化工原理实验优秀课件.ppt

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1、化工原理实验第1页，本讲稿共49页流动阻力测定实验流动阻力测定实验一、实验目的一、实验目的（1）掌握直管与阀门阻力损失的测定方法；）掌握直管与阀门阻力损失的测定方法；（2）测定摩擦系数与雷诺数、管壁粗糙度之间的关系；）测定摩擦系数与雷诺数、管壁粗糙度之间的关系；（3）测定阀门的阻力系数与开度之间关系；）测定阀门的阻力系数与开度之间关系；（4）学会倒）学会倒U形压差计和转子流量计的使用方法。形压差计和转子流量计的使用方法。二、基本原理二、基本原理（1）直管阻力摩擦系数测定原理）直管阻力摩擦系数测定原理 流体在圆形管内作层流流动时流体在圆形管内作层流流动时=64/Re，湍流流动时，湍流流动时 与雷

2、诺与雷诺数和相对粗糙度有关，要实验测定，本实验要验证不同管路数和相对粗糙度有关，要实验测定，本实验要验证不同管路 与雷诺数与雷诺数之间的关系。之间的关系。第2页，本讲稿共49页m直管阻力的计算可用范宁公式直管阻力的计算可用范宁公式 实验是对一定长度实验是对一定长度l和管径和管径d的水平管路进行测定，在一定的水平管路进行测定，在一定流量下，利用流量下，利用U形压差计测出对应的压强差，由于管道为水形压差计测出对应的压强差，由于管道为水平等径管，压强差在数值上就等于压强降平等径管，压强差在数值上就等于压强降 pf。由。由范宁公式就范宁公式就可求得某一雷诺数下的摩擦系数值。可求得某一雷诺数下的摩擦系数

3、值。本实验要分别对光滑管和粗糙管进行测定。本实验要分别对光滑管和粗糙管进行测定。（2）局部阻力测定原理）局部阻力测定原理 局部阻力计算有当量长度和阻力系数两种方法，当量长度和阻局部阻力计算有当量长度和阻力系数两种方法，当量长度和阻力系数均要进行实验测定，本实验仅测定阀门在不同开度的阻力力系数均要进行实验测定，本实验仅测定阀门在不同开度的阻力系数。系数。局部阻力可由下式进行计算局部阻力可由下式进行计算第3页，本讲稿共49页 测定阀门在一定开度下所对应的压强降，由上述公式根据对测定阀门在一定开度下所对应的压强降，由上述公式根据对应的管内流速确定阻力系数。应的管内流速确定阻力系数。三、实验装置三、实

4、验装置 本装置由离心泵、各种阀门和管件、转子流量计、本装置由离心泵、各种阀门和管件、转子流量计、U形管形管压差计，不锈钢光滑管、镀锌粗糙管等构成。压差计，不锈钢光滑管、镀锌粗糙管等构成。实验介质为水，水从循环水箱由离心泵送入实验装置，经过实验介质为水，水从循环水箱由离心泵送入实验装置，经过管道系统后返回循环水箱。管道系统后返回循环水箱。流量可由转子流量计读得，压头损失可由倒流量可由转子流量计读得，压头损失可由倒U压差计或由压差计或由1151压差传感器和数显表测得。装置结构尺寸见讲义。压差传感器和数显表测得。装置结构尺寸见讲义。m第4页，本讲稿共49页实验流程实验流程第5页，本讲稿共49页四、实

5、验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项 熟悉系统流程熟悉系统流程启动离心泵启动离心泵管道系统排气（包括测压管道系统排气（包括测压导管排气）导管排气）系统流体静止时，倒系统流体静止时，倒U形压差计两臂指示液液形压差计两臂指示液液位是否相等位是否相等打开阀门，调节流量为打开阀门，调节流量为1、1.5、2.05.0m3/h（89点），测定光滑管和粗糙管的阻力（由对应点），测定光滑管和粗糙管的阻力（由对应的压差计读得，单位为的压差计读得，单位为mmH2O），注意调节好流量后，要等一），注意调节好流量后，要等一段时间再读数段时间再读数测定闸阀全开时阻力系数（流量设定为测定闸阀全开时阻力系数（流量设定为2

