【正文】 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸（最小二乘法），求關(guān)聯(lián)式 Nu= 中 A、 m 的值； 實(shí)驗(yàn)二： 測定 6~7 個不同流速下強(qiáng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)驗(yàn)一所得準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式求得 Nu0，計(jì)算傳熱強(qiáng)化比 Nu/Nu0； 三、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn) 21 普通套管換熱器傳熱系數(shù)及其準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)來測定。為什么 ? (2) 本實(shí)驗(yàn)中，為了得到較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置圖 圖 11 離心泵性能測試實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)管路 8溫度計(jì)9渦輪流量計(jì) 10實(shí)驗(yàn)水箱 11放水閥 12頻率計(jì) （流量測量：標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)測量；泵的入口真空度和出口壓強(qiáng)：用真空表和壓強(qiáng)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(jī)直接帶動的，傳動效率可視 3 為 ，所以電動機(jī)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(shí)驗(yàn)又稱為化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中要處理數(shù)據(jù)為 3842個，傳熱實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的不同序號進(jìn)行舉例，列出全部數(shù)字運(yùn)算過程；若發(fā)現(xiàn)同組中兩人用相同的序號進(jìn)行計(jì)算舉例，則兩人的報(bào)告均給低分（萃取實(shí)驗(yàn)和精餾實(shí)驗(yàn)例外）。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） II 對學(xué)生基本要求 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置具體情況，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，列出書寫報(bào)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(shí)驗(yàn)。檢查水源、電源、汽源等是否已確實(shí)關(guān)斷，并將場地打掃干凈。 對實(shí)驗(yàn)所測得的數(shù)據(jù)結(jié)果做必要的分析、討論。 食品工程 實(shí)驗(yàn)主要以各種單元操作實(shí)驗(yàn)為核心，將各種物理的、化工的、機(jī)械的、生物的等現(xiàn)象，人為的“移植”到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是 食品工程 專業(yè)所必做的技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) ,也是學(xué)生從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)所接觸的第一門工程實(shí)驗(yàn)。 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(shí)驗(yàn)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(xiàng)比較，出入 ?fH 值很小，故可忽略。即： 泵的軸功率 N＝電動機(jī)的輸出功率， kW； 電動機(jī)的輸出功率＝電動機(jī)的輸入功率電動機(jī)的效率； 泵的軸功率＝功率表的讀數(shù)電動機(jī)效率， kW。若將泵的特性曲線與管路特性曲線繪在同一坐標(biāo)圖上，兩曲線交點(diǎn)即為泵在該管路的工作點(diǎn)。電動機(jī)輸入功率：用功率表來測量。 4. 調(diào)節(jié)離心泵電機(jī)頻率，用 RESET 鍵、 ∧ 、 ∨ 及 ＜鍵 ， READ ENTER 確認(rèn)；調(diào)節(jié)電機(jī)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(qiáng)、流量計(jì)讀數(shù)），并記錄水溫。 七、報(bào)告內(nèi)容 1. 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果列在數(shù)據(jù)表格中，并以一組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)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(qiáng)表測壓位置管內(nèi)徑 d2= (3)真空表與壓強(qiáng)表測壓口之間的垂直距離 h0= (4)實(shí)驗(yàn)管路 d= (5)電機(jī)效率為 60% 2. 采用渦輪流量計(jì)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(shí)驗(yàn) 2 傳熱綜合實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 通過對空氣 — 水蒸氣簡單套管換熱器的實(shí)驗(yàn)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?yàn)?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(shí)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(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實(shí)驗(yàn)確定 流體在管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)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(qiáng)化方式的真正效果和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)化比較高，且阻力系數(shù)較小的強(qiáng)化方式，才是最佳的強(qiáng)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(jìn)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(jī)電源，然后開啟和關(guān)閉控制閥。 ⒉ 實(shí)驗(yàn) 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(zhǔn)數(shù)、 Nu0 和強(qiáng)化比，還包括重要的中間計(jì)算結(jié)果）、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的回歸結(jié)果，以其中一組數(shù)據(jù)的計(jì)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(shí)驗(yàn)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?xì)饣?，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(shí)驗(yàn)在恒定干燥條件下對帆布物料進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jī)電源和總電源。 2. 實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)檢查濕球溫度計(jì)水量是否充足。 七、報(bào)告內(nèi)容 1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jìn)料方程，并計(jì)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(diǎn)（ XD， XD），與 Y 軸截距為 (0， XD/（ R+1） )。 Cpm—— 進(jìn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)步驟 本實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中又稱分散相）。 ⒈ 按萃取相計(jì)算的傳質(zhì)單元數(shù) ? ????EbEtYY EEEOE YY dYN * (51) 式中： YEt─苯甲酸在進(jìn)入塔頂?shù)妮腿∠嘀械馁|(zhì)量比組成， kg 苯甲酸／ kg 水； 本實(shí)驗(yàn)中 YEt＝ 0。 操作線，即經(jīng)過點(diǎn)（ YEt， XRt）和點(diǎn)（ YEb， XRb）的直線。 4. 流量計(jì)校正 (54) 式中： V1—廠家標(biāo)定時所用液體（本流量計(jì)為水）流量， m3； V2—實(shí)際液體流量， m3； ρ1—廠家標(biāo)定時所用液體密度， kgm3； ρ2—實(shí)際液體密度， kgm3； ρf—轉(zhuǎn)子流量計(jì)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(jìn)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(qiáng)降與氣液流量有關(guān)，不同噴淋量下填料層的壓強(qiáng)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 =＞ ＞