化工原理干燥实验报告
报告是日常生活与学习的常见记录方式,报告有着明确的格式。在实际工作中,我们怎么样正确编写报告呢?以下是小编整理的关于《化工原理干燥实验报告》的相关内容,希望能给你带来帮助!
第一篇:化工原理干燥实验报告
四川大学化工原理干燥实习报告
本 科 实 习 报 告
学 院
化学工程
学生姓名
专 业
化学工程与工艺
学 号
年 级
指导教师
教务处制表
二ΟΟ六
年
X
月
X日
对流干燥实验
一、实验目的
(1)了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。
(2)掌握物料干燥曲线的测定方法。
(3)测定湿物料的临界含水量XC。
(4)加强对干燥原理的理解,掌握影响干燥速率的因素。
二、实验原理
干燥是以热能为动力,利用分子浓度不同所带来的扩散性去除固体物料中湿份的操作。干燥过程中,物料首先被空气预热,温度上升到空气的湿球温度,干燥速率上升,随后保持平衡,温度不变,干燥速率恒定。当物料中的自由水被干燥完全后,干燥速率下降,最后至为0,到达水分的平衡。实际过程中,物料的预热时间很短,可以被忽略。
(1)干燥曲线。
干燥曲线是物料的湿含量X与干燥时间的关系曲线。它反映了物料在干燥过程中湿含量随干燥时间的变化关系,其具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同,干燥曲线的基本变化趋势如图3-15所示。干燥曲线中BC段为直线,CD段为曲线,直线和曲线的交点为临界点,临界点的物料湿含量为临界湿含量XC。
(2)干燥速率曲线。
干燥速率曲线是干燥速率与物料湿含量的关系曲线。它反映了物料干燥过程的基本规律,如图所示。从图中可以明显看出,湿物料在干燥过程中经历了三个阶段:物料预热升温段、恒速干燥段和降速干燥段。常常采用实验的方法来测定干燥速率曲线。干燥速率曲线是工业干燥器设计的依据,因而具有重要的现实意义。
干燥速率是以单位时间内、单位面积上所汽化的水分量来表示,其数学式为
(3-36)
式中:u——干燥速率,;
图3-16干燥速率曲线
W——汽化水分量,kg;
GC——绝干物料量,kg;
X——湿物料的干基含湿量,kg水/kg绝干物料;
A——干燥面积,m2;
——干燥时间,S。
实验中干燥速率可按下式近似计算:
(3-37)
式中:——干燥进行时间,S;
——在时间内湿物料汽化的水分量,kg。
干燥速率受到干燥介质的温度、湿度与流动状态、物料的性质与尺寸以及物料与介质的接触方式等多种因素的影响,若这些因素均保持相对恒定,则物料的湿含量将只随干燥时间而降低,据此可作出:湿含量与干燥时间关系的干燥曲线;干燥速率与物料湿含量关系的干燥速率曲线。
本实验在洞道式循环干燥器内进行,以热空气为干燥介质来加热湿物料,干燥是物料静止、热空气强制对流传热情况下的传质过程。用电子称重传感器与秒表配合,测定物料每失重一定量所需的时间,即可求出该时段内湿分汽化量和干燥速率。
三.实验流程及设备
(1)气流干燥实验流程。
本干燥实验装置为洞道式循环干燥器。空气由风机送出,经电加热器加热变成热空气,通过孔板流量计计量后进人干燥箱体内与湿物料进行热量传递和质量传递,然后返回风机,循环使用。湿物料由称重传感器测其随时间的重量变化,其流程示意如图3-17所示。
图3-17
对流干燥实验装置流程
1-
球阀;2-蝶阀;3、11-热电偶;4、9-重量巡检仪;5、10-称重传感器;6-风机
7-加热器;8-巡检仪;12、13-干燥物料;14-孔板流量计
(2)实验设备及仪表。
干燥箱体:尺寸为,材质为不锈钢。
风机:Y9US-2.
