20119 我室在原有實驗裝置的基礎上新添置了“液-液萃取塔的操作及其傳質單元高度的測定”和“流化床干燥器的操作及其干燥速率曲線的測定”兩個實驗，各套實驗數據均采用計算機處理，告編寫等四個環節，每個學生均必須嚴格按照要求保質保量完成實驗。20119 第一 實驗基礎知 第一 學生實驗守 第二 實驗教學目 第三 實驗的特 第四 實驗教學內容與方 第五 實驗的誤差分 第六 實驗數據的處 第七 實驗各環節要 第二 演示型實 22實驗 靜力學實 實驗 柏努利實 實驗 邊界層演示實 實驗 塔板水力學性質演示實 第三 驗證型實 30實驗 流體流型的觀察與測 實驗 流體流動阻力的測 實驗 離心泵特性曲線的測 實驗四過濾常數的測 實驗 傳熱系數的測 實驗 填料吸收塔流體力學性能的測 實驗 填料吸收塔體積傳質系數的測 實驗 板式塔精餾實 實驗 干燥實 第四 綜合型實 62實驗 無機膜分離實 實驗 離心泵計算機采集及自動控制實 實驗 微粉的粒度分級及粒度測 實驗 液-液萃取塔的操作及其傳質單元高度的測 實驗 流化床干燥器的操作及其干燥速率曲線的測 第一 實驗基礎知第一 學生實驗守2456第二 實驗教學目第三 實驗的特第四 實驗教學內容與方實驗內 實驗地

膜分離實 化工原理實驗2053050第五 實驗的誤差分121級精度儀表，即為：其中：nXiiXmn3隨機誤差（或稱偶然誤差過失誤差（或稱粗大誤差1、偶然（隨機）當測量次數n→∞f(x)其中：，稱為精密指數；x為測量值與真實值之差；σ為均方誤差。現在我們來考慮一下σ值對分布曲線的影響，由式（1－8）可見，數據的均方誤差σ愈小，e指數的絕對值就愈大，yx=0y值也就愈大，反之，σx=0y1－2對三圖1－1誤差分布曲線（高斯正態分布曲線 圖1－2不同σ值時的誤差分布曲2若隨機誤差在－σ～＋σ即誤差在的范圍內出現的概率為，而超出這個范圍的概率則為（φ(t)t1-11-1t3703σ范圍，由于在測量中3σ規則。由此認為，的誤差已不屬于偶然誤差，這可能是由于過失3其中：yx為直接測量值。 ΔxΔy其中：σi函數極限誤 函數標準誤 第六 實驗數據的處1有效數字反映一個數的大小，又表示在測量或計算中能夠準確地量出或讀出的數字，因此它與測量儀表的精確度有關，在有效數字中只許可包含一位估計數字（末位為估計數字1℃24.520.36℃有效數字是四位，其中第四位是估計值。51.10.0515克都是三位有效數字，15001.5×1041.500×104212.312.3512.412.4512.412.5。62.35℃， 45.2℃。兩個量相乘（或相除）的積（或商1—體積流量時間數局部損失讀數1—Re×10-λ×10-213mb，便可得到直線的方程表示式：Δy/Δx之比值求得,bb不易從圖上讀得時可用下式計算：y=bxmY=lgy；B=lgb；X=lgx上式該寫成：x、yY=lgyX=lgxm=Δy/Δx=(Y2-Y1)/(X2-X1)=(lgy2-lgy1)/(lgx2-為了避免將每個數據都換算成對數值，可以將坐標的分度值按對數繪制（即雙對數坐標xyX=lg1=0，Y=B=lgb,x=1yb。b值亦可用計算方法求出，即在直線上任取一組（x,y）y=bxm方程中，用mb值。即令（xi,yi（i=1,2…n由式℃℃式代入℃r相關系數是用來衡量兩個變量線性關系密切程度的一個數量性指標。r1[1][解]1[2]測定空氣在圓形直管中作湍流流動時的傳熱膜系數所獲得的實驗am[解 b=lga=- 2第七 實驗各環節要化工原理實驗包括℃實驗預習；℃實驗操作；℃測定、記錄和數據處理；℃編寫等四個主要環節，各個環節的具體要求如下：abc實驗裝置及流程圖（包括實驗設備的名稱、規格與型號等de3～4人為一小組合作進行實驗，實驗前必須作好組織工作，做到既分工、又合231＇23〃83〃0.1℃22.4℃22.40℃Reλ值，可按以下方法進行。