6、，3，4m3/h，测得，测得3个阻力，以确定平均阻力系数）个阻力，以确定平均阻力系数）关闭系统阀门关闭系统阀门停泵停泵关闭所有仪表电源关闭所有仪表电源记录下流体的温度、装置号。记录下流体的温度、装置号。实验前要画好实验数据记录表。结束后实验记录要交指导老师审实验前要画好实验数据记录表。结束后实验记录要交指导老师审阅后，才能离开现场。阅后，才能离开现场。第6页，本讲稿共49页987654321闸阀阻力闸阀阻力mmH2O粗糙管阻力粗糙管阻力mmH2O光滑管阻力光滑管阻力mmH2O流量流量m3/h序号序号实验数据记录表实验数据记录表第7页，本讲稿共49页五、实验报告编写五、实验报告编写（一）实验目的

7、（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录表（四）实验数据记录表（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题第8页，本讲稿共49页实验数据处理实验数据处理直管阻力实验数据处理：直管阻力实验数据处理：根据流量、管径确定流速，根据管长、该流量下所对应根据流量、管径确定流速，根据管长、该流量下所对应的直管阻力（的直管阻力（mH2O）代入下式，确定摩擦系数）代入下式，确定摩擦系数。根据流体温度，查取流体的密度、黏度，计算该流量下的流根据流体温度，查取流体的密度、黏度，计算该流量下的流动雷诺数动雷诺数Re。计算光滑管、粗糙管每一个流量下的摩擦

8、系数计算光滑管、粗糙管每一个流量下的摩擦系数 和雷诺数和雷诺数Re，将处理结果列入计算结果表中（表的格式见书）。，将处理结果列入计算结果表中（表的格式见书）。注意：注意：在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，其他只要在在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，其他只要在计算结果表中表达出来即可。计算结果表中表达出来即可。将计算结果将计算结果在在 Re图上标点图上标点，并连成曲线。，并连成曲线。第9页，本讲稿共49页897654321 Re Re 闸阀阻闸阀阻 力系数力系数粗糙管粗糙管光滑管光滑管流量流量m3/h序号序号数据处理结果表数据处理结果表第10页，本讲稿共49页log（Re）log

9、（）光滑管光滑管粗糙管粗糙管第11页，本讲稿共49页全开闸阀阻力系数实验数据处理：全开闸阀阻力系数实验数据处理：根据流量、管径确定流速，根据该流量下所对应的闸阀阻根据流量、管径确定流速，根据该流量下所对应的闸阀阻力（力（mH2O）代入下式，确定阻力系数）代入下式，确定阻力系数。计算三个流量下的阻力系数，并将其平均得全开闸阀平均阻力系数计算三个流量下的阻力系数，并将其平均得全开闸阀平均阻力系数。第12页，本讲稿共49页离心泵特性曲线测定实验离心泵特性曲线测定实验一、实验目的一、实验目的（1）了解离心泵结构与特性，掌握离心泵开停车步骤；）了解离心泵结构与特性，掌握离心泵开停车步骤；（2）测定恒定转

10、速下离心泵扬程、轴功率、效率与流量之间的关系；）测定恒定转速下离心泵扬程、轴功率、效率与流量之间的关系；（3）学会离心泵流量调节方法，掌握涡轮流量计的使用方法；）学会离心泵流量调节方法，掌握涡轮流量计的使用方法；（4）学会用马达天平法测量轴功率的方法。）学会用马达天平法测量轴功率的方法。第13页，本讲稿共49页 二、基本原理二、基本原理（1）流量）流量q 的测定的测定 由涡轮流量计测量流量，智能流量积分仪显示流量值。由涡轮流量计测量流量，智能流量积分仪显示流量值。（2）扬程）扬程H的测定与计算的测定与计算 由于泵的进出口管径相同，压力表和真空表安装在同一个高度由于泵的进出口管径相同，压力表和真

11、空表安装在同一个高度上，只要读出压力表和真空表上的数值，由下式即可计算得扬程。上，只要读出压力表和真空表上的数值，由下式即可计算得扬程。（3）轴功率的测定与计算）轴功率的测定与计算第14页，本讲稿共49页 轴功率可按下式计算轴功率可按下式计算 式中式中 P为测功臂上所加砝码的质量，为测功臂上所加砝码的质量，kg；L测功臂长，测功臂长，L=0.4867m;n泵的转速，泵的转速，r/min。W（4）泵的效率计算）泵的效率计算式中式中q的单位为的单位为m3/s。第15页，本讲稿共49页三、三、实验装置实验装置四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项 （1）打开总电源开关，仪表上电；将离心泵电源转

