化工原理实验实验讲义西南科技大学材料科学与工程学院材料基础中心实验室二○一三年十二月1目录实验一、流体力学综合阻力实验A........................................................................2实验二、固体流态化的流动特性实验...................................................................6实验三、除尘性能实验..........................................................................................11实验四、圆球法测固体材料导热系数.................................................................132实验一、流体力学综合阻力实验A实验前介绍双台综合阻力实验台（图1）为流体力学综合性多用途教学实验装置。为双台型，可供两组学生同时进行实验。利用本装置可进行下列实验：1．沿程阻力实验2．局部（阀门）阻力实验3．孔板流量计流量系数测定实验4．文丘里流量计流量系数测定实验实验装置实验台的结构简图如图1所示。它主要由沿程阻力实验管路1、局部（阀门）阻力实验管路2、孔板流量计实验管路3和文丘里流量计实验管路4等四路实验管所组成，并有水泵及其驱动电机5，塑料储水箱6，有机玻璃回水水箱及计量水箱7（实测流量时用）、压差显示板8（图中未示出）和一些闸门组成的实验水循环系统和压差显示系统等，双台实验装置安装在一个底架9和管道支架10上。文丘里实验管路为所有其它实验管路共用的出流通道。图1实验台结构简图工业应用以水泥工业的预热预分解系统为例：对于预热器系统来说，系统的阻力损失直接关系到能耗问题，因此在设计时就要充分考虑到局部阻力和沿程阻力等，所以了解这两种阻力的性质、可能出现的情况、以及如何减少这类损失等知识是很有必要的。对于其他生产工艺来说都是同样的重要。在生产中经常要对系统的稳定运行进行热工标定，即：测定管道内的流体速度，以检测系统是否正常稳定运行，并依此数据进行调节。这就会用到流量计和毕托管等测定流体速度，3所以掌握其操作方法对科学研究和指导生产都有着重要的意义。（一）沿程阻力实验1．实验目的（1）测定流体在等直流管中流动状态下，不同雷诺数Re时的沿程阻力系数，并确定它们之间的关系。（2）了解流体在管道中流动时能量损失的测量和计算方法。2．实验方法和操作(1)实验前的准备。①熟悉实验装置中用于沿程阻力实验的具体结构及流程。②进行沿程阻力实施管路流体循环系统的试运转，并进行系统的排气处理；关闭局部阻力实验管路和孔板流量计（及毕托管）实验管路两端进水阀门和出水阀门，开启沿程阻力实验管路上两端的进水阀门（从水泵出口进水）和出水阀门；使沿程阻力实验管路和文丘里实验管路及其流体的出口和回水水箱（或计量水箱）形成沿程阻力实验系统的循环回路，然后启动水泵，用沿程阻力实验管路两端的阀门来调节流量（一般可开大进水阀门，再用出水阀门来控制和调节实验流量）。实验系统形成正常的水循环后，应仔细排除实验管路中，也包括导压胶管中存留的空气，以提高测试精度。③用玻璃温度计测出实验水温。(2)进行测试①调节沿程阻力实验管路的出水阀门，先选定较小的流量，使沿程阻力实验系统的相应两根测压管所显示的压差h约200mm水柱左右，以这个压差为起始测试点。并在此工况下用计量水箱和秒表测量出相应的水流流量0Q。②然后逐次适量开大出水阀门的开度，逐次测读相应的阻力压差ih和流量iQ。建议实验做6~10个试验点，直至阻力压差达到接近最高的允许水柱高度为止。③实验数据处理实验测试数据和计算所得结果可填入建议的表格1中。根据达西公式，即可求出沿程阻力系数：22gdhLu；相应的雷诺数Re：Reud。式中：d——阻力试验管内径，m；（本试验管内径d＝16mm）L——试验管道测试段长度，m；g——重力加速度，m/s2；h——测试段的沿程水头损失h1-h2，mH2O；u——实验工况下管道中流体的平均流速，m/s；4——水的运动粘度，m2/s[可查表或从水的粘温曲线上求得]。表1项测目试结果序号流速及流量测压管指示沿程阻力系数雷诺数Re接水总量V(m3)接水时间t(s)体积流量Q(m3/s)平均流速u(m/s)1h(m)2h(m)沿程损失h(m)12345678910[注]d=m；L=m；水温：℃。可根...