其他仪表仪器:高精度数字显示仪DWI-D,称重传感器C1Y3、孔板流量计;巡检仪F&B、热电偶WZC-333、电子表。
四.实验操作步骤
(1)理清流程,熟悉测试仪表的使用。
(2)蝶阀2全开,打开控制箱,依次开启总电源、风机、电加热器和仪表按钮,让空气进人电加热器7,预热空气后进人干燥箱体。
(3)预热空气升温至50℃以上,调节阀门1,保持温度恒定后,放人湿物料进入干燥箱内,记录其总重量,同时计时。
(4)每失重0.5g,记录一次干燥时间,共采集数据13组到15组。
(5)所有实验数据采集完后,经指导教师同意,关闭电加热器、关闭风机和总电源。
(6)在实验操作过程中,注意用电的安全。
五.实验原始数据记录
干燥箱内温度:55℃
物料尺寸:86*108*2mm
湿物料起始量:46g
绝干物料质量:18.2g
45.6
41
40.8
9'04
36.0
5'16
31.2
18'50
26.4
22'11
45.2
1'23
40.4
9'55
35.6
6'17
30.8
1'08
26.0
25'26
44.8
1'51
40.0
10'48
35.2
7'21
30.4
2'40
25.6
28'48
44.4
2'20
39.6
11'46
34.8
8'31
30.0
3'52
25.2
32'4
44.0
3'01
39.2
12'37
34.4
9'27
29.6
5'25
24.8
37'35
43.6
3'44
38.8
13'28
34.0
10'32
29.2
7'03
24.4
5'23
43.2
4'30
38.4
14'22
33.6
11'42
28.8
8'46
24.0
10'41
42.8
5'13
38.0
34.0
33.2
12'44
28.4
10'42
23.6
17'08
42.4
5'54
37.6
1'27
32.8
13'55
28.0
12'17
23.2
24'48
42.0
6'47
37.2
2'22
32.4
15'05
27.6
14'23
22.8
33'59
41.6
7'33
36.8
3'20
32.0
16'23
27.2
16'45
22.4
45'07
41.2
8'23
36.4
4'19
31.6
17'34
26.8
19'12
质量/g
时间’
表3-18
物料质量随时间变化关系
六.试验数据处理
1、干燥曲线
湿含量
X=(G-Gc)/Gc
以第一组数据为例:X1=(46-18.2)/18.2=152.75%
湿含量X%
时间
t/s
湿含量X%
时间
t/s
湿含量X%
时间
t/s
湿含量X%
时间
t/s
湿含量X%
时间
t/s
152.75
0
126.37
503
100.00
1121
73.63
1916
47.25
3144
150.55
41
124.18
544
97.80
1178
71.43
1992
45.05
3323
148.35
83
121.98
595
95.60
1239
69.23
2060
42.86
3518
146.15
111
119.78
648
93.41
1303
67.03
2152
40.66
3720
143.96
140
117.58
706
91.21
1373
64.84
2224
38.46
3916
141.76
181
115.38
757
89.01
1429
62.64
2317
36.26
4247
139.56
224
113.19
808
86.81
1494
60.44
2415
34.07
4570
137.36
270
110.99
862
84.62
1564
58.24
2518
31.87
4888
135.16
313
108.79
896
82.42
1626
56.04
2634
29.67
5275
132.97
354
106.59
949
80.22
1697
53.85
2729
27.47
5735
130.77
407
104.40
1004
78.02
1767
51.65
2835
25.27
6286
