四位體多功能化工單元

培訓(xùn)裝置操作規(guī)程

XXX高級(jí)技工學(xué)校

目錄

前言1

流體輸送實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程2

傳熱實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程25

管路拆裝實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程36

吸收解吸實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程45

精儲(chǔ)裝置操作規(guī)程-91-

流化床枯燥實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程82

萃取實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程93

間歇反響實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程-95-

前言

隨著各行各業(yè)對(duì)人才需求的迅速增長(zhǎng)，職業(yè)院校作為培養(yǎng)和輸送各類實(shí)用人才

的基地，目前都在迅速擴(kuò)大辦學(xué)規(guī)模，調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)

各類實(shí)用人才的需求。職業(yè)教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)有較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手能力和職'也能力

的技能型人才，而實(shí)際訓(xùn)練是培養(yǎng)這種能力的關(guān)理環(huán)節(jié)。

基于健康、平安和環(huán)保的理念，本裝置采用了化工技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和網(wǎng)

絡(luò)技術(shù)的最新成果，實(shí)現(xiàn)了工廠情景化、故障模擬化、操作實(shí)際化和控制網(wǎng)絡(luò)化，

屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

化工生產(chǎn)中所處理的原料及產(chǎn)品，大多都是流體。制造產(chǎn)品時(shí)，往往按照生產(chǎn)

工藝的要求把原料依次輸送到各種設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行化學(xué)反響或物理變化；制成的產(chǎn)品

又常需要輸送到貯罐內(nèi)貯存“木裝置采用工廠里實(shí)際應(yīng)用的工藝流程，不銹鋼框架

結(jié)構(gòu)，用泵輸送流體，操作方式與工廠里完全一致，使學(xué)生能夠身臨其境。

與設(shè)備相配套的還有儀表操作臺(tái)。設(shè)備上電之后，傳感器將監(jiān)控參數(shù)的信號(hào)送

到操作臺(tái)的儀表上，可以通過(guò)儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況。

流體輸送培訓(xùn)裝置的主要功能是：

實(shí)驗(yàn)：能夠完成根本流體實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)試物系的特點(diǎn)，控制適宜流量，使物料

的供給到達(dá)要求；

實(shí)訓(xùn)：本培訓(xùn)裝置是工廠生產(chǎn)設(shè)備的室內(nèi)版，其設(shè)備配置和操作方式與工廠完

全一致，通過(guò)實(shí)際操作，學(xué)生可以切實(shí)體會(huì)工廠的開(kāi)車前準(zhǔn)備、正常開(kāi)車和正常停

車的操作步驟。

本培訓(xùn)裝置設(shè)計(jì)多臺(tái)泵和多種流體輸送方式，能夠訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行多種訓(xùn)練。

技能鑒定：應(yīng)用本裝置能夠考核學(xué)生離心泵的根本操作能力?？蓾M足分級(jí)鑒定

要求。

流體輸送實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程

一、實(shí)訓(xùn)目的

化工生產(chǎn)涉及的物料大局部是流體，涉及的過(guò)程絕大局部是在流動(dòng)條件下進(jìn)行

的。流體流動(dòng)的規(guī)律是化工原理的重要根底。

1.認(rèn)識(shí)流體流動(dòng)設(shè)備結(jié)構(gòu)

2.認(rèn)識(shí)流體流動(dòng)裝置流程及儀表

3.掌握流體流動(dòng)裝置的運(yùn)行操作技能

4.學(xué)會(huì)常見(jiàn)異?，F(xiàn)象的判別及處理方法

二、生產(chǎn)工藝過(guò)程

液體和氣體統(tǒng)稱為流體。流體的特征是具有流動(dòng)性，即其抗剪和抗張的能力很

??；無(wú)固定形狀，隨容器的形狀而變化；在外力作用下其內(nèi)部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

化工生產(chǎn)中所處理的原料及產(chǎn)品，大多都是流體。制造產(chǎn)品時(shí)，往往按照生產(chǎn)

工藝的要求把原料依次輸送到各種設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行叱學(xué)反響或物理變化；制成的產(chǎn)品

乂常需要輸送到貯罐內(nèi)貯存。

在化工生產(chǎn)中，以下兩個(gè)方面經(jīng)常要應(yīng)用流體流動(dòng)的根本原理及其流動(dòng)規(guī)律：

(1)流體的輸送通常設(shè)備之間是用管道連接的，欲想把流體按照規(guī)定的條件,

從一個(gè)設(shè)備送到另一個(gè)設(shè)備，就需要選用適宜的流動(dòng)速度，以確定輸送管路的直徑。

在流體的輸送過(guò)程中，常常要采用輸送設(shè)備，因此就需要計(jì)算流體在流動(dòng)過(guò)程中應(yīng)

參加的外功，為選用輸送設(shè)備提供依據(jù)。

(2)壓強(qiáng)、流速和流量的測(cè)量為了了解和控制生產(chǎn)過(guò)程，需要對(duì)管路或設(shè)

備內(nèi)的壓強(qiáng)、流速及流量等一系列參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，以便合理地選用和安裝測(cè)量?jī)x表,

而這些儀表的操作原理又多以流體的靜止或流動(dòng)規(guī)律為依據(jù)。

(一)流體流動(dòng)根本原理

2.1.1流體流動(dòng)阻力

連續(xù)性假定流體包括液體和氣體。流體是由大量的彼此之間有一定間隙的單

個(gè)分子所組成的，而且各單個(gè)分子作著隨機(jī)的、混亂的運(yùn)動(dòng)。如果以單個(gè)分子作為

考察對(duì)象，那么，流體將是一種不連續(xù)的介質(zhì)，所需處理的運(yùn)動(dòng)是一種隨機(jī)的運(yùn)動(dòng),

問(wèn)題將是非常復(fù)雜的。

但是，在流動(dòng)規(guī)律的研究中，人們感興趣的不是單個(gè)分子的微觀運(yùn)動(dòng)，而是流

體宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。因此，可以取流體質(zhì)點(diǎn)（或微團(tuán)）而不是單個(gè)分子作為最小的

