化工原理实验(53页).doc

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1、-第三章 实验部分实验一 空气蒸汽对流给热系数测定一、实验目的1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。二、基本原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 （1）式中：Q 传热量，J / s；m1 热流体的质量流率，kg / s；cp1 热流体的比热，J /

2、 (kg )；T1 热流体的进口温度，；T2 热流体的出口温度，；m2 冷流体的质量流率，kg / s；cp2 冷流体的比热，J / (kg )；t1 冷流体的进口温度，；t2 冷流体的出口温度，；a1 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 )；A1 热流体侧的对流传热面积，m2； 热流体与固体壁面的对数平均温差，；a2 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 )；A2 冷流体侧的对流传热面积，m2； 固体壁面与冷流体的对数平均温差，；K 以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m2 )； 冷热流体的对数平均温差，；热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（2）计算， （2）式

3、中：TW1 热流体进口处热流体侧的壁面温度，；TW2 热流体出口处热流体侧的壁面温度，。固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（3）计算， （3）式中：tW1 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，；tW2 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，。热、冷流体间的对数平均温差可由式（4）计算， （4）当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数， （5）实验中测定紫铜管的壁温tw1、tw2；冷空气或水的进出口温度t1、t2；实验用紫铜管的长度l、内径d2，；和冷流体的质量流量，即可计算a2。然而，直接测量固体壁面的

4、温度，尤其管内壁的温度，实验技术难度大，而且所测得的数据准确性差，带来较大的实验误差。因此，通过测量相对较易测定的冷热流体温度来间接推算流体与固体壁面间的对流给热系数就成为人们广泛采用的一种实验研究手段。由式（1）得， （6）实验测定、并查取下冷流体对应的、换热面积A，即可由上式计算得总给热系数K。下面通过两种方法来求对流给热系数。1. 近似法求算对流给热系数以管内壁面积为基准的总给热系数与对流给热系数间的关系为， （7）式中：d1 换热管外径，m；d2 换热管内径，m；dm 换热管的对数平均直径，m；b 换热管的壁厚，m；l 换热管材料的导热系数，W / (m )； 换热管外侧的污垢热阻，；

5、 换热管内侧的污垢热阻，。用本装置进行实验时，管内冷流体与管壁间的对流给热系数约为几十到几百；而管外为蒸汽冷凝，冷凝给热系数可达左右，因此冷凝传热热阻可忽略，同时蒸汽冷凝较为清洁，因此换热管外侧的污垢热阻也可忽略。实验中的传热元件材料采用紫铜，导热系数为383.8，壁厚为2.5mm，因此换热管壁的导热热阻可忽略。若换热管内侧的污垢热阻也忽略不计，则由式（7）得， （8）由此可见，被忽略的传热热阻与冷流体侧对流传热热阻相比越小，此法所得的准确性就越高。2. 传热准数式求算对流给热系数对于流体在圆形直管内作强制湍流对流传热时，若符合如下范围内：Re=1.01041.2105，Pr0.7120，管长

6、与管内径之比l/d60,则传热准数经验式为， （9）式中：Nu努塞尔数，无因次；Re雷诺数，无因次；Pr普兰特数，无因次；当流体被加热时n0.4，流体被冷却时n0.3；a 流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 )；d 换热管内径，m；l 流体的导热系数，W / (m )；u 流体在管内流动的平均速度，m / s；r 流体的密度，kg / m3；m 流体的粘度，Pa s；cp 流体的比热，J / (kg )。对于水或空气在管内强制对流被加热时，可将式（9）改写为， （10）令， （11） （12） （13） （14）则式（7）可写为， （15）当测定管内不同流量下的对流给热系数时，由式（

7、14）计算所得的C值为一常数。管内径d2一定时，m也为常数。因此，实验时测定不同流量所对应的，由式（4）、（6）、（12）、（13）求取一系列X、Y值，再在XY图上作图或将所得的X、Y值回归成一直线，该直线的斜率即为m。任一冷流体流量下的给热系数a2可用下式求得， （16）3. 冷流体质量流量的测定（1）若用转子流量计测定冷空气的流量，还须用下式换算得到实际的流量， （17）式中： V 实际被测流体的体积流量，m3 / s； 实际被测流体的密度，kg / m3；均可取下对应水或空气的密度，见冷流体物性与温度的关系式；V 标定用流体的体积流量，m3 / s； 标定用流体的密度，kg / m3；对