12、换开关旋）打开总电源开关，仪表上电；将离心泵电源转换开关旋到直接位置，即为直接启动，此时离心泵停止按钮灯亮。到直接位置，即为直接启动，此时离心泵停止按钮灯亮。（2）打开离心泵进口阀和出口阀，打开离心泵灌水阀，对离心泵进）打开离心泵进口阀和出口阀，打开离心泵灌水阀，对离心泵进行灌水。注意灌水阀不要开的太大，否则会损坏真空表。灌水结束后行灌水。注意灌水阀不要开的太大，否则会损坏真空表。灌水结束后关闭灌水阀和出口阀。关闭灌水阀和出口阀。（3）检查马达天平上的砝码是否已经取下。）检查马达天平上的砝码是否已经取下。（4）开启计算机，打开）开启计算机，打开“离心泵性能特性曲线测定实验离心泵性能特性曲线测定

13、实验MCG”组态软件，按提示输入班级、姓名、学号以及装置号，按确定进入组态软件，按提示输入班级、姓名、学号以及装置号，按确定进入离心泵特性曲线实验软件，点击离心泵特性曲线实验软件，点击“恒定转速下离心泵性能曲线测定恒定转速下离心泵性能曲线测定”按钮，进入实验界面。按钮，进入实验界面。（5）按下离心泵启动按钮，启动离心泵，运行正常后，将出口）按下离心泵启动按钮，启动离心泵，运行正常后，将出口阀开到最大。开始进行离心泵实验。阀开到最大。开始进行离心泵实验。第16页，本讲稿共49页 （6）调节出口阀开度以改变流量，每调节好一个流量，待流）调节出口阀开度以改变流量，每调节好一个流量，待流量稳定之后，在

14、马达天平上添加砝码，当平衡臂对准准星后，量稳定之后，在马达天平上添加砝码，当平衡臂对准准星后，读取砝码重量读取砝码重量P、转速、转速n、流量、流量q、水温、水温t、真空表读数、真空表读数p1、压力表、压力表读数读数p2并做记录。流量由大到小，重复以上操作，并读取及并做记录。流量由大到小，重复以上操作，并读取及记录每个流量下对应的数据，记录每个流量下对应的数据，数据记录列表格见表。一般要数据记录列表格见表。一般要测测89组数据，直到流量为零。组数据，直到流量为零。（7）每调节好一个流量，读取和记录数据之后，可点击）每调节好一个流量，读取和记录数据之后，可点击离心离心泵特性曲线实验软件界面上的泵特

15、性曲线实验软件界面上的“数据采集数据采集”按钮，以将实验数据记入按钮，以将实验数据记入软件数据库。软件数据库。（8）实验完毕后，将砝码取下，关闭离心泵出口阀，按下离心泵）实验完毕后，将砝码取下，关闭离心泵出口阀，按下离心泵停止按钮。停止按钮。（9）停泵后，通知指导老师检查数据。按指导老师要求，提取）停泵后，通知指导老师检查数据。按指导老师要求，提取计算机中已经存入的实验数据进行处理，显示处理结果（特性曲计算机中已经存入的实验数据进行处理，显示处理结果（特性曲线），经指导老师检查并符合要求后，切断仪表电源及总电源，线），经指导老师检查并符合要求后，切断仪表电源及总电源，将所有阀门关闭。将所有阀门

16、关闭。第17页，本讲稿共49页 五、实验数据处理五、实验数据处理 根据实验数据用以上公式计算每一个流量根据实验数据用以上公式计算每一个流量q下的下的H、N、。并将。并将处理结果列表处理结果列表。根据表中数据画出。根据表中数据画出离心泵的特性曲线。离心泵的特性曲线。第18页，本讲稿共49页六、实验报告编写六、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录表（四）实验数据记录表（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题第19页，本讲稿共49页对流给热系数测定实验对流给热系数测定实验一、实验目的一、实验目的（一）观

