实验一 雷 诺 实 验
一、实验目的
1、建立对层流（湍流）和湍流两种流动类型的直观感性认识。 2、观测雷诺数与流体流动类型的相互关系。 3、观察层流中流体质点的速度分布。
二、基本原理
流体的流动类型与雷诺数的关系。雷诺（Reynolds）用实验方法研究流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速外，还有管径（或当量管径）d，流体的密度ρ及粘度μ，由此四个物理量组成的无因次数群Re的值是判定流体流动类型的一个标准。
Re<2000~2300时为层流， Re>4000时为湍流，2000 从雷诺数的定义式Re = duρ/μ来看对同一个仪器d为定值，故u仅为流量的函数。 对于流体水来说,ρ、μ几乎仅为流量的函数。 因此确定了温度及流量，即可由仪器铭牌上的图查取雷诺数。 注意： 雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有避免震动设施的房间内进行。如果条件不具备，演示实验也可以在一般房间内进行。因为外界干扰及管子粗细不均匀等原因，层流的雷诺数上界达不到2300，只能达到1600左右。 层流时红墨水成一线流下，不与水相混。 湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。 三、实验装置及仪器 装置：液面保持一定高度的水箱与玻璃测试管相连，水箱上放有颜色水瓶，测试管上安有带针头的胶塞，用出口阀调节流量，用转自流量计测定流量。 仪器： 1、水箱 2、玻璃实验管（管径不变），d=20mm L=90cm 3、颜色水瓶(KMnO4水溶液) 4、转子流量计 5、针头 9# 6、温度计0~50℃。 四、实验步骤 1、检查针头是否堵塞，颜色水是否沉淀。 2、向水箱内注水。 3、打开出口阀，排除实验管中的气体。 4、开启上水阀，使高位槽充水至产生溢流时关闭（若条件许可，此步骤可在实验前数小时进行，以使高位槽中的水经过静置，消除旋流，提高实验的准确度）。 5、开颜色水阀，使颜色水由针头注入玻璃试验管。 6、逐步开打排水阀，观察不同雷诺数时的流动状况，并把现象记入表中。 7、继续开大排水阀，直至红墨水与水相混旋，测取此时流量并求出相应的雷诺数记入表中。 1 8、观察层流时流体质点的速度分布。层流时，由于流体与管壁间的摩擦力及流体内摩擦力的作用，管中心处流体质点速度最大，愈靠近管壁速度愈小。因此，静止时处于同一横截面的流体质点，开始层流流动后，由于速度不同，组成了旋转抛物面（即由抛物线绕其对称轴旋转形成的曲面）。下面的演示可使学生直观地看到曲面的形成。先打开红墨水阀门，使红墨水扩散为团状。在稍稍开启排水阀，使红墨水缓慢随水运动，则可观察到红墨水团前端的界限，形成了旋转抛物面。 五、实验结果和数据计算过程 1、层流速度分布表演：在玻璃管的水静止状态下加入墨水，让墨水将注入针附近约2-3厘米的水层染上颜色，然后停加墨水，打开流量调节阀，让水保持在层流流量下流动，这时就可以看到被染色的水成抛物分布。 2、测定各种流动状态下的雷诺数：开进水阀，保持有少量水溢流。实验从小流量到大流量然后又从大流量到小流量。实验结果列于表1： 实验结果 表1 玻璃管内径23.4毫米，水温25℃ 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流量计算值（升/时） 36 60 72 112 151 191 302 461 600 151 雷诺数 610 1010 1220 1900 2550 3200 5100 7780 10120 2550 墨水线的形状 从头到尾都是直线 从头到尾都是直线 从头到尾都是直线 从头到尾都是直线 中部以后有波动 全部有较大波动 下部散开 完全湍流 完全湍流 中部以后波动 11 112 1900 直线 上表雷诺数是从图表查出，为了练习，应取其中一些数据进行计算。 雷诺数的计算： 雷诺数是无因次数群，只要各物理量采用同一单位制，则无论是用那一种单位制，结果都是相同的，现取第5点做例子： Re= du?? 查知： 25℃时 μ=0.8937（厘泊） 换算为SI单位制： μ=0.8937×10 -3 N·S/m2(千克·秒/米2) ?4-4 d=4.3×10(米2) 2管内径d=0.0234(米) 管截面积= 2 管内平均速度u=水的密度 ρ 151?10?3?43600?4.3?103 ?0.0976（米/秒） 25℃=997(千克/米) ?3 Re= 0.0234?0.0976?9970.8937?10?2546 实验二 柏努利方程实验 一、实验目的 1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努力方程。 2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。 二、基本原理 流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过的各截面上的机械能总和是相等的。在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。 机械能可用测压管中液柱的高度来表示。 取任意两测试点，列出能量衡算式： Z1g?u122?P1??Z2g?u222?p2???hfZ1，Z2—两测试点距基准面的高度。 u1，u2—两点的流速?hf—两点的阻力损失水温可认为不变。对于水平测试管，Z1=Z2，则 u122?p1??u222?p2???hf若u1=u2,则P2 ②合上水泵电源开关。如水泵不动，应即停电检查。（详见Ⅲ 2） ③检查当阀7（图2）全开时，上水箱是否仍有溢流，如无溢流，应适当关小阀3。保持有溢流才能使水位稳定。 ④检查摆头6是否灵活。 ⑤实验完毕后先关闭阀7再关泵。 实验Ⅰ 流动系统的能量转换的直接观察 3.实验进行 实验可以按图7，对着仪器进行直接观察，也可以按下表将实验数据记录下来，做出图7的曲线后再进行分析理解。 