化工实验报告

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化工实验报告篇一
《化工原理实验报告》

化工原理实验报告

院系：化学化工学院专业班级：学号：姓名：同组者：实验日期：指导老师：

实验一流体阻力实验.........................................................................................................................2

实验二柏努利实验...........................................................................................................................11

实验三流态化特性曲线..................................................................................................................15

实验四振动筛板萃取实验................................................................................................................19

实验五离心泵特性曲线实验............................................................................................................26

实验六板框压滤机过滤常数的测定................................................................................................32

实验七干燥实验.................................................................................................................................40

实验八对流传热实验.........................................................................................................................48

实验九填料塔流体力学特性曲线测定...........................................................................................57

实验十填料式精馏塔的操作............................................................................................................63

实验一流体阻力实验

一、实验目的

1.学习直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系数λ的测定方法。

2.掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。3.掌握弯头等局部阻力系数ξ测定方法。4.学习流量流速的几种测量方法和技巧。

5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。

二.实验原理

l．直管阻力系数测定

直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度（ε/d）的函数，即λ=Φ（Re，ε/d），因此，相对粗糙度一定，λ与Re有一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如下的关系：lu2

hf=λ

d2

式中：hf——阻力损失，J/kg；

l——管段长度，m；d——管径，m；u——流速，m/s；λ——摩擦系数。

管路的摩擦系数是根据这一理论关系来测定的。对已知长度、管径的直管，在一定流速范围内，测出阻力损失，然后按式（1－4）求出摩擦系数。根据能量衡算方程

2

p1u1p2u2

+z1g++ω=+z2g+2+hfρ2ρ2

（1-4）

（1-5）

在一条等直径的水平管上选取两个截面，测定λ～Re的关系，则这两截面间管段的阻力损失便简化为

hf=

p1−p2

ρ

（1-6）

两截面间管段的压力差（p1－p2）可用U形管压差计测量，故可计算出hf。用流量计测定流体通过相应管段的流量，在已知d的情况下流速可以通过式V=πd2u/4计算，由流体的温度可查得流体的密度ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可分别计算出对应的λ和Re，作出lgλ～lgRe图。

2．局部阻力系数测定根据局部阻力系数的定义：u2

hf=ζ

2

（1-7）

式中：ζ——局部阻力系数。

只要测出流体经过管件时的阻力损失hf以及流体通过管路的流速u，即可算出局部阻力系数，由此可作出lgξ～lgRe图。。不过在测定阻力损失时，测压孔不能在紧靠管件处，否则静压强差难以测准。另外，还有一个重要原因，即管件的阻力损失不仅是流体通过管件的损失，还包括由于流体通过管件时，其前后扰动加强，使得前后一小段管子内管壁摩擦增加的损失。通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上，这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分，因此，计算管件阻力损失时应扣除直管的阻力损失。3.

孔板流量计

孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一。当流体通过孔板时由于流道的缩小，使流速增加，即增加了液体的动能，从而降低了流体的势能，利用压降的变化，可以测量流体的流速，根据柏努利原理，可以得到如下计算公式：

Q=c0A

2∆Pρ

式中：Q――流量计流量，m/s；

c0――流量系数，无因次；

A――孔口的截面积；ρ――流体密度，kg/m3；ΔP――压力差，Pa。

孔板流量计的相关数据：

(由于不是很明确孔口直径，不知道实验书上的数据到底是不是仪器的数据，所以就取了找到的前辈的数据)：

孔口直径：18.5mm流量系数C0：0.78

其中c0不仅与A0A1（孔口与管道截面积比）有关，而且还与孔板的结构形状、那个加工进度、流体在管内雷诺数、取压方式以及管壁面的粗糙度等诸因素有关，所以只能通过实验测定求得，才能利用公式得出流速、流量。

实验流程图：

三.实验装置

秒表一块、温度计一支。

图1实验装置实物图表1装置管道尺寸一览表

大管

光滑管尺寸

光滑管取压口间距m螺纹管尺寸

螺纹管取压口间距m水槽截面积

Ф50×4.62.00

小管Ф32×2.91.65Ф25×2.31.65

大：A1=1.08×0.55m2；小：A2=0.55×0.55m2

铜管内径6mm2.00

实验装置如图1所示。主要部分由水槽，不同管径、材质的管子，各种阀门或管件，孔板流量计、文丘里流量计、皮托测速管等组成。最下边的第五根为内

化工实验报告篇二
《化工综合实验报告》

仲恺农业工程学院

化工综合实验报告

实验题目：悬浮聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯

交联微球

班 级： 化学工程与工艺102班

姓 名： 林 影 彤

学 号： 201011034209

指导老师： 周 新 华

悬浮聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯交联微球

摘要：悬浮聚合是将溶有引发剂（BPO）的单体在强烈搅拌和分散剂（PVA）的作用下，以液滴状悬浮在水中而进行的聚合反应方法。悬浮聚合的体系组成主要包括谁难溶性的单体、油溶性引发剂、水和分散剂四个基本成分。聚合反应在单体液滴中进行，从单个的单体液滴来看，其组成及聚合机理与本体聚合相同，因此又常称小珠本体聚合。通过实验结果表明：在80°C下，在水油比5：1下，PVA/MMA为5%、碱式碳酸镁2%、Nacl为26.83%、BPO/MMA为0.8%，搅拌速度为400r/min的情况下，得出的产品最为均匀。

关键字：悬浮聚合 聚甲基丙烯酸甲酯 交联微球 控制变量

前言

研究该课题目的何在：

PMMA作为最优秀的有机合成透明材料，除了代替玻璃广泛地应用于各种灯具、光学玻璃、商品广告橱窗、飞机玻璃等之外，近年来，各种改性PMMA在医药、通讯、电子电器等领域获得越来越多的应用，并成为投资的热点。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是最优秀的有机合成透明材料，透光率达92%，雾度不大于2%。PMMA具有良好的综合力学性能，拉伸、弯曲、压缩等强度均高于聚烯烃，也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等；冲击韧性较差，但也稍优于聚苯乙烯。浇注的本体聚合PMMA（例如航空用有机玻璃板材）拉伸、弯曲、压缩等力学性能更高，可以达到聚 胺、聚碳酸酯等工程塑料的水平。PMMA具有良好的介电和电绝缘性能、优异的抗电弧性。PMMA的耐热性和耐寒性并不高，但耐老化性能优良。

