【正文】 因此，一般采用實驗的方法測定揚(yáng)程，即泵的特性曲線由實驗測得。二、基本原理對一定類型的泵來說，泵的特性曲線主要是指在一定轉(zhuǎn)速下，泵的揚(yáng)程 (H)、軸功率(P) 和效率 (η ) 與流量 ( qv) 之間的關(guān)系。2．掌握離心泵特性曲線的測定方法。c、實驗數(shù)據(jù)記錄序號流量(m3/h)光滑管mmH2O粗糙管mmH2O局部阻力mmH2O左右壓差左右壓差左右壓差四、思考題在對裝置做排氣工作時，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥?為什么? 壓差計上的平衡閥起什么作用？它在什么情況下是開著的，又在什么情況下是關(guān)閉的？ 如何檢測管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈? 以水做介質(zhì)所測得的λ～Re關(guān)系能否適用于其它流體?如何應(yīng)用? 在不同設(shè)備上(包括不同管徑)，不同水溫下測定的λ～Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上? 如果測壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對靜壓的測量有何影響?在直管阻力測量中，壓差計顯示的壓差是否隨著流量的增加而成線性增加？分別就層流和湍流進(jìn)行討論。4．λ～Re曲線的繪制：裝置確定時，根據(jù)和u的實驗測定值，可計算λ和ξ，在等溫條件下，雷諾數(shù)Re = duρ/μ = Au，其中A為常數(shù)，因此只要調(diào)節(jié)管路流量，即可得到一系列λ～Re的實驗點(diǎn)，從而繪出λ～Re曲線。每次改變流量，待流動達(dá)到穩(wěn)定后，分別記下壓差計左右兩管的液位高度，兩高度相減的絕對值即為該流量下的差壓。3．流量和壓差的測定：實驗時可以分別使用自動或手動方法。2．倒U型壓差計的排氣：采用手動方法測量時，應(yīng)對倒U型壓差計進(jìn)行排氣和調(diào)零，使壓差計兩端在帶壓且零流量時的液位高度相等。實驗裝置由兩套相同的裝置組成，裝置參數(shù)見下表。測定局部阻力使用不銹鋼管，其上裝有待測管件(閘閥)；光滑管直管阻力的測定同樣使用內(nèi)壁光滑的不銹鋼管，而粗糙管直管阻力的測定使用內(nèi)壁較粗糙的鍍鋅管。實驗對象部分是由貯水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水管，各種閥門、管件，渦輪流量計和倒U型壓差計等所組成的。上機(jī)處理數(shù)據(jù)。關(guān)閉總管控制閥，打開轉(zhuǎn)子流量計，排除空氣，測定層流阻力。先將控制閥開至最大，讀取流量顯示儀讀數(shù)F大，再讀取流量顯示儀讀數(shù)F小，在F小 和F大 二個讀數(shù)之間布14～16個點(diǎn)。注意：檢驗排氣是否徹底是將控制閥開至最大，再關(guān)至為零，看壓差變送器計讀數(shù)，若前后讀數(shù)相等，則判斷系統(tǒng)排氣徹底；若前后讀數(shù)不等，則重復(fù)上述2步驟。系統(tǒng)排氣（1）總管排氣：同時打開光滑管和粗糙管的切換閥，先將控制閥開足然后再關(guān)閉，重復(fù)三次，目的為了使總管中的大部分氣體被排走，然后打開總管排氣閥，開足后再關(guān)閉，重復(fù)三遍。三、實驗流程圖和實驗步驟（1）手動阻力實驗裝置a、實驗流程圖（圖21）41光滑管，2粗糙管，3層流管，4離心泵管圖21 流體流動阻力實驗流程圖實驗裝置參數(shù)見下表裝置1名稱材質(zhì)管內(nèi)徑（mm）測量段長度（cm）管路號管內(nèi)徑局部阻力 大小頭不銹鋼管閘閥鍍鋅鐵管湍流光滑管不銹鋼管1200粗糙管鍍鋅鐵管2200 層流銅管36140裝置2名稱材質(zhì)管內(nèi)徑（mm）測量段長度（cm）管路號管內(nèi)徑局部阻力90176。