表 1 实验数据记录表 设备号：ZB—3型 第 号 规格：大管内径：21.2mm 左小管内径：12.9mm 右小管内径：13.4m 实验日期 实验者 实验水温：30℃ 零流速时水位：565mm 序号 1 正对流 垂直流 2 正对流 测头 指向 1 521 471 460 2 494 441 405 3 471 465 344 327 4 469 462 339 321 5 464 410 326 208 6 443 397 280 171 0.87 6.4 体积（升） 时间（秒） 0.96 11.1 各测头水位（mm） 流量 垂直流 336 267 4 实验结果的分析 ① 三项能量互相转化的情况 我们可以对着仪器或测量出的曲线图（图7）运用柏努方程原理分析各点各项能量的变化情况，从而加深对方程的认识和应用。下面利用图形作一个初步分析： 600 500 400 300 200 100Vs=0.136 l/sABCDEFG1u22u222hf3u22u22456HVs=0.087 l/sd130° 0-10020025010233250072174d2D25090（-------总水头，——静+位水头线） 图7 不同流量下的能量（水头）线（按表1数据画出） 4 50图中各点注解： A、这是动能，流量小动能小，流量大动能大。同一流量时，小管动能大，大管动能小。 B、总能（总水头）线，曲测头小孔正对流向测得。由于摩擦损失，总能线沿程下降，且流速大，下降程度大。 C、突然扩大阻力损失。 D、突然扩大静压线。 E、大管流速低动能小。 F、突然缩小的静压分布线（参见图13） G、零流量时，只有位能+静压能，且各点相等，能量守衡。 H、弯头损失。 ②具体数据的对比： a、阻力损失与流速关系： 由图7知，流动系统存在着阻力损失，阻力损失与流速有关。 进行了上一步工作后即可按下面记录表格式测取数据，然后进行计算。 实验Ⅱ 摩擦系数和局部阻力系数的测定 表4 阻力测定记录表格 实验日期： 实验者 设备号：ZB-3型第 号 1、2号测头距离0.25米 ，3、4号测头距离0.5米 ，规格：大管内径：21.2mm， 水温：300C ，零流速水位：565mm ，左小管内径1.29mm ，右小管内径：13.4mm 各测点水位（mm） 序号 1 1 2 3 480 403 333 2 465 374 295 3 472 388 314 4 468 382 306 5 437 320 218 6 427 298 185 体积（升） 0.96 0.91 0.87 时间（秒） 10.4 7.1 5.5 0.0923 0.128 0.158 流量 流量（升/秒） 4.实验数据计算的结果分析 a.摩擦系数的测定： 尽管管子的摩擦损失各不相同，但研究指出，内壁粗糙度相同的管子，摩擦系数（?与雷诺数Re）有固定的关系，实验就是验证这一点。图10是?的实验测定方法图。 根据阻力计算式和柏努利方程可得?的计算式如下： ??2gd?R?u2 △RlAB （2-1）（各项意义见图10） 图10 入的测定 5 ?平均速度u=4VS/πd 2 (2-2) VS-流量 d??＝12.103 5?RVs2? (2-3) 这是Ｓ、Ｉ制的计算式，如果更换单位， ?-(m) ?R-(mm) d-(mm) Vs_-升／秒 则??12.103?10?12?R/?vVS d5 2（2-4） 雷诺数的计算式： Re=1273Vs? /d? (2-5) 式中Vs ——升／秒； d——mm ?-kg/m ?-厘泊 以表４、序号１，第１、２号测头为例： Re= 1273?995.7?VS0.08?12.9-12 3 ?1.23?10?0.0923?1.13?10 554(12.9)(480?465)(0.0923)2 ?=12.103310 0.25=0.031 将表4各项数据计算后，列表于表5中，为了对比列出了理论值： 表4数据计算结果 （表5） 序号 1 2 3 1.2号测头（左小管?的测定） Re 1.133104 1.573104 1.94310 43、4号测头（大管的?测定） ?（实例） ?（理论） 0.049 0.035 Re ?（实例） ?（理论） 0.031 0.031 4.893103 0.031 0.026 0.028 0.027 9.563103 1.18310 40.038 0.033 0.032 0.031 本装置的管子是有机玻璃管，比较光滑，因此?的数值应与柏拉修斯(Blasius)的半理 论公式接近。该式： ?=0.3164/Re0.25 (2-6) 上例中：?理=0.3164/(1.133104)0.25=0.031 结论：表5的结果说明实侧?值很接近理论值，这就证明了描述园管湍流流动的磨擦系数规律的柏拉修斯式是符合实际的，通过实验我们认识了?的规律性。表中个别数值误差较大，这是我们每一个实验点仅读取一个数据的结果，理应是多读几个数据取平均值的，如果这样数据会更准确。 b突然扩大局部阻力系数测定： 装置的2、3号测头，测量了突然扩大的阻力损失，我们通过实验了解系数的测量方法以及它的具体数值。 （i）突然扩大阻力系数的理论值： 从理论上可以推导出这系数的理论值： S理=[1-（ dD）] （2-7） 22 其中 d：小管径 D：大管径 6 对本装置：S理=[1-（ 12.921.2）]=0.40 22 （ii）实验测定式： 仅要我们对一些细节有足够的重视，这项测量并不困验，我们首先推导基本式。 对图11B、A两面列柏努利方程： PB?+ U2B2= PA?+U2A +hf （2-8） U22突然扩大阻力损失： hf=（ PB?+ U2B2B）-（PA?+A 22U2B） （2-9） dAUUABB ?hf=?U22dD ??=（PB?PA?）+1-（）2 图11 突然扩大阻力系数测定式的推导 又（ UUAB）2=（）4； PB?PA?dD=g(RB-RA)； U2B=（4VS?d2）2 ??= ?d8VS242[g(RB-RA)]+1-（）4 (2-9) RB和 RA是A、B两面上水位高度示值，若d、D、RA、RB用（mm）；Vs用（升/秒）为单位，则： ?=12.103310d(RB-RA)/Vs+1-(d/D) (2-10) -9424 这就是突然扩大阻力系数的实验测定式。 （iii）测压点的技术细节： 如果真的按图11在A、B面上接水位计测量，RB、RA将无差别式2-10的首项将为零，测量毫无意义。这是因为水流刚离开突然扩大面时，流速仍然保留着小管流速，因而壁面开孔测得静压与小管一致（甚至为负值，见图12）为了弄清究竟应如何安装测压点，我们曾建立了如图12所示的实验装置，这装置在大管上密布了测压点，实验结果如图12所示。