化工原理实验指导贾广信

化工2004／02

化工原理实验

福州大学化工原理实验室

二〇〇四年二月

前 言

实施科教兴国战略和可持续发展战略，迎接知识经济时代的到来，建设面向知识经济时代的国家创新体系，要求造就一支庞大的高素质的创造性人才队伍。因此，作为高级人才的培养基地，高等院校应当把创造力的教育和培养贯穿于各门课程教学及实践性教学环节中。实践性教学环节相对于课堂理论教学环节，更能贯穿对学生创造力的开发，其教学内容、方法、手段如何能适应创造性人才的培养要求尤为重要。传统的大学实验教学，其内容是以验证前人知识为主的验证型实验，其方法是教师手把手地教，这些都不利于培养学生的主动性和创造性。当今，大学实验教学改革中，普遍开设综合型、设计型、研究型实验，是对学生进行创造教育的重要思路和做法。在“211工程”重点建设的大学必须通过的本科教学评优工作指标中就明确要求综合型、设计型、研究型实验应占70%以上。

《化工原理实验》是一门技术基础实验课，在培养化工类及相关专业的高级人才中起举足轻重的作用，被学校确定为我校参加本科教学评优工作重点建设的基础课程之一。福州大学投入247万元用于建设以“三型”实验为主的现代化的具有国内先进水平的化工原理实验室。目前，第一期投入100万元的化工

化学工程学院

化工原理实验指导书

化工原理教研室

2012年编制

实验一 流动过程综合实验

目 录

目 录 ................................................................................................................................................ 3 实验一 流动过程综合实验 ........................................................................................................... 6 1 实验目的 ...................................................................................................................................... 6 2 基本原理 ......................................................

通信原理

实 验 指 导 书

文 化 锋 杨 燕 编著

宁波大学信息学院

2010.03

实验室注意事项

1. 不准将食品、饮料等与实验无关的物品带入实验室，保持实验环境干净整齐。

2. 未经老师允许不得擅自打开实验箱电源。

3. 每次安装实验模块时，应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。安装实

验模块时一定要将实验模块的插脚与实验箱上的插槽对准，切勿用蛮力装卸实验模块。

4. 各实验模块上的轻触开关、微动开关、拨码开关、手旋电位器均为磨损件，

请不要频繁按动或旋转，严禁随意插拔各个跳线。

5. 实验中需要改变跳线位置的，待实验结束后恢复到原始位置。

6. 实验中连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻拔轻插，拆线时若遇到连线

与孔连接过紧的情况，应用手捏住连线插头的塑料线端，左右摇晃，直至连线与孔松脱，切勿用蛮力，那样易使连线端头断在插孔内。

7. 实验中出现异常情况时需迅速切断电源并立刻报告老师。

8. 实验仪器出现故障损坏后需书面写一份情况报告书，简单说明情况，签名后

交给实验指导教师。

9. 实验完成后关掉实验箱电源，将实验桌面整理干净，经实验老师检查许可后

方可离开实验室。

2

目

通信原理

实 验 指 导 书

文 化 锋 杨 燕 编著

宁波大学信息学院

2010.03

实验室注意事项

1. 不准将食品、饮料等与实验无关的物品带入实验室，保持实验环境干净整齐。

2. 未经老师允许不得擅自打开实验箱电源。

3. 每次安装实验模块时，应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。安装实

验模块时一定要将实验模块的插脚与实验箱上的插槽对准，切勿用蛮力装卸实验模块。

4. 各实验模块上的轻触开关、微动开关、拨码开关、手旋电位器均为磨损件，

请不要频繁按动或旋转，严禁随意插拔各个跳线。

5. 实验中需要改变跳线位置的，待实验结束后恢复到原始位置。

6. 实验中连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻拔轻插，拆线时若遇到连线

与孔连接过紧的情况，应用手捏住连线插头的塑料线端，左右摇晃，直至连线与孔松脱，切勿用蛮力，那样易使连线端头断在插孔内。

7. 实验中出现异常情况时需迅速切断电源并立刻报告老师。

8. 实验仪器出现故障损坏后需书面写一份情况报告书，简单说明情况，签名后

交给实验指导教师。

9. 实验完成后关掉实验箱电源，将实验桌面整理干净，经实验老师检查许可后

方可离开实验室。

2

目

实训一 四位一体多功能管路拆装实训

一、实训项目

1. 掌握流程图的识读

2. 认识管路拆装设备的管件

3. 根据提供的流体输送流程图，准确填写安装管线所需管道、管件、阀门、仪表的规格型号及数量等的材料清单；准确列出组装管线所需的工具和易耗品等领件清单并正确领取工具和易耗品。

4. 进行管线的组装、管道的试压、管线的拆除。

二、实训要求

1. 化工管路装拆的基本要求

化工管路布置的一般要求：在管路布置及安装时，主要考虑安装、检修、操作的方便及安全，同时尽可能减少基建费用，并根据生产的特点、设备的布置、材料的性质等加以综合考虑。

