化原仿真实验操作手册.doc

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化工原理实验仿真系统
操作手册

北京东方仿真控制技术有限公司
Beijing east simulation control & technology co.,ltd

版权所有，1999-2003

目录

安装说明………………………………………………………………………… 2

软件使用说明………………………………………………………………………… 9

第一章、软件系统功能………………………………………………… 7

第二章、实验操作指导………………………………………………… 23

流体力学部分实验：(本版本不含柏努利、风机、雷诺实验)

实验1、离心泵性能曲线测定…………………………………… 27
实验2、流量计的认识和校验…………………………………… 34
实验3、流体阻力实验…………………………………………… 42
实验 柏努利方程仪实验……………………………………… 51
实验 风机性能实验…………………………………………… 59
实验 雷诺实验仪…………………………………………………

传热部分实验：

实验4、传热实验（流程一）…………………………………… 66
实验5、传热实验(流程二)……………………………………… 73

传质部分实验：

实验6、精馏实验（流程一）…………………………………… 80
实验7、吸收实验（流程一）…………………………………… 87
实验8、干燥实验（流程一）……………………………………102
实验9、精馏实验（流程二）……………………………………110
实验10、吸收实验(流程二) …………………………………… 121
实验11、过滤实验 ………………………………………………133
实验12、丙酮吸收 ………………………………………………141

相关技术资料及接口…………………………………………154
化工原理仿真实验安装手册

欢迎您使用本公司软件并希望您提出宝贵意见！

建议配置：Windows 98及98以上中文操作系统，主频至少300以上，内存至少64M以上，硬盘至少8.0G，800x600x16位真彩（标准小字体）。

安装步骤：

（1） 安装主体程序。

1、双击ces2002.exe安装助手将引导您安装程序，下图为安装时的信息画面，点击Next进行下一步。

2、安装助手确定了程序的默认安装目录，如您同意安装程序文件在此目录，点击Next进行下一步骤。否则，点击Cancel键可回到上一画面。

根据欲安装软件的硬盘分区剩余空间大小，可以在下面的画面中选择是否安装“多媒体课件”。

如果您想更改程序文件的安装目录，点击Browse键将调出更改安装目录的画面，您可以在图中最上一栏的对话框中填写您想要安装程序的目录。然后按OK键确认，按Cancel键将回到上一画面，重新选择安装助手提供的默认目录进行安装。

3、选取安装目录后，安装助手将请您选取开始菜单中的菜单组的名称，在此，您所取的菜单组将出现在“开始\程序\东方仿真”目录下，建议您选取默认的名称，直接按Next进入下一画面。

4、接下来，安装助手将向您的硬盘中拷入程序文件，在此画面中有安装的进度条。

5、在此过程中，安装程序会自动启动Microsoft（r）Data Access Components 2.0的安装。

6、在安装的主过程中随时点击Cancel键，将出现对话框，提示您“安装过程尚未完成，是否取消安装”。如您想继续安装请点击Resume键，如您想结束（取消）安装点击“Exit setup”键。

7、安装程序将文件拷贝到您的系统后，会自动更新您的系统。

8、安装完毕，点击Finish按钮退出安装画面。

（3）点击“开始—程序—东方仿真—化工原理实验仿真系统2.0—化工原理实验仿真系统2.0”开始程序。

如果您在安装过程中或做实验中有什么问题，请及时与我们联系：010-64927579

欢迎您访问我公司网页:以及时得到升级信息。

第一章 软件说明

一、实验内容：
化工原理仿真实验2002包含如下实验内容：

离心泵性能曲线测定 精馏实验（乙醇—丙醇）
流量计的认识和校核 吸收（氨—水）实验（一）
流体阻力系数测定 吸收（氨—水）实验（二）
传热（水—蒸汽）实验 丙酮吸收
传热（空气—蒸汽）实验 干燥实验
精馏（乙醇—水）实验 板框过滤实验