例如，ReReλU型壓差計讀數測定，則λ4實驗的理論依據（實驗原理摘要300字為宜。關鍵詞（Key3－8個關鍵詞。結論（結束語被引用的文獻為期刊論文的單篇文獻時，著錄格式為：“順序號作者．題名[J]．名，出版年，卷號（期號），引文所在的起止頁碼”，例如[1]被引用的文獻為圖書、科技報告等整本文獻時，著錄格式為：“．文獻書劉曉華，李淞平．螺旋線圈強化管內單相流體傳熱的研究[J]趙汝溥，管國鋒．化工原理[M]．北京：化學工業出版社，1999.7（Topic（Author（Abstract文獻的格式，具體可參考國家標準：GB7713－87《科學技術報告、學位論文和學術論文的GB7714－87第二 演示型實實驗 靜力學實一 實驗目的與要二 實驗裝置示意圖 流體靜力學實驗裝置三、2、90A4、5、6、7、8＃4＃5差壓計讀數 [ 柱＃6差壓計讀數 [ 柱＃7差壓計讀數 [ 柱＃8差壓計讀數 [ 柱B4、5、6、7、8＃4差壓計讀數 [ 柱＃5差壓計讀數 [ 柱＃6差壓計讀數 [ 柱＃7差壓計讀數 [ 柱＃8差壓計讀數 [ 柱09四 計算與討測壓強時，槽中壓強P 測真空度時，槽中真空度 4、586399就不流水了，實驗 柏努利實2u1=u2,P2<P1Σhf=0u1=u2,P2=P1。若u1>u2,p1<p2u1=u2=0時，p1=p2。2－21 2 將閥7、3半開，觀察并記錄各個測壓管的高度，并思考A、EB、D兩管中，C、D 實驗 邊界層演示實一、二 實驗裝置及原式中：n代表氣體折光率，ρ2－3邊界層演示裝置2－4aa點上原來已有背景的投入光再加上偏折光重疊，這樣a點特別明亮，無數環狀亮點所組成的圖形就反映出邊界層的形狀。反之，原投射點-b三、問題與討論實驗 塔板水力學性質演示實一、二 實驗裝圖 塔板水力學演示裝置三 實驗操作的基本步第三 驗證型實實驗 流體流型的觀察與測12Re3雷諾（Reynolds）u外，還Re<2000~2300時為層流，Re>4000時為湍流，2000<Re<4000時為過渡區，在此區間流型du僅為流量的函數。對于流體水來說,ρμ幾乎僅為溫度的函數。因此確定了水的溫度及流量，即可計算雷諾數。20001600

1－1123567ReRe臨界值，并分析和比較兩種情況下的實驗結果。1234實驗 流體流動阻力的測λRe之間的關系；25Δpf的因素有：流體性質：密度ρ和粘度μ；dlε；u；Δpf=f(d,u,ρ,μ,l, (2-(2-若實驗設備已定，(2-2)hf (2-若實驗設備是水平直管，Δpf=Δp，即阻力損失表現為壓力降，(2-3)hf (2-所以 (2-即 (2-式中λ(2-6)式可知，λRe及管壁的相對粗糙度ε/d有關。若流體為層(2-UU型管壓差計，計算公式請自行推導；實2-1。(2-u，由(2-7)ζa、實驗流程圖（2-1-光滑管，2-粗糙管，3-層流管，4-管內徑管內徑90°122步驟。3Re在充分湍流區時，λ～Re的關系曲線處在雙對數座標的密集區，所以在大流量時少Re在比較小時，λ～Re的關系是曲線，所以小流量時多布點。先將控制閥開至最大，F0.3kPaFFF14～16個點。5c）或(L/h)(流a、實驗流程圖（2-自動測量阻力實驗裝置具有在線操作功能，2-2-2 管內徑測量段長度UUλ～ReuλξReduρ/μAuAλ～Rec1、在對裝置做排氣工作時，是否一定要關閉流程尾部的出口閥?為什么23、如何檢測管路中的空氣已經被排除干凈4λ～Re關系能否適用于其它流體?如何應用5、在不同設備上(包括不同管徑)λ～Re數據能否關聯在同一條曲線上6、如果測壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對靜壓的測量有何影響實驗 離心泵特性曲線的測(H)、軸功率(P)(η)qv)之間的關系。