PMMA的应用领域：

PMMA可以采用浇铸、注塑、挤出、热成型等工艺加工，并具有良好的后加工性能。PMMA作为性能优异的透明材料广泛应用于各种灯具、照明器材、光学玻璃、各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘、光导纤维、商品广告橱窗、广告牌、飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃、各种医用、军用、建筑用玻璃等领域。

应用研究热点：

由于PMMA具有一系列新颖、独特的性能，其开发应用得到了极大的重视，目前已应用于生产、生活的各个方面。

1、 医用卫生用品方面

医用高分子材料医用高分子已成为功能高分子一个重要分支，广泛应用于以诊断和治疗为中心的医疗领域。目前各种免疫方法用的基质多数是高分子材料，具有生理功能的人工器官也多由高分子材料制成。其中PMMA是在医用制品领域应用广泛的材料之一。医学上常用作颅骨修补材料、人工骨、人工关节、胸腔填充材料、人工关节骨粘固剂，特别是在假牙、牙托的应用中更为广泛。以PMMA为主要成分制成的骨水泥，用于骨折的固定和粘合。碳

纤维增强PMMA复合材料的弯曲强度、断裂模量及其抗冲击性能均优于人体颅骨材料，对患者实施颅骨缺损修复后起到重要的防护作用。改性的亲水性PMMA在眼科、烧伤敷料和药物微胶囊等方面也都得到广泛应用。PMMA还是目前用于制作人工肾透析膜的主要高分子材料品种之一。

2、纳米微囊璧材料

微囊技术是一种用成膜材料将固体或液体包覆形成微小粒子的技术。由于形成微囊后物质具有许多独特的性能，引起各国科研人员的极大兴趣。纳米微囊，由于其颗粒微小（纳米级），易于分散和悬浮在水中形成胶体溶液，外观上是清澈透明的液体，因此具有与一般微囊不同的独特性质，在许多领域得到广泛的应用。免疫学中用作抗原的疫苗通常要用氢氧化铝、磷酸铝等吸附才能在人体内更好地产生抗体。有研究表明，用PMMA做成纳米微囊形式可代替氢氧化铝作疫苗的吸附剂，也能产生良好的抗体。由于这种疫苗纳米微囊抗原颗粒小，有较高的亲水性，易被水润湿，因此有利于抗体的产生。用PMMA作壁材的纳米微囊疫苗具有安全高效的特点。抗原形成纳米微囊后，对抗原起保护作用，可防止其在体内新陈代谢过程中过早分解，延长抗原在体内的滞留时间，有利于抗体的生成。纳米微囊在医药领域主要用于包覆药物。制成纳米微囊的药物用于静脉注射，因其颗粒极其微小，可顺利通过人体最细的毛细血管而不会造成血管堵塞，用于皮下注射时有利于药物集中于注射部位，并使药物释放。

3、光学显示材料

面对信息化时代的高速发展，显示产业进步迅速，我们在实际生活中使用的显示装置起着翻天覆地的变化。过去一个世纪以来，作为显示产业主流产品的显像管正在逐渐消失，多种形态的平面显示器（FPD）渐渐占据巿场主流，其代表产品有TFT-LCD、PDP、EL等。目前，TFT-LCD和有机EL在显示器领域，TFT LCD和 PDP在全平电视（FPD TV）领域，都在进行着激烈的竞争。TFT-LCD 没有自身发光的光源，为此开发了背光板。导光板是背光板的核心组件。使用最普遍的导光板材料是光穿透性和耐候性最好的塑料——光学用PMMA。PMMA因具有良好的着色性而可创造出亮丽的外观，因而广泛使用于导光板。用于导光板的PMMA需要彻底的异物处理，光特性也比一般PMMA更优良。 采用PMMA制造的塑料光纤柔韧性和抗震性良好

4、塑料光纤

与玻璃光纤相比，塑料光纤具有柔韧性和抗震性好、易安装及维护、重量轻、对人体安全性好等许多优点，在工业、商业、民用、国防等诸多行业和领域有广泛的应用前景，是解决全光网络中最后一段距离高速宽带通信的最佳技术途径之一。聚合物光纤自19世纪60年代美国杜邦公司首次发明以来，取得了很大发展。1968年杜邦公司研制的PMMA阶跃型塑料光纤，其损耗为1000dB/km。1983年，NTT公司的全氘化PMMA塑料光纤在650nm波长处的损耗降低到20dB/km。近年来，Y.KOIKE等以MMA单体与TFPMA（四氟丙基丙

烯酸甲酯）为主要原材料，采用离心技术制成了渐变折射率聚合物预制棒，然后拉制成GI POF（渐变折射率聚合物光纤），具有极宽的带宽（>1GHz．km），衰减在688nm波长处为56dB/km，适合短距离通信。国内有人以MMA及BB（溴苯）、BP（联苯）为主要原材料，采用IGP技术成功地制备了渐变型塑料光纤。日本富士摄影胶片公司研制出一种成本更低的新型光纤。新型光纤是由PMMA多用途树脂制造而成。因为其内、外两部分间具有不同折射率，能比普通玻璃纤维更精确地传输信号。中国中科院化学所研究成功渐变型塑料光纤技术，其制备的折射率梯度分布可控的PMMA光纤所达到的技术指针为：在-40~500℃的条件下，光损耗140-240 dB/km，带宽0.6-2.3 GHz，数值孔径0.15-0.45，单根光纤长度可达600米。电致发光材料自从高效、高亮度双层结构器件开发成功以来，基于其低驱动电压、高亮度、高效率以及易于制成大面积、全色、平板显示器等优点，有机电致发光的研究已经成为电致发光领域的一大热点。