考察對(duì)象。所謂質(zhì)點(diǎn)指的是一個(gè)含有大量分子的流體微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸,

但比起分子自由程卻要大的多。這樣，可以假定流體是由大量質(zhì)點(diǎn)組成的、彼此間

沒(méi)有間隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)。流體的物理性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)在空間作連

續(xù)分布，從而可以使用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具加以描述。

實(shí)踐證明，這樣的連續(xù)性假定在絕大多數(shù)情況下是適合的，然而，在高真空稀

薄氣體的情況下，這樣的假定將不復(fù)成立。

如果運(yùn)動(dòng)空間各點(diǎn)的狀態(tài)不隨時(shí)間而變化，那么該流動(dòng)稱為定態(tài)流動(dòng)。顯然，

對(duì)定態(tài)流動(dòng)，指定點(diǎn)的速度以及壓強(qiáng)等均為與時(shí)間無(wú)關(guān)的常數(shù)。

假設(shè)取流體中任一微小平而，作用于其上的外表力可分為垂直于外表的力和平

行于外表的力。前者稱為壓力，后者稱為剪力（或切力）。

設(shè)有間距甚小的兩平行平板，其間充滿流

體（如右圖）。下板固定，上板施加一平行于平

板的切向力E使此平板以速度u做勻速運(yùn)動(dòng)。

緊貼于運(yùn)動(dòng)板下方的流體層以同一速度u流

圖1剪應(yīng)力與速度梯度

動(dòng)，而緊貼于固定板上方的流體層那么靜止不

動(dòng)。兩板間各層流體的速度不同，其大小如圖中簧頭所示。單位面積的切向力（F/A）

即為流體的剪應(yīng)力T。對(duì)于大多數(shù)流體，剪應(yīng)力7服從以下牛頓黏性定律:

一du,⑴［、

dy

式中~r法向速度梯度，1/s

力

卜i—流體的黏度，Ns/m2,即PGS

T----剪應(yīng)力，Pa

牛頓黏性定律指出，剪應(yīng)力與法向速度梯度成正比，與法向壓力無(wú)關(guān)。流體的

這一規(guī)律與固體外表的摩擦力的規(guī)律截然不同。固體的剪應(yīng)正比于剪切變形，流體

在剪切力的作用下其變形是無(wú)止境的，只要作用力存在，變形與運(yùn)動(dòng)將一直維持下

去，只能在應(yīng)力與變形的快慢（即變形速率）之間建立關(guān)系。

流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于流體的黏性作用和渦流的影響會(huì)產(chǎn)生阻力。直管的

摩擦系數(shù)是雷諾數(shù)和管的相對(duì)粗糙度（￡/d）的函數(shù)，即4=0（Re,￡/"）,因此，

相對(duì)粗糙度一定，入與Re有一定的關(guān)系。根據(jù)流體力學(xué)的根本理論，摩擦系數(shù)與阻

力損失之間存在如下關(guān)系：

h=A—-（2）

1td2

式中h（—阻力損失，J/kg

/——管段長(zhǎng)度，m

d——管徑，m

u---流速，m/s

A—摩擦系數(shù)

管路的摩擦系數(shù)是根據(jù)這一理論關(guān)系來(lái)測(cè)定的。對(duì)長(zhǎng)度、管徑的直管，在一定

流速范圍內(nèi)，測(cè)出阻力損失，然后按（2）式求出摩擦系數(shù)。根據(jù)能量守恒方程：

且+Z1g+￡+w=^+z,g+E+〃（3）

P?P?

在一條等直徑的水平管上選取兩個(gè)截面，測(cè)定義?Re的關(guān)系，那么這兩截面間

管段的阻力損失便簡(jiǎn)化為

包工=包⑷

PP

兩截面間管段的壓力差/P可以用壓差傳感器測(cè)量，故可計(jì)算出勺。

用渦輪流量計(jì)測(cè)定流體通過(guò)管段的流量，在d的情況下流速可以通過(guò)式

V=計(jì)算，由流體的溫度可查得流體的密度、黏度，因此，對(duì)于每一組測(cè)得

4

的數(shù)據(jù)可分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的2和Re。

2.1.2流體流量的測(cè)定

在生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)研究中，為控制一個(gè)連續(xù)過(guò)程必須測(cè)量流量。各種反響器、攪拌

器、燃燒爐中流速分布的測(cè)量，更是改良操作性能、開(kāi)發(fā)新型化工設(shè)備的重要途徑。

迄今，已成功地研制出多種流場(chǎng)顯示和測(cè)量的方法，如熱線測(cè)速儀、激光多普勒測(cè)

速儀以及攝像儀等。

1.文丘里流量計(jì)

節(jié)流式流量計(jì)是利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。它通

常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)的節(jié)流元件(如孔板、噴嘴等)和測(cè)量壓力差

的壓差計(jì)組成。以下圖式節(jié)流式流量計(jì)的一種一一文丘里流量計(jì)。它采用了漸縮和

漸擴(kuò)管，防止了突然的縮小和突然的擴(kuò)大，與其它節(jié)流元件相比，大大地降低了阻

力損失。

為了防止流量計(jì)長(zhǎng)度過(guò)大，收縮角可取得大一些，通常為15。?25。；擴(kuò)大角仍

需取得小些，一般為5。?7。。

圖3文丘里流量計(jì)

流量采用下式計(jì)算：

⑸

式中Vs-----被測(cè)流體的體積流量，m3/s

C流量系數(shù)，無(wú)因次

Ao流量計(jì)節(jié)流孔截面積，n?

