【正文】 的實驗數(shù)據(jù)進行線性回歸（最小二乘法），求關(guān)聯(lián)式 Nu= 中 A、 m 的值； 實驗二： 測定 6~7 個不同流速下強化套管換熱器的出入口溫度差和流量，算出對流傳熱系數(shù)i? ； 對 i? 的實驗數(shù)據(jù)進行線性回歸，求關(guān)聯(lián)式 Nu=BRem 中常數(shù) B、 m 的值； 同一流量下，按實驗一所得準數(shù)關(guān)聯(lián)式求得 Nu0，計算傳熱強化比 Nu/Nu0； 三、實驗原理 實驗 21 普通套管換熱器傳熱系數(shù)及其準數(shù)關(guān)聯(lián)式的測定 ⒈ 對流傳熱系數(shù) i? 的測定 對流傳熱系數(shù) i? 可以根據(jù)牛頓冷卻定律，用實驗來測定。為什么 ? (2) 本實驗中，為了得到較好的實驗結(jié)果，實驗流 量范圍下限應(yīng)小到零，上限應(yīng)盡量的大，為什么 ? (3) 離心泵的流量，為什么可以通過出口閥來調(diào)節(jié) ?往復(fù)泵的流量是否也可采用同樣的方法來調(diào)節(jié)。 ⒉ 開啟離心泵時，應(yīng)將回流閥 (6)全開。 3. 測量管路特性曲線測定時，先置流量調(diào)節(jié)閥 6 為某一狀態(tài) (使系統(tǒng)流量為某一固定值 )。 四、實驗裝置圖 圖 11 離心泵性能測試實驗裝置圖 1離心泵 2真空表 3壓力表 4變頻器 5功率表 6流量調(diào)節(jié)閥 7實驗管路 8溫度計9渦輪流量計 10實驗水箱 11放水閥 12頻率計 （流量測量：標準渦輪流量計測量；泵的入口真空度和出口壓強：用真空表和壓強表來測量。 在一定的管路上，泵所能提供的壓頭和流量必然與管路所需的壓頭和流量一致。由于泵是由電動機直接帶動的，傳動效率可視 3 為 ，所以電動機的輸出功率 等于泵的軸功率。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用泵的重要依據(jù)。 3. 測定流量調(diào)節(jié)閥某一開度下管路特性曲線。 2. 掌握離心泵特性曲線和管路特性曲線的測定和表示方法，加深對離心泵的了解。 一般化學(xué)實驗又稱為化學(xué)反應(yīng)實驗，一般只局限在玻璃瓶、試管燒杯等小儀器中各種化學(xué)反應(yīng)，而 食品工程 原理實驗不僅有各種化學(xué)反應(yīng)，還涉及容器大小、傳熱，傳質(zhì)、流動等情況；主要區(qū)別為：一、涉及知識面不同，前者較窄，只針對單一知識面，后者涉及面非常廣，如攪拌器的功率，轉(zhuǎn)速，容器的尺寸，周邊環(huán)境的防火防爆等；二、影響因素，前者一般均做理想化處理或盡量避免 其影響，后者正視影響的存在，并具體考慮影響因素對實驗過程的作用，如粘度，密度，表面張力等；三、數(shù)據(jù)處理，前者處理比較簡單，數(shù)據(jù)量較少，后者數(shù)據(jù)量大，處理復(fù)雜，需要各種儀器方程和修正方程，同時處理方法也很多，如離心泵實驗中要處理數(shù)據(jù)為 3842個，傳熱實驗中需要線性回歸并用最小二乘法處理。它屬于工程技術(shù)科學(xué)，具有非常顯著的工程性；但同時它屬于技術(shù)范疇，同樣具有創(chuàng)新性和保密性。同組人取實驗的不同序號進行舉例，列出全部數(shù)字運算過程；若發(fā)現(xiàn)同組中兩人用相同的序號進行計算舉例，則兩人的報告均給低分（萃取實驗和精餾實驗例外）。 實驗結(jié)束后，應(yīng)將使用的儀器設(shè)備整理復(fù)原。 I 食品 工 程 原理實驗 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） II 對學(xué)生基本要求 實驗前應(yīng)根據(jù)實驗裝置具體情況，進行實驗預(yù)習(xí)，列出書寫報告所需要的原始數(shù)據(jù)表，并通過老師的檢查提問，方可參加實驗。檢查水源、電源、汽源等是否已確實關(guān)斷，并將場地打掃干凈。 對實驗所測得的數(shù)據(jù)結(jié)果做必要的分析、討論。 食品工程 實驗主要以各種單元操作實驗為核心，將各種物理的、化工的、機械的、生物的等現(xiàn)象，人為的“移植”到實驗室，供人們研究、考察、論證，使之為人類服務(wù)。 綜上所述， 食品工程 原理實驗是 食品工程 專業(yè)所必做的技術(shù)基礎(chǔ)實驗 ,也是學(xué)生從基礎(chǔ)實驗轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)實驗學(xué)習(xí)所接觸的第一門工程實驗。 3. 掌握離心泵特性管路特性曲線的測定方法、表示方法。 三、實驗原理 （一）離心泵特性曲線 離心泵是最常見的液體輸送設(shè)備。