局部阻力損失通常有兩種表示方法：當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法。若流體為層流流動時，直管的摩擦阻力系數(shù)為： (27)若裝置已經(jīng)確立，物系也已確定，那么λ只隨Re而變，實驗操作變量僅有流量，改變閥門的開度可以達(dá)到改變流速u的目的，因此在管路中需要安裝一個流量計；在直徑為d、長度為l的水平直管上，引出二個測壓點(diǎn)，并接上一個壓差計，可以用壓差變送器或液柱壓差計測量壓差Δp（注：壓差變送器是將壓差轉(zhuǎn)換成電信號再用儀表顯示，液柱壓差計是將壓差以液柱高度表示的，若為U形管壓差計計算公式為：。實驗研究發(fā)現(xiàn)，影響湍流時直管阻力損失 Δpf 的因素有：流體性質(zhì)：密度 ρ 和粘度 μ；管路特性：管徑d、管長 l和 管壁粗糙度ε；操作條件：流速u；根據(jù)因次分析法，Δpf可以表示成上述諸多影響因素的關(guān)系式：Δpf = f (d, u, ρ , μ , l , ε) (21)組合成四個無因次數(shù)群： (22) 若實驗設(shè)備已定，(22) 式可寫為： hf = (23) 若實驗設(shè)備是水平直管，Δpf = Δp，即阻力損失表現(xiàn)為壓力降，(23) 式可寫為：hf = (24)所以： hf = (25)即： (26)式中 λ 為直管的摩擦阻力系數(shù)。二、實驗原理由于流體粘性的存在，流體在流動的過程中會發(fā)生流體間的摩擦，從而導(dǎo)致阻力損失。再稍稍開啟排水閥，使紅墨水緩慢隨水運(yùn)動，則可觀察到紅墨水團(tuán)前端的界限，形成了旋轉(zhuǎn)拋物面。因此，靜止時處于同一橫截面的流體質(zhì)點(diǎn)，開始層流流動后，由于速度不同，組成了旋轉(zhuǎn)拋物面（即由拋物線繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)形成的曲面）。觀察層流時流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布。注意，此時液面雖平靜，但液面的高度是在緩慢下降的。逐步開大排水閥，觀察不同雷諾數(shù)時的流動狀況，并把現(xiàn)象記入表中。開啟上水閥，使高位槽充水至產(chǎn)生溢流時關(guān)閉（若條件許可，此步驟可在實驗前數(shù)小時進(jìn)行，以使高位槽中的水經(jīng)過靜置，消除旋流，提高實驗的準(zhǔn)確度）。向水箱內(nèi)注水。試驗時水由高位水箱進(jìn)入玻璃管，槽內(nèi)水由進(jìn)水管供應(yīng)，槽內(nèi)設(shè)有進(jìn)水穩(wěn)流裝置及溢流箱用以維持平穩(wěn)而又穩(wěn)定的液面，多余之水由溢流管排入水溝。湍流時紅墨水與水混旋，分不出界限。因為外界干擾及管子粗細(xì)不均勻等原因，層流的雷諾數(shù)上界達(dá)不到2000，只能達(dá)到1600左右。注意：進(jìn)水閥出水閥水箱玻璃試驗管顏色水瓶溢流雷諾實驗要求減少外界干擾，嚴(yán)格要求時應(yīng)在有避免震動設(shè)施的房間內(nèi)進(jìn)行。對于流體水來說,ρ、μ幾乎僅為溫度的函數(shù)。 （1－1）Re2000~2300時為層流，Re4000時為湍流，2000Re4000時為過渡區(qū)，在此區(qū)間流型可能表現(xiàn)為流層，也可能表現(xiàn)為湍流。圖2－5 塔板水力學(xué)演示裝置圖三、 實驗操作的基本步驟1. 打開進(jìn)水閥，使一定的水量進(jìn)入裝置的頂部，在不開動風(fēng)機(jī)的情況下觀察液體流經(jīng)塔板時的情形和途徑；改變風(fēng)量的大小，再仔細(xì)觀察上述的內(nèi)容，看其發(fā)生了什么變化？2. 