二、启动实验：
用鼠标点击“开始—程序—东方仿真—化工原理实验仿真系统2.0—化工原理实验仿真系统2.0”开始程序，出现如下图所示画面：

将鼠标移动到要做的实验名称的相应条目上，用鼠标左键点击即可启动实验。

三、系统功能：
下面以流体阻力系数测定实验为例，介绍本软件共有的系统功能，包括菜单的功能和内容，一些共有设备的调节方法，以及某些部分的使用方法等。请您务必仔细阅读，在以后的实验步骤介绍中，遇到相关的使用方法问题，将不再做单独介绍。
主菜单界面如下图所示：

主界面的菜单分两部分，包括左侧菜单（图中1,4号方框所圈部分），和下方菜单（图中2,3号方框所圈部分）。
左侧菜单为系统调用菜单，用于调用主界面以外的其他窗口，包括“实验指导，实验操作，数据处理，教学课件，素材演示”五项，下面做分别介绍：

——实验讲义相关内容，包括实验原理，设备介绍，计算公式，以及注意事项等；

——详细的操作指导，相当于一般Windows程序的帮助文件，可按F1键调出；

——数据处理窗口，包括数据的记录、计算，曲线绘制或公式回归等内容；

——与实验内容相关的教学课件，采用开放式设计，教师可以用自己制作的课件代替，具体方法在后面第三章介绍；

——真实设备的照片、录像等素材的演示；
要启动以上某个窗口，将鼠标移动到以上相应项目上点击左键即可。
下方菜单为系统功能菜单，包括一些系统的设置以及一些实验的功能，有“自动记录，记录授权，思考题，声音控制，打印设置，退出”六项，下面分别加以介绍：

——自动记录，可以自动记录下当前的实验数据，储存在数据处理的原始数据部分，但需要在授权中心获得授权；

——参数设置，可以修改当前实验的设备参数或实验条件，但需要在授权中心获得授权；

——思考题，与实验有关的标准化试题测试以及实验操作的评分，采用开放式设计，教师可以加入自己编的思考题，具体方法在后面第三章介绍；

——网络控制，可通过连接教师站获得实验配置信息、提交实验报告；

——授权中心，用于向用户提供各种权利的授权；

——退出，退出实验到实验菜单（实验上篇或实验下篇）。

要使用以上功能，将鼠标移动到相应的项目上，菜单左侧的说明框（图中方框3所圈部分）会出现文字说明，点击鼠标左键即可。
图中方框4所圈部分为软件的信息，包括软件的版本号，开发人员等内容，用鼠标左键点击可出现信息窗口。

下面详细介绍各项功能：

一、 授权中心的使用
点击下方菜单的授权中心按钮，出现授权中心画面，如图所示：

将鼠标放在左边的一按钮上，右边的文本框中即显示出该按钮功能的说明。点击授权按钮，即弹出密码输入框，输入正确密码后，系统就会确认您拥有配置的权利，如图所示，选择需要的权限，点击确定：

点击保存配置按钮，弹出保存配置窗体，需要输入配置文件名和密码，该密码为以后加载该实验时所要求输入的密码。输入完成后点击确认按钮即可完成配置。窗体最下方的文本框中列出了当前可用的配置文件名称，默认有两个，当实验开始时，系统自动加载名为“User”的配置文件，他只拥有最基本的功能。“Administrator”配置文件拥有系统所有的功能，为最高权限的用户。

点击加载配置弹出加载配置窗体，其上方文本框中为当前可用的配置列表，用鼠标点击要加载的配置文件名称，在密码框中输入密码，按回车键即可。如下图所示：

二、思考题测试的使用方法：
点击“思考题”会出现思考题登录窗口，输入班级和学号后点击“确定”键进入思考题主界面，主界面如下图所示：

思考题均为标准化试题，其中上方淡绿色文字为题干，下方方框中所列的为备选答案，答题时只需用鼠标在要选答案的前面的小方框中左键点击就可以画上一个小对勾，表示已选择，再次点击后，小对勾消失，表示不选择。选择完一道题答案后可以用鼠标左键点击窗口右侧的“上一题”或“下一题”按钮上下翻动题目。右上角的图片框表示共有十道题，当前为第一题。点击“重新加载”按钮可刷新思考题，重新开始答题。

