化工原理2007
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中国科学院研究生院 ２００７ 年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题 科目名称：化工原理
考生须知：
１．本试卷满分为 １５０ 分，全部考试时间总计 １８０ 分钟。 ２．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
一． 单选题 （每题 ２．５ 分，共 ２５ 分）
１．某流体在内径为 Ｄ 的水平管中平稳流动，当该流体以相同的体积流量通过等长的内径 为 ０．５Ｄ 的水平管时，如果流动为完全湍流（阻力平方区），则压降是原来的（ ）。 Ａ． ４ 倍； Ｂ． ８ 倍； Ｃ． １６ 倍； Ｄ． ３２ 倍。 ）方法来提高传热速率。 ２． 在空气－蒸汽间壁换热过程中可采用（ Ａ． 提高蒸汽速度； Ｂ． 采用过热蒸汽； Ｃ． 降低空气流速； Ｄ． 提高空气流速。
３． 有关多效蒸发器的三种加料类型：并流加料、逆流加料、平流加料，说法错误的是： （ ）。 Ａ． 并流加料和平流加料都采用并流换热方式； Ｂ． 在同等进料条件下，逆流加料的蒸发效率高于并流加料； Ｃ． 平流加料更适合于易结晶的物料； Ｄ． 三种加料方式的采用都提高了物料蒸发量，但以牺牲蒸汽的经济性为代价。 ４．结晶分离的过程通常采用降温或者浓缩的方法，其目的是提高溶液的（ 动晶体的析出。 Ａ． 过饱和度； Ｂ． 浓度差； Ｃ． 粘度差； Ｄ． Ｇｉｂｂｓ 自由能。 ），从而推
５． 双组分溶液萃取分离体系实际上是两个部分互溶的液相，其组分数为 ３，根据相律，系 统的自由度为 ３，当两相处于平衡时，组成只占用 １ 个自由度，因此操作中（ ）。 Ａ． 只能调整压力； Ｂ． 只能调整温度；
试题名称：化工原理
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Ｃ． 压力和温度都可以调整； Ｄ． 无法确定调整压力还是温度。 ６．假设一液滴与一固体球的体积和密度都相同，并且在同一流体中自由沉降，则下列哪种 液滴所受到的曳力小于流体对固体球的曳力： （ Ａ． 刚性小液滴； Ｂ． 有内部环流的球形液滴； Ｃ． 曲折运动的椭球形液滴； Ｄ． 上述 ３ 种液滴受到的曳力作用都大于固体球。 ７．空气的干球温度为 ｔ ，湿球温度为 ｔｗ ，露点为 ｔｄ ，当空气的相对湿度为 ９５％时， 则 （ ）。 Ｂ． ｔ ＞ ｔｗ ＞ ｔｄ ； Ｃ． ｔ ＜ ｔｗ ＜ ｔｄ ； Ｄ． ｔ ＞ ｔｗ ＝ ｔｄ Ａ． ｔ ＝ ｔｗ ＝ ｔｄ ； ）。
８．如果某固定床中的颗粒装填为紧密排列，假设该固定床内部包括下述几种区域（圆柱状 颗粒与球形颗粒的当量直径相等），请问流体最难通过的床层区域是：（ Ａ． 壁面附近； Ｂ． 直径均一的球形颗粒区； Ｃ． 乱堆的圆柱状颗粒区； Ｄ． 直径不等的球形颗粒区。 ９．下列板式塔中操作弹性最大的是（ Ａ． 筛板塔； Ｂ． 浮阀塔； ）。 Ｄ． 舌形喷射塔。 ）。
Ｃ． 泡罩塔；
１０． 厚度不同的两种材料构成两层平壁，层接触良好，已知壁厚 ｄ１＞ｄ２，导热系数 λ１﹤λ２，在稳定传热过程中，下列关系式正确的是：（ ）。 Ａ． 导热速率 ｑ１ ＞ ｑ ２ ； Ｂ． 热阻 Ｒ１ ＞ Ｒ２， ； Ｃ． 温差 ΔＴ１ ＜ΔＴ２ ； Ｄ． Ｒ１ ΔＴ１ ＝ Ｒ２ ΔＴ２ 二． 填空题 （每空 １ 分，共 ３０ 分）
１．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 无法工作。 、 及 等不正常现象，使塔
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２．启动时需要关闭出口阀门的液体输送泵是： 常用的两个方法是： 、 。
。 为改善往复泵流量不均匀的缺点，
３．用裸露热电偶测量管道内温度为 １０００Ｋ 的高温气体，由于辐射造成的测量误
差为 １０ ％，管壁温度为 ４００Ｋ，当气体加热到 １５００Ｋ 时，辐射造成的测量误差约为 ４．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 应的物料含水量称为 。 ，ＮＯＧ 。 和 。
阶段，其中两干燥阶段的交点对
５．对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的 ＨＯＧ ６． 对流传质理论的主要三个理论是： ７． 蒸发器的热阻主要是由四部分组成： ８． 膜分离发生所需要的驱动力是 程： 、 、 。 或 、 、 、 、 和 。 。
，请列举三种典型的膜分离过
９．表征“三传”的三个类似的定律是：表征动量传递的 表征质量传递的 。
、 表征热量传递的
、
１０．边界层分离会大大增加机械能的损耗，从流体流动的结构上分析，这是因 为： 型的例子是： 、 。在管路流动中，由于边界层分离导致阻力损失增加的两个典 。
三． 简答题 （每题 ４ 分，共 ２０ 分）
１． 简述化学吸收的主要优点。 ２．化工厂有一搅拌反应釜，反应的选择性一直不理想。经研究发现，是因为反应器内的湍 流微观混合效果不好，必须强化混合。要强化微观混合，对搅拌器输出液体量和输出压 头的大小有什么要求？如果该反应釜的搅拌功率已不能再提高了，请问如何改变搅拌桨 的大小和搅拌操作条件？ ３．在气体吸附分离或者气体膜分离中，经常碰到一个重要的扩散－努森（Ｋｎｕｄｓｅｎ）扩 散，请叙述努森扩散对含有不同分子量的气体混合物进行分离的原理。
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４． 气固流态化可分为散式流态化和聚式流态化两类，已知经典散式流态化的床层膨胀方 程为：
ｕ０ ＝ε ｎ ，式中的 ｕ０ 为流体表观速度，ｕｔ 为颗粒终端沉降速度，ε 为床层空隙率， ｕｔ
ｎ 为膨胀指数。聚式流态化不满足上述方程。请问：如果以此方程为判据，如何设计一套 实验与数据处理程序，来鉴别某气固流化床为聚式流态化还是散式流态化？ ５．对于 Ａ＋Ｂ 的可萃取分离体系，采用一般的多级逆流萃取，可以使最终萃取余相中 Ａ 的 含量降至很低，但是仍含有一定量的 Ｂ，这时如果引入精馏中采用的回流技术以实现 Ａ 和 Ｂ 的高纯分离。请简要叙述回流萃取及其实现高纯分离的原理？
四． 分析计算题 （共 ７５ 分）
