06年版《化工原理》(虚拟)实验指导书xin.docx

化工原理课程试验指导书食品科学与工程专业杨明编佛山科学技术学院二OO五年十一月化工原理课程试验选用虚拟化工试验软件，把动画技术和数字仿真技术将设备、仪表及流程工作环境呈现在计算机上，以人机对话的形式，使学生用鼠标进行试验操作，并记录所需的数据。试验数据的读取有很好的随机性，测取的数据不会重复,但试验规律是一样的，以避开相互抄袭的现象。由于该软件模拟真实试验，所测的数据与实际试验装置测取的数据接近。虚拟试验包括工作原理、装置相识、试验操作、数据处理等部分组成，每部分的操作均有具体的导引说明，当操作不当或操作错误时，机器会给出提示或禁止操作。请留意试验的每一步应细致阅读提示，按操作导引步骤进行。本试验指导书适用食品科学与工程专业、轻化工专业，必开试验5个，选开试验3个。化工原理课程试验指导书适用专业：食品科学与工程编审：杨明绘图：杨明字数：13.8千字出版：佛山科学技术学院印刷厂2006年7月第2版试验一流体流淌阻力试验5图1.22Ke关联图7八、思索题7试验二离心泵性能试验9八、思索题11试验三过滤试验13八、思索题16试验四传热试验17八、思索题21第三节对流传热22一、对流传热的基本原理221对流传热的机理222对流传热速率方程式223影响对流传热系数的因素23二、对流传热的量钢分析23三、无相变时的对流换热251、自然对流252、强制对流传热26四、有相变时的对流传热281沸腾传热：28(2)影响因素:29(3)沸腾对流传热系数：292冷凝传热：29试验五干燥试验33八、思索题36试验六汲取试验36八、思索题39试验七精储试验40摘要1前言3试验一流体流淌阻力试验4试验二离心泵性能试验7试验三过滤试验10试验四传热试验13试验五干燥试验17试验六汲取试验20试验七精储试验23试验八流量计校正试验26附录一试验报告规范格式及评分参考29附录二试验项目曲线参考图29主要参考书祁存谦等主编.简明化工原理试验.武汉：华中师范高校出版社，1991吴重光主编.化工仿真实习指南.北京：化学工业出版社，19991刖百化工原理课程试验指导书是依据佛山科学技术学院食品科学系课程试验教学大纲编写的，是与理论课教学相配套的内容。本课程试验采纳荣获第六届全国多媒体教化软件大奖赛二等奖的虚拟化工试验（中、英文网络版）软件，该软件由中山高校祁存谦教授主持完成，全国已有31省（市、区）涉及化学、化工、石油、轻纺、冶矿、电力、农林等类型的众多院校运用，受到同行的好评。本书选用该软件中的与食品专业相关的8个试验项目：流体流淌阻力、离心泵性能、过滤、传热、干燥、汲取、精馄、流量计校正。通过2003级和2004级食品科学与工程专业学生的运用，对软件的试验操作部分，编者在试验指导书中作了详尽补充和提示，以利于学生的精确操作。同时在附录中列入试验内容参考曲线，使学生能仿照操作出正确曲线。在运用现代化仿真试验软件上，对于有试验设备的试验，可以起到预习试验的作用，削减设备损耗；对于无试验设备的试验，可以弥补缺少试验设备的不足。其优点是直观、简洁、便利、节约资源，可以反复操作，直到取得满足的效果为止。通过反复操作、多次练习，可以对试验原理、操作过程有更深刻的理解。对试验数据、图形的处理可采纳三种方法之一：抄写法：将表格数据、曲线抄在试验指导书上，课后完成试验报告。抓屏法：将表、图通过陈扉（printscreen）方法复制，打开并粘贴到卜Ordl文档。通过丽一H¾f丽一裁剪图片一颜色（灰度或黑白），以及丽f自选图形一线条一连接图上点的相关曲线。画图板法：将表、图通过丽f豌科丽日丽小丽f编辑f粘贴一进行图片处理。在运用电脑处理表、图方法时，学生需用U盘存储word或图片，也可运用E-mail发到自己的邮箱内，再进行处理打印。试验结束后，请按程序要求关闭电脑！目前国内化工原理或食品工程原理网上精品课程的试验，均以仿真虚拟试验进行，编者认为现代化的试验教学方式，代替不了传统的实际操作手段，两者相互补充、相互融合，发挥各自的特长，才是本课程试验所走之路。由于编者水平所限，希望同学们在运用该软件和课程试验指导书中提出珍贵看法。试验一流体流淌阻力试验一、目的和要求1、学习管路摩擦阻力、摩擦因数、管件的局部阻力系数的测定方法，了解它们的变更规律。2、学习压差计、流量计的运用方法。3、学习对数坐标纸的用法。二、试验内容测定某一管位下摩擦系数人与Re的关系。三、仪器、设备和材料1、计算机硬件配置:586以上机型、内存32M、辨别率640X480以上、256色,上网操作。2、双对数坐标纸。四、试验原理1、流淌阻力测定原理图图1.1流淌阻力测定原理图2、依据不同流量下所得的压差即可得流体阻力：流体在管内流淌时，由于剪应力和涡流的存在，必定引起能量损耗。这种损耗包括流经直管和沿程阻力，流经管件的局部阻力。流体在直管内流淌的阻力损失hf为：hf=JU2=Ad2g.=2dPfplu2式中：I直管长度，仪d管径，m；Pi流体流径1米直管的压降，Pa(Nnf);u流体平均流速，msP流体密度，kgm3摩擦系数，无因次；流体黏度，kg(ms)试验时测出某一流量下的压力降，可计算此时的2与Re,变更流量可得的数值。五、试验步骤1、装置相识：把名称卡片拖向相应目标：流量计、电机、水槽、压差计、出口阀、灌水阀。2、试验操作：开启：开出口阀一开灌水阀一灌泵（灌满水后）一关闭灌水阀和出口阀一启动水泵，然后单击出口阀手柄的下方，每单击一次，增大一次，认为数据可行，单击“记录数据”，依此在最大流量范围内（3.51Z）取10T5组数据即可。