[工學(xué)]化工單元操作實(shí)訓(xùn)(已修改)
2024-10-30 23:48 本頁(yè)面
【正文】 化工原理實(shí)訓(xùn) 流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （ 1）掌握直管與閥門(mén)阻力損失的測(cè)定方法； （ 2）測(cè)定摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)、管壁粗糙度之間的關(guān)系； （ 3）測(cè)定閥門(mén)的阻力系數(shù)與開(kāi)度之間關(guān)系； （ 4）學(xué)會(huì)倒 U形壓差計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的使用方法。 二、基本原理 （ 1）直管阻力摩擦系數(shù)測(cè)定原理 流體在圓形管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí) ?=64/Re，湍流流動(dòng)時(shí) ?與雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度有關(guān)，要實(shí)驗(yàn)測(cè)定，本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證不同管路 ?與雷諾數(shù)之間的關(guān)系。 m gudlgpH ff 22??? ??直管阻力的計(jì)算可用范寧公式 實(shí)驗(yàn)是對(duì)一定長(zhǎng)度 l和管徑 d的水平管路進(jìn)行測(cè)定，在一定流量下，利用 U形壓差計(jì)測(cè)出對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)差，由于管道為水平等徑管，壓強(qiáng)差在數(shù)值上就等于壓強(qiáng)降 ?pf。由 范寧公式就可求得某一雷諾數(shù)下的摩擦系數(shù)值。 本實(shí)驗(yàn)要分別對(duì)光滑管和粗糙管進(jìn)行測(cè)定。 （ 2）局部阻力測(cè)定原理 局部阻力計(jì)算有當(dāng)量長(zhǎng)度和阻力系數(shù)兩種方法，當(dāng)量長(zhǎng)度和阻力系數(shù)均要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定，本實(shí)驗(yàn)僅測(cè)定閥門(mén)在不同開(kāi)度的阻力系數(shù)。 局部阻力可由下式進(jìn)行計(jì)算 測(cè)定閥門(mén)在一定開(kāi)度下所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)降，由上述公式根據(jù)對(duì)應(yīng)的管內(nèi)流速確定阻力系數(shù)。 三、實(shí)驗(yàn)裝置 本裝置由離心泵、各種閥門(mén)和管件、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、 U形管壓差計(jì)，不銹鋼光滑管、鍍鋅粗糙管等構(gòu)成。 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為水，水從循環(huán)水箱由離心泵送入實(shí)驗(yàn)裝置，經(jīng)過(guò)管道系統(tǒng)后返回循環(huán)水箱。 流量可由轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀得，壓頭損失可由倒 U壓差計(jì)或由 1151壓差傳感器和數(shù)顯表測(cè)得。裝置結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)講義。 gugpH ff 22??? ???m 實(shí)驗(yàn)流程 四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng) 熟悉系統(tǒng)流程 —— 啟動(dòng)離心泵 —— 管道系統(tǒng)排氣（包括測(cè)壓導(dǎo)管排氣） —— 系統(tǒng)流體靜止時(shí)，倒 U形壓差計(jì)兩臂指示液液位是否相等 —— 打開(kāi)閥門(mén)，調(diào)節(jié)流量為 、…… 3/h（ 8~9點(diǎn)），測(cè)定光滑管和粗糙管的阻力（由對(duì)應(yīng)的壓差計(jì)讀得，單位為 mmH2O），注意調(diào)節(jié)好流量后，要等一段時(shí)間再讀數(shù) —— 測(cè)定閘閥全開(kāi)時(shí)阻力系數(shù)（流量設(shè)定為 2， 3， 4m3/h，測(cè)得 3個(gè)阻力，以確定平均阻力系數(shù)） —— 關(guān)閉系統(tǒng)閥門(mén) —— 停泵 —— 關(guān)閉所有儀表電源 —— 記錄下流體的溫度、裝置號(hào)。 實(shí)驗(yàn)前要畫(huà)好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。結(jié)束后實(shí)驗(yàn)記錄要交指導(dǎo)老師審閱后，才能離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。 9 8 7 6 5 4 3 2 1 閘閥阻力 mmH2O 粗糙管阻力 mmH2O 光滑管阻力 mmH2O 流量 m3/h 序號(hào) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫(xiě) （一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （二）實(shí)驗(yàn)原理 （三）實(shí)驗(yàn)裝置 （四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 （五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 （六）思考題 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 22ludgH f??直管阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 根據(jù)流量、管徑確定流速，根據(jù)管長(zhǎng)、該流量下所對(duì)應(yīng)的直管阻力（ mH2O）代入下式，確定摩擦系數(shù) ?。 根據(jù)流體溫度，查取流體的密度、黏度，計(jì)算該流量下的流動(dòng)雷諾數(shù) Re。 計(jì)算光滑管、粗糙管每一個(gè)流量下的摩擦系數(shù) ?和雷諾數(shù) Re ，將處理結(jié)果列入計(jì)算結(jié)果表中（表的格式見(jiàn)書(shū)）。 注意： 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中僅寫(xiě)出一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程，其他只要在計(jì)算結(jié)果表中表達(dá)出來(lái)即可。 將計(jì)算結(jié)果 在 ? ~Re圖上標(biāo)點(diǎn) ，并連成曲線(xiàn)。 8 9 7 6 5 4 3 2 1 ? Re ? Re 閘閥阻 力系數(shù) 粗糙管 光滑管 流量 m3/h 序號(hào) 數(shù)據(jù)處理結(jié)果表 log（ Re） log（?） 光滑管 粗糙管 全開(kāi)閘閥阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 根據(jù)流量、管徑確定流速，根據(jù)該流量下所對(duì)應(yīng)的閘閥阻力（ mH2O
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