128.57
453
102.20
1062
75.82
1845
49.45
2997
23.08
6954
表3-19
湿含量-累计时间
根据表3-19绘制干燥曲线如下
图3-20
干燥曲线
2、干燥速率曲线
干燥速率
以第一组实验数据为例:
A=2*(86*108+86*2+108*2)mm2=19352mm2=0.019352m2
湿份X/%
速率u*104
126.37
4.5979
100.00
3.5068
73.63
2.9141
47.25
1.4075
150.55
5.0464
124.18
4.4022
97.80
3.6299
71.43
2.7224
45.05
1.1559
148.35
4.9263
121.98
4.0569
95.60
3.3919
69.23
3.1349
42.86
1.0610
146.15
4.9263
119.78
3.9038
93.41
3.2329
67.03
2.8737
40.66
1.0243
143.96
5.1726
117.58
3.9789
91.21
2.9558
64.84
2.8737
38.46
1.0556
141.76
5.0464
115.38
4.0569
89.01
3.6947
62.64
2.2248
36.26
0.6251
139.56
4.8117
113.19
4.0569
86.81
3.1831
60.44
2.1113
34.07
0.6406
137.36
4.4979
110.99
3.8315
84.62
2.9558
58.24
2.0088
31.87
0.6506
135.16
4.8117
108.79
3.8315
82.42
3.3372
56.04
1.7837
29.67
0.5346
132.97
5.0464
106.59
3.7619
80.22
2.9141
53.85
2.1779
27.47
0.4498
130.77
4.7024
104.40
3.7619
78.02
2.9558
51.65
1.9519
25.27
0.3755
128.57
4.4979
102.20
3.5673
75.82
2.6526
49.45
1.2772
23.08
0.3097
表3-21
湿份-干燥速率对应表
图3-22
干燥速率曲线
七.结果与分析
通过图3-15和3-20对比可以看出,实验测定的干燥曲线与理想的干燥曲线较为吻合,实验曲线出现了明显的恒速干燥段BC和降速干燥段CD,未出现AB段的原因可能是物料加热速度太快,很快就加热到了恒速段,因此AB段不明显。
而图3-22干燥速率曲线总体趋势与图3-16理想干燥速率曲线相符合,干燥速率先是在BC段保持平衡,当物料湿含量降到临界湿含量后干燥速率随湿含量降低而降低。但是图3-22受测量误差干扰很大,波动太大。去掉一些误差大的点,可以得到新的平稳的干燥速率曲线:
图3-23
处理后的干燥速率曲线
通过图3-23可以得到,物料的临界湿含量Xc=132%左右。当湿含量大于临界湿含量时,干燥处于恒速段,湿含量小于临界含量时,速率随湿含量降低而降低。
八.实验思考与讨论
1、分析影响干燥速率的因素有哪些?
答:影响干燥速率的因素主要有内因和外因。外因有:干燥气温度,风速大小,干燥气与物料的接触面积,干燥器的·相对湿度等,干燥气温度越高,风速越大,相对湿度越小,接触面积越大干燥速率越大。内因与物料的内部结构性质,与水的结合力,作用力强弱有关。在恒速干燥段,外因起主导作用,降速干燥段,内因起主要作用。
2、为什么在干燥操作中要先开风机,而后再通加热?
答:(1)如果先开加热,静止空气的导热系数很低,导致热量无法散出,容易烧徽设备。(2)风机启动需要很大的电流,如果这时候加热开着容易造成电路过载。
3、在干燥箱内物料干燥相当长的时间后能否得到绝干物料?
答:不能。只有使用绝干空气对物料进行干燥才能得到绝干物料,干燥箱内的空气不是绝干空气,物料只能干燥到相应的平衡水分。
4、实验中的平衡水分为多少?临界干燥速度是多少?