5、彩色门窗

双色共挤技术是欧洲上世纪80年代开发的技术，它采用PMMA或ASA（丙烯 、苯乙烯和丙烯酸酯三元聚合物）与PVC共挤，使塑料门窗拥有极高的耐候性和丰富稳定的色彩。PMMA和ASA同属丙烯酸类树脂，耐候性和加工性能十分优良，可以大幅度提升塑料门窗的耐候性、光泽度、耐腐蚀、耐热等性能。采用这种工艺还可以生产双彩色门窗，即两个可视面（门窗的内外两面）可以是不同颜色，更好地解决装饰个性化及与环境的适应性。

6、手机镜片

近年来手机消费呈不断上升趋势，手机用镜片行业也正蓬勃兴起。目前手机镜片的加工材料有三种，即玻璃、注塑原料和1mm以下的有机玻璃（PMMA）板材。总的来看，1mm厚的有机玻璃作手机镜片是巿场流行的最终趋势。但目前国内这方面板材完全被国外产品所垄断，价格昂贵。而如果有此类技术能力的科研单位和工厂相联合，攻克此类板材的生产难关，那幺无论是从巿场前景还是从利润空间来说，都应该是大有可为的。

从中国有机玻璃巿场来看，高档有机玻璃材料主要还是以进口为主，近年来中国PMMA巿场需求不断扩大，国外重点供货商渐渐在中国巿场扩大投资。随着产业技术不断深化，相信PMMA应用技术的研究会有更进一步的发展。

一、 实验部分

1.1 原料及规格

1. 实验药品：甲基丙烯酸甲酯(MMA单体)、NaOH，去离子水，无水氯化钙，聚乙烯醇(PVA)

（分散剂），碱式碳酸镁（助分散剂），过氧化苯甲酰(BPO引发剂)，双甲基丙烯酸甲酯 (EGDMA交联剂)，氯化钠（分散介质），硫代硫酸钠、重铬酸钾。

2. 实验器材：三口瓶、温度计、温度计套管、密封套、冷凝管、搅拌器、红外光谱仪、筛

子、气相色谱分析仪、烧杯、玻璃棒、量筒、容量瓶、电子天平。

1.2实验假设与理论依据

1. 假设在其他条件不变的情况下，微球粒径随着分散剂用量的增加而减小；

理论依据：ＰＶＡ是水溶性高分子，在悬浮体系中，ＰＶＡ大分子链会在油／水界面发生吸附， 即吸附在单体油滴周围，形成阻止油滴相互碰撞而发生聚并的立体障碍，对分散相油滴起保护作用； 而且ＰＶＡ还在一定程度上可降低油／水界面张力，有利于单体油滴的分散。随着ＰＶＡ用量的增多，油滴周围的ＰＶＡ 保护膜变厚，分散相聚并作用减弱，所以在一定搅拌器转速下，微球粒径随着分散剂用量的增加而减小。

2. 假设在其他条件不变的情况下，水油两相之比对微球粒径的影响较小，随着水油相比的

减小，聚合物颗粒的平均粒径稍有减小，变化不大；

理论依据：因为随着水油两相比的减小，单位体积连续相中分部的分散相液滴减少，相互碰撞的几率减小，降低了液滴聚并的几率，最终使聚合物颗粒的平均粒径减小，但水油相比变化不太大，微球的粒径变化也不大。

1.2.1实验步骤

(一) 甲基丙烯酸甲酯的精制

20甲基丙烯酸甲酯是无色透明的液体，其沸点为100.3~100.6 ℃；密度：D4 0.937；

折光率nD201.4138。甲基丙烯酸甲酯常含有稳定剂对苯二酚。首先在1000 mL分液漏斗中加入750 mL甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体，用5%的NaOH水溶液反复洗至无色(每次用量120~150 mL)，再用蒸馏水洗至中性，以无水硫酸镁干燥后静置过夜，然后进行减压蒸馏，收集46 ℃/13332.2Pa(100 mmHg)的馏分，测其折光率。

(二) 溴化法则定甲基丙烯酸甲酯的纯度

1. 实验目的

分析甲基丙烯酸甲酯的纯度，掌握含碳碳双键化合物定量测定的一般方法——溴化法。

2. 实验原理

溴化法是含碳碳双键化合物定量测定常用的化学方法，此种方法的原理是测定加成到双

化工实验报告篇三
《化工原理实验报告》

实验报告

课程名称：学 院：专 业 班：姓 名：学 号：同组人员：实验时间:

指导教师：

化 工 原 理

生物与化学工程学院

制药专升本101

邵丽菁

310044003

张敏玲 吴宁宇

2011 年 4 月 25 日

诸 爱 士

一、 实验课程名称：化工原理

二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求：

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。

四、实验内容和原理

实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算，关联出相关系数。

实验原理：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(4－1)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。

T

t

图4－1间壁式传热过程示意图

达到传热稳定时，有

Qm1cp1T1T2m2cp2t2t11A1TTWM2A2tWtmKAtm （4－1）

热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，

TTT2TW2

（4－2） TTWm1W1

T1TW1ln

T2TW2

式中：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（4—3）计算，

tttt

tWtmW11W22 （4－3）

ttlnW11

tW2t2

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—4）计算，

Tt2T2t1 （4－4） tm1

Tt2ln1

T2t1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（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，

2

m2cp2t2t1A2tWtM

（4－5）

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，A2d2l；和冷流体的质量流量，即可计算2。

然而，直接测量固体壁面的温度，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（4－1）得，

K

m2cp2t2t1Atm

（4－6）

实验测定m2、t1、t2、T1、T2、并查取t平均式计算得总给热系数K。

1． 近似法求算对流给热系数2

1

t1t2下冷流体对应的cp2、换热面积A，即可由上2

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，

bd2dd2 （4－7） 11

RS2RS12K2dmd11d1

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Wm.K；而管外为蒸汽冷凝，冷凝给热系数1可达~10Wm.K左右，因此冷凝传热热阻为清洁，因此换热管外侧的污垢热阻R