点击“评分”按钮可察看思考题得分与实验操作评分。

击“文件管理”可编辑思考题及答案，此功能需在授权中心获得授权。如图所示：

思考题编辑器列出了思考题文件的名称，题目，以及答案。右边的小对勾表示该项为正确答案。当编辑完成后点击“保存”按钮即可保存思考题的更改。

注：旧版的编辑思考题方法依旧有效，只是其答案需要在思考题编辑器中设定。

点击“结束”按钮返回主界面。
三、参数配置功能的使用
在授权中心获得设备管理的授权后，点击下方菜单的参数配置按钮，弹出参数配置画面，如图所示，选择您所需要的离心泵型号，点击确定即可。

四、数据处理的使用：
点击左侧菜单中的数据处理，弹出数据处理窗口，如图所示：
可在原始数据窗口中直接填入数据，如使用自动记录功能，系统会自动
填入数据。

数据计算：
填好数据后，如果不采用“自动计算”功能，则可以在原始数据页找到计算所需的参数，如果要使用“自动计算”功能，在相应的计算结果页点击“自动计算”即可，数据即可自动计算并自动填入。如图所示。

特性曲线绘制：
计算完成后，如上图所示在曲线页点击“开始绘制”即可根据数据自动绘制出曲线。

五、实验报告
1、 点击数据处理窗口下面一排按钮中的“打印”按钮，即可调出实验报表窗口。

2、 点击数据处理窗口下面一排按钮中的“保存”按钮，可保存原始数据到磁盘文件，
并可点击“读入”按钮读入该数据文件。

六、网络控制（学生站）
点击下方菜单的“网络控制”，弹出连接对话框：

输入服务器的IP地址和端口号（可由教师站获得），填写姓名，学号，点击连接服务器按钮，稍候一段时间后，即可与服务器连接，信息界面如图所示：

图中显示当前正准备接受来自服务器的信息，此时教师站即可向该学生站发送配置信息，当学生站接受完信息后，会有提示信息，如图：

当服务器确认实验配置信息传送正确后，会传递开始实验的信息，如图：

最小化此窗口，注意不要关闭窗口，开始实验（此时如点击开始实验按钮可向教师站回传开始实验的信息）。
当实验结束，并生成实验报告，做完所有思考题后，点击提交报告按钮，将出现一选择文件窗口，选择生成的实验报告文件，点击打开，即可将此文件传到教师站上。如图：

最后点击结束实验，可向教师站传送本次实验的得分，以及结束信息，并断开与教师站的连接。

七、网络控制（教师站）
1、 启动教师站

如图所示，端口号为任一数值，建议使用8000；主机IP为您所用的计算机的IP地址，如果文本框中所列出的地址与您计算机的IP地址不符，请仔细检查您计算机的网络设置。当学生站登录时所用的主机IP地址与端口号既为上述的IP地址与端口号。
最大学生站数为主机所能支持的最多学生站的数目，请根据实际情况填写。
选择要进行的实验名称，点击启动服务器按钮，即可启动服务器。
2、编辑实验配置
点击“实验-编辑实验配置”或左边的“编辑”按钮即可打开编辑实验配置界面，如图所示：

程序共可记录5组实验配置，分别为配置1--5，点击右下方的向前或向后按钮可浏览和编辑各组实验配置，完成实验配置后点击确定按钮退出编辑界面。

注：只有编辑完配置后才能向学生站发送配置信息，否则学生站将收到错误的信息。

3、 发送配置
编辑实验配置后，即可向学生发送特定的配置信息。首先，选定接受信息的学生站，如图所示：

点击要接受信息的学生的姓名旁的选项框，当框中有小对勾时，表明该学生已被选定。重复该步骤选择可选定多个学生。

选择学生完毕后，点击上方工具栏上的“发送？”（？为数字1--5，代表配置1--5），发送相关的配置信息。

如果学生站成功接受信息，将在实验状态栏中显示“接受实验配置完毕”的信息。
点击上方工具栏上的“开始”按钮即可通知学生开始实验。

4、 发送消息：
教师站可向学生站发送特定的信息，点击上方工具栏上的的“开始”和“交卷”可通知学生开始实验和结束实验。如果要发送其他信息，请点击“通知”按钮，即可弹出一输入框，填写要发送的信息，点击确定即可。