答:当物料干燥至平衡水分时,干燥速率为零,根据图3-23估计,当u=0时,X=6%。
临界干燥速率即临界湿含量时的干燥速率,通过图3-23可以读出,在Xc=132%时,干燥速率uc=5*10-4kg/(m2*s)
第二篇:化工原理实验报告封面格式
课程名称: 化工原理实验 课题
系院:
专业:
实验人员:
学号:
同组人员:
实验时间:
指导教师:流体流动阻力的测定生物与化学工程系11级应用化学朱颖妍118652011053
47、戴军凡
49、陈谢萍
51、徐晓丽
52、丁忱2014年2 月 25 日杨金杯
第三篇:化工原理实验报告格式(试行)-定
重庆工商大学环境与生物工程学院化工原理实验报告格式及评分标准
化工原理实验报告格式及评分标准
(试行)
一、实验报告格式
1、实验名称,报告人姓名、班级及同组实验人姓名,实验地点、实验日期,当天温度
2、实验目的和内容
要求简明扼要地说明做这个实验的目的、内容
3、实验的理论依据(实验原理)
要求准确、简要说明实验所依据的基本原理。包括实验涉及的主要概念,实验依据的重要定律、公式及据此推算的重要结果。
4、实验装置流程示意图
简单地画出实验装置流程示意图和测试点、控制点的具体位置及主要设备、仪表的名称。标出设备、仪器仪表及调节阀等的标号,在流程图的下方写出图名及与标号相对应的设备、仪器等的名称。
5、实验操作要点
要求学生在充分预习的基础上,将指导书的操作步骤转化为的语言,表现形式可根据具体的实验项目,采取不同的形式如序列号、方框图、表格等。
6、注意事项
对于容易引起设备或仪器仪表损坏、容易发生危险以及一些对实验结果影响比较大的操作,应在注意事项中注明,以引起注意。
7、原始数据记录
原始记录是数据处理等实验工作的基础,因此记录必须规范、数
1 /
3据准确,并在预习时确定记录参数的数量、频率以及设计好表格等记
录格式。
注:为了更好地培养学生科学、严谨的工作态度和作风,在实验过程
中,注意强调、纠正学生在如下方面的情况。
1)获取数据的方法一定要正确。
2)记录一定要清晰,一是名目清晰,二是数据清晰。
3)实验数据要真实,不得随意涂改,更不准主观杜撰数据想象。
确认是记录错误的数据,在错误数据上划一横线,再把正确的数
字写在后面。例如:24.55ml,24.50ml。
4)实验数据的有效数字必须与测量工具的精度一致。等。
8、数据处理
数据处理是实验报告的重点内容之一,要求将实验原始数据经过
整理、计算、加工成表格或图的形式。表格要易于显示数据的变化规
律及各参数的相关性;图要能直观地表达因变量间的相互关系。
9、数据处理计算过程举例
以某一组原始数据为例,把各项计算过程列出,以说明数据整理
表中的结果是如何得到的。
10、实验结果的分析与讨论
实验结果的分析与讨论是实验者理论水平的具体体现,也是对实
验方法和结果进行的综合分析研究,是工程实验报告的重要内容之
一,主要内容包括:
1)实验结果与经典理论对比,分析原因。
2)对实验中的异常现象进行分析讨论,说明影响实验的主要因素;
3)分析误差的大小及产生的原因,提出提高实验准确度和精密度的
建议;
4)将实验结果与前人或他人的结果对比,分析其原因;
5)对实验的其它建议。
11、 实验结论
12、 思考题
实验思考题要求简明回答。
二、评分分值分布(参考)
1、报告成绩以百分制给出。
2、未参加实验者,该次实验成绩为0分。实验迟到者或者中途早
退者,扣5分。
3、实验预习(1-6):10,少一项扣2分。
4、实验现场操作及表现:20。
5、实验记录:10分,不清晰、随意涂改,一处扣2分。
6、数据处理:20分
7、数据处理计算过程举例:10分
8、实验结果的分析与讨论:20分
9、实验结论:5分
10、思考题:5分
化学工程与工艺教研室
2011.3.19
第四篇:四川大学化工原理流体力学实验报告
化工原理实验报告
流体力学综合实验
姓名:
学号:
班级号:
实验日期:2016
实验成绩:
流体力学综合实验
一、实验目的:
1.
测定流体在管道内流动时的直管阻力损失,作出λ与Re的关系曲线。
2.
观察水在管道内的流动类型。
3.