4

2

2

d2

可忽略，同时蒸汽冷凝较1d1

S1

d2也可忽略。实验中的传热元件材料采用紫铜，导热系数为d1

383.8WmK，壁厚为2.5mm，因此换热管壁的导热热阻bd2可忽略。若换热管内侧的污垢热阻RS2也

dm忽略不计，则由式（4－7）得，

2K （4－8）

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． 冷流体质量流量的测定

用孔板流量计测冷流体的流量，则，m2V (4－9) 式中，V 为冷流体进口处流量计读数，ρ为冷流体进口温度下对应的密度。

3． 冷流体物性与温度的关系式

在0～100℃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：105t24.5103t1.2916 （2）空气的比热与温度的关系式：60℃以下Cp＝1005 J / (kg ∙℃),

70℃以上Cp＝1009 J / (kg ∙℃)。

（3）空气的导热系数与温度的关系式： 2108t28105t0.0244 （4）空气的黏度与温度的关系式：(2106t25103t1.7169）105

五、主要仪器设备

1．实验装置 实验装置如图4-1

图4-1 空气-水蒸气换热流程图

来自蒸汽发生器的水蒸气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，冷凝水经疏水器排入地沟。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φ21×2.5mm，长度L=1000mm；（2）外套不锈钢管规格：直径φ100×5mm，长度L=1000mm；（4）铂热电阻及无纸记录仪温度显示；（5）全自动蒸汽发生器及蒸汽压力表。

六、操作方法与实验步骤

（一）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、 在蒸汽发生器中灌装清水至水箱的球体中部，开启发生器电源，使水处于加热状态。到达符

合条件的蒸汽压力后，系统会自动处于保温状态。

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、 自动调节冷空气进口流量时，可通过仪表调节风机转速频率来改变冷流体的流量到一定值，

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15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6～8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，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、 打开实验软件，输入实验数据，进行后续处理。

七、实验数据记录与处理

（下面计算都取第五个值作例子）

1、实验数据记录

项目

次序

1

2 3 4 5 6 水蒸气压强 MPa 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08

0.08 空气进口温度 t1℃ 35.4 37.0 32.4 29.6 26.5 25.6 空气出口温度 t2℃ 73.2 74.8 73.3 73.7 74.6 77.0 空气进口处蒸气温度T1 ℃ 101.4 100.8 100.7 101.0 100.9 100.6 空气出口处蒸气温度T2 ℃ 101.3

101.2 101.0 103.0 101.2 101.0 空气流量V m3/h 20.0

17.1 14.4 11.5

8.2

5.2

2、冷流体的物性等基本数据计算

（1）空气的密度与温度的关系式：ρ=10-5t2-4.5×10-3t+1.2916

ρ=10-5×26.52-4.5×10-3×26.5+1.2916=1.1793 kg/m3

(进口处空气温度密度） ρ'=10-5×50.552-4.5×10-3×50.55+1.2916=1.0859 kg/m3(定性温度下的空气密度） （2）空气的比热与温度的关系式：60℃以下Cp＝1005 J / (kg ∙℃),

70℃以上Cp＝1009 J / (kg ∙℃)。

定性温度=(t1+t2)÷2=(26.5+74.6)÷2=50.55,所以，取Cp=1005 J/(kg·℃)

（3）空气的导热系数与温度的关系式： λ=-2×10-8t2+8×10-5t+0.0244 λ=-2×10-8×26.52

+8×10-5×26.5+0.0244=0.02839 W/(m·K)

（4）空气的黏度与温度的关系式：μ=(-2×10-6t2+5×10-3t+1.7169)×10-5

μ=(-2×10-6×26.52+5×10-3×26.5+1.7169)×10-5=1.9645×10-5 Pa·s

(5) 空气质量流量计算 ms2=ρV=1.1793×20.0÷3600=2.6862×10-3 kg/s

(6)空气流速计算 u=V/πr2=8.2÷3600÷(3.14×0.0082)=11.3345 m/s

计算结果在下表：

1 2 3 4 5 空气进口处密度ρ kg/m3 1.1448 1.1388 1.1563 1.1672 1.1793 空气质量流量 ms2 kg/s 0.00636 0.00541

0.00463

0.00373 0.00269 6

1.1830 0.00171

化工实验报告篇四
《化工原理实验报告》

化工原理实验报告

院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 序 号： 指导教师：

传热膜系数测定实验

一、

目的及任务

1. 掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法；

2. 通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n的方法；

3. 通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热

的措施；

4. 测定套管换热器的静压损失与雷诺损失的关系。

二、

基本原理

（1）套管式传热膜系数的测定

对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一

般形式为：NuARe

m

PrGr

np

对于强制湍流而言。Gr数可忽略，即

NuARe

m

Pr

n

本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数m、n和系数A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4(流体被加热)。这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，得到直线方程为

lg

NuPr

0.4

lgAmlgRe

在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点函数值带入方程中，则可得系数A，即

PrRe

用图解法，根据实验点确定直线位置有一定人为性。而用最小二乘法回归，可得到最佳A

Nu

0.4

m

关联结果。应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能的道道A、m、n。

对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其特征数定义式分别为

Re

du



，Pr

Cp



，Nu

d

实验中改变空气的流量，以改变Re值。根据定性温度(空气进、出口温度的算数平均值)计算对应的Pr值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu值。