学生站接受信息画面如下：

5、 查看与保存学生成绩以及实验报告

学生完成实验实验状态栏上会显示完成实验，同时成绩栏中会显示其成绩，如要查看学生的实验报告，点击左边的报表按钮，学生站的报表默认存储在教师站安装目录的\Report文件夹下，点击报表的打开按钮选择文件即可。

八、电源开关的使用：
实验设备的电源开关有两种，如下面两图所示：

左边一种要接通电源用鼠标左键点击开关上的绿色按钮，关闭电源时用鼠标左键点击红色按钮。右边一种现在处于关闭状态，要打开时用鼠标左键点击，关闭时再次点击即可。

九、阀门的调节：
阀门是实验过程中经常要调节的设备，下面介绍它的调节方法，点击可调节的阀门会出现阀门调节窗口，如下图所示：

中方框显示数字为阀门开度，范围是0~100。要增加开度，用鼠标左键点击，每次增加5开度，要减少开度，用鼠标左键点击，每次减小5开度。也可以在开度显示框中直接输入所需的开度，然后在窗口内用鼠标右键点击关闭窗口即可。注意，如果用鼠标左键点击窗口右上角的“X”关闭窗口，则输入的开度将不会被应用。另外，如果输入的开度小于0，按0计，大于100，按100计。

十、压差计读数：
实验中的压差计在设备图中都比较小，用鼠标左键点击即可放大，如下图所示(右键点击恢复)：

压差计中的介质有很多种，颜色各不相同，为了便于读数，我们把介质的颜色统一为红色，但是其中的介质种类要以具体实验为准。用鼠标拖动滚动条可以读取压差计两边的液柱高度，即可得到两边液柱高度差，进而求得压差。

第二章 实验操作指导

实验1、离心泵性能曲线测定

一、实验原理：
离心泵的主要性能参数有流量Q（也叫送液能力）、扬程H(也叫压头)、轴功率 N和效率η。在一定的转速下，离心泵的扬程H、轴功率N和效率η均随实际流量Q的大小而改变。通常用水经过实验测出：Q-H、Q-N及Q-η之间的关系，并以三条曲线分别表示出来，这三条曲线就称之为离心泵的特性曲线。
离心泵的特性曲线是确定泵适宜的操作条件和选用离心泵的重要依据。但是，离心泵的特性曲线目前还不能用解析方法进行精确计算，仅能通过实验来测定，而且离心泵的性能全都与转速有关；在实际应用过程中，大多数离心泵又是在恒定转速下运行，所以我们要学习离心泵恒定转速下特性曲线的测定方法。
泵的扬程用下式计算：
He=H压力表+H真空表+H0+(u出2-u入2)/2g
式中：H压力表——泵出口处压力
H真空表——泵入口处真空度
H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离
泵的总效率为：

其中，Ne为泵的有效功率：
Ne=ρ●g●Q●He
式中：ρ——液体密度
g——重力加速度常数
Q——泵的流量
Na为输入离心泵的功率：
Na=K●N电●η电●η转
式中：K——用标准功率表校正功率表的校正系数，一般取1
N电——电机的输入功率
η电——电机的效率
η转——传动装置的传动效率

二、实验设备及流程：

设备参数：
泵的转速：2900转/分 额定扬程：20m
电机效率：93% 传动效率：100%
水温：25℃ 泵进口管内径：41mm
泵出口管内径：35.78mm 两测压口之间的垂直距离：0.35m
涡轮流量计流量系数：75.78