测定在一定转速下离心泵的特性曲线。
二、实验原理
1、求
λ
与Re的关系曲线
流体在管道内流动时,由于实际流体有粘性,其在管内流动时存在摩擦阻力,必然会引起流体能量损耗,此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动(如图1所示)时的阻力损失可根据伯努利方程求得。
1
1
2
以管中心线为基准面,在1、2截面间列伯努利方程:
图1
流体在1、2截面间稳定流动
2
因u1=u2,z1=z2,故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为
流体流经直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可由范宁公式求得,其表达式为
由上面两式得:
而
由此可见,摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因此分析法整理可形象地表示为
式中:-----------直管阻力损失,J/kg;
------------摩擦阻力系数;
----------直管长度和管内径,m;
---------流体流经直管的压降,Pa;
-----------流体的密度,kg/m3;
-----------流体黏度,Pa.s;
-----------流体在管内的流速,m/s;
流体在一段水平等管径管内流动时,测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降,即可算得。两截面压差由差压传感器测得;流量由涡轮流量计测得,其值除以管道截面积即可求得流体平均流速。在已知管径和平均流速的情况下,测定流体温度,确定流体的密度和黏度,则可求出雷诺数,从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数与雷诺数的关系曲线图。
2、求离心泵的特性曲线
三、实验流程图
流体力学实验流程示意图
转子流量计
离心泵
压力表
真空压力表
水箱
闸阀1
闸阀2
球阀3
球阀2
球阀1
涡轮流量计
孔板流量计
∅35×2钢管
∅35×2钢管
∅35×2铜管
∅10×2钢管
四、实验操作步骤
1、求
λ
与Re的关系曲线
1)
根据现场实验装置,理清流程,检查设备的完好性,熟悉各仪表的使用方法。
2)
打开控制柜面上的总电源开关,按下仪表开关,检查无误后按下水泵开关。
3)
打开球阀1,调节流量调节闸阀2使管内流量约为10.5,逐步减小流量,每次约减少0.5,待数据稳定后,记录流量及压差读数,待流量减小到约为4后停止实验。
4)
打开球阀2,关闭球阀1,重复步骤(3)。
5)
打开球阀2和最上层钢管的阀,调节转子流量计,使流量为40,逐步减小流量,每次约减少4,待数据稳定后,记录流量及压差读数,待流量减小到约为4时停止实验。完成直管阻力损失测定。
2、求离心泵的特性曲线
1)
根据现场实验装置,理清流程,检查设备的完好性,熟悉各仪表的使用方法。
2)
打开控制柜面上的总电源开关,按下仪表开关,先关闭出口阀门,检查无误后按下水泵开关。
3)
打开球阀2,调节流量调节阀1使管内流量,先开至最大,再逐步减小流量,每次约减少1,待数据稳定后,记录流量及压差读数,待流量减小到约为4后停止实验,记录9-10组数据。
4)
改变频率为35Hz,重复操作(3),可以测定不同频率下离心泵的特性曲线。
五、实验数据记录
1、设备参数:
;
;
2、实验数据记录
1)求
λ
与Re的关系曲线
铜管湍流
钢管湍流
序号
qv(m3h)
∆p(kpa)
序号
qv(m3h)
∆p(kpa)
1
8.7
3.14
1
11.1
4.65
2
8.3
2.90
2
10.5
4.20
3
7.9
2.66
3
9.9
3.78
4
7.5
2.40
4
9.3
3.38
5
7.1
2.21
5
8.7
3.00
6
6.7
1.97
6
8.1
2.61
7
6.3
1.77
7
7.5
2.25
8
5.9
1.55
8
6.9
1.97
9
5.5
1.38
9
6.3
1.68
10
5.1
1.21
10
5.7
1.40
11
4.7
1.04
11
5.1
1.16
钢管层流
序号
qv(Lh)
∆p(pa)
1
40
935
2
36
701
3
32
500
4
28
402
5
24
340
6
20
290
7
16
230
8
12
165
9
8
116
10
4
58
2、求离心泵的特性曲线
30Hz离心泵数据记录
序号
流量
真空表
压力表
电机功率
1
15.65
-2200
28000
694
2
14.64
-2000
31000
666
3
13.65
-1800
37000
645
4
12.65
-1200
40000
615
5
11.62
200
42000
589
6
10.68
0
47000
565
7
9.66
100
50000
549
8
8.67