牛顿冷却定律为

Q=αA△tm

式中α——传热膜系数，W/(m2.℃)； Q——穿热量，W；

A——总传热面积，m；

△tm ——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃。 穿热量可由下式求得

QWc

p

2

(t2t1)/3600Vscp(t2t1)/3600

式中W——质量流量，kg/h；

cp——流体的比定压热容，J/(kg.℃)；

t1,t2——流体进、出口温度，℃；

ρ——定性温度下流体密度，kg/m； Vs——流体体积流量，m3/h；

空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量Vs与孔板流量计压差△p的关系式为

3

Vs=26.2△p0.54

式中△p——孔板流量计压降，kPa；

Vs——空气流量，m3/h。

（2）管内强化传热系数的测定

本实验室采用在换热器内管插入螺旋形麻花铁的方法来强化传热的。强化传热时，Nu'=BRe

m

，其中B,m值因螺旋形麻花铁的尺寸不同而不同，可用线性回归方法确定。强

化效果可用强化比评判，即强化管的努赛尔数与普通管的努赛尔数之比，其比值大于1，比值越大，强化效果越好。

三、

装置和流程

1. 设备说明

本实验空气走内管，蒸汽走环隙。内管为黄铜管，其管径为Ф(25×2)mm，有效长度为1.25m。空气进出口温度和壁温分别由铂电阻和热电偶测得。测量空气进出口温度的铂电阻应置于进出管的中心。测量管壁温度用一支铂电阻和一支热电偶分别固定在管外壁的两端。孔板流量计的压差由压差传感器测得。

实验使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成，装有玻璃液位计，加热功率为1.5kW。风机采用XGB型漩涡气泵，最大压力17.50kPa，最大流量100 m/h。

2. 采集系统说明

(1) 压力传感器。本实验装置采用ASCOM5320型压力传感器，其测量范围为0—20kPa。 (2) 显示仪表。本实验中所有温度和压差均由人工智能仪表读取，测量点分别为：孔板

压降，进出口温度，壁温。 3. 流程说明 流程图如下：

1、风机 2、孔板流量计 3、空气流量调节阀补水口 4、空气入口测温点 5、空气出口测温点

6、水蒸气入口壁温 7、套管换热器 8、放气阀 9、冷凝液回流管 10、蒸汽发生器 11、补水漏斗 12、补水阀 13、排水阀

3

8

6

5

7

3

11

12

10

1

2

9

4

13

四、

操作要点

1. 实验开始前，先弄清配电箱上各按钮与设备的对应关系，以便正确开启按钮。 2. 检查蒸汽发生器中的水位，使其保持在水罐高度的1/2—2/3。 3. 打开总电源开关。

4. 实验开始时，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，并接通蒸汽发生器的加热电源，

打开放气阀。 5. 将空气流量控制在某一值。待仪表数值稳定后，记录数据，改变空气流量(8-10组

数据)，重复实验，记录数据。 6. 最小，最大流量一定要测。 7. 转换实验做强化传热实验。

8. 实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场，切断总电源。

五、

数据处理

原始数据和计算结果如下：

表-1 强化传热前数据

计算示例（以表-1第一组数据为例） 对数平均温度差

tm

(T2t1)(T1t2)

lnT2t1T1t2



(96.728.6)(97.155.6)

ln

96.728.697.155.6



53.7C

查取53.7C下的空气物性数据如下： 比热容Cp1.008kJkg1K定性密度1.078kg/m3

3

入口密度in1.128kg/m

1

定性粘度0.19810

4

Pas

1

定性热导率0.0284WmK

1

2

传热面积AdL0.0201.250.0785m

Vs26.2p

VsAu

0.54

=26.25.32

u

0.54

64.609m/h



464.609

2

3

d4

2

d0.023600

du0.0257.1271.1283

雷诺数Re65.09010 4

0.19810

u 

4Vs

2

m/s57.127m/s

普朗特数Pr

Cp





1.008100.19810

0.0284

34

0.7028

化工实验报告篇五
《化工原理实验报告》

化工原理实验报告

院系：化学化工学院

专业班级：应化

学号：

姓名

同组者

实验日期

指导老师：

实验一 流体阻力实验

一.实验目的

1.学习直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系数λ的测定方法。

2.测定、对比光滑Dg40（φ45×2.5mm）、Dg32、Dg20直管、φ18粗糙直管和Dg8光滑 的阻力系数与雷诺数的关系。

3.测定弯头、阀门等局部阻力系数ξ与雷诺数Re之间关系。

4.测量流量计校正系数与雷诺数Re之间关系以及流速的几种测量方法。

5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。

二.实验原理

a) 直管阻力与局部阻力实验

流体阻力产生的根源是流体具有粘性，流动时存在内摩擦。而壁的形状则促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件，流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。流动阻力可分为直管阻力和局部阻力。

流体在流动过程中要消耗能量以克服流动阻力。因此，流动阻力的测定颇为重要。从流程图可知水从贮槽由泵输入恒位水槽，再流经管道，经计量槽计量后回到水槽，循环利用。改变流量并测定直管与管件的相应压差，即可测得流体流动阻力。

b) 直管阻力磨擦系数λ的测定

直管阻力是流体流经直管时，由于流体的内摩擦而产生的阻力损失hf 。

对于等直径水平直管段根据两测压点间的柏努利方程有：

2dΔPΔPlu2

 hf2gd2glu

式中：l — 直管长度（m）

d — 管内径 （m）

ΔP— 流体流经直管的压强降（Pa）

u — 流体截面平均流速（m/s）

3ρ— 流体密度（kg/m）

由式（1 - 1）可知，欲测定λ，需知道I、d、（P1 - P2）、u、ρ等。

1） 若测得流体温度，则可查得流体的ρ值。

2） 若测得流量，则由管径可计算流速u。

两测压点间的压降ΔP，可由仪表直接读数。 c) 局部阻力系数ζ的测定

局部阻力主要是由于流体流经管路中管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部位置时所引起的阻力损失，在局部阻力件左右两侧的测压点间列柏努利方程有：

u2

（1-4） hf2P

即： 2P 2u

式中： ζ — 局部阻力系数

ΔP— 局部阻力压强降（Pa）

式（1 — 4）中ρ、u、ΔP等的测定同直管阻力测定方法。 2u12p1u2p gz1gz22 22

d) 文丘里流量计与孔板流量计

文丘里流量计和孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计。当流体通过孔板或文丘里时由于流道的缩小，使流速增加，即增加了液体的动能，从而降低了流体的势能，利用压降的变化，可以测量流体的流速，根据柏努利原理，可以得到如下计算公式：