三、实验操作：
第一步：灌泵
因为离心泵的安装高度在液面以上，所以在启动离心泵之前必须进行灌泵。如下图所示，打开灌泵阀。

在压力表上单击鼠标左键，即可放大读数（右键点击复原）。当读数大于0时，说明泵壳内已经充满水，但由于泵壳上部还留有一小部分气体，所以需要放气。

调节排气阀开度大于0，即可放出气体，气体排尽后，会有液体涌出，如上图所示。此时关闭排气阀和灌泵阀，灌泵工作完成。

第二步：开泵

灌泵完成后，打开泵的电源开关，启动离心泵。

注意：在启动离心泵时，主调节阀应关闭，如果主调节阀全开，会导致泵启动时功率过大，从而可能引发烧泵事故。

第三步、建立流动

启动离心泵后，调节主调节阀的开度为100。

第四步：读取数据
等涡轮流量计的示数稳定后，即可读数。鼠标左键点击压力表、真空表和功率表，即可将其放大，以读取数据，如下图所示：

注意：务必要等到流量稳定时再读数，否则会引起数据不准。

第五步：记录数据
鼠标左键点击实验主画面左边菜单中的“数据处理”，可调出数据处理窗口，在原始数据页按项目分别将数据填入记录表，也可在用点击“打印数据记录表”键所打印的数据记录表中记录数据，两者形式基本相同，注意单位换算。

注意：如果您使用自动记录功能，则当您点击“自动记录”键时，数据会被自动写入
而不需手动填写。

第六步：记录多组数据
调节主调节阀的开度以改变流量，然后重复上述第4—5步，从大到小测10组数据。记录完毕后进入数据处理。

注意事项：
（1）、当没有完成灌泵时启动泵会发生气缚现象，造成数据波动。

四、数据处理：
第一步：记录原始数据

如果您使用“自动记录”功能或已经将数据记录在数据库内，则可以跳过此步，如果您是将数据记录在用点击“打印数据记录表”键所打印的数据记录表内，则请您将数据填入表格中。

第二步：数据计算
填好数据后，如果不采用“自动计算”功能，则可以在原始数据页找到计算所需的参数，如果要使用“自动计算”功能，在相应的计算结果页点击“自动计算”即可，数据即可自动计算并自动填入。如图所示。

第三步：特性曲线绘制

计算完成后，如上图所示在曲线页点击“开始绘制”即可根据数据自动绘制出曲线。
五、实验报告
点击数据处理窗口下面一排按钮中的“打印”按钮，即可调出实验报表窗口。

点击数据处理窗口下面一排按钮中的“保存”按钮，可保存原始数据到磁盘文件，并可点击“读入”按钮读入该数据文件。
实验2、流量计的认识和校验

一、实验原理：
1、孔板流量计的结构原理
在管路上装有一块孔板，孔板两侧接测压管，分别与U型压差计相连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2，流体密度为ρ。在界面I，Ⅱ处即孔板前测压导管处和缩脉处的速度，压强分别为u1，u2与p1，p2，根据柏努利方程式，不考虑能量损失可得：

或
由于缩脉的位置随流速的变化而变化，截面积S2又难以知道，而孔口的面积却是知道的，测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，用孔板孔径处的u0来代替u2，又考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，并用校正系数C来校正。则有：

对于不可压缩流体，根据连续性方程式又有：

则经过整理后可得：

令则又可以简化为：

根据u0和S2即可算出流体的体积流量：
[m3 / s]
或
[m3 / s]
式中：
R—U型压差计的读数，[m]；
—压差计中指示液的密度，[kg / m3]；
C0—孔流系数，它由孔板锐孔的形状，测压口的位置，孔径与管径比和雷诺准数共同决定，具体数值由实验确定。当d1/d2一定，Re准数超过某个数值后，C0就接近于定值。一般在工业上定型孔板流量计都规定在C0为常数的流动条件下使用。

