化工原理实验教案 - 山西大学化学实验中心.doc

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1、化学原理实验教案-51-前言化工原理课程是化工类及食品、生物工程类各专业一门非常重要的技术基础课，在基础课和专业课之间起着承上启下的桥梁作用。课程特点是工程性、实践性强。实验是教学过程中一个重要的实践环节。通过实验使学生更深入地理解、掌握化工单元过程的规律性和基础理论，较为直观地树立起工程思想和观念，以期达到强化工程意识、培养科学实验能力的目的。本实验讲义根据新增实验设备的情况，进行了编著。内容主要包括三个部分：第一部分，实验基础知识；第二部分，实验部分；第三部分，测量仪表和测量方法。第一部分：介绍了进行化工原理实验应树立的科学态度、实验数据测取和处理的常

2、用方法，希望学生在实验之前认真自学。第二部分：对具体实验的方法、实验原理、实验装置、操作说明、数据记录及数据处理进行了详尽的介绍，并提出了一定量的思考题。第三部分：介绍了常用参量的测量方法和原理，以使学生对实验过程中参数的测量有更全面了解，要求在各实验之前充分预习。由于编写时间仓促，错误和不妥之处再所难免，欢迎指正。编者2010年1月-51-目录目录-2-实验一雷诺演示实验-4-一、实验目的-4-二、基本原理-4-三、实验装置及流程-5-四、演示操作-6-实验二机械能转化演示实验-7-一、实验目的-7-二、基本原理-7-三、装置流程-9-四、演示操作-10

3、-五、数据分析-10-实验三离心泵特性曲线测定-12-一、实验目的-12-二、基本原理-12-三、实验装置与流程-13-四、实验步骤及注意事项-14-五、数据处理-15-六、实验报告-16-七、思考题-16-实验四流体流动阻力的测定-17-一、实验目的-17-二、基本原理-17-三、实验装置与流程-19-四、实验步骤-21-五、实验数据处理-21-六、实验报告-22-七、思考题-22--51-实验五空气－蒸汽给热系数测定-23-一、实验目的-23-二、基本原理-23-三、实验装置与流程-28-四、实验步骤与注意事项-29-五、实验数据处理-31-六、实验报

4、告-31-七、思考题-31-实验六筛板塔精馏过程实验-32-一、实验目的-32-二、基本原理-32-三、实验装置和流程-36-四、实验步骤与注意事项-38-五、实验报告-39-六、思考题-39-实验七填料塔吸收传质系数的测定-40-一、实验目的-40-二、基本原理-40-三、实验装置-41-四、实验步骤与注意事项-42-五、实验报告-43-六、思考题-43-实验八恒压过滤实验-44-一、实验目的-44-二、基本原理-44-三、实验装置与流程-46-四、实验步骤-47-五、数据处理-48-六、实验报告-50-七、思考题-50--51-实验一雷诺演示实验一、实

5、验目的1、观察流体在管内流动的两种不同流型。2、测定临界雷诺数Rec。二、基本原理流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞流，Laminarflow）和湍流（或称紊流，Turbulentflow），这一现象最早是由雷诺（Reynolds）于1883年首先发现的。流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动时，其流体质点除沿管轴方向作向前运动外，还在径向作脉动，从而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。流体流动型态可用雷诺准数（Re）来判断，这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群，故其值不会因采用不同的单位制而不

6、同。但应当注意，数群中各物理量必须采用同一单位制。若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：（11－1）式中：Re—雷诺准数，无因次；d—管子内径，m；u—流体在管内的平均流速，m／s；—流体密度，kg／m3；μ—流体粘度；Pa·s。层流转变为湍流时的雷诺数称为临界雷诺数，用Rec表示。工程上一般认为，流体在直圆管内流动时，当Re≤2000时为层流；当Re>4000时，圆管内已形成湍流；当Re在2000至4000范围内，流动处于一种过渡状态，可能是层流，也可能是湍流，或者是二者交替出现，这要视外界干扰而定，一般称这一Re数范围为过渡区。式（11－1）表明

7、，对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流体流速有关。本实验即是通过改变流体在管内的速度，观察在不同雷诺准数下流体的流动型态。-51-三、实验装置及流程实验装置如图11－1所示。主要由玻璃试验导管、流量计、流量调节阀、低位贮水槽、循环水泵、稳压溢流水槽等部分组成，演示主管路为mm硬质玻璃。图11－1流体流型演示实验1－红墨水储槽；2－溢流稳压槽；3－实验管；4－转子流量计；5－循环泵；6－上水管；7－溢流回水管；8－调节阀；9－储水槽实验前，先将水充满低位贮水槽，关闭流量计后的调节阀，然后启动循环水泵。待水充满稳压溢流水槽后，开启流量计后的调

8、节阀。水由稳压溢流水槽流经缓冲槽、试验导管和流量计，最后流回低位贮