8、水 = 1000 kg / m3；对空气 = 1.205 kg / m3；f 转子材料密度，kg / m3。于是 (18)（2）若用孔板流量计测冷流体的流量，则， (19)式中，V 为冷流体进口处流量计读数，为冷流体进口温度下对应的密度。4. 冷流体物性与温度的关系式在0100之间，冷流体的物性与温度的关系有如下拟合公式。（1）空气的密度与温度的关系式：（2）空气的比热与温度的关系式：60以下 J / (kg ), 70以上 J / (kg )。（3）空气的导热系数与温度的关系式： （4）空气的黏度与温度的关系式：三、实验装置与流程1实验装置1风机； 2冷流体管路； 3冷流体进口调节阀； 4转

9、子流量计； 5冷流体进口温度；6不凝性气体排空阀； 7蒸汽温度； 8视镜； 9冷流体出口温度； 10压力表； 11水汽排空阀；12蒸汽进口阀；13冷凝水排空阀；14蒸汽进口管路；15冷流体出口管路；图4-1 空气-水蒸气换热流程图来自蒸汽发生器的水蒸汽进入不锈钢套管换热器环隙，与来自风机的空气在套管换热器内进行热交换，冷凝水经阀门排入地沟。冷空气经孔板流量计或转子流量计进入套管换热器内管（紫铜管），热交换后排出装置外。2设备与仪表规格（1）紫铜管规格：直径212.5mm，长度L=1000mm（2）外套不锈钢管规格：直径1005mm，长度L=1000mm（3）铂热电阻及无纸记录仪温度显示（4）全

10、自动蒸汽发生器及蒸汽压力表四、实验步骤与注意事项1实验步骤（1）打开控制面板上的总电源开关，打开仪表电源开关，使仪表通电预热，观察仪表显示是否正常。（2）关闭蒸汽发生器的排水阀，在蒸汽发生器中灌装清水，开启蒸汽发生器排空阀，开启发生器电源，水泵会自动将水送入锅炉，灌满后会自动转入加热状态，此时蒸汽发生器的液位计中水位处于中间位置。随后关闭蒸汽发生器的排空阀，到达符合条件的蒸汽压力后，系统会自动处于保温状态。（加热灯会熄灭，炉子蒸汽压力设定为0.5MPa，安全阀为0.55MPa）（3）打开控制面板上的风机电源开关，让风机工作，同时打开冷流体进口阀，让套管换热器里充有一定量的空气。（4）打开冷凝水

11、出口阀，排出上次实验余留的冷凝水，在整个实验过程中也保持一定开度。注意开度适中，开度太大会使换热器中的蒸汽跑掉，开度太小会使换热不锈钢管里的蒸汽压力过大而导致不锈钢管炸裂。（5）在通水蒸汽前，也应将蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。具体排除冷凝水的方法是：关闭蒸汽进口阀门，打开装置下面的排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走，当听到蒸汽响时关闭冷凝水排除阀，方可进行下一步实验。（6）开始通入蒸汽时，要仔细调节蒸汽阀的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐充满系统中，使系统由“冷态”转变为“热态”，不得少于10分钟，防止不锈钢管换热器因突

12、然受热、受压而爆裂。（7）上述准备工作结束，系统也处于“热态”后，调节蒸汽进口阀，使热交换器上的蒸汽进口压力维持在0.01MPa，可通过调节蒸汽发生器出口阀及蒸汽进口阀开度来实现。（8）通过调节冷空气进口阀来改变冷空气流量，在每个流量条件下，均须待热交换过程稳定后方可记录实验数值，一般每个流量下至少应使热交换过程保持5分钟方为视为稳定；改变流量，记录不同流量下的实验数值。（9）记录68组实验数据，可结束实验。先关闭蒸汽发生器，关闭蒸汽进口阀，放空系统内蒸汽及冷凝水待系统内温度达到50以下时，关闭仪表电源，待系统逐渐冷却后关闭风机电源，待冷凝水流尽，关闭冷凝水出口阀，关闭总电源。（10）待蒸汽发

13、生器为常压后，将锅炉中的水排尽。 2注意事项（1）先打开水汽排空阀，注意只开一定的开度，开的太大会使换热器里的蒸汽跑掉，开的太小会使换热不锈钢管里的蒸汽压力增大而使不锈钢管炸裂。（2）一定要在套管换热器内管输以一定量的空气后，方可开启蒸汽阀门，且必须在排除蒸汽管线上原先积存的凝结水后，方可把蒸汽通入套管换热器中。（3）刚开始通入蒸汽时，要仔细调节蒸汽进口阀的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由“冷态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止不锈钢管因突然受热、受压而爆裂。 （4）操作过程中，蒸汽压力一般控制在0.02MPa（表压）以下，否则可能造成不锈钢管爆裂。（5）确定各参数时，必须是