1) 化工管路安装时，各种管线应成平行铺设，便于共用管架，要尽量走直线，少拐弯，

少交叉，以节约管材，减小阻力，同时力求做到整齐美观；

2) 为便于操作及安装检修，并列管路上的零件与阀门位置应错开安装；

3) 管子安装应横平竖直，水平管其偏差不大于15mm/10m，垂直管其偏差不大于

10mm/10m；

4) 管路安装完毕后，应按规定进行强度和严密度试验；

5) 管路离地面的高度以便于检修为准，但通过人行道时,最低点离地面不得小于2m 2. 常见管件及阀门、流量计的安装要求：

转子流量计是用来测量管系中流体流量的，其安装有

实训一 四位一体多功能管路拆装实训

一、实训项目

1. 掌握流程图的识读

2. 认识管路拆装设备的管件

3. 根据提供的流体输送流程图，准确填写安装管线所需管道、管件、阀门、仪表的规格型号及数量等的材料清单；准确列出组装管线所需的工具和易耗品等领件清单并正确领取工具和易耗品。

4. 进行管线的组装、管道的试压、管线的拆除。

二、实训要求

1. 化工管路装拆的基本要求

化工管路布置的一般要求：在管路布置及安装时，主要考虑安装、检修、操作的方便及安全，同时尽可能减少基建费用，并根据生产的特点、设备的布置、材料的性质等加以综合考虑。

1) 化工管路安装时，各种管线应成平行铺设，便于共用管架，要尽量走直线，少拐弯，

少交叉，以节约管材，减小阻力，同时力求做到整齐美观；

2) 为便于操作及安装检修，并列管路上的零件与阀门位置应错开安装；

3) 管子安装应横平竖直，水平管其偏差不大于15mm/10m，垂直管其偏差不大于

10mm/10m；

4) 管路安装完毕后，应按规定进行强度和严密度试验；

5) 管路离地面的高度以便于检修为准，但通过人行道时,最低点离地面不得小于2m 2. 常见管件及阀门、流量计的安装要求：

转子流量计是用来测量管系中流体流量的，其安装有

化工原理实验

实验一 流体流动形态的观察和测定

实验内容：测定流体流动的形态和层流时流体在管路中的速度分布形态。

实验原理:流体流动有两种不同的形态，层流和湍流。流体作层流流动时，流体质点沿轴向做直线运动；流体作湍流流动时，流体质点沿轴向和径向脉动。对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，Re仅与流速有关。本实验通过改变流体在圆管内的流速，观察不同Re下流体的流型及其变化。 实验过程：

1、水槽中充满水，保持液面稳定；

2、调节流量计，使水从圆管内平稳地流动，并保持一定的流量； 3、打开控制红墨水流出的阀门，观察流体流动形态； 4、加大流量，观察红墨水的流动形态； 思考题：

1、 研究流体流动形态对生产有何实际意义？

流体的流动形态分为层流和湍流，在生产过程中需要确定管道的管径、流体的流速等多个参数。当流量恒定时，流速大，则管径小，雷诺数大，为湍流；反之亦然。两种流型的运动方式会影响流体的速度分布，进而影响到流体阻力的计算和流体中的热量传递。所以在实际化工生产过程中，为了优化操作条件，要选择适宜的流体流速。 2、 影响流体流动的因素有哪些？

由Re=duρ/μ得，影响因素有管径、流速、流体密度和粘度。 3、 在什么前提条件下，只用流速的数值判

第3部分 化工原理基本实验

3.1 流体流动阻力的测定

3.1.1 实验目的

(1) 学习管路阻力损失(hf)、管路摩擦系数(λ)、管件(阀件)局部阻力系数(ζ)的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识；

(2) 了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式，掌握其测量原理，学会其使用方法。

3.1.2 实验原理

实际流体沿直管壁面流过时因粘性引起剪应力，由此产生的阻力损失称为直管阻力损失

hf。流体流过管件、阀门或突然扩大(缩小)时造成边界层分离，由此产生的阻力称为局部

阻力。上述两种阻力的测定原理如下：

(1) 直管阻力损失

为了测定流体流过长为l、内径为d的直管的阻力损失，在其两端安装一个U形管压差计。在压差计的上、下游取压面1-1与2-2间列伯努利方程：

2u12p2u2hf?gz1???(gz2??) (3-1)

?2?2p1对于水平等径直管，有z1?z2，u1?u2，所以

hf?p1?p2? (3-2)

流体流过直管的压降由压差计测定，即

p1?p

目 录

实验一 空气-水蒸汽对流给热系数测定 ............................................................. 2 实验二 筛板塔精馏实验 .................................................................................... 11 实验三 实验四 实验五 实验六

填料塔吸收传质系数的测定 .............................................................. 17 萃取塔实验 ............................................................................................ 21 离心泵特性曲线测定 .......................................................................... 28 干燥速率曲线测定实验 ..................................

实验一、雷诺实验

一、实验目的

1. 了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。 2. 观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动型态。观察流体层流流动的速度分

布。

二、实验内容

1. 以红墨水为示踪剂，观察圆直玻璃管内水为工作流体时，流体作层流、过渡流、湍流时的各种流动型态。

2. 观察流体在圆直玻璃管内作层流流动的速度分布。 三、实验装置

实验装置流程如图1-1所示。

图1-1 雷诺实验装置

1 溢流管；2 墨水瓶；3 进水阀；4示踪剂注入管

5水箱；6 水平玻璃管；7 流量调节阀

实验管道有效长度: L＝600 mm 外径: Do＝30 mm 内径: Di＝24.5 mm

孔板流量计孔板内径: do＝9.0 mm 四、实验步骤

1. 实验前的准备工作

(1) 实验前应仔细调整示踪剂注入管4的位置，使其处于实验管道6的中心线上。 (2) 向红墨水储瓶 2 中加入适量稀释过的红墨水，作为实验用的示踪剂。

(3) 关闭流量调节阀7，打开进水阀3，使水充满水槽并有一定的