图中显示突然扩大面后经过一段距离，大管动能（ u22）才恢复到正常值，这距离之前，由于实际流 道小于管道截面积，流速大，静压偏低，而且阻力的根源一旋涡所产生的影响还在继续产生，因而若在这段内测量就会少算了部分阻力损失。上述这一特定距离，资料上介绍为5～8D，与我们试验结果相一致。 7 D图12 突然扩大的沿程压强分布情况 1234u 2/2△R2u /21△r2hf1--中心线 2--总压线3--管壁静压线 4--实际管道u1Elu2Bl1C6 DA至于小管上的测压点，可以尽量靠近突然扩大面，若因结构具体情况，离开了一定距离，则应注意扣除这一段上小管的沿程阻力损失（即图12中△r）△r可由下式计出： △r=△Rl1l （2-11） 但是，大管一侧，由于流速低，摩擦阻失小，因此这段距离（6D）中的沿程阻力可以忽略。最后得实际测定式为： -9424?=12.103310(d)(RB-RA-△r)/Vs+1-(d/D) (2-12) 算例：例如表4序号1： d=12.9 RB=465 RA=472 △R=480-465=15 l1=102 l=250 Vs=0.0923 D=21.2 10-9(12.9)4(465-472-15? =12.103×102250)/(0.0923)2+1-(12.921.2)4=0.35 将表4数据计算后得表6： 突然扩大阻力系数测定结果（表4数据） 表6 序号 1 △R(mm) 480-465=15 RB(mm) 465 RA(mm) 472 Vs(m/秒) 0.0923 ? 0.35 ?理论 0.40 2 403-374=29 374 388 0.128 0.34 3 333-295=38 295 314 0.158 0.40 ▲结论：表6结果证明，理论值很接近实验值，因此通过实验我们可以认为理论值是可靠的，设计上大可放心使用它。 c、突然缩小局部阻力系数测定： BCA△rhf总压 8 图13 突然缩小的压强分布情况 我们从图13可以看出，突然缩小阻力系数测量与突然扩大情况相仿，下游测压点同样不能紧靠突然缩小面。对于突然缩小，还连上游测点也不能紧靠，同样小管的沿程摩阻△r也要扣除。 测定公式如下： 对B、A两截面柏努利方程： PBU2B?+ 2U2A= PA?+ U2A2+hf （2-13） 22hf=?UU2BA； ?= UdD22A（ PB?PA?）+ UBUA －1 （ ）2=（）4 ; PB?PA?dD=g(RB-RA) ; U2A=（ 4VS?d2）2 ??= ?2d428VS[g(RB-RA)] + ）4 － 1 改换单位，并扣除小管沿程阻失，得测定式如下： -94 10d(RB-BA-△R?=12.103× ?1l)/Vs＋( 2 dD)-1 (2-14) ４ 式中：△R由于小管管径与1，2测头部位的左小管相差不太，可粗略地取用该管同一 流量下的数值；RB一大管水位示值，RA——小管水位示值，d为右小管直径，其他单位与（2-12）式相同。表四数据整理如下表： 表4中突然缩小数据计算结果 表7 序号 1 2 3 △R(mm)(见表6) 15 29 RB(mm) 468 382 RA(mm) 437 320 Vs(升/秒) 0.0923 0.128 ? 0.30 0.36 0.29 5#(d/D)=(213.421.22) L’=102 L=250(见图7) 38 306 218 0.158 ▲结论：突然缩小没有理论值，仅有从资料中据(d/D)2比查取的经验值，本例中(d/D)2=0.4时，?公认=0.34。从表7中，可知实测突然缩小的?值与公认值很接近。如果每一流量都读取几个数据取平均值，当然更接近。 d、弯头局部阻力系数测量： o本装置中5、6号测头之间相当于两个30的弯头，查资料知45的标准弯头?=0.35，因此可以推算出30弯头oo6#△R30° 9 图14 30o弯头（两个）的 局部损失测定图 的?值应比0.35小。 5、6号测头位置有高低，但水位示值刚好抵消，公式推导如下： △P/?=?u22 （2-15） 2? =2g(R5-R6)/u R5、R6用毫米，Vs用升/秒，d(内径)用mm为单位时，两个弯头合计阻力系数。 10-9d4(R5-R6)/Vs2 (2-16) ?=12.103× 将表4的5、6号测头数据计算后列表于表8中 表4中弯头阻力系数计算结果（d=13.4mm） 表8 序号 1 2 流量(Vs)(升/秒) 0.0923 0.128 R5(mm) 437 320 R6(mm) 427 298 ? 0.46 0.52 单个弯头? 0.23 0.26 3 0.158 218 185 0.52 0.26 ▲结论：弯头局部阻力系数测定的具体值，正如我们所料想的那样，为0.26，小于0.35。实验很好地验证了它的规律。 三、流体力学综合实验 1.实验目的 （1） 辨别组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。 （2）测定流体在圆形直管内流动时摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。 （3）测定流体流经闸阀时的局部阻力系数?。 2．基本原理 测量原理：进行阻力实验须要测量?、?、Re三项内容。 a）直管磨擦系数（?）的测量。 请参考图5，对图中两截面列柏努利方程： ldZ1Z2△R`∨基准面图5直管沿程磨擦阻力损失的测量示意图 10 p1??Z1g?p2??Z2g?hf （23） 1、2两截面间流体阻力：hf = p1?p2??(Z1?Z2)g （24） A截面上的压强：PA?Pn?P2?Z2?g （见图5） （25） A’截面上的压强：PA'?Pn??R?g?P1?Z1?g （26） （26）-（25） P1?P2?(Z1?Z2)g??Rg （27） ?对比（27）与（24） hf??Rg （28） 式28就是直管阻力损失的测量式。这式子表明，用?形管测量时，测量结果与被测管子安装得否水平无关。 ??lu2d2?hf u= Q?4 d2代入28式 ??g?d?R8LQ225 =12.103 d?RLQ25 （29） 式29就是磨擦系数的测定式，式中：d——管子内径（m） △R ——?形压差计液柱差（m） l——两测点的距离（m） Q——管内流量（m3/秒）（由流量计测量。） 注：管内径不是每台设备都相同，请具体测得。 （b）雷诺数（Re）的测量： Re?dup?4dQ??1.2733 Q???d?2?d （30） 。 ?——流量密度（kg/m）; ?——流体粘度（帕2秒）（c）弯头阻力系数的测量（?的测量）；参看图6，且直管相同的方法，可以同样证明，弯头前后的测量点之间的流体阻力损失为： hf?g?R （31） ?hf??u2Z1 242Z2?gd?R8Q2△R???2g?Ru2??12.103d4?RQ2 (32) d 11 图6 弯头损失测量方法图 这就是?的测定公式。 3．实验装置 水泵采用IR50-32-125型离心泵，一般离心泵的使用注意事项，对本泵都是适用的，这里仅扼要叙述几点： a、首次开动：首次开动，泵内没有存水，应从小水槽往水泵加水。（参看图1），具体做法：关闭进口阀，开水槽上小旋塞，打开出口阀，待水灌满后，关闭出口阀，开动电机，然后再打开进、出口阀，这时水泵即正常运行，以后每次停泵应先关进口阀，再关出口阀，随即停电机，使泵和前后一段管道内充满水。 b 、以后开动，可先起动电机，随即先开进口阀，再开出口阀即可。但为避免因阀门漏泄引起停机期间泵内无存水，每次停泵前最好将小水槽灌满以便起动时对泵灌水用。 c、每次开动前须用手板动联轴节，以便及时发现水泵填料函因锈积而卡死泵轴的故障。 测压点和压差计： 本装置的水平直管段可利用来作阻力实验，测定一段直管的磨擦损失，测量段焊有接咀测压装置。压差采用特制U形压差计（图4）和∩形压差计（图5）使用方法是： 开启测点旋塞（图4）开1，2，则可将计内空气排走，充满水，再关1，2开测点旋塞即可进行测量，如嫌有空气，可开1，2，让空气排去。 压差采用特制?形压差计（图5）使用方法是： 关闭旋塞3，4（图5）开1，2，则可将计内水排走，充满空气，再关1，2开3，4即可进行测量，如嫌空气过多，可关3，2开1，4，让空气排去一部分。如玻璃管内有汽泡，可开3，4然后将１或２开开关关，让水柱上下升降，水柱内的气泡即往上冒而排除。如让3，4，1，2全开，则可排除连接管内的气泡。 图5 ∩形压差计 测量管 a、直测管: 这支测管是不锈钢管。实验上采用这种管子可免生锈，使数据较稳定。 本测管标称直径40毫米，测压孔距2000毫米。 b、螺旋槽管 螺旋槽管是将薄壁管加以轧制使管壁上形成螺旋槽，它是传热设备新发展的管型。由于螺旋槽的 作用，流经流体的滞流内层产生扰动，从而提高传热效果。流体流动性能方面，这种管子当螺旋角较 0 大时（本装置的管螺旋角较大，接近90）。类似于粗糙管，可以利用来进行粗糙管的摩擦系数测量。本测管标称直径18毫米，测压孔距1200毫米。 水空气4．实验步骤 （1）开启仪控柜上总电源、仪表电源开关，测定管阻力。 （2）给离心泵灌水排气，然后关闭泵出口阀，启动水泵，待电机转动平稳后，把泵的出口阀缓缓开到最大。（注意：泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。） （3）测量时，要对倒U型压差计进行排气和调零，使压差计两端在带压且零流量时的液位高度相等。 （4）通过开启相应管路的进口阀分别测定光滑管阻力、粗糙管阻力、局部阻力。 方法：缓缓调节出口阀改变流量，让流量从0.8到5m3/h范围内变化，建议低流量时每 12 次变化0.3m3/h左右。每次改变流量，待流动达到稳定后，记下流量和压差读数。 （5）实验结束后，关闭出口阀，停止水泵，关掉仪表电源和总电源。 5．实验数据记录（略） 6．实验结果 用表列出光滑管和粗糙管的λ和Re值，给出计算示例，在双对数坐标纸上绘出λ～Re曲线，求出闸阀全开时的平均ξ值。 四、离心泵特性曲线的测定实验 1.实验目的 这项实验主要内容是测定具体的离心泵在某一转速下的特性曲线。 通过实验希望让学生了解和巩固离心泵的有关外特性和如何运用这些性能曲线。同时，通过实验装置的操作掌握有关离心泵的运行知识，仪器工作原理和特性曲线的测定方法。 2．基本原理 1、特性曲线的测定： 特性曲线是指压头——送液能力曲线（H-Q线）；功率——送液能力曲线（N-Q线）和效率——送液能力曲线（?-Q）线。 这项试验可在泵的进口阀全开（参见图1）用出口阀控制流量点的情况下运行，在各流量点下记录压力表，真空表、转速表、功率表和涡轮流量计的示值，（见表1）然后进行整理计算，整理方法如下叙述，实验在0-40℃水温下进行。 （a）、 送液能力（Q）的计算： 送液能力（Q）的计算：当流量大于或等于1.2（升/秒）时，可由涡轮流量计的示值直接读数； 当流量小于1.2（升/秒）时，须用计量桶和秒表实测流量。 (b)、 压头（扬程）的计算： 参阅图1对图中1、2两截面列柏努利方程： u122g?1+?P1??W?gZ2+ u222?P2???hf(1?2) （2） 由于两测点之间管路很短，摩擦阻力损失（?hf1—2）可以忽略不计。将两测点处管径看作一致，流速u1—u2于是： W=（Z2-Z1）g+ WP2?- P1? (3) 是泵加给每千克流体的能量，单位为（焦耳），以g除以3式： H=（Z2-Z1）+ P2?g- P1?g（米） (4) 2 H——扬程或压头（米） Z2、Z1——1、2两点高度 （m） g—重力加速度（m/s） 3 ?——流体密度度（Kg/米） P2、P1——测点压强（Pa） 式4中： P2?g =P2′30.102 + h2 + Pa′（米） (5) 13 P2′——出口测点压力表示值（KPa） h2——见图1，（米） Pa′——大气压强（米水柱） p1?g= Pa′-（p1?0.102）+ h2+ h0 （?h1= h2+ h0 ） （米） (6) 'P1′——进口测点真空表示值（KPa） 将式5、6代入式4， 并注意Z2-Z1=h0: H=( P2′+ P1′)30.102 （米） （C）、 功率（N）的计算： N是电动机传给泵的轴功率： 功率表测得功率为电动机的输入功率，由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。电动机本身消耗一部分功率，视其效率为0.9167，所以 泵的轴功率 N=0.9167N表 (d)、 效率（?）的计算： 泵的效率是泵有效功率Ne与轴功率N之比。有效功率是液体实际上自泵得到的功率。 SI制中： Ne=QH?g （瓦） 0.5m h0.6m h0.1m h 图1 压头计算示意图 Q——流量（m3/s） H——扬程（m） ρ——送液液体密度（kg/m3） 工程制中： Ne=QH?g （千克力2米/秒） （11） 换算为千瓦：Ne= NeNQH ??9.811000?QH?102 （ kw） （12） 效率：?