泵特性曲線的具體測定方法如下： ⒈ H 的測定 在泵的吸入口和壓出口之間列柏努利方程，有 出入入出入出入出出入出出出入入入） ????????????????ffHg uug PPZZHHgugPZHgugPZ2(222222??? 上式中 出入 ?fH 是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力 (不包括泵體內(nèi)部的流動阻力所引起的壓頭損失 )，當(dāng)所選的兩截面很接近泵體時，與柏努利方程中其它項比較，出入 ?fH 值很小，故可忽略。即： 泵的軸功率 N＝電動機的輸出功率， kW； 電動機的輸出功率＝電動機的輸入功率電動機的效率； 泵的軸功率＝功率表的讀數(shù)電動機效率， kW。若將泵的特性曲線與管路特性曲線繪在同一坐標圖上，兩曲線交點即為泵在該管路的工作點。電動機輸入功率：用功率表來測量。 4. 調(diào)節(jié)離心泵電機頻率，用 RESET 鍵、 ∧ 、 ∨ 及 ＜鍵 ， READ ENTER 確認；調(diào)節(jié)電機頻率，使管路特性改變，調(diào)節(jié)范圍 (50— 20Hz)，測取 12～ 14 組數(shù)據(jù)（同時測量泵入口真空度、泵出口壓強、流量計讀數(shù)），并記錄水溫。 七、報告內(nèi)容 1. 將實驗數(shù)據(jù)和計算結(jié)果列在數(shù)據(jù)表格中，并以一組數(shù)據(jù)進行計算舉例。為什么 ? 八、設(shè)備參數(shù) 1. 設(shè)備參數(shù)： (1)真空表測壓位置管內(nèi)徑 d1= (2)壓強表測壓位置管內(nèi)徑 d2= (3)真空表與壓強表測壓口之間的垂直距離 h0= (4)實驗管路 d= (5)電機效率為 60% 2. 采用渦輪流量計測量流量（儀表常數(shù) 次 /升） 3. 功率表：型號 PS139 精度 級 4. 真空表 ：表盤真徑 100mm 測量范圍 精度 級 5. 壓力表：表盤直徑 100mm 測量范圍 精度 級 5 實驗 2 傳熱綜合實驗 一、實驗?zāi)康? 1. 通過對空氣 — 水蒸氣簡單套管換熱器的實驗研究，掌握對流傳熱系數(shù) i? 的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解。因為 i? o? ,所以 傳熱管內(nèi)的對流傳熱系數(shù) ?i? 熱冷流體間的總傳熱系數(shù) ? ?imi stQK ??? / （ W/m2 管內(nèi)換熱面積： iii LdS ?? (23） 式中： di— 內(nèi)管管內(nèi)徑， m； Li— 傳熱管測量段的實際長度， m； 由熱量衡算式： )( 12 iipiii ttcWQ ?? (24) 其中質(zhì)量流量由下式求得： 3600iii VW ?? (25） 式中： Vi— 冷流體在套管內(nèi)的平均 體積流量， m3 / h； cpi— 冷流體的定壓比熱， kJ / (kg ⒉ 對流傳熱系數(shù)準數(shù)關(guān)聯(lián)式的實驗確定 流體在管內(nèi)作強制湍流，被加熱狀態(tài)，準數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為 nimii ANu PrRe? . (26） 其中： iiii dNu ??? ， iiiii du ???Re ， iipii c???Pr 物性數(shù)據(jù) λi、 cpi、 ρi、 μi 可根據(jù)定性溫度 tm 查得。 螺旋線圈的結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示，螺旋線圈由直徑 3mm 以下的銅絲和鋼絲按一定節(jié)距繞成。螺旋線圈是以線圈節(jié)距 H 與管內(nèi)徑 d 的比值以及管壁粗糙度（ hd/2 ）為主要技術(shù)參數(shù)，且長徑比是影響傳熱效果和阻力系數(shù)的重要因素。需要說明的是，如果評判強化方式的真正效果和經(jīng)濟效益，則必須考慮阻力因素，阻力 系數(shù)隨著換熱系數(shù)的增加而增加，從而導(dǎo)致?lián)Q熱性能的降低和能耗的增加，只有強化比較高，且阻力系數(shù)較小的強化方式，才是最佳的強化方法。蒸汽空氣上升管路，使用三通和球閥分別控制氣體進入兩個套管換熱器。檢查熱電偶的冷端，是否全部浸沒在冰水混合物中。即在給蒸汽加熱釜電壓之前，兩蒸汽支路控制閥（見圖 22）之一 必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機電源，然后開啟和關(guān)閉控制閥。 ⒉ 實驗 22 的原始數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)整理表（換熱量、傳熱系數(shù)、各準數(shù)、 Nu0 和強化比，還包括重要的中間計算結(jié)果）、準數(shù)關(guān)聯(lián)式的回歸結(jié)果，以其中一組數(shù)據(jù)的計算舉例。 