二、实验设备流程：

设备参数：
计量桶面积：1m2
管道直径：30mm
孔板开孔直径：20mm

二、 实验操作：

第一步：灌泵

因为离心泵的安装高度在液面以上，所以在启动离心泵之前必须进行灌泵。因为本实验的重点在流量计，而不是离心泵，所以对灌泵进行了简化，如图所示，只要调节灌泵阀开度大于0，等待10秒以上，然后关闭，系统就会认为已经完成了灌泵操作。

第二步：开泵
灌泵工作完成后，点击电源开关的绿色按钮接通电源，就可以启动离心泵，并开始工作。

第三步：
启动离心泵后，调节主调节阀的开度为100，即可建立流动，如图所示。

第四步：读取数据

用鼠标左键点击标尺，即可调出标尺的读数画面，先记录下液面的初始高度。鼠标右键点击可关闭标尺画面。
然后用鼠标左键点击活动接头，即可把水流引向计量槽，可以看到液面开始上升，同时计时器会自动开始计时。

当液面上升到一定高度时，鼠标左键点击活动接头，将其转到泄液部分，同时计时器也会自动停止。此时记录下液面高度和计时器读数。

用鼠标左键点击压差计，用鼠标拖动滚动条，读取压差。

第五步：记录数据

鼠标左键点击实验主画面左边菜单中的“数据处理”，可调出数据处理窗口，点击原始数据页，按标准数据库操作方法在正U型压差计和倒U型压差计两栏中分别填入从正U型压差计和倒U型压差计所读取的数据。也可在用点击“打印数据记录表”键所打印的数据记录表中记录数据。

注意：如果您使用自动记录功能，则当您点击“自动记录”键时，数据会被自动写入而不需手动填写。为了更好的表现孔流系数C0在Re比较小时随Re的变化，我们把实验中的流量定得很低，以获得较小的Re。另外，一般流量计校验实验是在孔流系数几乎不变的范围内测定多次取平均值，以得到C0，而不采用C0随Re的变化关系。因此，如果用手动记录数据和计算，就会出现很大的误差，用自动计算可以得到比较好的结果。

第六步：记录多组数据
调节主调节阀的开度以改变流量，然后重复上述第4——5步，为了实验精度和回归曲线的需要，至少要测10组数据。记录完毕后进入数据处理。

四、数据处理：
第一步：记录原始数据

如果您使用“自动记录”功能或已经将数据记录在数据库内，则可以跳过此步，如果您是将数据记录在用点击“打印数据记录表”键所打印的数据记录表内，请您参阅数据记录将所有数据填入数据库。

第二步：数据计算

如果要使用“自动计算”功能，在相应的计算结果页点击“自动计算”即可，如上图所示。
数据即可自动计算并自动填入数据库。

第三步：曲线绘制

计算完成后，如上图所示在曲线页点击“开始绘制“即可根据数据自动绘制出曲线。
实验3、流体阻力实验

一、实验原理：
流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系。
（1-1）
（1-2）
（1-3）
式中：
ｄ——管内径，[m];
△Pf——直管阻力引起的压强降，[Pa]；
ｕ——流速，[m/s]；
ρ——流体的密度，[kg/m3 ]；
μ——流体的粘度，[N·s/m2]。
直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△Pf，与流速u（流量V）之间的关系。
根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（1-3）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re的关系曲线。
对于局部阻力，则有：

ξ称为局部阻力系数，它与流体流过的管件的几何形状以及流体的Re有关，当Re大到一定程度以后，ξ与Re数无关，成为定值。
或者可以近似的认为局部阻力的损失相当于某个长度的直管引起的损失：

式中：
le为管件的当量长度，由实验测得。

二、实验设备和流程：

设备参数：
光滑管：玻璃管，管内径=20mm，管长=1.5m，绝对粗糙度=0.002mm
粗糙管：镀锌铁管，管内径=20mm，管长=1.5m，绝对粗糙度=0.2mm
突然扩大管：细管内径=20mm，粗管内径=40mm
孔板流量计：开孔直径=12mm，孔流系数=0.62