AP——流量計(jì)上、下游兩取壓口之間的壓差，Pa

P被測(cè)流體的密度，kg/m3

文丘里流量計(jì)的流量系數(shù)C約為0.98?().99,阻力損失(J/kg)為

hf=0.1〃；(6)

式中，uo為喉孔流速，m/s°它的能量損失為各種節(jié)流裝置中最小的，流體流過(guò)文

丘里管后壓力根本能恢復(fù)。但制造加工復(fù)雜，本錢(qián)高。

2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)用廣泛，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。圖中轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主體是一微帶錐

形的玻管，錐角約在4。左右，下端截面積略小于上端。管內(nèi)有一直徑略小于玻璃管

內(nèi)徑的轉(zhuǎn)子(或稱浮子)，形成一個(gè)截面積較小的環(huán)隙。轉(zhuǎn)子可由不同材料并制成

不同形狀，但其密度大于被測(cè)流體的密度。管中無(wú)流體通過(guò)時(shí)，轉(zhuǎn)子將沉于管底部。

當(dāng)被測(cè)流體以一定的流量通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，流體在環(huán)隙中的速度較大，壓強(qiáng)減小,

于是在轉(zhuǎn)子的上、下端面形成一個(gè)壓差，轉(zhuǎn)子將“浮起〃。隨轉(zhuǎn)子的上浮，環(huán)隙面

應(yīng)體出u

積逐漸增大，環(huán)隙中流速將減小，轉(zhuǎn)子兩端的壓差隨之降低。

當(dāng)轉(zhuǎn)子上浮至某一高度，轉(zhuǎn)子上、下端壓差造成的升力恰等

于轉(zhuǎn)子的重量時(shí)，轉(zhuǎn)子不再上升，懸浮于該高度上。

當(dāng)流量增大，轉(zhuǎn)子兩端的壓差也隨之增大，轉(zhuǎn)子在原來(lái)

位置的力平衡被破壞，轉(zhuǎn)子將上升至另一高度，到達(dá)新的力

平衡，

由此可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子的懸浮高度隨流量而變，轉(zhuǎn)子的位置一謨體人口

圖4轉(zhuǎn)子流量計(jì)

般是上端平面指示流量的大小。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的體積流量為；

1-錐形硬玻璃管；2.刻度

…4心*7)3-突緣填函蓋板；4.轉(zhuǎn)子

VPAf

式中qv被測(cè)流體的體積流量，m%

Q一—流量校正系數(shù)，無(wú)因次

A。一一玻璃管環(huán)隙截面枳，n?

Af轉(zhuǎn)子截面積，m2

Vf----轉(zhuǎn)子的體枳，nA

pf轉(zhuǎn)子的密度，kg/m3

p被測(cè)流體的密度，kg/m3

轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)一一恒流速、恒壓差。

3.渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)為速度式流量計(jì)，是在動(dòng)量矩守恒原理的根底上設(shè)計(jì)的。油輪葉片

因流動(dòng)流體沖擊而旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而改變。通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置，將渦輪

轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。通過(guò)測(cè)量脈沖頻率，或用適當(dāng)?shù)难b置將電脈沖轉(zhuǎn)換成電壓

或電流輸出，最終測(cè)取流量。

渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)為：

①測(cè)量精度高。精度可以到達(dá)0.5級(jí)以上，在狹小范圍內(nèi)甚至可達(dá)0.1%。故可

作為校驗(yàn)1.5?2.5級(jí)普通流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量?jī)x表：

②對(duì)被測(cè)信號(hào)的變化，反響快。被測(cè)介質(zhì)為水時(shí)，渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)一般

只有幾亳秒到幾十亳秒。故別適用于對(duì)脈動(dòng)流量的測(cè)量。

2.1.3離心泵

為了將流體由低能位向高能位輸送，必須使用各種流體輸送機(jī)械。用以輸送液

體的機(jī)械通稱為泵，用以輸送氣體的機(jī)械那么按不同的情況分別稱為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)

機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵等。

離心泵的主要構(gòu)件——葉輪和渦殼離心泵的種類很多，但因工作原理相同，

構(gòu)造大同小異，其主要工作部件是旋轉(zhuǎn)葉輪和固定的泵殼。葉輪是離心泵直接對(duì)液

體做功的部件，其上有假設(shè)干后彎葉片，一般為4?8片。離心泵在工作時(shí)，葉輪

由電機(jī)驅(qū)動(dòng)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，迫使葉片間的液體做近于等角速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)

因離心力的作用，使液體由葉輪中心向外緣做徑向運(yùn)動(dòng)。在葉輪中心處吸入低勢(shì)能、

低動(dòng)能的液體，液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得能量，在葉輪外緣可獲得高勢(shì)能、

高動(dòng)能的液體。液體進(jìn)入渦殼后，由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將局部動(dòng)能轉(zhuǎn)化

為勢(shì)能，最后沿切向流入壓出管道。在液體受迫由葉輪中心流向外緣的同時(shí)，在葉

輪中心形成低壓。液體在吸液口和葉輪中心處的勢(shì)能差的作用下源源不斷地吸入葉

輪。

圖5離心泵裝置簡(jiǎn)圖

1?葉輪；2?泵殼；3.泵軸圖6液體在泵內(nèi)的流動(dòng)

4-吸入管；5-底閥；6-壓出管

離心泵是最常見(jiàn)的液體輸送設(shè)備。在一定的型號(hào)和轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程H、

軸功率N及效率n均隨流量Q而改變。通常通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出H-Q、N-Q及n-Q關(guān)系,

并用曲線表示之，稱為特性曲線。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用泵的重

要依據(jù)。泵特性曲線的具體測(cè)定方法如下：

1.H的測(cè)定

在泵的吸入口和排出口之間列伯努力方程

Z入哈+孱+H=4+￡+&H…(8)