== QH ?102N （13） 取：?=1000 （Kg/m3 ） （e）、 转速改变时的换算： 特性曲线是某指定转速下的特性曲线，如果实验时转速与指定转速有差异，应将实验结果换算为指定转速下的数值： Q1=Q n1n； H1=H（ n1n） ； N1=N（ 2 n1n）3；。 （14） 下算1表示指定转速（本离心泵：n1=2900）。 n是指实验时转速(rap/min)； 则：下表序号3得： Q1=1.453 290029202900292029002920=1.44（?/s）； )=21.91(m) )3=0.64(KW) 2 H1=22.213( N1=0.653( 14 根据式14：?1= Q1H1?102N1= Q(n1/n)H(n1/n)?102N(n1/n)32= QH?102N=?=0.486 (15) 数据的记录 表1 实验数据 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表2 计算数据 轴功率（Kw） 0.675 0.756 0.806 0.887 0.939 0.994 1.049 1.084 有效功率（Kw） 0.214 0.308 0.376 0.448 0.508 0.546 0.574 0.573 扬程（m） 效率（%） 20.71 20.20 19.79 18.87 17.85 16.42 14.99 13.77 31.71 40.71 46.68 50.49 54.14 54.99 54.75 52.89 47.79 流量（m3/h） 3.870 5.702 7.117 8.881 10.660 12.456 14.335 15.581 17.035 流量（l/s） 1.075 1.584 1.977 2.467 2.961 3.46 3.982 4.328 4.732 进口真空度（Kpa） 18 20 24 29 35 43 53 60 68 整理结果 出口压力（Kpa） 转速 功率（W） 185 178 170 156 140 118 94 75 48 2947 2940 2935 2927 2920 2915 2909 2904 2900 737 825 880 968 1025 1085 1145 1183 1230 1.127 0.538 11.83 表2数据描绘成曲线图，如图2，3， 扬程&效率60504030201000510流量15效率（%）扬程&效率20扬程（m）图2 15 轴功率（Kw）1.210.80.60.40.200510流量轴功率（Kw） 轴功率1520图3 五、 过滤实验 一、 实验目的 1．了解板框过滤机的构造、流程和操作方法； 2．测定某一压强下过滤方程式中过滤常数k、qe、?e，增进对过滤理论的理解； 3．测定洗涤速率与最终过滤速率的关系。 二、 实验内容 用板框过滤机在恒定压力(0.05Mpa，0.1MPa)下分离10—15%碳酸钙溶液，测定滤液量 与过滤时间的关系并求得过滤常数。 三、 基本原理 过滤是将悬浮液送至过滤介质的一侧，在其上维持比另一侧高的压力，液体则通过介质 而成滤液，而固体粒子则被截流逐渐形成滤渣。过滤速率由过滤压差及过滤阻力决定，过滤阻力由二部分组成，一为滤布，一为滤渣。因为滤渣厚度随时间而增加，所以恒压过滤速率随着时间而降低。对于不可压缩性滤渣，在恒压过滤过情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示： (V+Ve)= K2A2(???e） （3－1） 式中： Ｖ———? 时间内的滤液量 ｍ３； Ve———虚拟滤液量 Ａ———过滤面积 Ｋ———过滤常数 ?———过滤时间 ｍ； ｍ２； ｍ２／ｓ； ｓ； ３ 22 ?e———相当于得到滤液Ve所需的过滤时间s。 过滤常数一般由实验测定。为了便于测定这些常数，可将（3－1)式改写成下列形式： （q+qe)2=K（???e） （3－2） 式中： q= VA是过滤时间为? 时，单位过滤面积的滤液量，m3/m2； 是在?e时间内，单位过滤面积虚拟滤液量，m3/m2。 qe= VeA1．过滤常数Ｋ、Ve 、?e的测定方法： 将式（3－2）进行微分，得 16 2（q+qe)dq=Kd? 即 d?dq?2Kq?2Kqe 便 （3－3） 此式形式与Y=A2X+B相同，为一直线方程。若以d?/dq为纵坐标，q为横坐标作图，可得一直线，其斜率为2/K，截距为2qe/K，便可求出K、qe和?e。但是d?/dq难以测定，故式（3－3）左边的微分d?/dq可用增量比??/?q代替，即： ???q?2Kq?2Kqe （3—4） 因此，在恒压下进行过滤实验，只需测出一系列的??、?q值，然后以??/?q为纵坐标，以q为横坐标（q取各时间间隔内的平均值）作图，即可得到一条直线。这条直线的斜率为2/K，截距为2qe/K，进而可算出K、qe的值。再以q=0，?=0代入式（3—2）即可求出?e。 2．洗涤率速率与最终过滤速率的测定 在一定的压强下，洗涤速率是恒定不变的，因此它的测定比较容易。它可以在水量流出正常后开始计量，计量多少也可根据需要决定。洗涤速率（量。 （ dVd?dVd?)w为 )w= 3 VW?W （3—5） 式中： VW———洗液量 m； ?W———洗涤时间 s。 VW，?W 均由实验测得，即可算出（ dVd?)w 。 至于最终过滤速率的测定是比较困难的，因为它是一个变数，为了测得比较准确，建议过滤操作要进行到滤框全部被滤渣充满以后再停止。根据恒压过滤基本方程，恒压过滤最终速率为： （ dVd?dVd?)E = KA22?V?Ve??KA2?q?qe? （3—6） 式中： （ )E——最终过滤速率； V———整个过滤时间? 内所得的滤液总量； q———整个过滤时间? 内通过单位过滤面积所得的滤液总量。 其它符号的意义与式（3—1）相同。 四、实验装置及流程 1．过滤实验装置的流程如图所示。 2．主要设备： （1）配浆槽：（ф5603750mm）两个（每两组过滤装置共用一个）。 （2）洗水罐：（ф2733500mm）四个。 （3）板框过滤机：为两套明流式板框过滤机和两套暗流式板框过滤机。 a：明流式过滤机，滤框内尺寸为：1703170mm， 滤框厚度为：20mm， 17 过滤面积A=（0.1730.17－0.78530.07/2）32=0.056m， 滤框总容积=（0.1730.17－0.78530.07/2）30.02=0.00056m。 