三、实验操作：
第一步：开泵

因为离心泵的安装高度比水的液面低，因此不需要灌泵。直接点击电源开关的绿色按钮接通电源，就可以启动离心泵，开始实验。
第二步：管道系统排气以及调节倒U型压差计。

将管道中所有阀门都打开，使水在3个管路中流动一段时间，直到排尽管道中的空气，然后点击倒U型管，会出现一段调节倒U型管的动画。最后关闭各阀门，开始试验操作。

第三步：测量光滑管数据

1、光滑管建立流动

启动离心泵并调节完倒U型压差计后，如图所示，依次调节阀1、阀2、阀3的开度大于0，即可建立流动。关闭粗糙管和突然扩大管的球阀，打开光滑管的球阀，使水只在光滑管中流动。

2、读取数据

鼠标左键点击正或倒U型压差计，即可看到如图的画面（红色液面只是作指示用，真实装置可能为其他颜色，如水银为银白色）。倒U型压差计的取压口与管道上的取压口相连，正U型压差计的取压口与孔板的取压口相连。用鼠标上下拖动滚动条即可读数。实验中每一管路均有一倒U型管，连续点击图中的倒U型管即可在3个倒U型管中切换。倒U型管上方的数字标出了与该管相连的管路。

注意：读数为两液面高度差，单位mm

3、记录数据

鼠标左键点击实验主画面左边菜单中的“数据处理”，可调出数据处理窗口，点击原始数据页，按标准数据库操作方法在正U型压差计和倒U型压差计两栏中分别填入从正U型压差计和倒U型压差计所读取的数据。

注意：如果您使用自动记录功能，则当您点击“自动记录”键时，数据会被自动写入而不需手动填写。

4、记录多组数据
调节阀门开度以改变流量，重复上述第2——3步， 为了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。
完成后进入下一步测量粗糙管数据。

第二步：测量粗糙管数据
1、粗糙管建立流动

完成光滑管数据的测量和记录后，建立粗糙管的流动。

2、测量并记录数据
测量粗糙管的数据与测量光滑管的数据操作步骤相同，重复测量光滑管数据步骤的第2——4步，为了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。
完成后进入下一步测量突然扩大管数据。

第三步：测量突然扩大管数据
1、突然扩大管建立流动
完成粗糙管数据的测量和记录后，建立突然扩大管的流动。
2、突然扩大管数据的测量记录
测量突然扩大管的数据与测量光滑管的数据操作步骤相同，重复测量光滑管数据步骤的第2——4步，为了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。完成后进入数据处理。

注意事项：
（1）为了接近理想的光滑管，我们选用了玻璃管，实际上在普通实验室中很少采用玻璃管。
（2）为了更好的回归处理数据，请尽量多的测量数据，并且尽量使数据分布在整个流量范围内。
（3）在层流范围内，用阀门按钮调节很难控制精度，请在阀门开度栏内自己输入开度数值（阀门开度小于5）。
（4）对于突然扩大管，我们做了简化，认为阻力系数是定值，不随Re变化。

四、数据处理

第一步：原始数据记录

注意：由于三组数据的格式相同， 请您注意不要混淆

第二步：数据计算
填好数据后，如果不采用“自动计算”功能，则可以在数据处理的“设备参数”页得到计算所需的设备参数。
如果要使用“自动计算”功能，在相应的计算结果页点击“自动计算”即可。
数据即可自动计算并自动填入数据库。

第三步：曲线绘制
计算完成后，如下图所示在曲线页点击“开始绘制“即可根据数据自动绘制出曲线

柏努利方程仪实验
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适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，这三种能量可以相互转换。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界面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间的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，当活动测头的小孔正对水流动方向时，测压管中的液柱高度即为总压头（即动压头，静压头与位压头的和）。
当活动测头的小孔轴线垂直于水流方向时，测压管中液柱的高度为静压头与位压头之和。
所以若令位压头（所测管截面的中心与仪器角铁表面的垂直距离）为，静压头为，动压头为，总压头为。
则：