「（ZL入）+贊+吟+H…⑼

上式中Hf入一出是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動(dòng)阻力(不包括泵體

內(nèi)部的流動(dòng)阻力所引起的壓頭損失)，當(dāng)所選的兩截面很接近泵體時(shí)，與伯努力方

程中其它項(xiàng)比擬，乩.入一出值很小，故可忽略。于是(9)式變?yōu)椋?/p>

H=(4-Z入)入+照X(io)

Pg2g

將測(cè)得的(Z出一Z入)和(P出一P入)的值以及計(jì)算所得的u入，u出代入上式即

可求得H的值。

2.N的測(cè)定

功率表測(cè)得的功率為電動(dòng)機(jī)的輸入功率。由于泵由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，傳動(dòng)效率

可視為1.0,所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率。即：

泵的軸功鈉=電機(jī)的輸出功率，KW(11)

電機(jī)的輸出功率=電力的輸入功率x電機(jī)的效率(12)

泵的功率=功率表的讖x電機(jī)效率，KW(13)

3.n的測(cè)定：

7=—，其中%=超空=這^長(zhǎng)卬(14)

N1000102

式中〃----泵的效率

N——泵的釉功率，KW

Ne——泵的有效功率，KW

H----泵的壓頭，m

Q一一泵的流量，nRh

p----被測(cè)流體的密度，kg/m3

4.管路特性曲線

當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，實(shí)際的工作壓頭和流量不僅與離心

泵本身的性能有關(guān)，還與管路特性有關(guān)，也就是說(shuō)，在液體輸送過(guò)程中，泵和管路

二者是相互制約的。

管路特性曲線是指流體流經(jīng)管路系統(tǒng)的流量與所需壓頭之間的關(guān)系。假設(shè)將泵

的特性曲線與管路特性曲線繪在同一坐標(biāo)圖上，兩曲線交點(diǎn)即為泵在該管路的工作

點(diǎn)。因此，如同通過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度來(lái)改變管路特性曲線，求出泵的特性曲線一樣，

可通過(guò)改變泵轉(zhuǎn)速來(lái)改變泵的特性曲線，從而得力管路特性曲線。泵的壓頭H計(jì)算

同上。

（二）主要物料的平衡及流向

方式一：被輸送介質(zhì)存儲(chǔ)在水槽VIOL經(jīng)離心泵P103輸送至反響器RIOL

再由反響器返回水槽；

方式二：被輸送介質(zhì)存儲(chǔ)在水槽V101,經(jīng)離心泵P103輸送至高位槽V102,

再由高位槽依靠重力輸送至反響器R101,然后由反響器返回水槽：

方式三：被輸送介質(zhì)存儲(chǔ)在水槽V101,經(jīng)離心泵P101（或旋渦泵P102）和渦

輪流量計(jì)FICO1,再返回水槽；

方式四：被輸送介質(zhì)存儲(chǔ)在水槽VIOL由壓縮空氣輸送至反響器R101,然后

由反響器返回水槽；

方式五：反響器R101中產(chǎn)生真空，介質(zhì)直接由水槽V101輸送到反響器。

（三）帶有控制點(diǎn)的工藝及設(shè)備流程圖

圖7流體輸送裝置潦程圖

三、生產(chǎn)控制技術(shù)

在化工生產(chǎn)中，木各工藝變量有一定的控制要求。有些工藝變量對(duì)產(chǎn)品的數(shù)

量和質(zhì)量起著決定性的作用。例如，反響器的進(jìn)料量必須恒定，否則反響將發(fā)生

變化。有些工藝變量雖不直接影響產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，然而保持其平穩(wěn)卻是使生

產(chǎn)獲得良好控制的前提。例如，利用壓縮空氣進(jìn)行液體輸送時(shí)，如果壓縮空氣壓

力不穩(wěn),很難將液體流量控制住。

為了實(shí)現(xiàn)控制要求，可以有兩種方式，一是人工控制，二是自動(dòng)控制。自動(dòng)控

制是在人工控制的根底上開(kāi)展起來(lái)的，使用了自動(dòng)化儀表等控制裝置來(lái)代替人的觀

察、判斷、決策和操作。

先進(jìn)控制策略在化工生產(chǎn)過(guò)程的推廣應(yīng)用，能夠有效提高生產(chǎn)過(guò)程的平穩(wěn)性和

產(chǎn)品質(zhì)量的合格率，對(duì)于降低生產(chǎn)本錢(qián)、節(jié)能減排降耗、提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有

重要意義。

（一）各項(xiàng)工藝操作指標(biāo)

3.1.1操作壓力

真空緩沖罐操作真空度N—0.1MPa

壓力輸送操作壓力00.1MPa

3.1.2溫度控制

高位槽溫度：常溫

各電機(jī)溫升S65C

3.1.3液位控制

高位槽液位W2/3

反響釜液位W2/3

（二）主要控制點(diǎn)的控制方式、儀表控制、裝置和設(shè)備的報(bào)警連鎖

流體流量控制

圖8流量控制方塊圖

離心泵頻率控制

圖9離心泵頻率控制方塊圖

四、物料能耗指標(biāo)

原輔材料：水（可循環(huán)使用）

能源動(dòng)力：電能

表1流體輸送裝置能耗一覽表

名稱額定功率

離心泵550W（兩臺(tái)）

旋渦泵750W

真空噴射泵7.5KW

總計(jì)10KW

五、平安生產(chǎn)技術(shù)

（一）生產(chǎn)事故及處理預(yù)案

離心泵氣蝕現(xiàn)象：離心泵在運(yùn)行過(guò)程中，泵體振動(dòng)并發(fā)生噪聲，流量、揚(yáng)程和

效率都明顯下降，嚴(yán)重時(shí)甚至吸不上液體。

1.檢查泵體的固定螺栓是否緊固。如果螺栓松動(dòng)，將其上緊。

2.檢查閥門(mén)VA104,看其是否處于關(guān)閉狀態(tài)。

（二）工業(yè)衛(wèi)生和勞動(dòng)保護(hù)