由于離心泵的結構和流體本身的非理想性以及流體在3-11-12-2+z1++H +z2 (3-H□H (3-式中 h0—表示泵出口和進口間的位差ρ—流體密度，kg/m3g—重力加速度p1、p2—u1、u2—泵的有效功率(Pe)和效率(η)分別由下面（3-3）和(3-4)(3-(3-P由式(3-3)和(3-4)（3-（3-（3-（3-(3-2)p1和p2ρ；由功率表計量電機輸入功率，由電a3-13-1。3-1112～16組數據。實驗布點服從大流量多布點，小流量少布點規則，原因是離心泵效率極值點0.2L/s布一個實驗點，以后實驗數34c3-2水溫 a40cmh0=0.2m。13、數據的測定：實驗時，逐漸打開調節閥以增大流量，待各儀表讀數顯示穩定后，讀取相（vp1p2P電nt0）23-2c、實驗數據記錄（3-3離心泵原始數據3-3裝置號 ，離心泵型號 ，額定流量 ，額定揚程 ，額功率 ，流體溫度 泵進口壓力p1p2Pn′=2900r/m(轉每分鐘)對應1234568Heqv實驗四過濾常數的測定12、測定在恒壓操作時的過濾常數K，qe，τe31過濾是借助于外界推動力的作用，使懸浮液通過某種多孔性介質，從而實現固液分離的操作。單位時間通過單位過濾面積的濾液量稱為過濾速度。過濾速度的大小與壓力差、濾餅厚度、懸浮液和濾餅的性質、懸浮液的溫度等有關。故過濾速度方程式可表示為：式中：V——A——τ——VK——m2/s；Ve——虛擬濾液的體積，它是形成相當于過濾介質阻力的一層濾餅時，應得到的濾r——濾餅的比阻，m-μ——v——獲得單位體積濾液所形成的濾餅，m3/m3Δτ/Δqq(q取各時間間隔內的平均值)的直線,如上圖所示,直線斜率為2/K,截2qe/KKqe。4－1Δτ/Δqq2s兩邊取對數 KΔp的關系在雙對數坐標上標繪是一條直線，斜率為（1-s，由此可計算出sΔp～KKK、Δpk本實驗裝置由板框壓濾機、濾漿桶、攪拌槳、計量筒、螺桿泵等組成。濾漿槽內配有一定濃度的輕質碳酸鈣懸浮液，用電動攪拌器進行攪拌（漿液不出現漩渦為好。濾漿在濾漿槽中經攪拌均勻后，啟動螺桿泵，使系統內形成一定的壓力。濾漿經板框壓濾機，清液進入計量筒，固相被留在板框壓濾機上逐漸生成濾餅。定時讀取計量筒的液位，并記錄。系統壓力可由板框壓濾機前的進口閥和泵的出口閥、回流閥等進行調節。圖4- 板框壓濾機過濾流程示意用輕質碳酸鈣配制成5~10%左右的濾漿（體積濃度，用攪拌機充分攪拌；用濕透的濾布裝在板框壓濾機的板與框之間，注意：（1濾布孔應對準濾機上下部的孔道，絕對不允許沒有對準孔道進行安置；（2）按照板框上的編號將它們分別按順序裝好，檢查確定正確后，旋緊機頭旋鈕；關閉原料桶的底閥與清水槽的出口閥、底閥，打開原料槽的出口閥、螺桿泵的出口閥和回流閥，啟動螺桿泵；打開壓濾機的進口閥，逐漸關閉螺桿泵的出口閥至所需的壓力，開始記時，記錄得相應濾液下的過濾時間，直至框內充滿濾餅；壓力控制在0.05~0.15MPa下分別進行實驗。實驗結束后打開清水槽的出口閥并關閉原料槽的出口閥，用清水清洗管路及泵內的123壓力差時間體積時間時間K實驗 傳熱系數的測1Kα2α3如果實驗設備保溫良好,系統的熱損失可忽略不計, ρ——流體的密度，m3/kgA— qv——流體的體積流量,m3/s Ts——水蒸氣的溫度 ti、to——冷流體的進、出口溫度——傳熱對數平均溫度差Q ，m2tαNu=CRem m,C。可得Dittus－Boeiter關聯式 n=0.4（流體被加熱）5.1實驗選用空氣為冷流體，水蒸汽為熱流體。空氣來自鼓風機，經轉子流量計測量流量、溫經蒸汽調節閥調節至一定壓力后進入換熱器的殼程，并在入口處測量其壓力，與冷空氣換熱后冷凝水經疏水閥排至地溝。