１．（１０ 分）有一板框过滤机，恒压过滤某悬浮液。过滤时间为 ２ 小时，滤渣完全充满滤框 时的滤液量为 ２０ ｍ３。随后用 １０％滤液量的洗涤液（物性与滤液相同）洗涤，每次拆装 所需时间为 １５ 分钟。已知该操作过程中的过滤介质当量滤液量 Ｖｅ＝２．５ ｍ３。请问该过 滤机的生产能力是多少（ｍ３／ｈ）？ ２． （１２ 分） 一精馏塔，原料液组成为 ０．５（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为 １００ｋｍｏｌ／ｈ，塔顶、塔底产品量各为 ５０ｋｍｏｌ／ｈ 。已知精馏段操作线方程为 ｙ ＝ ０．８３３ｘ ＋ ０．１５，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求： （１）塔顶、塔底产品组成 ｘＤ 和 ｘｗ； （２）全凝器中每小时冷凝蒸汽量； （３）蒸馏釜中每小时产生蒸汽量； （４）若全塔平均挥发度 α ＝３．０，塔顶第一块塔板默弗里效率 Ｅｍｖｌ ＝ ０．６，求离开塔顶第二块 塔板的气相组成。 ３．（１２ 分） 某非牛顿流体在直管内流动，可以用幂律模型来描述该流体的剪切力 τ 与剪
ｄｕ ？ 切率之间的关系，即 τ ＝ ？ Ｋ ？ ？ ｄ ｒ ？ ，ｕ 是流体的轴向速度，ｒ 是圆管的径向坐标，Ｋ 和 ｎ ？ ？ ？
ｎ
是常数。请依据管流的剪应力分布，证明该流体在圆管截面上的平均流速是：
ｎ ＋１ ｎ ？ ΔＰ ？ ｎ ｎ ？ ？ Ｒ ，式中，Ｌ 是管子长度， ΔＰ 为包含位能和压强能的压力差，Ｒ ｕ＝ ３ｎ ＋ １ ？ ２ ＬＫ ？ ？ ？ １
是圆管半径。
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４．（１３ 分） 在由若干根φ ２５×２．５ｍｍ，长为 ３ｍ 的钢管组成的列管式换热器中，用温度为 １４０℃的饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。空气的质量流量为 ３６００ｋｇ／ｈ，空气的进、 出口温度分别是 ２０℃和 ６０℃，操作条件下的空气比热为 １．０ ｋＪ／（ｋｇ?℃），空气的对流给 热系数为 ５０ Ｗ／（ｍ２?℃），蒸汽冷凝给热系数为 ８０００ Ｗ／（ｍ２?℃），假定管壁热阻、垢层热 阻及热损失可忽略不计。试求： （１）加热空气需要的热量 Ｑ 为多少？ （２）以管子外表面为基准的总传热系数 Ｋ 为多少？ （３）列管换热器至少需要多少根管子？ ５．（１３ 分） 某湿物料 １０ｋｇ，均匀地平铺在面积为 ０．５０ｍ２ 的平底浅盘内，并在恒定干燥条 件下进行干燥。物料的初始含水量为 １５％，已知在此条件下物料的平衡含水量为 １％，临 界含水量为 ６％（均为湿基），并已测出在恒速阶段的干燥速率为 ０．３９４ｋｇ／（ｍ２?ｈ），假设降 速阶段的干燥速率与物料的自由含水量（干基）成线性关系。试求：（１）将物料干燥至 含水量为 ２％（湿基），所需要的总干燥时间为多少小时？（２）现将物料均匀地平铺在 两个与上述尺寸相同的浅盘内，并在同样的空气条件下进行干燥，只需 ４ 小时便可将物 料的水分降至 ２％（湿基），问物料的临界含水量有何变化？恒速及降速两个干燥阶段的 ′ 时间各为多少小时？（可假设一个物料临界含水量 Ｘ ｃ 值试算） ６．（１５ 分） 如图所示的双塔流程以纯溶剂 Ｓ 吸收某组分 Ｚ，混合气中的 Ｚ 的摩尔含量为 ｙ１，两塔的纯溶剂 Ｓ 用量相等，且均为最少溶剂使用量的 Ｒ 倍。在操作范围内，物系的 平衡关系服从亨利定律，两个塔的总传质系数相同，塔直径相同。 试证明：（ｉ） ｙ ２ ＝ ｙ１ ｙ ３ ； （ｉｉ）两个塔的塔高 Ｈ Ａ ＝ Ｈ Ｂ 。
纯溶剂Ｓ
ｙ３
Ａ ｙ１ 混合气 ｘＡ ｙ２
Ｂ
ｘＢ
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2008年山东科技大学机械原理考研试题
山东科技大学2008年招收硕士学位研究生入学考试 一、（15分）计算图1所示平面机构的自由度，已知：GF DE BC ////，且分别相等。若存 在复合铰链、局部自由度及虚约束，请用文字描述。 图1 二、（20分）在图2所示机构中，已知原动件1以等角速度1ω转动，s rad /101=ω， mm H 100=，mm BD 40=，mm CD 30=。试用矢量方程图解法求图示位置时构件3的角速度3ω和角加速度3α的值。 图2 三、（15分）如图3所示，1为平底推杆凸轮机构的推杆，在凸轮推动力F 的作用下，沿着导轨2向上运动，摩擦面间的摩擦系数为f ，为了避免发生自锁，试问导轨的长度l 应满足什么条件（不计推杆1的自重）？ A C B D E F H G I J
图3 四、（20分）如图4所示，某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线?-r M 。已知主轴上的驱动力矩d M 为常数，主轴平均角速度s rad m /25=ω，机械运转速度不均匀系数 02.0=δ。若忽略各构件的等效转动惯量，只计装在主轴上的飞轮转动惯量，求： （1）驱动力矩d M ； （2）最大盈亏功max W ?； （3）安装在主轴上的飞轮转动惯量F J 。 图4 五、（20分）在图5所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为mm l 281=，mm l 522=， mm l 503=，mm l 724=试求： （1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角m ax ?、最小传动角min γ和行程速比系数K ； （2）当取杆1为机架时，该机构将演化成何种类型的机构； （3）当取杆3为机架时，该机构又将演化成何种类型的机构；
化工原理试验试题集
化工原理实验试题3 1、干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分是什么水分？实验过程中除去的又是什么水分？二者与哪些因素有关。 答：当干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分，实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度，湿度及物料的种类有关。 2、在一实际精馏塔内，已知理论板数为5块，F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料，在某一回流比下得到D ＝0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4，现下达生产指标，要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下，增加馏出液产量，有人认为，由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕，因此，完全可以采取操作措施，提高馏出物的产量，并有可能达到D ＝0.56kmol/h ，你认为： （1） 此种说法有无根据？