按規(guī)定穿戴勞防用品：進(jìn)入化工單元實(shí)訓(xùn)基地必須穿戴勞防用品，在指定區(qū)域

正確戴上平安帽，穿上平安鞋，在進(jìn)入任何作業(yè)過(guò)程中佩戴平安防護(hù)眼鏡，在任何

作業(yè)過(guò)程中佩戴適宜的防護(hù)手套。無(wú)關(guān)人員未得允許不得進(jìn)入實(shí)訓(xùn)基地。

1.動(dòng)設(shè)備操作平安考前須知

1.1檢查柱塞計(jì)量泵潤(rùn)滑油油位是否正常。

1.2檢查冷卻水系統(tǒng)是否正常。

1.3確認(rèn)工藝管線，工藝條件正常。

1.4啟動(dòng)電機(jī)前先盤(pán)車，正常才能通電。通電時(shí)立即查看電機(jī)是否啟動(dòng)；假設(shè)

啟動(dòng)異常，應(yīng)立即斷電。防止電機(jī)燒毀。

1.5啟動(dòng)電機(jī)后看其工藝參數(shù)是否正常。

1.6觀察有無(wú)過(guò)大噪聲，振動(dòng)及松動(dòng)的螺栓。

1.7觀察有無(wú)泄露.

1.8電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不允許接觸轉(zhuǎn)動(dòng)件。

2.靜設(shè)備操作平安考前須知

2.1操作及取樣過(guò)程中注意防止靜電產(chǎn)生。

2.2裝置內(nèi)的塔、罐、儲(chǔ)槽在需清理或檢修時(shí)應(yīng)按平安作業(yè)規(guī)定進(jìn)行。

2.3容器應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的裝料系數(shù)裝料

3.平安技術(shù)

進(jìn)行實(shí)訓(xùn)之前必須了解室內(nèi)總電源開(kāi)關(guān)與分電源開(kāi)關(guān)的位置，以便出現(xiàn)用電事

故時(shí)及時(shí)切斷電源；在啟動(dòng)儀表柜電源前，必須清楚每個(gè)開(kāi)關(guān)的作用。

設(shè)備配有溫度、液位等測(cè)量?jī)x表，對(duì)相關(guān)設(shè)冬的工作進(jìn)行集中監(jiān)視，中現(xiàn)異常

時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。

不能使用有缺陷的梯子，登梯前必須確保梯子支撐穩(wěn)固，面向梯子上下并雙手

扶梯，一人登梯時(shí)要有同伴護(hù)穩(wěn)梯子。

4.職業(yè)衛(wèi)生

4.1噪聲對(duì)人體的危害：噪聲對(duì)人體的危害是多方面的，噪聲可以使人耳聾，

引起高血壓、心臟病、神經(jīng)官能癥等疾病。還污染環(huán)境，影響人們的正常生活降低

勞動(dòng)生產(chǎn)率。

4.2工業(yè)企業(yè)噪聲的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)車間和作業(yè)場(chǎng)所的工作點(diǎn)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為85分貝。

現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)經(jīng)努力暫時(shí)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可適當(dāng)放寬，但不能超過(guò)90分貝。

4.3噪聲的防擴(kuò)：

噪聲的防擴(kuò)方法很多，而且不斷改良，主要有二個(gè)方面，即控制聲源、控制噪

聲傳播、加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)。當(dāng)然，降低噪聲的根本途徑是對(duì)聲源采取隔聲、減震和消

除噪聲的措施。

5.行為標(biāo)準(zhǔn)

5.1不準(zhǔn)吸煙

5.2保持實(shí)訓(xùn)環(huán)境的整潔

53不準(zhǔn)從高處亂扔雜物

5.4不準(zhǔn)隨意坐在滅火器箱、地板和教室外的凳子上

5.5非緊急情況下不得隨意使用消防器材［訓(xùn)練除外）

5.6不得依靠在實(shí)訓(xùn)裝置上

5.7在實(shí)訓(xùn)基地、教室里不得打罵和嬉鬧

5.8使用好的清潔用具按規(guī)定放置整齊

六、實(shí)訓(xùn)操作步驟

（一）開(kāi)車前的準(zhǔn)備工作

1.了解流體輸送的根本原理；

2.熟悉流體輸送實(shí)訓(xùn)工藝流程，實(shí)訓(xùn)裝置及主要設(shè)備；

3.檢查公用工程是否處于正常供給狀態(tài)；

4.檢查流程中各閥門(mén)是否處于正常開(kāi)車狀態(tài)：

關(guān)閉閥門(mén)--VA10KVA102、VA103、VA104、VA105、VA107.VA11KVAH2、

VA1I3、VA114>VAU5、VA116、VAU7、VAH8、VA119、VA120.VA12KVA122、

VA123.VA124、VA125、VA126.VA127.VA128、VA130、VA13KVA132.VA133、

VA134、VA136、VA137、VA138、VA139、VA140.VA14kVA142、VA143、VA144、

VA145、VA146；

全開(kāi)閥門(mén)—?VA108、VAHO.VA129、VA135；

5.設(shè)備上電，檢查各儀表狀態(tài)是否正常，動(dòng)設(shè)備試車；

6.了解本實(shí)訓(xùn)所用水和壓縮空氣的來(lái)源；

7.按照要求制定操作方案。

發(fā)現(xiàn)異常情況,必須及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師進(jìn)行處理。