1000
51000
521
9
7.67
1500
55000
488
10
6.63
1800
59000
468
11
5.62
1800
60000
442
12
4.58
2000
67000
388
13
0.08
0.0022
0.083
166.9
35Hz离心泵数据记录
序号
流量
真空表
压力表
电机功率
1
18.27
-500
42000
1052
2
17.26
-400
48000
998
3
16.24
-300
51000
972
4
15.26
-300
56000
933
5
14.27
-200
61000
906
6
13.28
-200
65000
861
7
12.27
-200
68000
824
8
11.27
-100
71000
798
9
10.26
0
76000
758
10
9.26
-100
80000
725
11
8.26
0
82000
682
12
7.26
-100
89000
653
13
6.27
150
90000
626
14
5.26
180
100000
585
15
4.43
200
110000
528
六、典型计算
1、求
λ
与Re的关系曲线
以铜管湍流的第一组数据为例计算
T=22℃时,ρ≈997.044kg/m3
μ≈1.0×10-3Pa∙s
以管中心线为基准面,在1、2截面间列伯努利方程
P1ρ+u12+gz1=P2ρ+u22+gz2+hf
因u1=u2,z1=z2,故流体在等径管的1、2两截面间的阻力损失为
hf=∆Pρ=3.14*10001000=3.15J/kg
u=qvA=qvπ4d12=8.73600×0.0007548=3.202m/s
;
Re=duρμ=0.031×3.202×997.0440.001=98960.27
因为hf=λ∆Pρ
;
所以λ=∆Pρd1l2u2=3.15×0.0311.2×23.2022=0.01587
其他计算与此相同。
2、求离心泵的特性曲线
湍流铜管:管长L2=1.2m;管内径d2=31mm
铜管湍流
序号
qv(m3h)
∆p(kpa)
u(ms)
Re
λ
1
8.7
3.14
3.202
98960.27
0.01587
2
8.3
2.90
3.055
94410.37
0.01611
3
7.9
2.66
2.907
89860.48
0.01631
4
7.5
2.40
2.760
85310.58
0.01633
5
7.1
2.21
2.613
80760.68
0.01677
6
6.7
1.97
2.466
76210.78
0.01679
7
6.3
1.77
2.318
71660.89
0.01706
8
5.9
1.55
2.171
67110.99
0.01704
9
5.5
1.38
2.024
62561.09
0.01745
10
5.1
1.21
1.877
58011.19
0.01780
11
4.7
1.04
1.730
53461.3
0.01801
钢管湍流
序号
qv(m3h)
∆p(kpa)
u(ms)
Re
λ
1
11.1
4.65
4.085
126259.7
0.01444
2
10.5
4.20
3.864
119434.8
0.01458
3
9.9
3.78
3.643
112610
0.01476
4
9.3
3.38
3.423
105785.1
0.01495
5
8.7
3.00
3.202
98960.27
0.01517
6
8.1
2.61
2.981
92135.43
0.01522
7
7.5
2.25
2.760
85310.58
0.01530
8
6.9
1.97
2.539
78485.73
0.01583
9
6.3
1.68
2.318
71660.89
0.01620
10
5.7
1.40
2.098
64836.04
0.01649
11
5.1
1.16
1.877
58011.19
0.01706
湍流钢管:管长L3=1.2m;管内径d32=31mm
钢管层流
层流钢管:管长L1=2m;管内径d1=6mm
序号
qv(Lh)
∆p(pa)
u(ms)
Re
λ
1
40
935
0.393
2351.03
0.06084
2
36
701
0.353
2111.74
0.05631
3
32
500
0.314
1878.43
0.05083
4
28
402
0.275
1645.12
0.05338
5
24
340
0.236
1411.81
0.06145
6
20
290
0.196
1172.52
0.07547
7
16
230
0.157
939.22
0.09353
8
12
165
0.118
705.91
0.11928
9
8
116
0.079
472.60
0.18869
10
4
58
0.039
233.31
0.37737
2、离心泵的特性曲线
以第一组数据为例,n=30Hz