可采取的操作措施是什么？ （2） 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些？ 答：在一定的范围内，提高回流比，相当于提高了提馏段蒸汽回流量，可以降低xW ，从而提高了馏出液的产量；由于xD 不变，故进料位置上移，也可提高馏出液的产量，这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD 化工原理实验报告 Prepared on 22 November 2020 实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 式中： 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由U 型压差计的液位差可 知） （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 222121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管：内径15mm 。 四、实验操作步骤与注意事项 1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。 2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。 3、打开阀5，观察测压管水头和总水头的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、将流量控制阀开到一定大小，观察并记录各测压点平行与垂直流体流动方向的液位差△h 1…△h 4。要注意其变化情况。继续开大流量调节阀，测压孔正对水流方向，观察并记录各测压管中液位差△h 1…△h 4。 5、实验完毕停泵，将原始数据整理。 实验二 离心泵性能曲线测定 一、实验目的 1. 了解离心泵的构造和操作方法 2. 学习和掌握离心泵特性曲线的测定方法 山东科技大学2013考研机械原理真题 一、（20分）计算图示机构的自由度。 G （a ） （b ） 二、（20分）在图示的摆动导杆机构中，已知曲柄1以等角速度s rad /101=ω顺时针转动，各构件的尺寸为mm l AB 100=，mm l AC 160=，mm l CK 30=。试用矢量方程图解法求：当 90=∠BAC 时，导杆3的角速度3ω和角加速度3α。 2 三、（20分） 图示连杆机构中，已知各构件的尺寸为mm l AB 40=，mm l BC 65=， mm l CD 50=，mm l AD 20=，mm l DE 20=，mm l EF 70=；构件AB 为原动件，沿顺时针 方向匀速回转；滑块上的铰链F 的运动轨迹与铰链A 、D 的连线在同一水平直线上。试确定： （1）铰链A 、B 、C 、D 组成的四杆机构的类型； （2）该四杆机构的最小传动角m in γ； （3）滑块F 的行程速度变化系数K 。 四、（15分）试设计一对心平底直动推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。设已知凸轮基圆半径mm r 300=，推杆平底与导轨的中心线垂直，凸轮以逆时针方向等角速度转动；当凸轮转过?120时，推杆按余弦加速度运动规律上升mm 20；再转过?150时，推杆又按等速运动规律回到原位；再转过?90时，推杆静止不动。简述设计过程和推杆受到的冲击情况。 五、（15分）已知一渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿数24=z ，齿顶高系数1=* a h ，顶隙系 数25.0*=c ，压力角?=20α；现测得其齿顶圆直径mm d a 208=，齿根圆直径mm d f 172=，试求该齿轮的模数、分度圆直径、基圆直径、分度圆上的齿厚和齿槽宽。 六、（15分） 已知轮系中各轮齿数为：581=z ，522=z ，502='z ，603=z ，303='z ， 254=z 。齿轮4的转速为m in /504r n =，转臂H 的转速为m in /100r n H =，转向相同。试求齿轮1的转速1n 和转向？ 七、（15分）设有一对渐开线标准直齿外啮合圆柱齿轮，其传动比8.112=i ，模数5=m ， 小齿轮齿数251=z ，压力角?=20α，齿顶高系数1=* a h 。试求：（1）当实际中心距 mm a 176='时，两轮的啮合角α'； （2）又当啮合角?='21α时，试求其实际中心距a '。 八、（15分）在图示斜面上有一个重量100=G N 的滑块，在其自身重力的作用下将沿斜面向下运动。已知：?=45α，滑块与斜面的磨擦系数15.0=f ，若要保持滑块1沿斜面2以速度V 等速下滑，试求保持滑块1等速下滑的水平作用力F 的大小和方向。 实验四 1.实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响? 无影响。因为Q=αA△t m，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由 于蒸汽的温度不变，故△t m不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响， 所以传热效果不变。 2.蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响、应采取什么 措施？ 不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻，降低了传热速率。冷凝器 必须设置排气口，以排除不冷凝气体。 3.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷 凝水？ 冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速 率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。 4.实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度？为什么？传热系数k 接近于哪种流体的 壁温是靠近蒸汽侧温度。