Qc0A2P



式中：Q――流量计流量，m/s；

c0――流量系数，无因次；

A――喉管（孔口）的截面积；

3ρ――流体密度，kg/m；

ΔP――压力差，Pa。

文丘里流量计的相关数据：

喉管直径：27mm 流量系数c0：0.99

孔板流量计的相关数据：

孔口直径：18.5mm 流量系数c0：0.78

其中c0不仅与A0A1（孔口与管道截面积比）有关，而且还与孔板的结构形状、加工进度、流体在管内雷诺数、取压方式以及管壁面的粗糙度等诸因素有关，所以只能通过实验测定求得，才能利用公式得出流速、流量。

实验流程图：

三.实验装置

实验装置：JK-LDZ流体流动阻力实验装置 ，湘潭金凯化工装备技术有限公司

1、光滑管有Dg40、Dg25、Dg20、Dg8，φ18 Dg15粗糙管、管长2000mm,测压点距离1500mm。

32、水泵型号为50SGR10-15型管道式离心泵，流量：10m/h、扬程：12m，，转速2800 r/min，功率

0.75KW。

3、弯头阻力管Dg25。突扩、突缩，内径分别为25mm变32mm，32mm变22mm。

4、差压测量：采用ZQ501差压传感器采集信号，电控箱仪表显示，精度:0.3﹪FS，共六套传感器。

35、流量测量：涡轮流量计（单位m/h）、文丘里流量计喉径￠27mm、孔板流量计孔径￠18.5mm。

6、显示仪表；差压显示采用智能数字显示报警仪，温度显示采用XMZA数显仪表。

四.实验步骤

a) 实验操作前先仔细阅读说明书，然后依次检查实验装置的各个部件，了解其名称与作用，并检查是否正常。

b) 向蓄水箱加水，测量并记录实验时的水温，关闭管路上所有阀门包括测压点上的小阀门，待仪器运转正常以后再开启需要测量压差的测压点的小阀门。

c) 打开所需实验的测量管路，接通电源，按下电源开关、按下离心泵启动开关启动离心泵，缓慢调节离心泵出口阀门，如果突然开大流量会损坏涡轮流量计，观察并记录实验数据，实验过程中用泵前阀调节流量，但流量不能调节得太小，每调节一次流量待数据稳定以后方可记录。

d) 若实验只需测量两至三组管路，可关闭其它管路中测压点的小阀门。在测量管路压差要注意几点：差压传感器分高压端和低压端，传感器的H一端为高压端、L为低压端，使用中如果仪表出现负数只需要将两端取压管互换即可。

e) 实验过程中可以关闭不需要测量的测压点，只需关闭测压点上的小阀门即可。这样一只差压传感器就可以测量几组测压点的压差了。

f) 实验完毕以后注意断水断电。

五.实验记录及数据处理

1.将实验数据和数据整理结果列在表格中，并以其中一组数据为例写出计算过程。

2.在合适的坐标系上标绘所测得lgλ～lgRe 、lgζ～lgRe 、lgc～lgR等e关系曲线。

3.根据所标绘的曲线，求本实验条件下lgλ～lgRe 、lgζ～lgRe、lgc～lgR关系式，并与理论公式比较。

实验数据如下：

φ42直管：

φ25直管：

弯头：

文丘里：

孔板：

数据处理：

1.测量φ42直管时，u=du4V2dΔP，, Red2lu2

43.250.94 m/s， 263600(423.52)10 例如当流量为3.25m3/h时，u

2351030.3103

0.016,lglg0.0161.80, 210001.50.94

351030.941000Re25308,lgRelg253084.40 1.3103

由此可得下表：

2.测量φ25

化工实验报告篇六
《化工原理实验报告(格式)》

材料与化学工程系

实 验 报 告

课程名称： 化工原理实验

专业班级：

学生姓名：

学 号：

完成时间： ~ 学年第 学期

湖南工学院教务处印制

《化工原理》实验报告

化工实验报告篇七
《化工原理实验精馏实验报告》

北 京 化 工 大 学 学生实验报告

学 院： 化学工程学院 姓 名： 王敬尧

学 号： 2010016068

专 业： 化学工程与工艺

班 级： 化工1012班

同组人员： 雍维、雷雄飞 课程名称： 化工原理实验 实验名称： 精馏实验 实验日期 2013.5.15

北 京 化 工 大 学

实验五 精馏实验

摘要：本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度，得到该处液相浓度，根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。通过实验，了解精馏塔工作原理。

关键词：精馏，图解法，理论板数，全塔效率，单板效率。

一、目的及任务

①熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。

②了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。

③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。

④测定部分回流时的全塔效率。

⑤测定全塔的浓度（或温度）分布。

⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。

二、基本原理

在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。

回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。

回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但是由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。

实际回流比常取最小回流比的1.2～2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。

1

板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。

（1） 总板效率E

E=N/Ne

式中 E——总板效率；N——理论板数（不包括塔釜）；

Ne——实际板数。

(2)单板效率Eml

Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn*)

式中 Eml——以液相浓度表示的单板效率；

xn ，xn-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度；

xn*——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。

总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因数。当物系与板型确定后，可通过改变气液负荷达到最高板效率；对于不同的板型，可以保持相同的物系及操作条件下，测定其单板效率，以评价其性能的优劣。总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果，常用于板式塔设计中。

若改变塔釜再沸器中加热器的电压，塔内上升蒸汽量将会改变，同时，塔釜再沸器电加热器表面的温度将发生变化，其沸腾给热系数也将发生变化，从而可以得到沸腾给热系数与加热量的关系。由牛顿冷却定律，可知

Q=αA△tm

式中 Q——加热量，kw;

α——沸腾给热系数，kw/(m2*K);

A——传热面积，m2;

△tm——加热器表面与主体温度之差，℃。

若加热器的壁面温度为ts ,塔釜内液体的主体温度为tw ,则上式可改写为

Q=aA(ts-tw)

