化工实验指导书.docx

化工试验指导书华东师范高校化学系2019年4月目录1离心泵特性曲线的测定和孔板流量计流量校正2列管换热器传热系数测定3筛板式和填料式精饰塔的操作及塔效率的测定4“恒沸精缁”试验5连续流淌反应器中的返混测定6管式循环反应器停留时间测定试验一离心泵特性曲线的测定和孔板流量计流量校正第一部分离心泵特性曲线的测定一、试验目的(D了解离心泵构造和操作(2)学会离心泵的特性曲线的测定方法(3)测定单级离心泵在肯定转速下的扬程、轴功率、效率和流量之间的关系。二、基本原理离心泵是一种液体输送机械，它籍助于泵的叶轮高速旋转，使充溢在泵体内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心被甩至边缘，在此过程中液体获得能量，提高了静压能和动能，液体离开叶轮进入壳体。部份动能变成静压能，进一步提高了静压能。流体获得能量的多少，不仅取决于离心泵的结构和转速。而且及流体的密度有关。当离心泵内存在空气，空气的密度远比液体的小。相应获得的能量不足以形成所需的压强差，液体无法输送。该现象称为“气缚”。为了保证离心泵的正常操作，在启动前必需在离心泵和吸入管路内充溢液体，并确保运转过程中尽量不使空气漏入。离心泵的主要性能是扬程、流量、功率和转速，在肯定的转速下，离心泵的扬程、功率、效率均随流量的大小变更。即扬程和流量的特性曲线Hf（Q.）功率消耗和流量的特性曲线=f（Q,）,及效率和流量的特性曲线n=f（Q）为离心泵的三条特性曲线。它们及离心泵的设计、加工状况有关，必需由试验测定。三条特性曲线中的Q.和由试验干脆测定。H.和n有以下各式计算，由伯努利方程知：式中：II.泵的扬程（m一一液柱）11出&一一压强表测得的表压（m一一液柱）11戊”一一真空表测得的真空度（m一一液柱）h（1压强表和真空表中心的垂宜距离（In）1.一一泵的出口管内流体的速度（m/）1一一泵的进口管内流体的速度（m/）g重力加速度（m/二）流体通过泵之后，实际得到的有效功率:其中：一一离心泵的有效功率OQ.一一离心泵的输液量（m3/s）P一被输送液体的密度（3）离心泵的总效率：n式中：n离心泵的总效率有效功率（）一一电机的输入功率（理论功率）三、试验装置和流程I.本设备主要参数：离心泵型号进口管径出口管径41251.因心泉2.立空火3.压力&4.1.5.水箱6 .引水网7：水附8 .调Ib附9 .M水网2 .流程：3 .装置：被测元件：不锈钢离心泵测量仪表：.真空表精度：1.5级量程:0-0.1.压力表精度：1.5级量程:00.4.流量计（涡轮番量计25）精度:0.5级量程1.6IOm3/h仪表编号仪表常数二次仪表：智能流量仪精度：02级功率表：3（1）1100（单相）精度：±0.5%<4）.循环水箱四、试验步骤1. 打开上水阀门，水箱充水至80乳2. 关闭功率表及调整阀。3. 开启引水阀，反复开启和关闭放气阀，尽可能解除泵体内的空气，排气结束，关闭引水阀。4. 启动离心泵，推断是否正常运转（有无异样声音、无转动、反转等）正常后打开功率表开关。5. 由于采纳机械密封装置，泵内无水时，禁止启动泵。6. 开启调整阀至最大开启度，由最大流量范南合理分割流量（约取十二个点），进行试验步点。7. 由调整阀调整流量，每次流量调整稳定后，读取各组试验数据。8. 试验装置复原原状，并清理试验场地。五、试验报告将所取得的试验数据及通过计算求得的各参数在座标纸上作出：扬程和流量的特性曲线HJq0°功率消耗和流量的特性曲线Nif1.Qc。效率和流量的特性曲线nQ-I、原始数据电机转速=进口管径功率表系数X3出口管径T测序频率H压力（）真空（）功率（）123456789102、数据整理序号扬程H流量Q功率P效率12345678910六、留意事项1. 保持水箱水质清洁，（特殊不许有纤维状杂质）。2. 涡轮番量计要定时拆下清洗。3. 泵内无水时，严禁启动离心泵。七、思索题1、为什么启动离心泵之前要引水灌泵？假如灌水排气后泵仍启动不起来，你认为可能是什么缘由？2、为什么离心泵启动时要关闭出口阀？3、随着流量的变更，压力表及真空表按什么规律变更？为什么？4、为什么离心泵启动时要关闭出口阀和功率表开关？5、什么状况下会出现“汽蚀”现象？其次部分孔板流量计流量校正一、试验目的1、 了解流量系数的变更规律2、 了解流量系数其影响因素的关系3、 驾驭流量计流量系数的校正（或标定）的方法二、基本原理工程上利用测定流体的压差来确定流体的速度，从而来测量流体的流量，孔板流量计就是最常用的一利八计算孔板流量计的数学模型为:经过分析对于测压方式、结构尺寸、加工状况均己确定的孔板流量计，其流量系数表示成f(Re),(1)。孔板流量计是基于流体在流淌过程中的能量转换关系，由流体通过孔板前后，压差的变更来确定流体流过管截面的流量，即：PJp+u-2=P2+u12(P-P)由于22(缩脉)处面积难以确定，所以工程上以孔口速度U“代替U2,流体通过孔口时有阻力损失，又因流淌状况而变更的缩脉位置使测得的P带来偏差，因此引入流量系数从形式上简化流量计的计算式，通过试验来确定，流量计计算式流体的流量流体在孔板的孔口处流速孔口截面积PU形压差计中指示液水银的密度P被测流体的密度流量系数孔板流量计不足之处由于阻力损失大，这个损失可由U形压差计测得，本装置附有测定孔板阻力损失的机构。