因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系 数，而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度，所以壁温是靠近蒸汽侧温度。而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数 5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？ 基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t 均增加，其它参数不变，故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强 对α关联式无影响。 实验五固体流态化实验 1.从观察到的现象，判断属于何种流化？ 2.实际流化时，p为什么会波动？ 3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合，为什么？ 4流体分布板的作用是什么？ 实验六精馏 1．精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数，塔釜压力与哪些因素有关? 答（1）因为塔釜压力与塔板压力降有关。塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起，因而塔板压力降与气体流量（即塔内蒸汽量）有很大关系。气体流量过大时，会造成过量液沫夹带以致产生液泛，这时塔板压力降会急剧加大，塔釜压力随之升高，因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。（2）塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量。 2．板式塔气液两相的流动特点是什么? 答：液相为连续相，气相为分散相。 3．操作中增加回流比的方法是什么，能否采用减少塔顶出料量D的方法? 答：（1）减少成品酒精的采出量或增大进料量，以增大回流比；（2）加大蒸气量，增加塔顶冷凝水量，以提高凝液量，增大回流比。 5．本实验中进料状态为冷态进料，当进料量太大时，为什么会出现精馏段干板，甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象，应如何调节? 实验一 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X C ，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K H 、物料与空气之间的对流传热系数α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α和传质系数K H 。 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ω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。ω与X 的关系为： X = -ω ω 1 （8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料； ω—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。 物料的绝干质量G C 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τ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 适用层次：本科班级：机制(科本)-10-1,2,3,4 山东科技大学2011—2012学年第2学期 《机械原理》考试试卷（ B 卷） 班级姓名学号 一、选择题（每题1分，共20分） 1. ________是制造的单元；________是运动的单元。 A 构件; 零件; B 零件; 构件; C 机构; 零件 2、在机构中原动件数目_______机构自由度时，该机构具有确定的运动。 A.小于 B.等于 C.大于 3、若有ｍ个构件以复合铰链相联接时，其构成的转动副数应等于________。 A (ｍ+ 1) 个; B (ｍ+ 2) 个; C (ｍ- 1) 个 4、机构由______、______、______等三个基本部分组成。 A 原动件; 机架; 基本杆组; B 机架; 构件; 零件; C 基本杆组; 原动件; 零件 5．二构件用转动副相联接其瞬心是在转动副的________；以移动副联接时其瞬心在________；其间若为纯滚高副时，瞬心在两元素的________。 A 中心; 中心; 接触处; B 中心; 无穷远; 中心; C 中心; 无穷远; 接触处 6. 两构件重合点处牵连运动为______，相对运动为____时，在两点间的加速度关系中存在哥氏加速度。 A 转动; 移动; B 转动; 摆动; C 移动; 转动; D 复合运动; 平动 7. 在速度多边形中，极点至任意一点的矢量，代表构件上相应点的____速度；而其它任意两点间的矢量，则代表构件上相应两点间的______速度。 A 切向; 绝对; B 切向; 相对; C 绝对; 绝对; D 绝对; 相对 8 速度影像的相似原理不仅能应用于同一构件上的各点，也能应用于机构不同构件上的各点。 A 正确; B 不正确 9. 对于绕通过质心的定轴转动的构件，如等速转动，其惯性力______零，惯性力矩______零。 A 等于; 不等于; B 不等于; 不等于; C 不等于; 等于; D 等于; 等于 10. 动态静力分析与静力分析的根本区别在于前者要求考虑______。 A 阻抗力; B 运动副内力; C 驱动力; D 惯性力及惯性力偶 11. 某机械上实际驱动力Ｐ与理想驱动力Ｐ0 的关系是Ｐ______Ｐ0 。 A 等于; B 大于; C 小于; D 大于等于 实验1 雷诺实验 一、实验目的 1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。 2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。 3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec1和下临界雷诺数Rec2。 二、实验要求 1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象，记录实验数据。 