化工原理实验教案

《化工原理实验》教案

课程名称：化工原理实验

学生专业及年级：化工2004本科，专升本，专科 教师姓名：李永新、魏新庭

所用教材：《化工原理实验讲义》 聊城大学化学系 主编 选读参考书：化工原理实验 雷良恒 主编 清华大学出版社课程性质：基础实验课

化学化工学院 聊城大学

实验一 液体流量的测定与流量计的校正

教学目标及基本要求：

1、了解孔板式流量计、文式流量计的构造、安装和使用方法； 2、了解孔板式流量计、文式流量计的工作原理； 3、掌握流量计流量系数的标定方法。

教学内容及学时分配：（4学时）

1、讲解实验原理，掌握孔板流量计和文丘里流量计的工作原理。 2、讲解实验仪器的结构，掌握流量计的操作。 3、了解仪器的数据记录。 4、掌握实验数据的处理及分析。

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教学内容的重点和难点：

1、实验仪器的结构，掌握流量计的操作。 2、实验数据的处理及分析。 教学内容的深化和拓宽：

其他流量计的工作原理简介。 教学方式及应注意的问题

拓展知识结构，展开讨论，增加学生学习兴趣。 讲课提纲、多媒体教学（课件）

文氏流量计和孔板流量计是化工生产中常用的流量计，其原理基于机械能中的势能、

动能和静压能的相互转换，利用文氏管的喉颈和节流孔前后的压力的变化测定流量。它们都是节流式流量计。常用的流量计大都按标准规范制造，一般在标准状态下标定．在生产中由于流体流动和生产条件发生了变化，其流量计计量基准也发生了变化，因此必须对流量计进行标定。 一、实验原理： 孔板流量计的工作原理

孔板流量计的构造原理如图1－1所示。

管内流速与孔板前后压力的变化关系，用机械能衡算导出伯努力方程：

p12u12p2u2???（理想流体） （1-1） ?2?2（式中 p1－小截面压力，p2－大截面压力，u1－小截面流速，u2－大截面流速，?－流体密度）

连续性方程：

Au11?A2u2 （1-2）

（式中A1－大截面面积，A2－小截面面积）

（1-2）式代入（1-1）式整理后得：

p1?p2?u2?22????uA22??1???? （1－3） 2??A1????11??A2/A1?22?p1?p2?? （1－4）

考虑压力损失，计入排除系数CD，于是得：

u2?CD11??A2/A1?22?p1?p2?? （1－5）

2

2(设： C0?C) /1?A/A??D21（Co由孔板锐孔的形状、测压口位置、孔径与管径之比d／J。和雷诺数Re所决定。具体数值由实验测定。孔板的JD／Jl为一定值，Re超过某个数值后，Co接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在Co为定值的流动条件使用。）

则： u2?C0

于是系统体积流量：

VS?u2A2?A2C02?p1?p2?2?p1?p2?? (1-6)

? （1-7）

（式中VS－体积流量）

图1－1孔板流量计的构造原理

2．文丘里流量计（工作原理同上）

孔板流量计装置简单，但其主要缺点是阻力损失大。文丘里流量计采用渐缩与渐扩结构，以减少涡流损失，其构造如图1—2所示。

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图1－2 文丘里流量计构造原理

二、实验装置图

实验装置示意图如图1－3所示。有关实验参数为：两种流量计中，小孔直径为d0=18mm，D0＝35mm。

图1－3 实验装置图

1、 有机计量水箱 2、文丘里管 3、孔板流量计 4、压力显示板5、实验管道 6、浮子流量计 7、水泵 8、塑料水箱 9、实验台支架 10、实验台面

三、实验操作步骤

1、上、下游阀门，启动水泵，缓慢打开流量阀门；

1、检查并驱赶系统和压差计中气泡（密度不同而影响误差）；

2、找出Re=5000时流量所对应的孔板流量计压差示数（此时流量为实验最小流量，使孔板流量计压差示数达最大量程的流量为最大流量）；

3、调整流量使孔板流量计压差示数在最大和最小示数范围内均匀取5个点，读取并记录各压力表相应的数据，同时测量各流量水温用于计算密度。

5、先关闭上游阀门，再关闭下游阀门，停泵。 四、实验注意事项

1、开启泵合电闸时要迅速，严禁电机缺相运转； 2、测试系统应保持稳定的流动状态； 3、测流量与压差计读数尽量同步进行；

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4、测压管中不得有气泡；

5、读数时不得用手动压差计玻璃管，以防止断裂； 6、实验完毕应关闭两阀，使测试系统管中水封； 五、实验数据处理

1、将所有原始数据、实验数据及计算结果列成表格（见表1-1），并取其中一组列出计算过程；

2、分别绘制孔板式流量计和文氏管式流量计的C0—V,CV—V曲线； 3、讨论试验结果。 六、思考题

1、C0,CV分别与哪些因素有关?

2、孔板流量计和文氏流量计安装时应注意什么问题? 3、孔板流量汁和文氏流量计比较各有何优缺点?

表1－1 流量计流量的测定

N0. 标准流量（m3/h） 上游压差(mm水柱) 孔板 下游压差(mm水柱) 流量系数 标准流量（m3/h） 上游压差(mm水柱) 文氏 下游压差(mm水柱) 流量系数 1 2 3 4 5 6 7 8

实验二 离心泵特性曲线与串并联总特性曲线的测定

教学目标及基本要求：

1．熟悉离心泵操作，了解离心泵的结构和特性； 2．学习离心泵特性曲线的测定方法；

3．增进对离心泵并、串联运行工况及其特点的感性认识； 4．绘制泵并、串工作的并、串联总特性曲线； 教学内容及学时分配：（4学时）

1、讲解实验原理，掌握离心泵及双泵并联、串联的工作原理。 2、讲解实验仪器的结构，掌握流量计的操作。 3、了解仪器的数据记录。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ndih.html