14、在稳定传热状态下，随时注意蒸汽量的调节和压力表读数的调整。五、实验报告1. 计算冷流体给热系数的实验值2. 冷流体给热系数的准数式：，由实验数据作图拟合曲线方程，确定式中常数A及m。3. 以为纵坐标，为横坐标，将处理实验数据的结果标绘在图上，并与教材中的经验式比较。 实验数据记录：蒸汽压力0.01MPa条件下序号空气流量/m3/h空气进口温度/空气出口温度/蒸汽进口温度/蒸汽出口温度/1234567风机最大风量为18m3/h六、思考题1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进

15、行计算。3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对关联式有何影响？实验二 流量计校核实验一、实验目的1. 熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。2. 掌握流量计的标定方法之一容量法。3. 测定孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。二、基本原理对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计）、给出校正曲线（如孔板流量计）。使用者在使用时，如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。孔板、文丘里

16、流量计的收缩口面积都是固定的，而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变，据此来测量流量，因此，称其为变压头流量计。而另一类流量计中，当流体通过时，压力降不变，但收缩口面积却随流量而改变，故称这类流量计为变截面流量计，此类的典型代表是转子流量计。1. 孔板流量计的校核孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。 孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加，造成孔板前后产生压强差，可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其基本构造如图1所示。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为

17、d0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为，则根据柏努利方程，在界面1、2处有： 图1 孔板流量计 （1）或 （2）由于缩脉处位置随流速而变化，截面积又难以指导，而孔板孔径的面积是已知的，因此，用孔板孔径处流速来替代上式中的，又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局部阻力造成的能量损失，故需用系数C加以校正。式（2）改写为 （3）对于不可压缩流体，根据连续性方程可知，代入式（3）并整理可得 （4） 令 （5）则式（4）简化为 （6）根据和即可计算出流体的体积流量： （7）或 （8）式中：流体的体积流量， m3/s； U形压差计的读数，m； 压差计中指示液密度，kg/m3； 孔流系

18、数，无因次；由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Re所决定，具体数值由实验测定。当孔径与管径之比为一定值时，Re超过某个数值后，接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在为定值的流动条件下使用。值范围一般为0.6-0.7。孔板流量计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段，上游长度至少应为10d1，下游为5d2。孔板流量计构造简单，制造和安装都很方便，其主要缺点是机械能损失大。由于机械能损失，使下游速度复原后，压力不能恢复到孔板前的值，称之为永久损失。d0/d1的值越小，永久损失越大。2. 文丘里流量计的校核 孔板流量计的主要缺点时机械能损失很大，为了克服这一缺点，可采

19、用一渐缩渐括管，如图32所示，当流体流过这样的锥管时，不会出现边界层分离及漩涡，从而大大降低了机械能损失。这种管称为文丘里管。文丘里管收缩锥角通常取15-25，扩大段锥角要取得小些，一般为5-7，使流速改变平缓，因为机械能损失主要发生在突然扩大处。 图2文丘里流量计文丘里流量计测量原理与孔板完全相同，只不过永久损失要小很多。流速、流量计算仍可用式（6）、（7），式中仍代表最小截面处（称为文氏喉）的流速。文丘里管的孔流系数约为0.98-0.99。机械能损失约为 （9）文丘里流量计的缺点是加工比孔板复杂，因而造价高，且安装时需占去一定管长位置，但其永久损失小，故尤其适用于低压气体的输送。三、实验装

20、置与流程实验装置 如图3所示。主要部分由循环水泵、流量计、U型压差计、温度计和水槽等组成，实验主管路为1寸不锈钢管（内径25mm）。 图3流量计校核实验示意图四.实验步骤与注意事项1. 熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。2. 对装置中有关管道、导压管、压差计进行排气，使倒U形压差计处于工作状态。排气方法：先关闭出口阀，关闭阀门3、5、4。打开1、2阀，启动离心泵，慢慢开启阀门3进行排气，使水充满测量系统管路，排空气泡后，关闭阀门1、2，再停泵后，打开阀门4、5、3，平衡U型液位高在50cm左右，关闭4、5、3，再打开1和2，启动离心泵，测定流量与压差。图4 倒U型管压差计1高压侧阀门；2低