由于塔釜再沸器为直接电加热，则加热量Q为

Q=U/R

式中 U——电加热的加热电压，V; R——电加热器的电阻，Ω。

2

2

三、装置和流程

本实验的流程如图1所示，主要有精馏塔、回流分配装置及测控系

统组成。

1.精馏塔

精馏塔为筛板塔，全塔共八块塔板，塔身的结构尺寸为：塔径∮（57×3.5）mm，塔板间距80mm；溢流管截面积78.5mm2,溢流堰高12mm，底隙高度6mm；每块塔板开有43个直径为1.5mm的小孔，正三角形排列，孔间距为6mm。为了便于观察踏板上的汽-液接触情况，塔身设有一节玻璃视盅，在第1-6块塔板上均有液相取样口。

蒸馏釜尺寸为∮108mm×4mm×400mm.塔釜装有液位计、电加热器（1.5kw）、控温电热器（200w）、温度计接口、测压口和取样口，分别用于观测釜内液面高度，加热料液，控制电加热装置，测量塔釜温度，测量塔顶与塔釜的压差和塔釜液取样。由于本实验所取试样为塔釜液相物料，故塔釜内可视为一块理论板。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2，管外走冷却液。

图1 精馏装置和流程示意图

1．塔顶冷凝器 2．塔身 3．视盅 4．塔釜 5．控温棒 6．支座

7．加热棒 8．塔釜液冷却器 9．转子流量计 10．回流分配器

11．原料液罐 12．原料泵 13．缓冲罐 14．加料口 15．液位计

3

2.回流分配装置

回流分配装置由回流分配器与控制器组成。控制器由控制仪表和电磁线圈构成。回流分配器由玻璃制成，它由一个入口管、两个出口管及引流棒组成。两个出口管分别用于回流和采出。引流棒为一根∮4mm的玻璃棒，内部装有铁芯，塔顶冷凝器中的冷凝液顺着引流棒流下，在控制器的控制下实现塔顶冷凝器的回流或采出操作。即当控制器电路接通后，电磁圈将引流棒吸起，操作处于采出状态；当控制器电路断开时，电磁线圈不工作，引流棒自然下垂，操作处于回流状态。此回流分配器可通过控制器实现手动控制，也可通过计算机实现自动控制。

3.测控系统

在本实验中，利用人工智能仪表分别测定塔顶温度、塔釜温度、塔身伴热温度、塔釜加热温度、全塔压降、加热电压、进料温度及回流比等参数，该系统的引入，不仅使实验跟更为简便、快捷，又可实现计算机在线数据采集与控制。

4．物料浓度分析

本实验所用的体系为乙醇-正丙醇，由于这两种物质的折射率存在差异，且其混合物的质量分数与折射率有良好的线性关系，故可通过阿贝折光仪分析料液的折射率，从而得到浓度。这种测定方法的特点是方便快捷、操作简单，但精度稍低；若要实现高精度的测量，可利用气相色谱进行浓度分析。

混合料液的折射率与质量分数（以乙醇计）的关系如下。

=58.9149—42.5532nD

式中 ——料液的质量分数；

nD——料液的折射率（以上数据为由实验测得）。

四、操作要点

①对照流程图，先熟悉精馏过程中的流程，并搞清仪表上的按钮与各仪表相对应的设备与测控点。

②全回流操作时，在原料贮罐中配置乙醇含量20%～25%（摩尔分数）左右的乙醇-正丙醇料液，启动进料泵，向塔中供料至塔釜液面达250～300mm。

③启动塔釜加热及塔身伴热，观察塔釜、塔身t、塔顶温度及塔板上的气液

4

化工实验报告篇八
《中南大学化工实验报告》

学生学专业同

组

中南大学化学化工学院

化工专题实验

（2014）

实验报告

姓名 郭帅翼 号 1505111009 班级

化工1101

成

员 黎伟、杨洲游、朱勇

秦学桐、李伟豪、巩勇

T1.气体PVT关系的研究 （热力学，指导教师：李海普）

一．实验目的

1．观测CO2临界状态现象，增加对临界状态概念的感性认识；

2．加深对纯流体热力学状态：汽化、冷凝、饱和态和超临流体等基本概念的理解；测定CO2的PVT数据，在PV图上绘出CO2等温线 3．掌握低温恒温浴和活塞式压力计的使用方法。

二．实验原理

纯物质的临界点表示汽液二相平衡共存的最高温度（TC）和最高压力点（PC）。纯物质所处的温度高于TC，则不存在液相；压力高于PC，则不存在汽相；同时高于TC 和PC，则为超临界区。本实验测量T<TC，T = TC 和T>TC 三种温度条件下等温线。其中T<TC 等温线，为一光滑曲线；T = TC 等温线，在临界压力附近有一水平拐点，并出现汽液不分现象；T<TC等温线，分为三段，中间一水平段为汽液共存区。对纯流体处于平衡态时，其状态参数P、V 和T 存在以下关系：F(P,V,T) = 0 或 V = f (P,T)由相律，纯流体，在单相区，自由度为2，当温度一定时，体积随压力而变化；在二相区，自由度为1，温度一定时，压力一定，仅体积发生变化。本实验就是利用定温的方法测定CO2 的P 和V 之间的关系，获得CO2 的P-V-T 数据。

三．实验装置流程和试剂

实验装置由试验台本体、压力台和恒温浴组成（图 2-3-1）。试验台本体如图2-3-2 所示。实验装置实物图见图2-3-3。

实验中由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装有高纯度的CO2 气体的承压玻璃管(毛细管),CO2 被压缩,其压力和容积通过压力台上的活塞杆的进退来调节。温度由恒温水套的水温调节，水套的恒温水由恒温浴供给。

CO2 的压力由压力台上的精密压力表读出（注意：绝对压力=表压+大气压），温度由水套内精密温度计读出。比容由CO2 柱的高度除以质面比常数计算得到。 试剂：高纯度二氧化碳。

