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化工单元操作实训讲义

李薇高永利王宏王舜平合编

主审：化工原理教研室

目录

实训一流体流动类型与雷诺准数的测定‥‥‥‥‥‥‥‥3

实训二流体机械能的转化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6

实训三流体流动阻力的测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10

实训四离心泵性能曲线的测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥17

实训五传热‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22

实训六精馏‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥30

实训七吸收系数的测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥35

实训一流体流动类型与雷诺准数的测定

一、实训目的

1、观察流体在管内流动的两种不同流动类型；

2、测定临界雷诺准数；

3、观察流体在管内层流流动时的速度分布；

4、熟悉雷诺准数与流动类型的关系；

5、了解溢流装置的结构和作用，熟悉转子流量计的流量校正方法。

二、基本原理

流体有两种不同的流动类型，层流(又称滞流)和湍流(又称紊流)。层流流动时，

流体质点作平行于管轴线方向的直线运动。湍流流动时，流体质点除沿管轴线方向作

主体流动外，还在各个方向上作剧烈的随机运动。雷诺准数可以判断流动类型，若流

体在圆管内流动，则雷诺准数Re可用下式表示：

Re=du℃/℃

一般认为Re2000时，流动为层流，Re4000时，流动为湍流，Re在两者之间时，

有时为层流，有时为湍流，和环境有关。

对于一定温度的某液体(℃和℃一定)，在特定的圆管内(d一定)流动时，雷诺准数

仅是流速的函数。当流速较小时(雷诺准数也较小)，染色液在管内沿轴线方向成一条

清晰的细直线，为层流流动。随流速增大，染色细线呈现波浪形，有较清晰的轮廓。

当流速增至某一值以后，染色液体一进入玻璃管内即与水完全混合，为湍流流动。据

此可以观察流体在管内流动的两种不同流动类型，测定临界雷诺准数。

三、实训装置及流程

实训装置由高位槽(槽内有溢流和稳流装置)、圆形玻璃管、转子流量计、染色液

系统和调节阀等组成。实验介质为水，染色液为墨水。实验时水由高位槽流入垂直玻

璃管6，经流量调节阀和转子流量计后，排入下水道，水量由流量调节阀控制。墨水

由墨水瓶经墨水调节阀和墨水排出针头流入玻璃管，用墨水调节阀调节墨水量。实训

时应避免一切震动影响，才能获得满意的实训结果。实训装置如图1

图1

四、实训步骤

1、打开上水阀，为高位槽注水并保持有溢流；

2、检查转子流量计是否正常；

3、慢慢打开流量调节阀，使水缓缓流过玻璃管。(开始时流量宜小)；

4、打开墨水调节阀，调节墨水流速与水的流速基本一致。如果墨水不成一条细

直线，用流量调节阀调节流量，使墨水成一条细直线。观察流动状况，记录观察到的

现象和转子流量计的读数；

5、缓慢增加水的流量，分别记录当细直线微动、细直线开始呈波浪形前进、细

直线螺旋前进、细直线断裂产生旋涡并混合、墨水与主流混合均匀(墨水线的轮廓消

失)时所观察到的现象和转子流量计的读数；

6、逐渐关小流量调节阀，重复以上步骤，分别记录观察到的现象和转子流量计

的读数；

7、关闭流量调节阀，打开墨水调节阀，向玻璃管中静止的水里注入墨水，使玻

璃管上部的水染上颜色。慢慢打开流量调节阀，控制流量，使水作层流流动，观察层

流时流体在管道横截面上各点的速度变化(速度分布)；

8、测量并记录玻璃管的内直径和水的温度，根据水温查出水的密度和粘度。

五、数据记录与结果处理

玻璃管的内直径：mm；水温：℃；

水的密度：kg/m3；水的粘度：Pa.S。

流速

序流量计流量V