21、压侧阀门；3进气阀门；4平衡阀门；5出水阀门3. 对应每一个阀门开度，用容积法测量流量，同时记下压差计的读数，按由小到大的顺序在小流量时测量89个点，大流量时测量56个点。为保证标定精度，最好再从大流量到小流量重复一次，然后取其平均值。4. 测量流量时应保证每次测量中，计量桶液位差不小于100mm或测量时间不少于40s。实验结束后，关闭阀门1、2，再停泵，打开3、4、5阀，排水后，再关闭3、4、5阀，实验结束。5. 主要计算过程如下：（1）根据体积法（秒表配合计量筒）算得流量V（m3/h）；（2）根据，孔板取喉径d015.347mm，文丘里取喉径d12.462mm；（3）读取流量V（由闸阀开度

22、调节）对应下的压差计高度差R，根据和，求得C0值。（4）根据，求得雷诺数，其中d取对应的d0值。（5）在坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的Re图。五、实验报告1. 将所有原始数据及计算结果列成表格，并附上计算示例。2. 在单对数坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的Re图。3. 讨论实验结果。实验数据记录：序号高度/cm时间/s流量m3/h压差 cm H2O1左右h2345678六、思考题 1. 孔流系数与哪些因素有关？ 2. 孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题？ 3. 如何检查系统排气是否完全？ 4. 从实验中，可以直接得到RV的校正曲线，经整理后也可以得到Re的曲线，这两

23、种表示方法各有什么优点？实验三 流体流动阻力的测定一、实验目的1掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。 2测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内与Re的关系曲线。 3测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数x。 4学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。5识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。二、基本原理 流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。

24、1直管阻力摩擦系数的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： （1）即， （2）式中： 直管阻力摩擦系数，无因次； d 直管内径，m；流体流经l米直管的压力降，Pa；单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg； 流体密度，kg/m3；l 直管长度，m；u 流体在管内流动的平均流速，m/s。滞流(层流)时， （3） （4）式中：Re 雷诺准数，无因次； 流体粘度，kg/(ms)。湍流时是雷诺准数Re和相对粗糙度（/d）的函数，须由实验确定。由式（2）可知，欲测定，需确定l、d，测定、u、等参数。 l、d为装置参数（装置参数表格中给出）， 、通过测定流体温度，再查有关手册而得， u通

25、过测定流体流量，再由管径计算得到。例如本装置采用涡轮流量计测流量，V，m3/h。 （5）可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。（1）当采用倒置U型管液柱压差计时 （6）式中：R水柱高度，m。（2）当采用U型管液柱压差计时 （7）式中：R液柱高度，m；指示液密度，kg/m3。根据实验装置结构参数l、d，指示液密度，流体温度t0(查流体物性、)，及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数R，通过式(5)、(6)或(7)、(4)和式(2)求取Re和，再将Re和标绘在双对数坐标图上。2局部阻力系数x 的测定 局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数

26、法。 （1）当量长度法 流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为的同直径的管道所产生的机械能损失相当，此折合的管道长度称为当量长度，用符号表示。这样，就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算，则流体在管路中流动时的总机械能损失 为： （8）（2）阻力系数法 流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即： （9）故 （10） 式中：x 局部阻力系数，无因次； 局部阻力压强降，Pa；（本装置中，所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压

27、降，直管段的压降由直管阻力实验结果求取。） 流体密度，kg/m3；g 重力加速度，9.81m/s2；u 流体在小截面管中的平均流速，ms。 待测的管件和阀门由现场指定。本实验采用阻力系数法表示管件或阀门的局部阻力损失。根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d，指示液密度，流体温度t0(查流体物性、)，及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数R，通过式(5)、(6)或(7)、(10)求取管件或阀门的局部阻力系数x。三、实验装置与流程 1. 实验装置实验装置如图1所示： 1水箱；2管路泵；3转子流量计；4球阀；5倒U型差压计；6均压环；7球阀；8局部阻力管上的闸阀；9出水管路闸阀；10水箱放水阀；

28、图1 实验装置流程示意图2. 实验流程实验对象部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，涡轮流量计和倒U型压差计等所组成的。管路部分有三段并联的长直管，分别为用于测定局部阻力系数，光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管，其上装有待测管件(闸阀)；光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管，而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。流量使用涡轮流量计测量，将涡轮流量计的信号传给相应的显示仪表显示出转速，管路和管件的阻力采用倒U型差压计直接读出读数。3装置参数装置参数如表1所示。 由于管子的材质存在批次的差异，所以可能会产生管径的不同