17、察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象；（一）观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象；（二）测定水或空气在圆形管内强制对流的给热系数和传热（二）测定水或空气在圆形管内强制对流的给热系数和传热系数，并得出其随流量的变化规律。系数，并得出其随流量的变化规律。（三）掌握热电阻测温方法（三）掌握热电阻测温方法二、基本原理二、基本原理根据牛顿冷却定律对冷流体可写出根据牛顿冷却定律对冷流体可写出即即第20页，本讲稿共49页式中式中 由此可见只要测得由此可见只要测得t1、t2、tw、流量、流量Vs、换热管内径以及管长、换热管内径以及管长L，再由流体的平均温度确定流体的密度，再由流体的平均温度确定流体的密度，分别求得，

18、分别求得Q，Si，（tw-t）m，代入牛顿冷却定律即可求得给热系数，代入牛顿冷却定律即可求得给热系数 i。然后再。然后再由下式计算其理论值进行比较。由下式计算其理论值进行比较。第21页，本讲稿共49页再由已知的再由已知的t1、t2、Q，Si，并根据测得的加热蒸汽温度，并根据测得的加热蒸汽温度T，确，确定传热平均温度差定传热平均温度差 tm，代入传热速率方程即可确定，代入传热速率方程即可确定Ki，与所测到，与所测到的给热系数的给热系数 i进行比较，分析管内流体给热热阻占总热阻的比例。进行比较，分析管内流体给热热阻占总热阻的比例。若将管壁热阻忽略，也可求出水蒸气冷凝的给热系数若将管壁热阻忽略，也可

19、求出水蒸气冷凝的给热系数 o。第22页，本讲稿共49页三、给热系数测定实验装置与流程三、给热系数测定实验装置与流程第23页，本讲稿共49页四、实验步骤与注意事项四、实验步骤与注意事项 （一）水蒸气（一）水蒸气空气体系空气体系 1、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发生器和打、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发生器和打开蒸汽总阀开蒸汽总阀6；2、开启变频器，启动旋涡气泵；全开气泵出口阀、开启变频器，启动旋涡气泵；全开气泵出口阀10；3、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水排放阀、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水排放阀8，打开蒸汽调节阀打开蒸汽调节阀7

20、，再打开换热器冷凝水排放阀，再打开换热器冷凝水排放阀9，使冷凝水不断地排，使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。进地沟，打开不凝气排放阀。4、调节蒸汽调节阀、调节蒸汽调节阀7，使蒸汽压力稳定在，使蒸汽压力稳定在0.05MPa以下（也可用以下（也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由大到小调节阀不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由大到小调节阀10改变空气流量，测定改变空气流量，测定36组数据，为了保证所测数据的准确性，组数据，为了保证所测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于每组数据之间稳定时间不得低于5min。记录数据列表。记录数据列表。第24页，本讲稿共49页 5、

21、停车，首先关闭阀、停车，首先关闭阀7，停气泵、关闭发生器、仪表、电源。，停气泵、关闭发生器、仪表、电源。（二）水蒸气（二）水蒸气水体系水体系 1、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发生、打开总电源开关，仪表电源开关（由老师启动蒸汽发生器和打开蒸汽总阀器和打开蒸汽总阀6）；）；2、启动泵，开泵出口阀，使水进入管内以排除管内空气；、启动泵，开泵出口阀，使水进入管内以排除管内空气；3、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水排放阀、排尽蒸汽管内原积存的冷凝水，排尽后，关闭冷凝水排放阀8，打，打开蒸汽调节阀开蒸汽调节阀7，再打开换热器冷凝水排放阀，再打开换热器冷凝水排放阀9，使冷凝水不

22、断地排进地，使冷凝水不断地排进地沟，打开不凝气排放阀。沟，打开不凝气排放阀。4、调节蒸汽调节阀、调节蒸汽调节阀7，使蒸汽压力稳定在，使蒸汽压力稳定在0.05MPa以下（也以下（也可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由大到小可用不凝气排放阀微调），蒸汽压力稳定的条件下，由大到小调节阀调节阀10改变水流量，测定改变水流量，测定36组数据，为了保证所组数据，为了保证所第25页，本讲稿共49页测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于测数据的准确性，每组数据之间稳定时间不得低于5min。记录数。记录数据列表。据列表。5、实验终了，首先关闭阀、实验终了，首先关闭阀7，停泵、关闭发生器、仪表、