℃123五、數據處理1、原始數據記錄表溫度 PTtt實驗 填料吸收塔流體力學性能的測6.1所示為本實驗的流程，空氣由風機供給，旁路閥用以調節空氣流量，空氣經油水U型壓差計測量。6.1 實驗數據記值實際流量計前表壓計前溫度填料層實驗 填料吸收塔體積傳質系數的測二、本實驗是用水逆流吸收空氣-吸收所得的溶液濃度也不高，氣液兩相的平衡關系近似認為服從亨利定律，故可用對數平均濃度差法進行計算。根據吸收速率方程，填料層高度的計算式為h——填料層高度，m；GB——Y1、Y2——進出塔氣體濃度，kmolNH3/kmol℃Ym——Vo 式 T1、P1——T2、P2——式 A——塔的截面積V0，NH3 VNH3﹡——實驗時氨轉子流量計的讀數，m3/h；ρ——標準狀態下空氣的密度，即ρ＝1.293kg/m3； 式流量計測得的空氣體積（標準態）Y2。 V02＝V2P2T0/P0T2,mlV2——T2、P2三、6.1所示，空氣由風機供給，氨氣由氨瓶供給，經減壓閥、緩沖罐及轉子流100mmф12mm*12mm*1.3mm或矩鞍打開旁路閥，啟動風機，打開進水閥，調節流量在適宜的范圍內，使水充分潤濕填料，然2~3%（體積百分比（30分鐘左右34 濕式流六．若進塔氣體的操作條件不變（流量與濃度實驗 板式塔精餾實123FxF=DxD+嚴重的液沫夾帶現象嚴重的漏液現象的汽液平衡關系，通過實驗測得的塔頂產品組成xD、料液組成xF、進料熱狀態q、殘液組成四、實驗裝置

81n板的組成8－2實驗裝置為一小型篩板塔，共有15（16）層篩板，板上開有28個，塔徑D0=50mm=100mm,h=10mm,塔體部分上中下各裝有一玻璃段，用以觀察塔板塔頂有一蛇管式冷凝器，冷卻水走管內，蒸汽在管外冷凝，冷凝液可由塔頂全部回流，也可以由塔頂取樣管將冷凝液（餾出液）2KW型調壓器控制點加熱量，亦即塔內上升蒸汽量。塔頂和釜底的溫度用鉑電阻溫度指示儀記錄。15%~20%(用酒精比重計測)2/315～30min后，由塔頂取樣管和塔底取樣口1ml左右10~20%（１）（２）2/3處方可打開加熱管電源，否則塔釜液位過低會使電加熱（３）N-實驗 干燥實123U式中：U—干燥速率，kg/m2.sS—Δτ—GC—ΔXΔτ將干燥曲線（9－1）UX間的關系，并進行繪制即可得干燥速率曲線（9－2。圖9－1干燥曲 圖9－2干燥速率曲

9－11220分鐘，干濕球溫度計不再變化后，34（0.2克，記錄下濕物料質量與之相對應的時間，5120℃1~2五、實驗數據記錄質量時間時間間隔123第四 綜合型實實驗 無機膜分離實1234、掌握表征膜分離性能參數（膜通量、截留率、粒徑分離效率等）5由壓力推動的膜過程的顯著特征是溶劑為連續相而溶質濃度相對較低，在壓力（推動力）的作用下，溶劑和部分溶質分子或顆粒通過膜，而另一些分子或顆粒則被截留。截留程度取決（Orverseosmoise，超濾（utrafiltrtion，微濾（microfltration，納濾（nanofiltraion。1（濃縮物通常原料混合物、截留物及透過物為液體或氣體，有時可在膜的透過物一側加入一個清掃流體以幫助移除透過物。半透膜可以是薄的無孔聚合物膜，也可以是多孔聚合物、陶瓷或金屬材料的薄膜。1－1①截留率 指料液中分離前后被分離物質的截留百分數c1、c2表示料液主體和透過液中被分離物質（如鹽、微粒和大分子等）②透過速率（膜通量）J 指單位時間、單位膜面積上的透過物量，常用的單位為kmol?m-2?s-1或m3?m-2?s-1。由于操作過程中膜的壓密、堵塞等原因，膜的透過率將隨時間減少。 m——（在膜管內流動的實際流體流速，料漿濃度、溫度、酸堿性（pH值）℃℃固體顆粒的粒徑分離效率若對懸浮液中的固體顆粒進行分離，粒徑大于膜孔徑的固無機陶瓷膜微濾設備--α-Al2O350nm0.2μm、0.8μm0.1m21－21V2、V4、V5、V7、V9V1、V6、V8在開啟V30.3—0.7Mpa。