三、 实验装置：

设备说明：
该柏努力方程仪由图示的高位水槽供水，为简化界面，突出显示管路状况，省略了和实验操作关系不大的供水泵和储水槽。高位水槽通过溢流口保证水位的恒定。整套装置的测量基准面为地面。高位水槽水位离地面的高度为0.90m，第一号管入口位置为0.5m 。

四、 操作步骤

（一）、选择管型
1、 进入主界面（或完成一种管路的实验，点击重置按钮）后，鼠标移动到各个管段时会自动弹出下拉管型菜单，如下图所示：

2、 单击你想要用的管型，该管自动安装到对应的管段位置。

（二）、开始实验
完成管路选型后，点击按钮，进入实验状态，此时不能再对管路进行选择。
1、 验证流体静力学原理
点击如图的管路流水入口开关阀，打开入口开关：

管路充满水后，在出口流量调节阀开度为0时，对比各测压管的液柱高度：

观察测压管液柱高度

手动或点击自动记录按钮记录数据。

2、 观察流体流动时的各压头相互转换
点击出口流量调节阀

调节阀门开度

观察测压孔正对流动方向和垂直流动方向时的液柱高度：
点击如图的扳转开关，可以看到放大的测压孔图：

图示为正对流动方向时扳转开关的位置：

垂直流动方向时，扳转开关的位置（点击扳转开关可以相互切换）：

3、 观察和记录压头损失
（1）、打开出口阀（小流量,开度为10左右），并且使各测头的小孔正对流动的方向。在测压管上读取每个测压点的总压头，并记录实验数据。
（2）、开大出口阀（开度>80），读取各测压管的指示值（如有自动记录功能则可以自动记录）。
（3）、动静压头和位压头的相互转化
在一定流量下测取测压管测头小孔正对水流向时的指示值（hag）以及小孔轴线垂直于水流时的指示值(hper)。
（三）、数据处理
1、 原始数据：

点击和可以切换到上一组或下一组数据（一个阀门开度下各管段的数据集合为一组）。
（如果没有自动记录功能，则可以手动填入数据）

2、 计算结果：

点击可以对原始数据进行自动计算。
（如果没有自动记录功能，在手动填入数据后依旧可以进行自动计算）

3、 设备参数

(在完成一种管路实验后，如果想选择别的管型，则可以先关闭入口阀，再点击后可以重新选择新的管型)

离心风机性能测试实验
一、 实验目的
1、 了解风机的构造，掌握风机操作和调节方法
2、 测定风机在恒定转速情况下的特性曲线并确定该风机最佳工作范围
二、 基本原理
1、基本概念和基本关系式

1.1、风量
风机的风量是指单位时间内从风机出口排出的气体的体积，并以风机入口处气体的状态计，用Q表示，单位为m3/h。
1.2、风压
风机的风压是指单位体积的气体流过风机时获得的能量，以表示，单位为J/m3=N/m2，由于的单位与压力的单位相同，所以称为风压。
用下标1，2分别表示进口与出口的状态。在风机的吸入口与压出口之间，列柏努力方程：
………………………… （1）
上式各项均乘以 并加以整理得：
………… （2）
对于气体，式中（气体密度）值比较小，故 可以忽略；因进口管段很短， 也可以忽略。当空气直接由大气进入通风机，则 也可以忽略。因此，上述的柏努力方程可以简化成：
………………………………………… （3）
上式中称为静风压，以表示。 称为动风压，用表示。离心风机出口处气体流速比较大，因此动风压不能忽略。离心风机的风压为静风压和动风压之和，又称为全风压或全压。风机性能表上所列的风压指的就是全风压。

2、风机实验

流体流经风机时，不可避免的会遇到种种流动阻力，产生能量损失。由于流动的复杂性，这些能量损失无法从理论上作出精确计算，也因此无法从理论上求得实际风压的