b.：暗流式过滤机，滤框内尺寸为：1183118mm， 滤框厚度为：38mm， 过滤面积A=（0.11830.118－0.78530.052）32=0.024m2， 滤框总容积=（0.1730.17－0.78530.07）30.038=0.00045m。 （4）计量桶：二个量筒（1000ml）； （5）秒表 2 3 2 3 2 2 五、实验方法 1．准备工作 （1）仔细了解板框压滤机的滤板，滤框的构造及滤板的排列顺序。过滤时滤液及洗涤时洗水流径的路线。 （2）测量所用该块滤框的过滤面积。 （3）检查各阀门的开启位置，并使其处于关闭状态。 （4）按顺序排列滤板与滤框（1－2－3－2－1－2－3……）。为了节省时间，实验时只用一组板框，因此要把其余组框用盲板（橡胶垫）同实验用的板框隔开。滤布应先湿透，然后安装，安装时滤布孔要对准滤机孔道，表面要拉平整，不能起绉。 （5）配置滤浆 首先打开进水阀、溢流阀，使料浆管水位至溢流口时，关闭进水阀及溢流阀。然后启动空压机，打开压缩空气进口阀，使料浆罐内液体处于均匀搅拌状态，从加料口加入超轻碳酸钙，使其质量浓度为8~10%范围内，全开压力调节阀，封闭加料口。 （6）准备好实验用的仪器及工具（如秒表、量筒、温度计等）。 2．实验工作 （1）调节压缩机出口阀门及压力调节阀使料浆罐维持正常的操作压力（0.05MPa或0.1MPa表压）。 （2）将计量用量筒放置于滤液出口处，准备好秒表。 （3）开启压滤机和滤浆管入口阀门以及滤液出口阀，操作过程中不断调节压力调节阀,恒定压力应以板框入口处压力表读数为准。 （4）当有滤液流出时，开始记录时间，连续记录一定滤液量所需时间。开始时，滤液流量较大，可按每1000ml滤液量读取一个时间。当滤液流量减小时，可按每500或200ml滤液量读取一个时间。 （5）当流速减慢，滤液呈滴状流出时，即可停止操作。关闭滤浆管入口阀门及滤液出口阀，开始进行洗涤操作。 （6）将水放进洗涤罐，关闭进水阀。打开洗水压缩空气阀，维持洗涤压力和过滤压力一致，开启洗水进口阀，进行洗涤，洗水穿过滤渣后流入计量筒，同时记录时间。测取有关数据，记录2组洗涤数据。 （7）洗涤完毕，关闭所有阀门，全开压力调节阀，待压力表读数为0时，旋开压紧螺杆，并将板框打开，卸出滤渣。清洗滤布，整理板框，重新组合，调节另一压力，进行下一次操作。 3．结束工作 （1）打开压缩空气吹堵阀。分别开启滤浆管入口阀，使管内滤浆吹入滤浆罐及板框内，以防堵塞管路。 （2）卸除滤渣清洗滤布及实验现场。搞好清洁卫生和工作。 六、实验报告 18 1．列出实验原始数据表和数据整理表。 2．绘出 ???q~q图。 3．计算出k、qe、?e之值。 4．列出所得的过滤方程式。 5．计算举例，并讨论实验结果。 六、空气在圆形直管中强制对流时的传热膜系数的测定 I 实验目的： 流体在管内作强制对流传热是化学工程上常见的一种换热形式，（如列管式热交换器内就有这种情况）因此，我们选取这一课题作为传热过程的实验。实验装置由两支套管换热器组成，其中一支内管是光滑管，另一支是螺旋槽管，设备详细情况已在产品说明书介绍。 通过对光滑管的实验，可能验证流体在圆形直管内强制湍流时的传热膜系数的规律，通过做螺旋槽管实验，可以测定这种管子的膜系数的数值大小和变化规律；通过两种管子的对比，了解传热强化的效果和强化途径。在实验操作过程中，还可以了解热电偶的使用、温度测量方法等内容。 2 实验目的 1、 各种通用关联式的比较： 流体在圆形（光滑）直管中作强制湍流时传热膜系数的变化规律可用下列一些准 数式描述： （1）文献1列出了下式： Nu=0.023Re 0.8 prm 式中： Nu——努塞特数 Nu=du? ?d? (1-1) Re——雷诺数 Re= ? Pr——普兰德数 Pr= Cp?? 当液体被加热或气体被冷却时，m=0.4，当液体被冷却或气体被加热时m=0.3。这式适用范围是：（a）Re＞104 （b）0．7＜Pr＞10 （c）管长与管径比的流体（＜2倍水粘度的流体） 式1-1计算各物理量的定性温度用进、出口温度的算术平均值。 当定性温度在50~70oC时，Pr（空气）0.698~0.694取平均0.696代入1-1式，得空气被加热时的准数式： Nu=0.023Re 0.8 (0.696)0.3 =0.0206Re 0.8 (1-2) （2）米海耶夫曾提出：对气体用式1-3计算，见文献2。 ld＞60 (d）低粘度 19 Nu=0.018Re 0.8 (1-3) （3）文献3则提出用下列：（使用范围同1-1式） Nu=0.023Re0.8 Pr0.4?t (1-4) 0.8 取Pr=0.696 则Nu=0.0199Re?t (1-5) 式1-5中，?t为温度修正系数，当气体被冷却时?t=1，此时式1-4与1-1式一致。 当气体被加热时：?t=（Tf / Tw）0.5= 273?定性温度273?管壁温度 Tf—定性温度（K）； Tw—管壁温度（K）。 例如本实验中 Tf =273+60=333 Tw=273+120=393 代入（1-5）得： Nu=0.0183Re (1-6) 比较一下1-1，1-3，1-4式，看来式1-4考虑较为周详，它既考虑热流方向的影响，又考虑到温差数值大小的影响。因此我们的实验目的放在验证式1-4上面。 但是对比1-2、1-3、1-6式可知，描述同一换热情况，三条式子之间相差达32%。而且三条式子都没有考虑管子内表面的粗糙度对传热的影响，（我们的螺旋槽实验正好证明管子表面情况对传热很有影响），这些事实是否可以表明：对流换热的影响因素较多，因而传热系数会有较大的波动，各家的式子仅在一定准确度范围内描述这一过程。 2、准数式中各参数的测取和计算： （1）空气侧传热膜系数的测取：（?的测取） ? 可以通过测定总传热系数（K）进行测取。K与?有下列关系： 1K0.8 = 1????3?1?2 （1-7） 注这里因是空气，故不计及污垢热阻。1-7式中：?/?3为黄铜管壁传导的热阻，壁厚?=0.001（米），黄铜导热系数?=377（瓦/米2K），故?/?=2.7310-6。1/?2为 33蒸汽凝膜的热阻，因?2约为23104，故1/?2=5310-5。空气传热膜系数?在100上下，热阻1/?