4、分析计算实验数据，提交实验报告。 三、实验仪器 1、雷诺实验装置（套）， 2、蓝、红墨水各一瓶， 3、秒表、温度计各一只， 4、 卷尺。 四、实验原理 流体在管道中流动，有两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H不变。如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速u，这时候如果微启带色水阀门，带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流动，带色水成一条带色直线，其流动质点没有垂直于主流方向的横向运动，带色水线没有与周围的液体混杂，层次分明的在管道中流动。此时，在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大，管路中的带色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使色线完全扩散与无色水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。 雷诺数：γ d u ?= Re 连续性方程：A ?u=Q u=Q/A 流量Q 用体积法测出，即在时间t 内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。 t V Q ?= 4 2 d A ?=π 式中：A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 γ-水的粘度 五、实验步骤 1、连接水管，将下水箱注满水。 2、连接电源，启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。 3、将蓝墨水注入带色水箱，微启水阀，观察带色水的流动从直线状态至脉动临界状态。 4、通过计量水箱，记录30秒内流体的体积，测试记录水温。 5、调整水阀至带色水直线消失，再微调水阀至带色水直线重新出现，重复步骤4。 6、层流到紊流；紊流到层流各重复实验三次。 六、数据记录与计算 d= mm T （水温）= 0C 七、实验分析与总结（可添加页） 1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。 2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值。 篇一：化工原理实验报告吸收实验 姓名 专业月实验内容吸收实验指导教师 一、实验名称： 吸收实验 二、实验目的： 1.学习填料塔的操作； 2. 测定填料塔体积吸收系数kya. 三、实验原理： 对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 （一）、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。 若以空塔气速uo[m/s]为横坐标，单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标，在z ?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量l0=0时，可知 为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为l1时，?p~uo为一折线，若喷淋量越大，z ?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动，图中l2＞l1。每条折线分为三个区段， 液区，?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区，~uo曲zzz ?p值较大时叫液泛区，z线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点a。 姓名 专业月实验内容指导教师?p~uo曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。在液泛区塔已z 无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 （二）、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收姓名 专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示： na?kya???h??ym（1）式中：na——被吸收的氨量[kmolnh3/h]；?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m] ?ym——气相对数平均推动力 kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h] 被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）： na?v(y1?y2)?l(x1?x2) （2）式中：v——空气的流量[kmol空气/h] l——吸收剂（水）的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气] x1，x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式（1）和式（2）联解得： kya?v(y1?y2)（3） ??h??ym 为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。 1、y1值的计算： 化工原理实验—吸收 一、实验目的 1．了解填料吸取塔的结构和流程； 2．了解吸取剂进口条件的变化对吸取操作结果的阻碍； 3．把握吸取总传质系数Kya 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸取操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y2是度量该吸取塔性能的重要指标，但阻碍y2的因素专门多，因为吸取传质速率NA 由吸取速率方程式决定。 (一). 吸取速率方程式： 吸取传质速率由吸取速率方程决定 ： m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中： Ky 气相总传系数，mol/m3.s ； A 填料的有效接触面积，m2； Δym 塔顶、塔底气相平均推动力， V 填 填料层堆积体积，m3； Kya 气相总容积吸取传质系数，mol/m2.s 。 