（二）流體阻力測(cè)定

?訓(xùn)練目標(biāo)學(xué)習(xí)直管摩擦阻力△弓、直管摩擦系數(shù)入的測(cè)定方法，掌握直管

摩擦系數(shù)X與雷諾數(shù)Re和相對(duì)粗糙度之間關(guān)系的測(cè)定方法及變化規(guī)律，學(xué)習(xí)壓差

的幾種測(cè)量方法。

?操作要求

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA101、VA102、VA103和VA138。

2.啟動(dòng)離心泵P10L全開(kāi)閥門(mén)VA心5。

3.在大流量下進(jìn)行管路排氣。

4.翻開(kāi)閥門(mén)VAH2和VA113（或VAH4和VAllSh

5.將渦輪流量計(jì)設(shè)定到某一數(shù)值，待流動(dòng)穩(wěn)定后記錄下流量FIC01與摩擦壓降

PI01（或PI02）的讀數(shù)。

6.切換到另一條管路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

7.關(guān)閉離心泵，將各閥門(mén)恢復(fù)至開(kāi)車前的狀態(tài)。

?數(shù)據(jù)記錄

表2實(shí)驗(yàn)記錄

測(cè)量管規(guī)格①22X3mm,長(zhǎng)1.8mm

序號(hào)流量壓降摩擦系數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

(三)離心泵性能測(cè)定

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA101、VA102和VA103,啟動(dòng)離心泵P101。

2.泵出口調(diào)節(jié)閥VA105全開(kāi)，將泯輪流量計(jì)設(shè)定到某一數(shù)值，待流動(dòng)穩(wěn)定后同

時(shí)讀取流量(FIC01).泵出口處的壓強(qiáng)(PI04)、泵進(jìn)口處的真空度(PI03J、功率

等數(shù)據(jù)。

3.從大流量到小流量依次測(cè)取10?15組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥VA109全開(kāi)，逐次調(diào)節(jié)離心泵的頻率(20—50HZ之間〕，分別

在不同的頻率下讀取流量(FICOlk泵出口處的壓強(qiáng)(PI04)、泵進(jìn)口處的真空度

(PI03)等數(shù)據(jù)。

5.實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉泵的出口閥門(mén)，停泵。

?操作數(shù)據(jù)記錄

表3數(shù)據(jù)記錄

流量人口真空度出口壓強(qiáng)壓頭功率功率表讀數(shù)

序號(hào)泵效率

(m3/h)(KPa)(KPa)HeNc(W)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出He-qv、Ne-qv、r)-qv之間的關(guān)系曲線。

(四)漩渦泵特性曲線測(cè)定

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA101、VA102.VA116.VA117>fllVA119,啟動(dòng)漩渦泵P102。

2.將渦輪流量計(jì)設(shè)定到某一設(shè)置，待流動(dòng)穩(wěn)定后同時(shí)讀取流量(FV01).泵出

口處的壓強(qiáng)(PI06)、泵進(jìn)口處的真空度(PI05),功率等數(shù)據(jù)，根據(jù)流量需要用出

口循環(huán)閥VA119調(diào)節(jié)流量。

3.從大流量到小流量依次測(cè)取1075組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉泵的出口閥門(mén)，停泵。

?操作數(shù)據(jù)記錄

表4數(shù)據(jù)記錄

流量入口真空度出口壓強(qiáng)壓頭功率功率表讀數(shù)

序號(hào)泵效率

(m3/h)(KPa)(KPa)HeNe(W)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出He-qv、Pa-qv、川中之間的關(guān)系曲線。

(五)流體輸送

?訓(xùn)練目標(biāo)掌握正確的流體輸送方法，了解相應(yīng)的操作原理。

5.1離心泵輸送流體

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA10KVA120和VA121,再關(guān)閉VA121啟動(dòng)離心泵P103。

2.翻開(kāi)閥門(mén)VA123,調(diào)節(jié)離心泵出口閥門(mén)VA122,觀察流量FI03以及反響釜

的液位(LAI03)的變化。

3.當(dāng)LAI03到達(dá)一定值后，關(guān)閉離心泵,翻開(kāi)閥門(mén)VA129和VA140,將反響

釜內(nèi)流體放回水槽V101。

4.將各閥門(mén)恢復(fù)開(kāi)車前的狀態(tài)。

5.2壓縮空氣輸送流體

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA101、VA102和VA147,關(guān)閉閥門(mén)VA137。

2.翻開(kāi)閥門(mén)VA141和VA144,調(diào)節(jié)減壓閥VA145,將流體輸送到高位槽V102,

同時(shí)觀察減壓閥壓力示數(shù)和高位槽液位(LAI02)的變化。

3.當(dāng)LAI02到達(dá)一定值時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)VA145、VA141和VA144。

4.將各閥門(mén)恢復(fù)開(kāi)車前的狀態(tài)。

5.3重力輸送流體

1.依次翻開(kāi)閥門(mén)VA125、VA126和VA127,觀察高位槽液位(LAI02)與反響

釜液位(LAI03)的變化。

2.當(dāng)LAI03到達(dá)一定值后，關(guān)閉閥門(mén)VA125、VA126和VA127,將反響釜內(nèi)

流體放回水槽V101。

3.將各閥門(mén)恢復(fù)開(kāi)車前的狀態(tài)。

5.4真空抽送流體

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA101、VA12KVA122和VA123,關(guān)閉閥門(mén)VA131。

2.啟動(dòng)離心泵P104,觀察真空緩沖罐的壓力(PI09)和反響釜液位(LAI03)

的變化。

3.當(dāng)LAI03到達(dá)一定值時(shí)，關(guān)閉離心泵，翻開(kāi)閥門(mén)VA131。

4.翻開(kāi)閥門(mén)VA129和VA140,將流體放回水槽VIOL

5.將各閥門(mén)恢復(fù)開(kāi)車前的狀態(tài)。

5.5反響釜液位控制

1.在向反響釜內(nèi)輸送流體的同時(shí)，翻開(kāi)閥門(mén)VA128、VA129和VA147,并啟動(dòng)