=1310-2，对比之下，前两项热阻均可忽略，即K=? （1-8） K的测定，可用牛顿冷却定律进行： 热流量：q=KFm△tm (1-9) ? q=Vs?Cp(t出-t进) ? ??K?Vs?Cp(t出?t进)Fm?tm （1-10） 式1-10中：Vs——空气体积流量，（m3/s）（由流量计测取），（见图1）； ——流经流量计处的空气密度，（kg/m3）; 20 2000填料因子φ （米 ）200 mm水/m150 mm水/m1500100 mm水/m50 mm水/m30 mm水/m100090020 mm水/m4681032152025喷淋密度 （米 /米 *时）图3 φ12瓷拉西环填料因子与喷淋密关系 九 干燥实验 一、实验目的 1. 了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。 2. 掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。 3. 测定湿物料的临界含水量XC，加深对其概念及影响因素的理解。 4. 熟悉恒速阶段传质系数KH、物料与空气之间的对流传热系数?的测定方法。 二、实验内容 1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其影响因素。 2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数?和传质系数KH。 三、基本原理 干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。干燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。概括起来说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。目前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大多采用实验的方法。 干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。为简化实验的影响因素，干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料，且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。 本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。测定单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量，用?来表示。但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干基料为基准的含水量X表示更为方便。?与X的关系为： X??1?? （8—1） 式中： X—干基含水量 kg水/kg绝干料； ?—湿基含水量 kg水/kg湿物料。 31 X(kg水/kg绝干料) U(kg水/m2s) A B C B A C D D 0 ?(S) X* XC X(kg水/ kg绝干料) 图（8—1）干燥曲线 图（8—2）干燥速率曲线 2 物料的绝干质量GC是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。干燥曲线即物料的干基含水量X与干燥时间?的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，干基含水量随干燥时间变化的关系。物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而变，但是曲线的一般形状，如图（8—1）所示，开始的一小段为持续时间很短、斜率较小的直线段AB段；随后为持续时间长、斜率较大的直线BC；段以后的一段为曲线CD段。直线与曲线的交接点C为临界点，临界点时物料的含水量为临界含水量XC。 干燥速率是指单位时间内被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量。干燥速率曲线是指干燥速率U对物料干基含水量X的关系曲线。如图（8—2）所示。干燥速率的大小不仅与空气的性质和操作条件有关，而且还与物料的结构及所含水分的性质有关，因此干燥曲线只能通过实验测得。从图（8—2）的干燥速率曲线可以明显看出，干燥过程可分为三个阶段：物料的预热阶段（AB段）、恒速干燥阶段（BC段）和降速干燥阶段（CD段）。每一阶段都有不同的特点。湿物料因其有液态水的存在，将其置于恒定干燥条件下，则其表面温度逐步上升直到近似等于热空气的湿球温度tw，到达此温度之前的阶段称为预热阶段。预热阶段持续的时间最短。在随后的第二阶段中，由于表面存有液态水，且内部的水分迅速的到达物料表面，物料的温度约均等于空气的湿球温度tw。这时，热空气传给湿物料的热量全部用于水分的气化，蒸发的水量随时间成比例增加，干燥速率恒定不变。此阶段也称为表面气化控制阶段。在降速阶段中，物料表面已无液态水的存在，物料内部水分的传递速率低于物料表面水分的气化速率，物料表面变干，温度开始上升，传入的热量因此而减少，且传入的热量部分消耗于加热物料，因此干燥速率很快降低，最后达到平衡含水量为止。在此阶段中，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制，又称之为内部迁移控制阶段。其中恒速阶段和降速阶段的交点为临界点C，此时的对应含水量为临界含水量XC。影响恒速阶段的干燥速率UC和临界含水量XC的因素很多。测定干燥速率曲线的目的是掌握恒速阶段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 1．干燥速率U 根据干燥速率的定义： 式中 U= dw?sd???w s?? 2 （8—2） U—干燥速率 kg水/(m2h)； S—干燥面积 m2； ??—时间间隔 s； ?w`—??时间间隔内汽化水分的质量 kg。 2．物料的干基含水量X 32 X= G'?GcGc （8—3） 式中 X—物料的干基含水量 kg水/kg绝干料； GC—绝干物料的质量 kg； G’—固体湿物料的质量 kg。 从式（8—3）可以看出，干燥速率U为??时间内的平均干燥速率，故其对应的物料含水量也为??