t1，t2－流体的进出口温度,oC??定性温度下流体密度，kgm3
Vs－流体体积流量，m3h
若实验中的空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量Vs与孔板流量计压降?P的关系为:
Vs?26.2?P0.54
式中：
m3h。 ?P?孔板流量计压降，kP；Vs－空气体积流量，三、装置和流程
1、设备说明
本实验中空气走内管，加热蒸汽走环隙（玻璃管）。内管为黄铜管，其内径为0.020m，有效长度为1.25m。空气进、出口温度和管壁温度分别由铂电阻（Pt100）和热电偶测得，测量空气进、出口的铂电阻置于进、出口管的中心。测量管壁温度用热电偶固定在管外壁两端。流量由玻璃转子流量计测得（孔板流量计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，最大压力为17.50kPa，最大流量为100m/h。
2、采集系统说明
实验中温度的测量采用人工智能仪表直接读取，流量的测量可通过流量计的刻度线直接读取。（若流量由孔板压差计测量，则采用的压力传感器为：ASCOM5320型压力传感器，其测量范围为0－20kPa，由人工智能型仪表直接读数）
实验中的测量点分别为：玻璃转子流量计流量、进口温度、出口温度和两个壁温。 3、流程说明
本实验装置流程图如下图所示，冷空气由风机输送，经玻璃转子流量计计量后，进入换热管内管，并与套管环隙中的水蒸气换热。空气被加热后，排入大气，空气的流量由空气流量调节阀调节。蒸汽由蒸汽发生器上升进入套管环隙，与内管中冷空气换热后冷凝，再由回流管返回蒸汽发生器。放气阀门用于排放不凝气体。在铜管之前设有一定长度的稳定段，用于消除端效应。铜管两端用塑料管与管路相连，用于消除热效应。
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3
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、检查蒸汽发生器的水位，使其保持在水罐高度的1/2－2/3，并打开加热电源，生产蒸汽。 3、打开仪表开关，查看各显示仪表是否正常。
4、实验开始，关闭蒸汽发生器补水阀，打开放气阀，启动风机。
5、将空气流量控制在某一定值， 待各数字显示仪表数值稳定后，记录窗口的温度值和压差。 6、改变空气流量（8－10次），重复步骤5的内容。
7、实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再关闭风机，清理现场。 注意：
（1）实验前，务必使蒸汽发生器液位合适，液位过高，则水会溢入蒸汽套管；过低，则可能烧毁加热器。
（2）调节空气流量时，要做到心中有数，为保证湍流状态，流量读数应该从8m/h开始（若为孔板压差流量计，最低读数应该在0.8kPa左右），从本实验装置出发，流量读数应该从15m/h左右开始。实验中要合理取点，以保证数据均匀。
（3）切记每改变一个流量后，应等到读数稳定后再测取数据。
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五、报告要求
1、实验数据可以由电脑处理，每个同学以本组实验中的一组数据为例将数据处理过程完整表述出来。
2、在双对数坐标系中绘出NuPr0.4?Re的关系图。
3、将实验得到的半经验关联式和公认的关联系进行比较。
六、思考题
1、本实验中管壁温度应接近蒸汽温度还是空气温度？为什么？
2、管内空气流速对传热系数有何影响？当空气流速增大时，空气离开热交换器时温度将升高还是降低？为什么？
3、如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对?的关联有无影响？ 4、以空气为介质的传热实验中雷诺数Re应如何计算？ 5、本实验可采取哪些措施强化传热？
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6、若实现计算机在线测控，应如何选用传感器及仪表？
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实验7精馏实验
一、实验目的
1、了解精馏塔的构成和精馏过程； 2、熟悉精馏过程的操作方法； 3、学会板式精馏塔的效率测定方法。 4、掌握测定填料等板高度的实验方法。
5、了解比重法或气相色谱法测定混合液组成的方法。
二、实验的基本原理
1、精馏塔的操作
连续精馏塔的物料平衡，即
F?D?W
FXf?DX?WXw
式中，F，D，W——分别加料液、塔顶和塔底产品的流率。 X f、X d、X w——分别为加料液、塔顶和塔底产品的组成。 联立以上两式可得：
D
FWF?Xf?XwXd?XwDF
?1?在规定的精馏条件下，DXd?FXf，即D/F?XfXd，所以当D/F过分大时，即使该塔有足够的
分离能力，也是不能达到预定的产品浓度X d 的。换句话说，在此情况下，即使进行全回流操作也是无法达到预定塔顶的浓度X d 的。
当满足DXd?FXf时，提高回流比R，能够提高塔顶产品浓度X d 。回流比的提高一是靠减小产品量，二是靠增加塔的加热速度率和塔顶的冷凝量（增加冷却水量），因而本实验在Xd,DXdFXf规定
的条件下通过对回流比R，塔底出料量W，加热量等几个参数的调节控制，寻找达到分离要求较优的操作条件。
2、板式塔的全塔效率
??NrNp
式中，Nr、Np分别表示达到同样的分离要求所需理论塔板数和实际塔板数。
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理论塔板数可以M-T图解法求取。
实际上全塔效率是塔板分离性能综合变量，它不仅与点效率，板效率的各种因素有关，而且还把板效率随组成等的变化包括在同，即全塔效率，综合了塔板结构，物质性质，操作状况对塔分离能力影响，需由实验测定。
3、填料的等板高度
在填料塔设计时，常常需要所用填料的等板高度的数据。填料的等板高度是指汽（气）液两相经过一段填料作用后，其分离能力等于一个理论板的分离能力，这段填料的高度称为理论板当量高度，又称等板高度。因此，根据分离所需要的理论级和等板高度，即可求出填料层的高度：
H?HeNT
式中：H—填料层实际高度，m； He—填料等板高度，m； NT—所需理论级数。
填料的等板高度取决于填料的种类、形状和尺寸、气、液两相的物性、流速等等。填料的等板高度多在全回流操作时用实验测定。在全回流操作时，当塔顶、塔釜温度稳定后，从塔顶、塔釜取样、经气相色谱法（或比重法）分析样品浓度。对于双组分混合液蒸馏，利用芬斯克（Fenske）方程或阶梯图求全回流下的理论板数NT。芬斯克方程：
Nmin式中：Nmin—全回流时的理论板数；
??xA??xB??lg???????xB?D?xA?W???1?
lga?xA???—塔顶的易挥发组分与难挥发组分摩尔比； ?xB?D?xB???—塔顶的易挥发组分与难挥发组分摩尔比； xA??Wa—全塔平均相对挥发度，当a变化不大时，可取塔取、塔底的几何平均值。
理论板数NT还可以从y-x图上画阶梯求出。
在部分回流的精馏操作中，可由芬斯克方程和吉利兰图，或y-x图上画阶梯求理论板数Nr。
He?
HNT
三、实验装置
精馏装置是由精馏塔（塔釜、塔身和塔项冷凝器构成），加料系统、产品贮槽、回流系统以及测
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