图 2-3-1 CO2 PVT 关系实验装置图 2-3-2 试验台本体

1.高压容器 2-玻璃杯 3-压力油 4-水银 5-密封填料

6-填料压盖 7-恒温水套 8-承压玻璃管 9-CO210-精密温度计

四、实验操作步骤

1．按图2-3-1 装好试验设备。

2．接通恒温浴电源，调节恒温水到所要求的实验温度（以恒温水套内精密温度计为准）。

3．加压前的准备——抽油充油操作

（1）关闭压力表下部阀门和进入本体油路的阀门，开启压力台上油杯的进油阀。 （2）摇退压力台上的活塞螺杆，直至螺杆全部退出。此时压力台上油筒中抽满了油。

（3）先关闭油杯的进油阀，然后开启压力表下部阀门和进入本体油路的阀门。 （4）摇进活塞杆，使本体充油。直至压力表上有压力读数显示，毛细管下部出现水银为止。

（5）如活塞杆已摇进到头，压力表上还无压力读数显示，毛细管下部未出现水银，则重复

（1）--（4）步骤。

（6）再次检查油杯的进油阀是否关闭，压力表及其进入本体油路的二个阀门是否开启。温

度是否达到所要求的实验温度。如条件均已调定，则可进行实验测定。

4．测定低于临界温度下的等温线（T= 20℃或25℃） （1）将恒温水套温度调至T= 23℃左右，并保持恒定。

（2）逐渐增加压力，压力为4.0MPa 左右（毛细管下部出现水银面）开始读取相应水银柱上端液面刻度，记录第一个数据点。读取数据前，一定要有足够的平衡时间，保证温度、压力和水银柱高度恒定。

（3）提高压力约0.2MPa，达到平衡时，读取相应水银柱上端液面刻度，记录第二个数据点。注意加压时，应足够缓慢的摇进活塞杆，以保证定温条件，水银柱高度应稳定在一定数值，不发生波动时，再读数。

（4）按压力间隔0.2MPa 左右，逐次提高压力，测量第三、第四……数据点，当出现第一小滴CO2 液体时，则适当降低压力，平衡一段时间，使CO2 温度和压力恒定，以准确读出恰出现第一小液滴CO2 时的压力。

（5）注意此阶段，压力改变后CO2 状态的变化，特别是测准出现第一小滴CO2 液体时的压力和相应水银柱高度及最后一个CO2 小汽泡刚消失时的压力和相应水银柱高度。此二点压力改变应很小，要交替进行升压和降压操作，压力应按出现第一小滴CO2 液体和最后一个CO2 小汽泡刚消失的具体条件进行调整。 （6）当CO2 全部液化后，继续按压力间隔0.2MPa 左右升压，直到压力达到8.0MPa 为止（承压玻璃管最大压力应小于8.0MPa）。 5．测定临界等温线和临界参数，观察临界现象 （1）将恒温水套温度调至T= 31.1℃左右，按上述4 的方法和步骤测出临界等温线，注意在曲线的拐点（P=7.376MPa）附近，应缓慢调整压力（调压间隔可为0.05MPa），以较准确的确定临界压力和临界比容，较准确的描绘出临界等温线上的拐点。

（2）观察临界现象 a. 临界乳光现象

保持临界温度不变,摇进活塞杆使压力升至Pc 附近处,然后突然摇退活塞杆(注意勿使试验台本体晃动)降压,在此瞬间玻璃管内将出现圆锥型的乳白色的闪光现象,这就是临界乳光现象。这是由于CO2 分子受重力场作用沿高度分布不均和光的散射所造成的。可以反复几次观察这个现象。

b. 整体相变现象临界点附近时，汽化热接近于零，饱和蒸汽线与饱和液体线接近合于一点。此时汽液的相互转变不象临界温度以下时那样逐渐积累，需要一定的时间，表现为一个渐变过程；而是当压力稍有变化时，汽液是以突变的形式相互转化。

c. 汽液二相模糊不清现象

处于临界点附近的CO2 具有共同的参数（P，V，T），不能区别此时CO2 是汽态还是液态。如果说它是气体，那么，这气体是接近液态的气体；如果说它是液体，那么，这液体又是接近气态的液体。下面用实验证明这结论。因为此时是处

于临界温度附近，如果按等温过

程，使CO2 压缩或膨胀，则管内什么也看不到。现在，按绝热过程进行，先调节压力处于7.4 MPa（临界压力）附近，突然降压（由于压力很快下降，毛细管内的CO2 未能与外界进行充分的热交换，其温度下降），CO2 状态点不是沿等温线，而是沿绝热线降到二相区，管内CO2 出现了明显的液面。这就是说，如果这时管内CO2 是气体的话，那么，这种气体离液相区很近，是接近液态的气体；当膨胀之后，突然压缩CO2 时，这液面又立即消失了。这就告诉我们，这时CO2 液体离汽相区也很近，是接近气态的液体。这时CO2 既接近气态，又接近液态，所以只能是处于临界点附近。临界状态流体是一种汽液不分的流体。这就是临界点附近汽液二相模糊不清现象。 7． 测定高于临界温度的等温线（T = 40℃左右） 将恒温水套温度调至T=40.5℃，按上述5相同的方法和步骤进行。

五、实验数据处理

表1.1 原始数据表

化工实验报告篇九
《中南大学化工原理实验报告》

目录

实验一、流体阻力实验 ............................................................. 2

实验二、柏努利实验 ............................................................... 19

实验四、对流传热实验 ........................................................... 25

实验五、板框压滤机过滤常数的测定 ................................... 39

实验六、离心泵特性曲线实验 ............................................... 48

实验七、干燥实验 ................................................................... 56

实验十、填料式精馏塔的操作 ............................................... 71

实验十二 、振动筛板萃取实验 ............................................. 80

中 南 大 学

化工原理 实 验 报 告 化学化工院 院 系 专 业 班 级

姓 名 学 号 同 组 者

实验日期 年 月 日 指导教师

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