29、，所以表1中的管内径只能做为参考。表1 装置参数装置1名称材质管内径（mm）测量段长度（cm）管路号管内径局部阻力闸阀1A20.095光滑管不锈钢管1B20.0100粗糙管镀锌铁管1C21.0100四、实验步骤1. 实验准备：1低压侧阀门；2高压侧阀门；3进气阀门； 4平衡阀门；5出水阀门图2 倒U型管压差计（1）清洗水箱，清除底部杂物，防止损坏泵的叶轮和涡轮流量计。关闭箱底侧排污阀，灌清水至离水箱上缘约15cm高度，既可提供足够的实验用水又可防止出口管处水花飞溅。（2）接通控制柜电源，打开总开关电源及仪表电源，进行仪表自检。打开水箱与泵连接管路间的球阀，关闭泵的回流阀，全开转子流量计下的闸阀

30、。如上步骤操作后，若泵吸不上水，可能是叶轮反转，首先检查有无缺相,一般可从指示灯判断三相电是否正常。其次检查有无反相,需检查管道离心泵电机部分电源相序，调整三根火线中的任意两线插口即可。2. 实验管路选择：选择实验管路，把对应的进口阀打开，并在出口阀最大开度下，保持全流量流动510min。3. 排气：先进行管路的引压操作。需打开实验管路均压环上的引压阀，对倒U型管进行操作如下，其结构如图2所示。（a） 排出系统和导压管内的气泡。关闭管路总出口阀9，使系统处于零流量、高扬程状态。关闭进气阀门(3)和出水活栓(5)以及平衡阀门(4)。打开高压侧阀门(2)和低压侧阀门(1)使实验系统的水经过系统管路

31、、导压管、高压侧阀门(1)、倒U形管、低压侧阀门(2)排出系统。（b） 玻璃管吸入空气。排净气泡后，关闭(1)和(2)两个阀门，打开平衡阀(4)和出水活栓(5)进气阀(3)，使玻璃管内的水排净并吸入空气。（c） 平衡水位。关闭阀(4)、(5)、(3)，然后打开(1)和(2)两个阀门，让水进入玻璃管至平衡水位（此时系统中的出水阀门始终是关闭的，管路中的水在零流量时，U形管内水位是平衡的，压差计即处于待用状态，在进行下一根管测定时，先将被测管的进水阀和引压阀依次打开，然后再关闭已测管的进水阀门。（d） 被测对象在不同流量下对应的差压，就反应为倒U型管压差计的左右水柱之差。 4流量调节：进行不同流量

32、下的管路压差测定实验。让流量从0.8到4m3/h范围内变化，建议每次实验变化0.5m3/h左右。由小到大或由大到小调节管路总出口阀，每次改变流量，待流动达到稳定后，读取各项数据，共作810组实验点。主要获取实验参数为：流量Q、测量段压差P，及流体温度t。 5实验结束：实验完毕，关闭管路总出口阀，然后关闭泵开关和控制柜电源，将该管路的进口球阀和对应均压环上的引压阀关闭，清理装置（若长期不用，则管路残留水可从排空阀进行排空，水箱的水也通过排水阀排空）。五、实验数据处理根据上述实验测得的数据填写到下表：实验日期： 实验人员： 学号： 温度： 装置号： 直管基本参数： 光滑管径 粗糙管径 局部阻力管径

33、 序号流量(m3/h)光滑管mmH2O粗糙管mmH2O局部阻力mmH2O左右压差左右压差左右压差123456六、实验报告 1根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出Re曲线，对照化工原理教材上有关曲线图，即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。 2根据光滑管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出Re曲线，对照柏拉修斯方程，计算其误差。3根据局部阻力实验结果，求出闸阀全开时的平均值。 4对以上的实验结果进行分析讨论。 数据处理及计算结果表序号流量m3/h光滑管粗糙管局部阻力流速m/sRep/Pa流速m/sRep/Pa流速m/sp/Pa12345678910七、思考题1在对装置做排气工作时，是否一定要

34、关闭流程尾部的出口阀?为什么? 2如何检测管路中的空气已经被排除干净? 3以水做介质所测得的Re关系能否适用于其它流体?如何应用? 4在不同设备上(包括不同管径)，不同水温下测定的Re数据能否关联在同一条曲线上? 5如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响?实验四 气气列管换热实验一、实验目的1测定列管式换热器的总传热系数。2考察流体流速对总传热系数的影响。3比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。二、基本原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图1所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。达到传热稳定时，有 （1）式中：Q 传热量，J / s；m1 热流体的质量流率，kg / s；cp1 热流体的比热，J / (kg )；T1 热流体的进口温度，；T2 热流体的出口温度，；m2 冷流体的质量流率，kg / s；cp2 冷流体的比热，J / (kg )；t1 冷流体的进口温度，；t2 冷流体的出口温度，；K 以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m2 )； 冷热流体的对数平均温差，；热、冷流体间的对数平均温差可由式（2）计算， （2）列管换热器的换热面积可由式（3）算得， （