23、电，停泵、关闭发生器、仪表、电源。源。五、实验报告编写五、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录表（四）实验数据记录表（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题第26页，本讲稿共49页实验数据处理实验数据处理由所测得的由所测得的Vs，t1、t2，确定流体密度，计算，确定流体密度，计算Q由所测得的由所测得的t1、t2、tw，计算，（，计算，（tw-t）m由所讲义提供的换热管长、管径确定由所讲义提供的换热管长、管径确定Si第27页，本讲稿共49页确定该流量下的给热系数确定该流量下的给热系数 i由由t1、t

24、2，确定流体密度、黏度、导热系数、普兰特准数，计算，确定流体密度、黏度、导热系数、普兰特准数，计算 i的的理理论值。论值。由由t1、t2、T确定平均温度差确定平均温度差 tm，进而确定传热系数，进而确定传热系数Ki。第28页，本讲稿共49页 计算每一个流量下的给热系数和总传热系数，将处理结果列入计算计算每一个流量下的给热系数和总传热系数，将处理结果列入计算结果表中（表的格式见书）。结果表中（表的格式见书）。注意：注意：在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，其他只要在实验报告中仅写出一组实验数据的计算过程，其他只要在计算结果表中表达出来即可。在计算结果表中表达出来即可。确定蒸汽冷凝的给热系数

25、确定蒸汽冷凝的给热系数 o确定流体被加热给热热阻占总热阻的比例确定流体被加热给热热阻占总热阻的比例do换热管外径。换热管外径。第29页，本讲稿共49页t1t2TtW1321ptW2流量流量m3/h序序号号实验数据记录表实验数据记录表 实验值实验值 理论值理论值K321流量流量m3/h序号序号数据处理结果表数据处理结果表第30页，本讲稿共49页精馏塔塔板效率测定实验精馏塔塔板效率测定实验一、实验目的一、实验目的（一）了解连续精馏塔的基本结构及流程；（一）了解连续精馏塔的基本结构及流程；（二）掌握连续精馏塔的操作方法；（二）掌握连续精馏塔的操作方法；（三）学会板式精馏塔全塔效率的测定方法；（三）学

26、会板式精馏塔全塔效率的测定方法；（四）了解气相色谱仪的使用方法。（四）了解气相色谱仪的使用方法。二、基本原理二、基本原理 全塔效率全塔效率ET=NT/NP，NT为所需理论塔板数，它可通过物系的为所需理论塔板数，它可通过物系的平衡关系、通过实验测定的塔顶馏出液组成平衡关系、通过实验测定的塔顶馏出液组成xD、料液组成、料液组成xF、热、热状态状态q、残液组成、残液组成xW以及回流比以及回流比R用图解法求得。用图解法求得。NP为塔内实际为塔内实际塔板数，可见各套装置的铭牌。塔板数，可见各套装置的铭牌。第31页，本讲稿共49页三、实验装置和流程三、实验装置和流程 装置采用不锈钢筛装置采用不锈钢筛板塔，

27、塔内径和塔板板塔，塔内径和塔板数见铭牌，塔釜采用数见铭牌，塔釜采用电加热，塔顶冷凝器电加热，塔顶冷凝器为列管换热器，为列管换热器，1、2号装置加料泵采用离号装置加料泵采用离心泵，心泵，3、4、5号装置号装置采用电磁微量计量泵。采用电磁微量计量泵。其流程见右图。其流程见右图。第32页，本讲稿共49页四、实验步骤与注意事项四、实验步骤与注意事项（一）实验步骤（一）实验步骤1、配制、配制16%19%（质量分数）的酒精料液加入塔釜中，加入量到液（质量分数）的酒精料液加入塔釜中，加入量到液位计位计2/3处。处。2、检查各阀门的位置是否处于关闭状态，启动仪表电源，再启动、检查各阀门的位置是否处于关闭状态，

28、启动仪表电源，再启动电加热电源（开始电压为电加热电源（开始电压为150V），使釜液缓慢升温。打开冷却水），使釜液缓慢升温。打开冷却水进口阀控制流量在进口阀控制流量在400500L/h，以冷凝塔内上升的蒸汽，并将回，以冷凝塔内上升的蒸汽，并将回流阀全开，以实现全回流操作。当回流管内有液体流动时，可将流阀全开，以实现全回流操作。当回流管内有液体流动时，可将电压调到电压调到180V。3、当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别在塔顶和塔底取样进行、当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别在塔顶和塔底取样进行色谱分析，以获得馏出液和残液组成。色谱分析，以获得馏出液和残液组成。4、获得准确、获得准确xD