離心泵P101,調(diào)節(jié)其頻率1或控制流量），使反響釜液位維持恒定。

開(kāi)車過(guò)程發(fā)生異?，F(xiàn)象,必須及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師進(jìn)行處理。

（六）文丘里流量計(jì)標(biāo)定

?訓(xùn)練目標(biāo)了解常用流量計(jì)的構(gòu)造、工作原理、主要特點(diǎn)，掌握流量計(jì)的標(biāo)

定方法；了解節(jié)流式流量計(jì)流量系數(shù)C隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律，流量系數(shù)C確實(shí)定方

法。

?操作要求

1.翻開(kāi)閥門(mén)VA1O1、VA102.VA103、VA11EVA140,啟動(dòng)離心泵P1OL全開(kāi)

閥門(mén)VA105o

2.將渦輪流量計(jì)（FICO1）的固定在某一流置，待流動(dòng)穩(wěn)定后記錄與之相對(duì)應(yīng)

的文丘里流量計(jì)的壓降讀數(shù)。

3.依次增大渦輪流量計(jì)的流量，重復(fù)步驟2。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)關(guān)閉離心泵，將各閥門(mén)恢復(fù)開(kāi)車前的狀態(tài)。

?操作數(shù)據(jù)記錄

表5數(shù)據(jù)記錄

文丘里流量計(jì)喉徑25mm

序號(hào)渦輪流量計(jì)讀數(shù)m3/h雷諾數(shù)Re文丘里流量計(jì)壓降KPa

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

七、設(shè)備一覽表

表6流體流動(dòng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)

位號(hào)名稱用途規(guī)格

P101為流體輸送提供動(dòng)

離心水3/h,揚(yáng)程功率550W

力

P103

為流體輸送提供動(dòng)

P102漩渦泵L-02,流量50L/min,揚(yáng)程70m,功率750W

力

VIO為真空噴射器提供

循環(huán)水槽400X400X1100mm

4介質(zhì)

V10

水槽被輸送介質(zhì)儲(chǔ)罐0)600X900mm

1

真空噴射RPB系列80型真空噴射器，保證真空度

J101提供真空環(huán)境

器-98KPa,保證抽氣量8()m3/h

V10真空緩沖提供穩(wěn)定的真空環(huán)

O300X500mm

3罐境

R10

反響釜反響設(shè)備①500X700mm

1

V10

高位槽為流體提供勢(shì)能400X400X600mm

2

八、儀表計(jì)量一覽表及主要儀表規(guī)格型號(hào)

表7儀表及測(cè)量傳感器

規(guī)格

序儀表位

位號(hào)儀表用途顯示執(zhí)行器

號(hào)置傳感器

儀

LWY-40C渦輪流量計(jì)電動(dòng)調(diào)節(jié)

1FICO1流量控制集中AL7O8

2-20m3/h,精度0.5級(jí)閥

手動(dòng)截止

2FI02流量顯示集中文丘里流量計(jì)，喉徑25mmAI-501

閥

LZB—40轉(zhuǎn)子流量計(jì)，160—手動(dòng)截止

3FI03流量控制現(xiàn)場(chǎng)

1600L/h\閥

CYB101J,0—20KPa壓力傳感

4LAI01儲(chǔ)槽液位集中AI-50I

器X

CYB1O1J,O—2OKPa壓力傳感

5LAI02儲(chǔ)槽液位集中AI-501

器X

CYB101J,0-20KPa壓力傳感

6LAI03儲(chǔ)槽液位集中AI-501

器X

7TI01介質(zhì)溫度集中①3X90mmK-型熱電偶AI-501

CYB100L,0-20KPa壓差傳感

8PI01光滑管壓降集中AI-501

器X

CYB1OOL.。一lOOKPa壓差傳

9PI02粗糙管壓降集中AI-501

感器

丫一100指針真空表，-0.1-

10PI03泵入口真空度現(xiàn)場(chǎng)

OMPa\X

11PI04泵出口壓力現(xiàn)場(chǎng)Y-100指針壓力表,0—0.4MPa

Y—100指針真空表，-0.1—

12PI05泵入口真空度現(xiàn)場(chǎng)

OMPa\X

13PI06泵出口壓力現(xiàn)場(chǎng)Y—100指針壓力表,0—1.OMPa

14PI07水槽壓力現(xiàn)場(chǎng)Y-100指針壓力表,0—0.4MPa

Y-100指針真空表，-0.L

15PI08泵入口真空度現(xiàn)場(chǎng)

OMPa\X

16PI09泵出口壓力現(xiàn)場(chǎng)Y-100指針壓力表,0-0.4MPa

真空緩沖耀真

17PI10現(xiàn)場(chǎng)Y-60指針真空表，-0.1—OMPa

空度\X

18

九、附錄

附錄一水的物理性質(zhì)

附表1水的物理性質(zhì)