2℃℃注意：開泵前必須再次檢查是否閥門均處于正確位置，防止出現“空轉”或“打悶泵”情℃℃V3、V8℃℃運行結束后打開閥V1、V2、V4、V5、V7、V9℃清洗設備，打開閥V3，V8℃℃3 33，將“自動/手動”開關打向自動，即可實現自動反沖。 4511CaCO3（TiO2）懸漿體系（CaCO3體系或其他待分離物系如中藥水提液、工業廢水等，膜管為19通道不對稱ZrO2微濾無機陶瓷膜（膜面積0.1m22改變操作條件如膜管孔徑，操作壓差，膜面流速，料漿濃度、溫度、酸堿性（pH值）等O3（1％NOO3（O2O3（O2在膜表面附著力不強，所以清洗方法選用清水清洗加壓縮空氣反沖方式即可。在膜裝置料桶中加入蒸餾水或者去離子水，進行清洗實驗，記錄膜通量，與清水通量進行對比，看看清洗對膜通量的恢復程度。如對其他實際分離物系，需在實驗前通過文獻調研，選擇合適的清洗方案，獲指導教師認可后，才能進行實際的膜分離實驗。否則，清洗方法不確定就進行膜分離實驗，膜管污染得不到及時清洗，時間長了會損壞膜管。3J~tR膜清洗方法、膜性能表征方法及所需儀器儀表等，預習報告經指導老師檢查后合格才允許進入實際實驗；12pH34實驗 離心泵計算機采集及自動控制實一、實驗目的二、實驗原理一個完整的微型計算機采集和控制系統由硬件和軟件組成。硬件一般包括計算機、標準外1為一個典型的計算機自動控制系統。事先將被控對象的狀態設定值和數學模型輸入計算機，然后，計算機（最基本的是執行實現控制規律的算法并與設定值比較，對偏差按控制規律求調整值，通過執行機構控制被控對象。其最終目的是使偏差接近于“0”。這類控制系統稱為閉路循環控制系統，是目前使用最廣泛的計算機控制系統。圖1并送給計算機進行處理。由于所測量的被控對象的信號參數往往是非電性質的，例如溫度、壓力、流量、位置等到。因此，在測量時，必須先把這些非電量信號轉變為相應的電信號。傳感器就是執行這一任務的器件。傳感器輸出的電信號通常為模擬形式的直流電壓和模擬形式的直圖2圖3（b）計算機采集數據（手動－人工調節流量計算機過程控制實驗（自動調節流量實驗 微粉的粒度分級及粒度測一、實驗目的掌握沉降速度的概念；掌握斯托克斯沉降公式的應用——所以精確測量它們的粒徑是困難的。不規則形狀的顆粒，它的粒徑是測量方向的函數，而且還是測量物理方法的函數。這表明：在不同條件下，用不同方法測量，其結果是不同的。顆粒粒度的測定方法有很多種，有篩分法、沉降法、激光法、小孔通過法和吸附法等，下面僅介紹沉降法和激光法。 ρs——顆粒的密度，kg/m3;ρh——顆粒下沉的距離，mthmmμm 從式（3－3）Kρsρμ有關，而沉降介ρμ都隨沉降介質的溫度而變化。1。散射光的傳播方向將與主光θθ的大小與顆粒的大1I1I211所示的光束中的適當的位置上放置一個富氏透鏡，在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組2所示295％～99.5%1圖3（1）測量范圍：0.1-重復性誤差：＜3%（D50的偏差測定時間：1-3分鐘/樣品濃度：10-60（遮光率數值（D50電源：AC220V50HZ635nm,128g816g。再取84g30分鐘內保持穩定。分散需要外加能量。稱取一定量（2～4g）的試10~15ml沉降液（注：沉降液必須根據試樣的種類選擇，自定），滴入3～43010～15min沉降液粘度的測 采用旋轉粘度計測定或由相關手冊查得100cm處的刻度線平齊。循環通水，（4）表 沉降管法粒度測定結果記錄測定溫度 500ml250ml用激光粒度儀進行粒度測試前要先將樣品與介質混合配置成懸浮液，介質的作用是使樣品團聚等物理變化；不與樣品發生化學反應；透明純凈無雜質。最常用的有蒸餾水和乙醇。（3）500ml介質。5