从前所述可知，NA 的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。 (二).阻碍因素： 1．设备因素： V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V 填就为一定值。 2．操作因素： a ．气相总容积吸取传质系数Kya 按照双膜理论，在一定的气温下，吸取总容积吸取传质系数Kya 可表示成： a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知：a y G A a k ?=和b x L B a k ?=，综合可得 b a y L G C a K ?=，明显Kya 与气体流量及液体流量均有紧密关系。 比较a 、b 大小，可讨论气膜操纵或液膜操纵。 b ．气相平均推动力Δym 将操作线方程为：22)(y x x G L y +-=的吸取操作线和平稳线方程为：y ＝mx 的平稳线在方格纸上作图，从图5-1中可得知： 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ? 图5-1 吸取操作线和平稳线 其中 ；11*111mx y y y y -=-=?，22* 2 22mx y y y y -=-=?，另外，从图5-1中还可看出，该塔是塔顶接近平稳。 (三). 吸取塔的操作和调剂： 吸取操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸取时，回收率η可近似用下式运算： 1 化工原理实验试卷 注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3 ?考试形式：闭卷； 4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间90分钟。 一、填空题 1. 在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 2. 实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 3. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等 4. 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案（1）增加空 气流速（2）在空气一侧加装翅片（3）定期排放不 凝气体。 5. 用皮托管放在管中心处测量时，其U形管压差计的读数R反映管中心处的静压头。 6. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为稀硫酸，指示剂为甲基红。 7. 在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 8. 干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 9. 在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在，如果达到?， 可能出现液泛，应减 少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 10. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，它主要由取样管、吸收盒和湿式体积流量计组成的，吸收剂为稀硫酸，指示 剂为甲基红。 11. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 12. 在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起） 为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液 位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。 13. 测量流体体积流量的流量计有转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计。 14. 在精馏实验中，确定进料状态参数q需要测定进料温度，进料浓度参数。 15. 在本实验室的传热实验中，采用套管式换热器加热冷空气，加热介质为饱和水蒸汽，可通过增加空气流量达到提高传热系 数的目的。 16. 在干燥实验中，要先开风机，而后再打开加热以免烧坏加热丝。 17. 在流体流动形态的观察实验中，改变雷诺数最简单的方法是改变流量。 18. （1）离心泵最常用的调节方法是出口阀门调节；（2）容积式泵常用的调节方法是旁路调节。 19. 在填料塔流体力学特性测试中，压强降与空塔气速之间的函数关系应绘在双对 第三章习题 1）有两种固体颗粒，一种是边长为a的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度 和形状系数的计 为h，圆柱直径为d。试分别写出其等体积当量直径 2）某内径为0.10m的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm，直径 d=3mm的正圆柱，床层高度为0.80m，床层空隙率、若以1atm，25℃ 的空气以0.25空速通过床层，试估算气体压降。 [解] 圆柱体： 3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下： 空塔气速0.2，床层压降14.28mmH2O 0.693.94mmH2O 试估计25℃、绝对压强1.35atm的氯气以空塔气速0.40通过此床层的压降。 （含微量水份氯气的物性按纯氯气计）氯气， [解]常压下， 欧根公式可化简为 3）令水通过固体颗粒消毒剂固定床进行灭菌消毒。固体颗粒的筛析数据是：0.5～ 0.7mm，12%；0.7～1.0mm，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm，10.0%； 1.6～ 2.0mm，8.0%（以上百分数均指质量百分数）。颗粒密度为1875。 固定床高350mm，截面积为314mm2。床层中固体颗粒的总量为92.8g。以 20℃清水以0.040空速通过床层，测得压降为677mmH2O，试估算颗粒的形状系数 值。 