时间内的平均含水量X平， X 平= (Xi+ Xi+1)/2 （8—4） 式中 X平—??时间间隔内的平均含水量 kg水/kg绝干料； Xi—??时间间隔开始时刻湿物料的含水量 kg水/kg绝干料； Xi+1—??时间间隔终了时刻湿物料的含水量 kg水/kg绝干料。 3．恒速阶段传质系数KH的求取 传热速率 传质速率 dQsd?dwsd???(t?tw) （8—5） ?KH(HS,tw－H) （8—6） 上两式中： Q—热空气传给湿物料的热量 kJ； ?—干燥时间 s； S—干燥面积 m2； w—由湿物料汽化至空气中的水分质量 kg； ?—空气与物料表面间的对流传热系数 kw/m22℃； t—空气温度 ℃； KH—以温度差为推动力的传质系数 kg/(m22s2??)； tw—湿物料的表面温度（即空气的湿球温度） K； H—空气的湿度 kg/kg绝干空气； HS,tw—tw下的空气饱和湿度 kg/kg绝干空气； 恒速阶段，传质速率等于干燥速率，即 KH= UcHS,tw?H, （8—7） 2 式中：UC—临界干燥速率，亦为恒速阶段干燥速率，kg/ (m2s)。 4．恒速阶段物料表面与空气之间的对流传热系数? 恒速阶段由传热速率与传质速率之间的关系得： ?= Uc?rtwt?tw （8—8） 式中：rtw—tw下水的汽化潜热，kJ/kg。 用式（8—8）求出的?为实验测量值，?的计算值可用对流传热系数关联式估算： ?=0.0143（L）0.8 （8—9） 式中：L—空气的质量流速，kg/m2s。 应用条件：物料静止，空气流动方向平行于物料的表面。L的范围为0.7~8.5kg/m22s，空气温度为45℃～150℃。 质量流速L可通过孔板与单管压差计来测量，空气的体积流量VS由下式计算： 2 33 VS=C02k12k22A02g?R/103?3 ?A??1? （8—10） 式中： VS—流径孔板的空气体积流量，m/s； C0—管内径Di=106mm，C0=0.6805；管内径D’i =100mm，C’0=0.6655； k1—粘度校正系数，取k1=1.014； k2—管壁粗糙度校正系数，k2=1.009； A0—孔截面积，A0=3.681310m； R—单管压差计的垂直指示值，mm； ?A—压差计指示液密度，kg/m3； 20℃，695mmHg时，水的密度为998.5kg/m； ?1—压差计指示液上部的空气密度，kg/m； 20℃，695mmHg时，空气的密度?=1.293?pa760?273T3 3 -3 2 =1.1kg/m3； ?—流经孔板的空气密度，kg/m3；通常以风机的出口状态计。 风机的出口状态为4mmHg（表压），风机的出口温度为T。当大气压等于695mmHg时， ?=1.293?695?4273325?=（kg/m3） （8—11） 760TT式中： T—风机的出口温度，K。 当C0=0.6805时，VS=0.000638 RT 当C’0=0.6655时，VS=0.000616RT空气的质量流速 L= VS??A （8—12） 式中： L—空气的质量流速，kg/(m22s)； A—干燥室流通截面积，m2。 当A=0.1530.2=0.03m，C0=0.6805时， L=6.91 2 RT；当A=0.1530.2=0.03m， 2 C’0=0.6655时， L’=6.67 RT。 四、实验装置与流程 1．实验流程 本实验采用洞道式循环干燥器，流程示意图如图8—3所示。空气由风机输送，经孔板流量计、电加热室流入干燥室，然后返回风机循环使用。由风机的电机与管路进口管的缝隙补充一部分新鲜空气，由风机出口管上的放气阀3放空一部分循环空气以保持系统湿度恒定。电加热室由铜电阻及智能程序控温仪来控制温度，使进入干燥室的空气的温度恒定。干燥室前方装有干、湿球温度计，风机出口及干燥室后也装有温度计，用以确定干燥室内的空气状态。空气流速由蝶阀来调节。注意任何时候该阀都不能全关，避免空气不流通而烧坏电加热器。 2．主要设备尺寸 该装置共四套： (1)孔板 1#~3#：管内径D=106mm，孔径d0=68.46mm，孔流系数C0=0.6805； 34 4：管内径D=100mm，孔径d0=68.46mm，孔流系数C0=0.6805； (2)干燥室尺寸：0.15m?0.20m (3)电加热室共有三组电加热器，每一组功率为1000w。其中一组与热电阻、数显控温仪相连来控制温度。另两组通过开关手动控制，此两组并配有5A的电流表，以监检测电加热器是否正常工作。 (4)电子天平：型号为JY600—1，量程为0～600g，感量为0.19g。 # 五、实验步骤 1. 按通电源，开启电子天平。预热30分钟，调零备用。 2. 将烘箱烘干的试样置于电子天平上称量，记下该绝干物的质量GC。 3. 用钢尺量取物料的长度、宽度和厚度。 4. 将物料加水均匀润湿，使用水量约为2.5倍绝干物质量GC。 5. 开启风机，调节蝶阀至预定风速值，调节程序控温仪约为85℃，而后打开加热棒开关(三 组全开)。待温度接近于设定温度，视情况加减工作电热棒数目。待稳定后，让其自行 运行。 6. 调节进风量的多少，并适当开启排气阀，用以维持实验过程湿球温度计指示值基本不变。 观察水分蒸发情况，及时向湿球温度计补充水。 7. 待各温度计温度指示值稳定一段时间后，将湿物料放入干燥室内，记录起始湿物料质量， 同时启动秒表开始记时。 8. 每隔2分钟记录一个质量，直到蒸发的水量非均匀的下降，改为2.5分钟记录一个质量， 记录约2—3个数据。以后约3分钟记录一个质量，直到试样几乎不在失重为止，表明此时所含水分为平衡水分。 9. 实验结束，依次关闭电子天平、加热棒、风机开关。 10. 取出物料，整理好物品，做好清洁卫生工作。 六、实验报告 1. 根据实验数据整理、绘制干燥速率曲线(U—X)； 2. 确定物料的临界含水量XC及平衡含水量X★； 3. 计算恒速阶段的传质系数KH、热空气与物料间的对流传热系数?； 4. 讨论实验结果。 七、思考题 1. 为什么在操作中要先开鼓风机送气，而后通电加热？ 2. 如果气流温度不同时，干燥速率曲线有何变化？ 3. 试分析在实验装置中，将废气全部循环可能出现的后果？ 4. 某些物料在热气流中干燥，希望热气流相对湿度要小；某些要在相对湿度较大的热气流 中干燥，为什么？ 5. 物料厚度不同时，干燥速率曲线又如何变化？ 6. 湿物料在70℃～80℃的空气流中经过相当长时间的干燥，能否得到绝干物料？ 35