化工原理实验讲义(1) - 图文(3)

实验四 离心泵特性曲线的测定

一、实验目的

本实验采用单级单吸离心泵装置，实验测定在一定转数泵的特性曲线，通过实验了解离心泵的构造、安装流程和正常的操作过程，掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。 二、实验原理

离心泵是一种液体输送机械，它籍助于泵的叶轮高速旋转，使充满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。液体在离开叶轮进入壳体时，由于流动截面积的增大，部分动能变成静压能，进一步提高了静压能。流体获提能量的多少，不仅取决于离心泵的结构和转速，而且与流体的密度有关。当离心泵内存在空气，空气的重度远比液体的小，使离心泵所产生的离心力不足以在泵的进口处形成所需的真空度，无法吸入液体，该现象称为“气缚”。为了保证离心泵的正常操作，在启动前必须在离心泵和吸入管路内充满液体，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、效率和转速。在一定的转速下，离心泵的扬程、功率、效率均随流量的大小改变。扬程与流量的特性曲线He=f（Qe）、功率消耗与流量的特性曲线N轴=f（Qe）、以及效率与流量的特性曲线η=f（Qe）是离心泵的三条特性曲线。它们与离心泵的设计、制造有关，必须由实验测定。?

1、泵的流量

泵的流量即泵的送液能力，是指单位时间内泵排出的液体体积。泵的流量可直接通过在一定时间t内排出的液体体积V或质量m来测定 Vs=V/t=m/tρ m3/s

泵的流量用流量计测定

Vs?C0S02gR m3/s

式中

C0-孔板流量系数 S0-孔板的锐孔面积

2、泵的扬程

泵的扬程即总压头，表示单位重量的液体从泵中得到的能量。在泵的压出管路中，压力表处为2-2截面，吸入管路真空表处为1-1截面，由机械能衡算式得出扬程的计算公式：

He?H压强表?H真空表?h0?u2?u12g22

式中：?

He——泵的扬程，m液柱；?

9

H压强表——压力表测得的表压，m液柱)； H真空表——真空表测得的真空度，m液柱；? h0——压强表和真空表中心的垂直距离，m； u2——泵出口管内流体的速度，m/s；? u1——泵进口管内流体的速度，m/s。

3、泵的功率

在单位时间内，液体从泵中实际得到的功，即为泵的有效功率，计算公式如下流体通过泵之后，实际得到的有效功率：??

?? 其中：?

He——离心泵的有效功率，kW；? Qe——离心泵的输液量，m3/s； ρ——被输送液体的密度，kg/m3。? 4、泵的效率

离心泵的总效率：??

??NeN电Ne?He?Qe??102

??

式中：N电——电机的输入功率。? 电机消耗的功率N 由输入电压U和电流I测得，即

N=UI w

5、泵的特性曲线

一定的转数下，He,N,η与V之间的变化关系

三、实验装置

本实验装置主体设备为一台单级单吸离心泵。为了便于观察，泵壳端用明材料制，电

10

动机直接连接半敞式叶轮。离心泵与循环水槽、分水槽和各种测量仪表构成一个测试系统。

四、实验内容

1、开放上水阀门，水箱充水至80%。? 2、关闭调节阀。?

3、灌泵：开启引水阀，反复开启和关闭放气阀，尽可能排除泵体内的空气，排气结束，关闭引水阀。?

4、启动离心泵。? 5、开启各仪表开关。?

6、开启调节阀至最大开启度，由最大流量范围合理分割流量，进行实验布点，测定流量变化引起的压力变化（8-10组数据）。?

7、由调节阀调节流量，每次流量调节稳定后，读取各组实验数据。? 8、实验装置恢复原状，并清理实验场地。? 五、注意事项

1、启动前，充水，排除空气。

2、实验完毕后，应先将出口阀门关闭，再将调压器调回零点，最后电源。 六、思考题

1．离心泵在启动前为什么要引水灌泵？如果已经引水灌泵了，但离心泵还是启动不起来，你认为可能是什么原因？

2．为什么离心泵启动时要关闭出口阀和拉下功率表的开关？

3．为什么调节离心泵的出口阀可调节其流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其它方法调节泵的流量？

4．为什么在离心泵的进口管下安装底阀？从节能观点上看，底阀的设置是否有利？你认为应如何改进？

七、实验数据记录和整理

1将实验数据和计算结果记录下表中。

11

水温： 电机转速： 功率表： 流量计仪表常数：

流量 序 仪表真空度 仪压力表 输入功率 仪表压头 有效功率Ne效率η号 读数 m3/h 表仪表（%） m（H2O） m（H2O） 读N（Kw） He（m） （kw） 读读数 数数 W 2将数据及计算的参数在坐标纸上作图。 a 扬程和流量特性曲线。 b 功率消耗和流量的特性曲线。 c 功率和流量特性曲线。

12

实验五 套管换热器液——液热交换系数及膜系数的测定

一、实验目的

在工业生产或实验研究中，常遇到两种流体进行热量交换，来达到加热或冷却之目的。为了加速热量传递过程，往往需要将流体进行强制流动。

对于在强制对流下进行的液—液热交换过程，曾有不少学者进行过研究，并取得了不少求算传热膜系数的关联式。这些研究结果都是在实验基础上取得的。对于新的物系或者新的设备，仍需要通过实验来取得传热系数的数据及其计算式。

本实验的目的，是测定在套管换热器中进行的液—液热交换过程的传热总系数，流体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数。以及确立求算传热系数的关联式。同时希望通过本实验，对传想过程的实验研究方法有所了解，在实验技能上受到一定的训练，并对传热过程基本原理加深理解。

二、实验原理

冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程，先由热流体把热量传递给固体壁面，然后由固体壁面的一侧传向另一侧，最后再由壁面把热量传给冷流体。换言之，热交换过程即为给热—导热—给热三个串联过程组成。

若热流体在套管热交换器的管内流过，而冷流体在管外流过，设备两端测试点上的温度如图4-1所示。则在单位时间内热流体向冷流体传递的热量，可由热流体的热量衡算方程来表示：

图4-1套管热交换器两端测试点的温度

Q=mscp(T1－T2) J·S-1 （1） 就整个热交换而言，由传热速率基本方程经过数学处理，可得计算式为 Q=KA△Tm J·s-1 （2） 式中：Q—一传热速率，J·s-1 或W；

ms—一热流体的质量流率，kg·s-1 ； cp一热流体的平均比热容J·kg-1·K-1； T—一热流体的温度，K； T’—一冷流体的温度，K；

Tw—一固体壁面温度，K； K—一传热总系数，W·m-2·K-1 A一热交换面积， m；

△Tm —一两流体间的平均温度差，K。

（符号下标1和2分别表示热交换器两端的数值）

若△T1和△T2分别为热交换器两端冷热流体之间的温度差，即

△T1=（T1－T1’；） （3）

2

13

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库化工原理实验讲义(1) - 图文(3)在线全文阅读。