維持一定的水量，開啟風(fēng)機(jī)逐步改變進(jìn)風(fēng)量，隨時觀察板上的氣液接觸情況及鼓泡狀態(tài)，液體的流動狀況等一些現(xiàn)象問題，分析并思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因；3. 維持一定的氣量（真正要維持本裝置中的恒定氣量難以實現(xiàn)，為什么請同學(xué)們自己思考），逐步改變頂部的進(jìn)液量，同樣地隨時觀看塔板上的氣液接觸狀況、鼓泡狀態(tài)、流體的流動狀況等現(xiàn)象，分析其原因，并于改變氣量時所見到的一些現(xiàn)象進(jìn)行比較；4. 在演示過程中，請注意裝置底部的液位高低，人為地把液位降低到玻璃管的紅線以下，會發(fā)生什么情況？四、問題與討論1. 在液泛時你所見到的有哪些現(xiàn)象？2. 比較塔板的泛點(diǎn)隨著氣、液相負(fù)荷變化作如何變化；3. 塔板上液位落差的存在對氣流接觸產(chǎn)生什么影響？4. 產(chǎn)生漏夜現(xiàn)象的原因是什么？漏夜時的氣速是塔設(shè)備操作中的什么氣速？5. 在經(jīng)常操作時，若恒定噴淋量而逐步增加進(jìn)氣量，將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？6. 在經(jīng)常操作時，若恒定進(jìn)氣量而逐步增加噴淋量，又將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？第三篇 驗證型實驗實驗一 流體流型的觀察與測定一、實驗?zāi)康?觀察流體在管內(nèi)流動的兩種不同型態(tài)，加強(qiáng)層流和湍流兩種流動類型的感性認(rèn)識；掌握雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的測定與計算；測定臨界雷諾數(shù)。三、 問題與討論？在本實驗中影響邊界層的最主要因素是什么？，對流體邊界層的存在有何見解？，可以采取哪些有效的措施？？實驗四 塔板水力學(xué)性質(zhì)演示實驗一、 實驗?zāi)康?. 了解浮閥塔板結(jié)構(gòu)情況及其區(qū)間的分布情況；2. 觀察塔板在一定的氣液量通過時，氣液相在塔板上的接觸情況；3. 適當(dāng)改變氣液負(fù)荷，觀察因氣液相負(fù)荷變化而引起的塔的一些不正常操作現(xiàn)象，并對塔板的這些現(xiàn)象進(jìn)行比較。從屏上看見，圓柱體底部的邊界層由于氣體流動時的動壓的影響，邊界層最薄，愈往上部，邊界層逐漸加厚，在離開圓柱體頂上部時，產(chǎn)生邊界層分離而形成漩渦，這種現(xiàn)象同我們平時見到的火焰形狀相類似。反之，原投射點(diǎn)b點(diǎn)，因得不到足夠的入射光線而顯得較暗，從而形成一個較暗的環(huán)圈，這個暗的環(huán)圈完全是邊界層內(nèi)高溫空氣的密度變化后而引起光線的偏折現(xiàn)象引起的，因此它就代表了邊界層的形狀。此時，如果邊界層的空氣和周圍空氣的折射率相同的話，則光線不產(chǎn)生偏折而應(yīng)投射到b點(diǎn)，如圖2－4所示。由于邊界層內(nèi)氣體的密度與邊界層外的氣體密度不同，則使層內(nèi)、外氣體對光的折射率也不同，利用折射率的差異，可觀察到邊界層存在的實際情況。思考：所有測壓管中的液柱高度是否在同一標(biāo)高上？應(yīng)否在同一標(biāo)高上？為什么？ 將閥3半開，觀察并記錄各個測壓管的高度，并思考：（1）A、E兩管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D兩管中，C、D兩管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？ 將閥全開，觀察并記錄各測壓管的高度，并思考：各測壓管內(nèi)液位高度是否變化？為什么變化？這一現(xiàn)象說明了什么？五、實驗數(shù)據(jù)記錄. 