29、和和xW后，先关闭电加热电源，再停掉仪表电源，待到塔后，先关闭电加热电源，再停掉仪表电源，待到塔板上没有液体流动时，关闭冷却水阀，关闭所有阀门，实验结束。板上没有液体流动时，关闭冷却水阀，关闭所有阀门，实验结束。第33页，本讲稿共49页（二）注意事项（二）注意事项1、塔顶放空阀一定要打开；、塔顶放空阀一定要打开；2、料液加到塔釜液位计、料液加到塔釜液位计2/3处才能开始加热，否则回由于釜液位太低而处才能开始加热，否则回由于釜液位太低而烧坏电加热丝。烧坏电加热丝。五、实验报告编写五、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的（二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置（四）实验数据记录

30、（列表）（四）实验数据记录（列表）包括：实验装置号；实际塔板包括：实验装置号；实际塔板数数NP；色谱分析所得塔顶和塔底组；色谱分析所得塔顶和塔底组成成aD和和aW测定值（质量分数）。测定值（质量分数）。（五）实验数据处理（五）实验数据处理（六）思考题（六）思考题第34页，本讲稿共49页实验数据处理实验数据处理1、将所得塔顶和塔底组成换算为摩尔分数、将所得塔顶和塔底组成换算为摩尔分数xD和和xW；2、在教科书上查取在、在教科书上查取在101.3kPa压力下乙醇压力下乙醇水物系的平衡数据；水物系的平衡数据；3、在、在xy图上画出乙醇图上画出乙醇水物系的平衡曲线，并画图求出在全回流操水物系的平衡曲线

31、，并画图求出在全回流操作条件下，分离要求为作条件下，分离要求为xD和和xW情况时所需的理论塔板数情况时所需的理论塔板数NT（不包括（不包括塔釜）。塔釜）。4、利用、利用ET=NT/NP 求出塔板效率求出塔板效率ET。xDxWNPNTET装置号装置号aWaD第35页，本讲稿共49页p=101.3kPaxDxxWy理论塔板数理论塔板数NT=7-1=6层层第36页，本讲稿共49页吸收系数测定实验吸收系数测定实验一、实验目的一、实验目的1、了解填料塔装置的基本结构及流程；、了解填料塔装置的基本结构及流程；2、熟悉填料塔的操作控制；、熟悉填料塔的操作控制；3、掌握总体积吸收系数的测定方法；、掌握总体积吸

32、收系数的测定方法；4、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的影响；、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的影响；5、了解气相色谱仪的使用方法。、了解气相色谱仪的使用方法。第37页，本讲稿共49页二、基本原理二、基本原理 本实验采用用水吸收空气中的本实验采用用水吸收空气中的CO2，混合气中，混合气中CO2的浓度控制的浓度控制在在10%以下，可按低浓度吸收处理。又以下，可按低浓度吸收处理。又CO2在水中溶解度很小，在水中溶解度很小，过程可看为液膜控制过程。本实验主要测定过程可看为液膜控制过程。本实验主要测定HOL和和KXa。Z=HOL NOL第38页，本讲稿共49页要求得体积吸

33、收总系数要求得体积吸收总系数KXa，就必须先求，就必须先求HOL，在已知填料层高度，在已知填料层高度Z的的条件下，若要求得条件下，若要求得HOL，NOL应为已知，应为已知，NOL与与L/V、Y1、X1、X2、m等参数有关，实验过程要设法测定这些参数。等参数有关，实验过程要设法测定这些参数。三、实验装置三、实验装置四、实验步骤四、实验步骤1、打开仪表电源和风机电源开关；、打开仪表电源和风机电源开关；2、打开进水总阀，供水量控制在、打开进水总阀，供水量控制在500L/h左右，让水进入塔内使填料左右，让水进入塔内使填料充分润湿；充分润湿；3、控制塔底出水阀开度，使塔底液位稳定在一个位置，以防止塔底液