T=23℃时,ρ≈997.044Kg/m3
μ≈1.0×10-3Pa∙s
以水平地面为基准面,离心泵进口压力表为1-1截面,离心泵出口压力表为2-2截面,在此两截面之间列伯努利方程
P1ρg+u12g+z1+H=P2ρg+u22g+z2+Hf
因为
Hf≈0
;
所以H=
P2-P1ρg+u2-u12g+∆Z
∆Z=Z2-Z2=0.2m
;
进口直径D=50mm
;
出口直径d=40mm
u1=qvA1=qvπ4D2=15.653600×π4×0.052m/s=2.215m/s
;
u2=qvA2=qvπ4d2=15.653600×π4×0.042m/s=3.458m/s、
H=3.647mH2O
N=N电∙η电∙η传
;
η电=0.75
;
η传=0.95
N=694×0.75×0.95=494.5W
η=NtN
;
Nt=qHρg=3.647×15.65×997.044×9.81/3600W=155.26W
η=155.26494.5×100%=31.36%
序号
流量Qv(m3h)
扬程
轴功率
效率
1
15.65
3.647
494.5
31.36%
2
14.64
3.889
474.5
32.60%
3
13.65
4.440
459.6
35.83%
4
12.65
4.647
438.2
36.45%
5
11.62
4.672
419.7
35.15%
6
10.68
5.173
402.6
37.29%
7
9.66
5.439
391.2
36.49%
8
8.67
5.422
371.2
34.41%
9
7.67
5.756
347.7
34.50%
10
6.63
6.113
333.5
33.02%
11
5.62
6.197
314.9
30.04%
12
4.58
6.876
276.45
30.95%
30Hz离心泵的特性曲线
35Hz离心泵的特性曲线
序号
流量Qv(m3h)
扬程
轴功率
效率
1
18.27
5.036
749.55
33.35%
2
17.26
5.586
711.08
36.84%
3
16.24
5.833
692.55
37.16%
4
15.26
6.298
664.76
39.28%
5
14.27
6.756
645.53
40.58%
6
13.28
7.125
613.46
41.91%
7
12.27
7.394
587.10
41.99%
8
11.27
7.656
568.58
41.23%
9
10.26
8.125
540.08
41.94%
10
9.26
8.515
516.56
41.47%
11
8.26
8.684
485.93
40.11%
12
7.26
9.387
465.26
39.80%
13
6.27
9.444
446.03
36.07%
14
5.26
10.446
416.81
35.82%
15
4.43
11.455
376.20
36.65%
七、实验结果分析与讨论
1、求
λ
与Re的关系曲线
实验结果:由关系曲线可以看出,钢管层流实验中,雷诺数与摩擦阻力系数在双对数坐标中呈线性关系,摩擦阻力系数只与流动类型有关,且随雷诺数的增加而减小,而与管壁粗糙度无关;在铜管湍流与钢管湍流实验中,摩擦阻力系数随雷诺数增加而趋于一个定值,此时流体进入完全阻力平方区,摩擦阻力系数仅与管壁的相对粗糙度有关,与雷诺数的增加无关。
结果分析:实验结果基本与理论相符合,但是也存在误差,如:在钢管层流实验中,在雷诺数在1870~2000范围内,雷诺数Re增大,λ并不随Re增大而减小,反而增大。产生这种现象可能是因为在Re为1870~2000范围内时已经非常接近于湍流,导致其规律与理论出现偏差。此外,还有可能是因为设备本身存在的误差,即流量调小至一定程度时,无法保证对流量的精准调节,使结果出现误差。
减小误差的措施:a.在实验正式开始前对设备进行检查,确认设备无漏水等现象再开始实验;b.进行流量调节时,每次应以相同幅度减小c.调节好流量后,应等待3分钟,等读数稳定后再进行读数。
2、离心泵的特性曲线
实验结果:有实验数据和曲线图可以看出,扬程随流量的增加而降低,轴功率随流量的增加而升高,效率随流量的增加先升高后降低。随着转速增大,三者均增大,由实验结果可以看出,基本符合Qv'Qv=n'n、H'H=n'n2、N'N=n'n3的速度三角形关系。
结果分析:实验结果与理论规律基本符合,在转速为35Hz时结果较理想,但是在转速为30Hz时,虽然符合基本规律,但是效率明显过低。造成这种现象的主要原因是转速过低,设备存在的设备误差更大,改善方法是在较高转速下进行实验。
减小误差的方法:a.在实验正式开始前对设备进行检查,确认设备无漏水等现象再开始实验;b.进行流量调节时,每次应以相同幅度减小c.调节好流量后,应等待3分钟,等读数稳定后再进行读数。d.在转速稍高的条件下进行实验。e.读数压力表时指针摆动幅度大,应在均匀摆动时取其中间值。
六、实验思考与讨论问题
1、直管阻力产生的原因是什么?如何测定与计算?