4）以单只滤框的板框压滤机对某物料的水悬浮液进行过滤分离，滤框的尺寸为 0.20×0.20×0.025m。已知悬浮液中每m3水带有45㎏固体，固体密度为 1820。当过滤得到20升滤液，测得滤饼总厚度为24.3mm，试估算滤饼的含水率，以质量分率表示。 6）某粘土矿物加水打浆除砂石后，需过滤脱除水份。在具有两只滤框的压滤机中做恒压过滤实验，总过滤面积为0.080m2，压差为3.0atm，测得过滤时间与滤液量数据如下： 过滤时间，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88 滤液量，升：0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38 化工原理 实 验 报 告 班级： XXXXXX 指导老师： XXX 小组： XXX 组员：XXX XXX XXX XXX 实验时间： X年X月X日 目录 一、摘要 (2) 二、实验目的及任务 (3) 三、基本原理 (3) 1.泵的扬程He (4) 2.泵的有效功率和效率 (4) 四、实验装置和流程 (5) 五、操作要点 (6) 六、实验数据记录与处理 (6) 1.泵的扬程与流量关系曲线的测定（H e~Q） (6) 2.泵的轴功率与流量关系曲线的测定（N轴~Q） (8) 3.泵的总效率与流量关系曲线的测定（η~Q） (10) 4.计算示例 (11) （1）泵的扬程与流量关系曲线的测定（H e~Q） (11) （2）泵的轴功率与流量关系曲线的测定（N轴~Q） (12) （3）泵的总效率与流量关系曲线的测定（η~Q） (12) 七、实验结果及分析 (13) 八、误差分析 (14) 九、思考题 (14) 实验二离心泵性能试验 一、摘要 本实验以水为工作流体，使用WB70/055型离心泵实验装置。通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数，流量通过涡轮流量计测量。实验中直接测量量有P真空表、P压力表、电机功率N电、水流量Q、水温℃。根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、泵的总效率η。从而绘制He-Q、N e-Q和η-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作范围。 关键词：离心泵特性曲线 二、实验目的及任务 ①了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。 ②测定离心泵的扬程与流量关系曲线。 ③测定离心泵的轴功率与流量关系曲线。 ④测定离心泵的总效率与流量关系曲线。 ⑤综合测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 三、基本原理 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头笑，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。 一、填空题（15分） 1、机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应等于机构的 的数目。 2、平面四杆机构的速度瞬心共有 个。 3、曲柄滑块机构若存在死点时，其原动件必须是 。 4、移动副自锁的条件是 。 5、刚性转子静平衡的力学条件是 ,动平衡的力学条件是 。 6、飞轮的作用主要用以调节机械的 速度波动。为了减小转动惯量，应将其安装在 轴上。 7、平面连杆机构处于死点位置时，其压力角为 ，传动角为 8、一对渐开线斜齿轮正确啮合的条件是 , ， 。 9、常见的间歇运动机构有 、 等。 二、（15分） 1、如图1（a ）所示，已知：BD BC AB ==，计算该平面机构的自由度。 2、如图1（b ）所示，计算该齿轮系机构的自由度。 D B 90? C A (a) (b) 图1 三、（20分）试设计一对外啮合的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动。要求传动比5812=i ，安装中心距mm 78=a 1=* a h 。若根据强度的需要，取模数。采取标准齿形，齿顶高系数，试确定这对齿轮的齿数，,并计算出小齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿顶高、齿根高、全齿高、齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆齿厚和分度圆齿槽宽。 mm 3=m 2z z 四、（20分）如图2所示的曲柄摇块机构，已知mm 30=AB l ， D 为构件2上的一点，曲柄以等角速度mm 100=AC l mm 40=BD l s rad 10=ω回转。试用矢量方程图解法求机构在位置时，D 点的速度和加速度。 45=??1 B ωD 2 C A 3 4 图2 五、（15分）图3所示齿轮系中，已知17=z 202=z 853=z ，，184=z 245=z 216=z 637=z ，试计算： （1）当min 10001r n =min 100004r n =时，求； P n （2）当时，求； 41n n =P n （3）当min 10000r n =min 100014r n =时，求。 P n p 指针5 3 6 H 4 7 2 1 图3 六、（20分）试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构凸轮的理论轮廓曲线和工作廓线，并简述设计步骤。已知凸轮轴置于推杆轴线右侧，偏距基圆半径，滚子半径。凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过角的过程中，推杆按余弦加速度运动规律上升；凸轮继续转过时，推杆保持不动；其后，凸轮再回转角度时，推杆又按等速运动规律下降至起始位置；凸轮转过一周的其余角度时，推杆又静止不动。 mm 20=e mm 500=r δmm 60mm 10=r r 30=120=2δ50=h 3=δ 实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中： 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面 积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由U 型压差计的液位 差可知） （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图 一、（20分）已知如图所示，AB CD EF l l l ==，AC BD l l =，BF AE l l =，计算该机构的自由度。 