3. 加深對物料臨界含水量 Xc的概念及其影響因素的理解。 三、實驗原理 當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時，物料表面的水分開始氣化，并向周圍介質(zhì)傳遞。因此，干燥速率為物料表面上水分的氣化速率所控制，故此階段亦稱為表面氣化控制階 段。故此階段亦稱為內(nèi)部遷移控制階段。本實驗在恒定干燥條件下對帆布物料進行干燥，測定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測定方法及其影響因素。 h）； S — 干燥面積， m2，（長 ，寬 ）； ?? — 時間間隔， h； 11 39。39。 ⒊ 恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定 twwtw rttSdr dQSddWUc )(39。 s）； wt — 干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，℃； t — 干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，℃； twr — wt ℃下水的氣化熱， J/ kg。 五、操作方法 1. 將干燥物料（棉布）放入水中充分浸濕，將棉布表面的水分稍微擠壓除去。 4. 在空氣溫度、流量穩(wěn)定的條件下，用重量傳感器測定支架的重量并記錄下來。 7. 實驗完畢，先關(guān)閉加熱電 源，待干球溫度降至 45℃以下時，再 關(guān)閉風(fēng)機電源和總電源。 2. 實驗前，應(yīng)檢查濕球溫度計水量是否充足。 七、報告內(nèi)容 1. 根據(jù)實驗結(jié)果繪制出干燥曲線、干燥速率曲線，并得出恒定干燥速率、臨界含水量、平衡含水量 。 2. 學(xué)習(xí)精餾塔性能參數(shù)的測量方法，并掌握其影響因素。 2. 用作圖法計算出精餾塔在全回流和部分回流的條件下的理論塔板 數(shù)和進料方程，并計算出總板效率 ET。 部分回流理論塔板： 精餾段操作線方程： (42) 由方程知道該直線經(jīng)過點（ XD， XD），與 Y 軸截距為 (0， XD/（ R+1） )。 Cpm—— 進料液體在平均溫度（ tF + tBP） /2 下的比熱， kJ/（ kmol．℃）。 r1， r2—— 分別為純組份 1 和組份 2 在泡點溫度下的汽化潛熱， kJ/kg。 結(jié)合精餾段操作線便可畫出理論塔板數(shù) 四、 實驗步驟 本實驗以測定乙醇 /正丙醇二元物系精餾分離過程中，全回流和部分回流條件下的全塔效率。進行全回流操作至塔頂溫度保持恒定 10～ 15 分鐘后，用注射器分別在塔頂、塔釜和進料口分別取樣，待樣品液溫度降至室溫后，用阿貝折光儀測量該樣品折光率（阿貝折光儀的使用方法見本實驗附錄）。 ，隨時注意回流管和接收瓶是否溢出。 2. 掌握槳葉式萃取塔的性能測定方法。 2. 分別采用圖解法和辛普森積分法計算在兩個不同流速下萃取塔的傳質(zhì)單元數(shù) NOE。 塔內(nèi)的攪拌 作用可以使分散相液滴不斷破碎與聚合，以使液滴的表面不斷更新，還可以減少連續(xù)相的軸向混合。 萃取塔的 分離效率可以用傳質(zhì)單元高度 HOE 或理論級當(dāng)量高度 he 表示。水相為萃取相（用字母 E 表示，在本實驗中又稱連續(xù)相、重相），煤油相為萃余相（用字母R 表示，在本實驗中又稱分散相）。 ⒈ 按萃取相計算的傳質(zhì)單元數(shù) ? ????EbEtYY EEEOE YY dYN * (51) 式中： YEt─苯甲酸在進入塔頂?shù)妮腿∠嘀械馁|(zhì)量比組成， kg 苯甲酸／ kg 水； 本實驗中 YEt＝ 0。 操作線，即經(jīng)過點（ YEt， XRt）和點（ YEb， XRb）的直線。 4. 流量計校正 (54) 式中： V1—廠家標定時所用液體（本流量計為水）流量， m3； V2—實際液體流量， m3； ρ1—廠家標定時所用液體密度， kgm3； ρ2—實際液體密度， kgm3； ρf—轉(zhuǎn)子流量計密度， kgm3。 4. 調(diào)節(jié)∏管的位置，使得兩相界面在合適處。 6. 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，再次進行測量。 3. ∏管的位置調(diào)節(jié)一定要慢，避免造成水相回流至煤油回收箱中。 學(xué)習(xí)填料吸收塔傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測定方法。壓強降與氣液流量有關(guān)，不同噴淋量下填料層的壓強降Δ P與空塔氣速 u的關(guān)系如下圖所示： u , m / s 0123L 3 L 2 L 1L 0 =＞ ＞