答:流体有粘性,管壁与流体间存在摩擦阻力。用压力计测定所测流体在所测水平等径管内流动的压差,一定要水平等径,△p=ρhf就可求得直管阻力。
2、影响本实验测量准确度的原因有哪些?怎样才能测准数据?
答:管内是否混入气泡,流体流动是否稳定。排出管内气泡,改变流速后等待2~3min待流体流动稳定后记录数据。
3、水平或垂直管中,对相同直径、相同实验条件下所测出的流体的阻力损失是否相同?
答:不同,根据伯努利方程可知,垂直管高度差将影响阻力损失。
根据实验测定数据,如何确定离心泵的工作点?
答:离心泵的工作点就是离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点,此时泵给出的能量与管路输送液体所消耗的能量相等。
第五篇:化工原理实验感想
化工原理实验心得体会
经过这一学期的化工原理实验课程的学习,我认识到化工原理实验这一独特的实验课程是用以工程中的实际问题为解决对象,通过小型装置模拟的方法所进行的实验。它与一般化学实验极为不同,化学实验以验证已存在的现象或者测定某一化学计量值为目的,化工原理实验则以解决工程问题为目的,在实验对象以及实验方法上也与其他不同。工程实验的研究对象是具体的工程装置中的现象。而对于化学工程,由于化学工程反应的多样性,具体对每一种反应都进行相应的实验是极其困难与复杂的。所以,在化学工程实验中,把各种反应装置和类型进行归类,分为几种明确的单元操作,从而进行分类研究,极大减少了工作量。而一套完整的化工装置,一定包含着很多的单元操作设备。为了对此进行完善的设计和有效的操作,我们必须掌握并正确判断有关设计或操作参数的可靠性,必须准确了解并把握设备的特性。实际化工过程中影响因素很多,有很多工程上的问题都难以用理论解释,并且反应过程的很多参数由于实际反应过程与理想条件差别很大,很难用理论计算的方法加以论证,所以必须依靠实验的方法解决。另外,在实际实验之前采用计算机模拟的方法,在电脑上预先操作,加深对实验过程和实验装置的认识,为实验做好充分准备。
全部的化工原理实验一共有六个实验:流体流动阻力的测定、离心泵性能实验、传热膜系数测定实验、精馏实验、氧解吸实验、流化床干燥实验。
流体流动阻力实验旨在掌握测定流体流动阻力的一般方法。不可压缩流体在圆形直管中做稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力,就会在管内形成压降;而在流过突然扩大(或缩小)、弯头等部件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,会产生局部阻力。实际化工生产过程中,流体输送是一个无处不在的过程,物料的流体输送所需要的动能、压力、管道内径等都是需要研究的问题。另外,通过完成对离心泵的实验,掌握其操作和调节方法,并测定在不同流量下的离心泵特性曲线,能更好的理解流体输送中流量、阻力、扬程等参数的关系,对整个流体输送过程有一个清醒的认识。传热是化工过程“三传一反”中的重要部分。化学变化的过程中都伴随着热量的变化,而化工生产过程中经常是需要对物料进行加热或冷却才能维持反应的正常进行。热量的传递通常是经由换热器、反应器夹套、冷却器等装置进行的。通过对传热过程的实验,加深对反应过程中热量传递的理解,深刻认识实际化工过程中的各种情况。在精馏实验中,精馏作为工程液相分离的重要方法,在化学工业中占据着极为重要的地位。精馏过程同时包含着物料传递和热量传递,整个精馏过程从开始到稳定,需要内部各塔板气液关系经过一个较长时间的调整。实际工业生产过程中,由于存在各种不理想情况,使得这个稳定的过程非常复杂,所以要求我们必须对精馏过程有一个完整的认识。解吸实验是气相分离过程的一个基础实验,通过对富氧水在解吸塔中的氧解吸过程,加深对气相分离过程的理解。流化床干燥实验,则是通过对小麦物料的流化干燥,建立对干燥过程的认知。
化工的最终目的在于工业大规模生产,要想对化工过程进行正确的设计,必须对各个基本单元操作进行有效的模拟和深刻的认识。化工原理实验要求实验者必须秉持严谨的态度进行实验探究,这对将来都是很有帮助的。