二、（15分）在图示机构中，构件1以等角速度11=ωrad/s 逆时针转动，并且绕固定铰链A 转动；滑块3与x 坐标轴之间的距离400l =mm，水平移动。当构件1与y 坐标轴之间的夹角?=30?时，试以矢量方程图解法求滑块3的速度3v 和加速度3a 。 三、（15分）滑块1在水平导路2上以速度12v 作等速运动。驱动力为P ，?=30α； 工作阻力为Q ，?=15β；滑块1与导路2之间的摩擦系数15.0=f ，求该机构正行程的机械效率η。（滑块1的重量忽略不计） 四、（20分）图示为一均质圆盘，该圆盘上有三个偏心重块。已知其各偏心重块的质量分别为2001=m g、502=m g、1003=m g，其回转半径均为200=r mm，方位如图所示。现欲对此盘在回转半径300b =r mm 的圆上采取钻孔去重的办法进行平衡，试求应去除的平衡质量的大小及方位。 五、（15分）图示为一曲柄摇杆机构。已知连杆的长度为34BC =l mm，摇杆的长度为36CD =l mm，机架杆的长度为40AD =l mm。试求： （1）确定曲柄长度AB l 的取值范围； （2）在图示曲柄与机架重叠为一直线位置时，试分析曲柄的长度AB l 为何值时， 传动角γ最小？并求出该最小传动角min γ； （3）若取曲柄的长度15AB =l mm，该机构是否存在急回特性？试计算出行程速比系数K 。 六、（15分）一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，凸轮的基圆半径300=r mm,凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。凸轮转角??=120~0δ时，推杆按等速运动规律上升16mm；??=180~120δ时，推杆远休止；??=300~180δ时，推杆按等加速等减速运动规律下降16mm；??=360~300δ时，推杆近休止。 (1)试绘出推杆??360~0之间的位移线()δ-S 图；(2)简述凸轮机构受到的冲击情况及位置；(3)绘出推程段的凸轮廓线。 七、（20分）已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，因故小齿轮需要配制。现测得大齿轮齿数1002=z ，齿顶圆直径408a2=d mm；又测得两齿轮中心距310=a mm。试求小齿轮的齿数1z 、模数m 、分度圆直径1d 、基圆直径b1d 、齿顶圆直径a1d 、齿根圆直径f1d 和齿距p 。 八、（15分）图示轮系为一大传动比减速器机构，动力由齿轮1输入，由系杆H 输出。已知：各齿轮齿数121=z 、512=z 、763=z 、124=z 、492='z 、733='z ，试求该轮系的传动比H 1i 。 《实践创新基础》报告 姓名： 班级学号： 指导教师： 日期： 成绩： 南京工业大学化学工程与工艺专业 实验名称:流体流动阻力测定实验 一、实验目的 1 测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，将测得的λ~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较； 2 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ 3 掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律 4 学会倒U形差压计 1151差压传感器 Pt温度传感器和转子流量计的使用方法 5 观察组成管路的各种管件阀门，并了解其作用。 6 掌握化工原理实验软件库的使用 二、实验装置流程示意图及实验流程简述 来自高位水槽的水从进水阀1首先流经光滑管11上游的均压环，均压环分别与光滑管的倒U形压差计和1151压差传感器15的一端相连，光滑管11下游的均压环也分别与倒U 形压差计和1151压差传感器的另一端相连。 当球阀3关闭且球阀2开启时，光滑管的水进入粗糙管12，粗糙管上下游的均压环分别同时与粗糙管的倒U形压差计和1151压差传感器的两端相连。当球阀5关闭时，从粗糙管下来的水流经铂电阻温度传感器18，然后经流量调节阀6及流量计16后，排入地沟。 当球阀2关闭且球阀3打开时，从光滑管来的水就流入装有闸阀4的不锈钢管13，闸阀两端的均压环分别与一倒U形压差计的两端相连，最后水流经流量计，再排入地沟。 三、简述实验操作步骤及安全注意事项 1 操作步骤 （1）排管路中的气泡。 打开阀1、2、3、6，排除管路中的气泡，直至流量计中的水不含气泡为至，然后关闭阀6。 （2）1151压差传感器排气及调零。 排除两个1151压差传感器内气泡时，只要打开压差传感器下面的考克7、8、9、10，当软管内水无气泡时，排气结束，此过程可反复多次，直至无气泡为至。 压差传感器排气结束后，用螺丝刀调节压差传感器背后Z旋扭，使相应的仪表数字显示在0左右，压差传感器即可进入实验状态。 （3）U形压差计内及它们连接管内的气泡的排除。 关闭倒U形压差计上方的放空阀，打开U形压差计下方的排水考克，再打开U形压差计下方与软管相连的左右阀，关闭左右阀中间的平衡阀，直到玻璃管中水不出现气泡，然后关闭U形压差计下方与软管相连的左右阀，打开上方的放空阀和下方的排水考克，令玻璃管内水位下降到适当高度，再打开左右阀中间的平衡阀，倒U形压差计两玻璃管内的水位会相平，否则重复上过排汽过程，直至两玻璃管内的水位相平。 测定光滑管直管阻力、粗糙管直管阻力、局部阻力的三个倒U形压差计的排气方法相同，再此不再一一介绍。特别注意的是，实验过程不能碰撞玻璃管，以免断裂。 （4）直管阻力的测定。 打开阀2，关闭阀3，调节阀6，流量从2m3 /h开始，分别记录相应的光滑管及粗糙管的倒U形压差计两玻璃管内的指示剂高度差，流量每次增加1 m3/h, 直至最大流量。在测量过程应密切注意转子流量计中的流量变化，因为四套实验装置的水流量会相互干扰。（5）局部阻力的测定。 关闭阀2，排开阀3，调即阀6，取三个不同的流量，如2、3、4m3/h,记录相应指示剂高度差。水温可在最后测，测一次即可。 2 注意事项 开关阀门时，一定要缓慢开关，以防止仪表受损。 四、实验装置的主要设备仪器一览表化工原理实验报告
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