液柱高度 A B C D E 閥門關(guān) 閉 半 開全 開實驗三 邊界層演示實驗一、 實驗?zāi)康?． 觀察流體經(jīng)固體壁面所產(chǎn)生的邊界層現(xiàn)象；2． 加強(qiáng)對邊界層的感性認(rèn)識；二、 實驗裝置及原理本實驗裝置由點(diǎn)光源、熱模型和屏所組成，具體如下圖所示，當(dāng)熱模型通電加熱后，在其中就產(chǎn)生自下而上的空氣對流運(yùn)動，因熱模型的固體壁面與空氣接觸處存在著層流邊界層，而邊界層內(nèi)空氣幾乎是不流動的，故其傳熱情況極差，致使層內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于周圍空氣的溫度而接近于壁面溫度，從而使邊界層內(nèi)空氣的密度院校與周圍空氣的密度。水的流量由出口閥門調(diào)節(jié)，出口閥關(guān)閉時流體靜止。若u1u2 , p1p2；在靜止?fàn)顟B(tài)下，即u1= u2= 0時，p1=p2。在有摩擦而沒有外功輸入時，任意兩截面間機(jī)械能的差即為摩擦損失。二、基本原理 流動的流體具有三種機(jī)械能：位能、動能和靜壓能，這三種能量可以互相轉(zhuǎn)換。四、 計算與討論1. 測壓強(qiáng)時，槽中壓強(qiáng)P值 [Pa]2. 測真空度時，槽中真空度值 [Pa]3. 計算差壓計5中指示劑密度；4. 差壓計8從槽底引出，差壓計6從槽側(cè)面引出，其讀數(shù)為什么不同？5. 在上面3實驗操作現(xiàn)象觀察中所見的，水槽底下閥9打開后不久，閥9就不流水了，為什么？實驗二 柏努利實驗一、實驗?zāi)康耐ㄟ^實測靜止和流動的流體中各項壓頭及其相互轉(zhuǎn)換，驗證流體靜力學(xué)原理和柏努利方程。第二篇 演示型實驗實驗一 靜力學(xué)實驗一、 實驗?zāi)康呐c要求1. 熟悉流體靜力學(xué)基本方程式的意義；2. 了解差壓計測量壓強(qiáng)和真空度的原理；3. 明確不同的密度液體柱高度的換算方法；4. 用靜力學(xué)原理來解釋操作中的一些現(xiàn)象。但無論何種形式的實驗報告，均應(yīng)體現(xiàn)出它的學(xué)術(shù)性、科學(xué)性、理論性、規(guī)范性、創(chuàng)造性和探索性。 用論文形式撰寫《化工原理實驗》的實驗報告，可極大地提高學(xué)生寫作能力、綜合應(yīng)用知識能力和科研能力。通常是將中文標(biāo)題（Topic）、作者（Author）、摘要（Abstract）、及關(guān)鍵詞（Key Words）譯為英文。對于某些數(shù)量較大的重要原始數(shù)據(jù)、篇幅過大不便于作正文的材料、對專業(yè)同行有參考價值的資料等可作為附錄，放在論文的最后（參考文獻(xiàn)之后）。 被引用的文獻(xiàn)為期刊論文的單篇文獻(xiàn)時，著錄格式為：“順序號 作者．題名[J]． 刊名，出版年，卷號（期號），引文所在的起止頁碼”，例如[1]。一般來說，前言部分所列的文獻(xiàn)都應(yīng)與主題有關(guān)；在方法部分，常需引用一定的文獻(xiàn)與之比較；在討論部分，要將自己的結(jié)果與同行的有關(guān)研究進(jìn)行比較，這種比較都要以別人的原始出版物為基礎(chǔ)。致謝對象包括除作者以外所有對研究工作和論文寫作有貢獻(xiàn)、有幫助的人，如：指導(dǎo)過論文的專家、教授；幫助搜集和整理過資料者；對研究工作和論文寫作提過建議者等。據(jù)此可以看出研究成果的水平?！　】傊?，在結(jié)果與分析中既要包含所取得的結(jié)果，還要說明結(jié)果的可信度、再現(xiàn)性、誤差，以及與理論或分析結(jié)果的比較、經(jīng)驗公式的建立、尚存在的問題等等?！　。╞）對圖和表，要精心設(shè)計、制作，圖要能直觀地表達(dá)變量間的相互關(guān)系；表要易于顯示數(shù)據(jù)的變化