34、封、控制塔底出水阀开度，使塔底液位稳定在一个位置，以防止塔底液封过高溢满或过低而泄气；过高溢满或过低而泄气；4、打开、打开CO2钢瓶的总阀，调节减压阀并使其压力稳定在钢瓶的总阀，调节减压阀并使其压力稳定在200kPa第39页，本讲稿共49页5、打开尾气阀、打开空气进气阀，调节空气流量在、打开尾气阀、打开空气进气阀，调节空气流量在2m3/h，并打开二氧，并打开二氧化碳进气阀，调节流量在化碳进气阀，调节流量在100mL/h；6、调节尾气阀开度，使塔内压力稳定在实验值；、调节尾气阀开度，使塔内压力稳定在实验值；7、操作稳定后，读取各流量计的数值，以及操作温度、压力等参数，、操作稳定后，读取各流量计的

35、数值，以及操作温度、压力等参数，通过六通阀在线取样，利用色谱分析出塔顶、塔底气相组成通过六通阀在线取样，利用色谱分析出塔顶、塔底气相组成aW2、aW1；8、增大水量到、增大水量到700800L/h，重复，重复5、6、7步骤。步骤。9、实验完毕，先关闭、实验完毕，先关闭CO2钢瓶的总阀，再关闭风机电源开关，关闭仪钢瓶的总阀，再关闭风机电源开关，关闭仪表电源开关，清理场地。表电源开关，清理场地。五、注意事项五、注意事项1、操作过程中要注意调整并保持各操作参量稳定不变；、操作过程中要注意调整并保持各操作参量稳定不变；2、操作条件改变后，要有一个较长的稳定时间，一定要稳定后才、操作条件改变后，要有一个

36、较长的稳定时间，一定要稳定后才能读取有关数据。能读取有关数据。第40页，本讲稿共49页六、实验报告编写六、实验报告编写（一）实验目的（一）实验目的 （二）实验原理（二）实验原理（三）实验装置（三）实验装置 （四）实验数据记录（四）实验数据记录 实验数据包括：实验装置号、填料层高度、塔径、吸收剂（水）实验数据包括：实验装置号、填料层高度、塔径、吸收剂（水）流量、操作温度、压强、空气流量、流量、操作温度、压强、空气流量、CO2流量、色谱分析所得塔顶流量、色谱分析所得塔顶和塔底气相组成测定值（质量分数）。和塔底气相组成测定值（质量分数）。（五）实验数据处理（五）实验数据处理 （六）思考题（六）思考题

37、实验装置号 塔径 D 填料层高度 Z 。空气流量空气流量 Vh m3/hCO2流量流量mL/h水流量水流量 Lh m3/h塔底气相组成塔底气相组成aW1塔底气相组成塔底气相组成aW2温度温度 T K K压强压强 pkPa第41页，本讲稿共49页实验数据处理实验数据处理将塔底、塔顶气相质量分率换算为摩尔比将塔底、塔顶气相质量分率换算为摩尔比将气、液相体积流量换算为摩尔摩尔流量将气、液相体积流量换算为摩尔摩尔流量kmol/hkmol/hX2=0，由物料衡算确定，由物料衡算确定X1第42页，本讲稿共49页 由操作温度到教科书附录查取由操作温度到教科书附录查取CO2在水中溶解的亨利系数在水中溶解的亨利

38、系数E值，值，由操作压力确定相平衡常数由操作压力确定相平衡常数m，再进一步确定吸收因子，再进一步确定吸收因子A值值根据填料层高度确定液相传质单元高度根据填料层高度确定液相传质单元高度HOL确定液相传质单元数确定液相传质单元数NOL第43页，本讲稿共49页由液相传质单元高度由液相传质单元高度HOL确定体积吸收总系数确定体积吸收总系数KXa计算结果列表计算结果列表实验装置号 塔径 D 填料层高度 Z 。空气流量空气流量 V kmol/h水流量水流量 L kmol/h塔底气相组成塔底气相组成Y1塔底气相组成塔底气相组成Y2温度温度 T K K压强压强 pkPa KXakmol/m3 h第44页，本讲稿共49页第45页，本讲稿共49页第46页，本讲稿共49页离心泵实验数据记录表离心泵实验数据记录表返回返回序号序号流量流量真空表读数真空表读数转速转速砝码重量砝码重量压力表读数压力表读数12345678第47页，本讲稿共49页离心泵实验数据处理结果表离心泵实验数据处理结果表序号序号流量流量q效率效率 扬程扬程H123456轴功率轴功率N78返回返回第48页，本讲稿共49页离心泵特性曲线离心泵特性曲线扬程扬程H轴功率轴功率N效率效率 流量流量qHq qNq返回返回第49页，本讲稿共49页