺流、逆流换热的差别，解释其原因。