三、试验装置及流程1、本设备主要参数：管道直径0.028m孔板孔径do=0.O9m2.流程：(1).离心泵(2).测定流体经过孔板所带来的阻力损失的U形压差计(3).测定孔板前后压降的U形压差计(4).孔板流量计(5).涡轮番量计(6).调整阀(7).引水阀(8).水箱(9).排水阀3、装置：(1) .元件不锈钢管内径=28孔板孔径=19(2) .测量仪表U形压差计,指示液(水银)涡轮番量计25：精度05级，量程1.61011?智能流量仪(3) .循环水箱(4) .循环水泵四、试验步骤1.水箱充水至80舟。2 .仪表调整、智能流量仪及涡轮番量计25型按说明巾调整。3 .打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。4 .后动循环水泵。5 .排气：<1).管路排气。.测压导管排气。(3)关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀，解除压差计中的气泡，留意:先排进压管后排低压管(严防压差计中水银冲走)，排气完毕。6、读取压差计零位读数。7、开启调整阀至最大，确定流量范围，确定试验点，测定孔板前后压降和经过孔板所带来的压降。8、测定读数:变更管道中的流量，读出一系列流量压差:ZXP”P29、试验装置复原原状，打开压差计上的平衡阀，并清理试验场地。五、试验报告数据整理1、原始数据序号流量孔板压降阻力损失11.左读数右读数左读数右读数234567891O2、数据整理序号流速UI()C0永久损失1234567R3、本试验R(RC)对于特定孔板，m为常数，上式可写为(Re)。将所得的试验数据组在半对数座标上绘制R,曲线图形，从而可确定该孔板的孔流系数和该孔板在工程上的测量范围。4、试验结果的探讨六、留意事项1 .保持水箱水质清洁。（特殊不许有纤维状杂质）2、涡轮番量计要定时拆下清洗。3、孔板的正确安装是孔口的钝角方向及流向相同七、思索题1、流量系数及哪些因素有关？2、如何检查试验系统排气是否完全？试验二列管换热器传热系数测定一、试验目的了解换热器的结构，驾驭传热系数的标定方法，并学会换热器的操作方法。二、基本原理换热器在工业生产中是常常运用的换热设备。热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷流体，以满意生产工艺的要求。影响换热器传热量的参数有传热面积、平均温度差和传热系数三要素,为了合理选用或设计换热器，应对其性能有充分的了解.除了查阅文献外，换热器性能实测是重要的途径之一。传热系数是度量换热器性能的更要指标。为了提高能量的利用率，提高换热器的传热系数以强化传热过程，在生产实践中是常常遇到的问题。列管换热器是一种间壁式的传热装置，冷热液体间的传热过程。由热流体对曳面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个传热子过程组成。如图所示:以冷流体侧传热面积为基准过、程的传热系数及三个子过程的关系/为:tc(1)对已知的物系和确定的换热器，上式可表示为K=f(Gh;G.)(2)由此可知，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，从而可达到了解某个对流传热过程的性能。若要了解对流给热过程的定量关系，可由非线性数据处理而得。这种探讨方法是过程分解及综合试验探讨方法的实例。传热系数K借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。热量衡算方程式，以热空气作衡算：Qh=GhCr(Tii-T1.1.i)(3)传热速率方程式：Q=ct.Ifi(4)符号说明:K传热系数流体的给热系数A一一换热器的传热而积G流体的质量流量Q一一传热速率3流体的恒压比热容T一一热流体温度t一一冷流体温度t传热温度差6固体壁的厚度固体壁的导热系数下标：h一一热流体c一一冷流体m一平均值进一一进口出一一出口逆一一逆流三、验装置和流程本试验物系冷流体是水，热流体是空气。冷流体自冷流体源来，经转子流量“测量流量，温度计测量进口温度后，进入换热器壳程，换热后在出口处测量其出口温度，热流体自风源来，经转子流量计测量流量后，进入加热到120C流入换热器的管程，井在入口处测量其进口温度，在出口处测量其出口温度。1 .装置.测试元件；1.O列管换热器型号：0.4数量：贰台.单壳程双管程；壳程采纳圆缺型挡板，传热管为不锈钢管，管径：13×Imni:有效管长：M）O0：管数：24根管外侧传热总面积：1.Om22 .测量仪表（1） .温度测量：测量冷热流体进出口温度一次仪表：100钳电阻：每套4支，共8支：量程：0400°C二次