提示：第1组数据所取的流量QN064Z,方可使点内在图形之内。关闭：点击出口阀手柄的上方一关闭出口阀一关闭水泵一返回一点击数据处理3、数据处理：主要参数与公式：d=0.04m,l=4m,水温20t?H,p=998kgm3,/=1.005厘泊Re=细4hf=-=Jd2gRg(PO-P)Pg,二2dgR9o一夕)lu2例：Q=2.01.s=2Xl(J3msfR=27mm=0.027mmHg=1.592ms2×103U=7乃4x0.g2=0.0263,2X0.04×9.81×0.027X(13600-998)A=Z998×4×1.5922Re=632500.04×998×1.5291.005×1034、数据显示:试验数据流量Q(Us)U管压差R(mmHg)雷诺数Re直管压降/P（Pa）摩擦系数第一组其次组第三组第四组第五组第六组第七组第八组第九组第十组5、图形显示：点的纵横坐标：用鼠标指向点，可表现出该点的纵横坐标。图1.22Re关联图6、自测练习：检验所学学问，进行答题。六、试验留意事项细致阅读提示，按操作步骤进行。七、试验报告要求1、记录10组数据，以一组数据为例，列出计算过程。2、将10组数据在双对数坐标上绘出入一Re图线，并将结果与理论值进行比较。八、思索题1、为了测定摩擦系数须要什么仪器、仪表？要测定哪些数据？如何处理数据？2、试验时应如何限制流量，使试验点在人一双图上分布得比较匀称。流体流淌阻力试验一、在本试验中必需保证高位水槽中始终有溢流，其缘由是：A、只有这样才能保证有足够的供水量。B、只有这样才能保证位压头的恒定。C、只要如此，就可以保证流体流淌的连续性。二、本试验中首先解除管路系统中的空气，是因为：A、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。B、测压管中存有空气，使空气数据不精确。C、管路中存有空气，则其中水的流淌不在是单相的流淌。三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上？A、肯定能。B、肯定不能。C、只要温度相同就能。D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。E、必需温度与管壁的相对粗糙度都相等才能.四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体？A、无论什么流体都能干脆应用。B、除水外什么流体都不能适用。C、适用于牛顿型流体。公式五、当管子放置角度或水流方向变更而流速不变时，其能量的损失是否相同。A、相同。.=J匕=Rgs1.P)d2gPgB、只有放置角度相同，才相同。C、放置角度虽然相同，流淌方向不同，能量损失也不同。D、放置角度不同，能量损失就不同。六、本试验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是：A、两测压点之间静压头的差。B、两测压点之间位压头的差。C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。D、两测压点之间总压头的差。E、两测压点之间速度头的差七、什么是光滑管？A、光滑管是肯定粗糙度为零的管子。肯定粗糙度是水力学中的一个术语，管道固体壁由于加工条件及运行的影响，总是或多或少的粗糙不平，粗糙突出的平均高度称为肯定粗糙度/B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。C、光滑管是水力学光滑的管子(即假如进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管子八、本试验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变更状况是：A、水流过突然扩大处后静压头增大了。B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。C、水流过突然扩大处后总压头增大了。D、水流过突然扩大处后速度头增大了。E、水流过突然扩大处后位压头增大了试验二离心泵性能试验一、目的和要求1、了解离心泵的构造和工作特性。2、驾驭离心泵的操作方法。二、试验内容测定离心泵的主要性能参数，绘制离心泵的特性曲线。三、仪器、设备和材料1、计算机硬件配置：586以上机型、内存32M、辨别率640X480以上、256色，上网操作。2、直角坐标纸。四、试验原理1、恒定转速下离心泵的主要性能参数，即送液实力（流量）Q、压头（扬程）H、轴功率N及效率n间存在着肯定的关系，这种关系可通过试验测定，并以曲线表示,即H-Q线、N-Q线、n-Q线，称为离心泵的特性曲线。该曲线能直观清楚地反出泵的工作特性，是选用和确定泵的相宜操作条件的重要依据。2、试验采纳的方法，是先测定泵再某一转速范围内，不同工作点的流量，压头、轴功率和效率。应当指出，电动机转速随流量增大而降低，其不同工作点是通过调整出口阀门开度变更流量而建立的。然后，再由泵的特性比例定律换成标定转速下对应工作点的性能值，即可绘出泵的特性曲线。流量计表盘图2.1离心泵性能测定流程图五、试验步骤1、装置相识：把名称卡片拖向相应目标：温度计、电机、压力表、真空表、出口阀、灌水阀。2、试验操作:开启：开出口阀f开灌水阀f灌泵（灌满水后）f关闭灌水阀和出口阀f启动水泵，然后单击出口阀手柄的下方，每单击一次，增大一次，认为数据可行，单击“