溫度℃密度kg/m3焙J/kg比熱容kJ/(kg*K)黏度mPa?s

0999.904.2121.788

10999.742.044.1911.305

20998.283.94.1831.004

30995.7125.694.1740.801

40992.2165.714.1740.653

50988.1209.304.1710.549

附錄二變頻器的使用

①首先按下犍，假設(shè)面板LED上顯示

F_XXX（X代表0—9中任意一位數(shù)字），那么進(jìn)入

步驟2；如果仍然只顯示數(shù)字，那么繼續(xù)按巨）

鍵，直到面板LED上顯示F_XXX時(shí)才進(jìn)入步驟2o

②接下來(lái)按動(dòng)匚二或G］鍵來(lái)選擇所要修

改的參數(shù)號(hào)，由于N2系列變頻器面板LED能顯示

四位數(shù)字或字母，可以使用］SI鍵來(lái)橫向選擇所

要修改的數(shù)字的位數(shù)，以加快修改速度，將F_XXX

附圖1變頻器面板圖

[READ1

設(shè)置為F_011后，按下[ENTERJ鍵進(jìn)入步驟3。

③按動(dòng)鍵設(shè)定或修改具體參數(shù)，將參數(shù)設(shè)置為0000（或

（X）02）o

READ1［DSP

④改完參數(shù)后，按下［ENTERJ鍵確認(rèn),然后按動(dòng)旦鍵，將面板LED顯示切換到

頻率顯示的模式。

I▲11▼J鍵及￡1READ

⑤按動(dòng)鍵設(shè)定需要的頻率值，按下［ENTERJ鍵確認(rèn)。

［RUN］

⑥按下山空］鍵運(yùn)行或停止。

附錄三儀表的使用

面板說(shuō)明

①上顯示窗

②下顯示窗

③設(shè)置鍵

④數(shù)據(jù)移位（兼手動(dòng)/自動(dòng)切換）

⑤數(shù)據(jù)減少鍵

⑥數(shù)據(jù)增加鍵⑤

⑦10個(gè)LED指示燈，其中MAN燈滅表

附圖2儀外表板圖

示自動(dòng)控制狀態(tài)，亮表示手動(dòng)輸出狀態(tài)；

PRG表示儀表處于程序控制狀態(tài)；M2、OP1、OP2、AU、AL2、AU1、AU2等等

分別對(duì)應(yīng)模塊輸入輸出動(dòng)作；COM燈亮表示正與上位機(jī)進(jìn)行通訊。

根本使用操作

儀表上電

測(cè)量值為800.0輸出值為60%輸出值為60%

給定值為800.5（自動(dòng)狀態(tài)）（手動(dòng)狀態(tài)）

工面05

QDW?日口口□

pTTC/?bL/

L

附圖3儀表顯示狀態(tài)

顯示切換：按0）鍵可以切換不同的顯示狀態(tài)。

修改數(shù)據(jù)：需要設(shè)置給定值時(shí)，可將儀表切換到左側(cè)顯示狀態(tài)，即可通過(guò)按④、

國(guó)或⑤鍵來(lái)修改給定值。AI儀表同時(shí)具備數(shù)據(jù)快速增減法和小數(shù)點(diǎn)移位法。按⑨鍵

減小數(shù)據(jù)，按內(nèi)鍵增加數(shù)據(jù)，可修改數(shù)值位的小數(shù)點(diǎn)同時(shí)閃動(dòng)（如同光標(biāo)）。按鍵并

保持不放，可以快速地增加/減少數(shù)值，并且速度會(huì)隨小數(shù)點(diǎn)右移自動(dòng)加快（3級(jí)速度）。

而按鍵那么可直接移動(dòng)修改數(shù)據(jù)的位置（光標(biāo)），操作快捷。

設(shè)置參數(shù)：在根本狀態(tài)下按@鍵并保持約2

秒鐘，即進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下按

@鍵，儀表將依次顯示各參數(shù)，例如上限報(bào)警值

HIAL、LoAL等等。用①、&）、④等鍵可修改

附圖4儀表參數(shù)設(shè)定

參數(shù)值。按⑷鍵并保持不放，可返回顯示上一參

數(shù)。先按④鍵不放接著再按⑤鍵可退出設(shè)置參數(shù)狀態(tài)。如果沒(méi)有按鍵操作，約30秒

鐘后會(huì)自動(dòng)退出設(shè)置參數(shù)狀態(tài)。

AI人工智能調(diào)節(jié)及自整定（AT）操作

AI人工智能調(diào)節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的一種新型算法，在誤差大

時(shí)，運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改良后

的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的局部特征以使效果最優(yōu)

化。具有無(wú)超調(diào)、高精度、參數(shù)確定簡(jiǎn)單、對(duì)復(fù)雜對(duì)象也能獲得較好的控制效果等特

點(diǎn)。AI系列調(diào)節(jié)儀表還具備參數(shù)自整定功能，AI人工智能調(diào)節(jié)方式初次使用時(shí)，可啟

動(dòng)自整定功能來(lái)協(xié)助確定M5、P、I等控制參數(shù)。將參數(shù)CtrL設(shè)置為2的啟動(dòng)儀表自整

定功能，此時(shí)儀表下顯示器將閃動(dòng)顯示“Al〃字樣，說(shuō)明儀表已進(jìn)入自整定狀態(tài)。自整

定時(shí)，儀表執(zhí)行位式調(diào)節(jié)，經(jīng)2~3次振蕩后，儀表內(nèi)部微處理器根據(jù)位式控制產(chǎn)生的

振蕩，分析其周期、幅度及波型來(lái)自動(dòng)計(jì)算出M5、P、t等控制參數(shù)。如果在自整定

過(guò)程中要提前放棄自整定，可再按②鍵并保持約2秒鐘，使儀表下顯示器停止閃動(dòng)

“At〃字樣即可。視不同系統(tǒng)，自整定需要的時(shí)間可從數(shù)秒至數(shù)小時(shí)不等。儀表在自整

定成功結(jié)束后，會(huì)將參數(shù)CtrL設(shè)置為3（出廠時(shí)為1）或4,這樣今后無(wú)法從面板再按⑷

鍵啟動(dòng)自整定，可以防止人為的誤操作再次啟動(dòng)自整定。

系統(tǒng)在不同給定值下整定得出的參數(shù)值不完全相同，執(zhí)行自整定功能前，應(yīng)先將給定

值設(shè)置在最常用值或是中間值上，。參數(shù)CH（控制周期）及dF（回差）的設(shè)置，對(duì)自

整定過(guò)程也有影響，一般來(lái)說(shuō)，這2個(gè)參數(shù)的設(shè)定值越小，理論上自整定參數(shù)準(zhǔn)確度

越高。但dF值如果過(guò)小，那么儀表可能因輸入波動(dòng)血?在給定值附近引起位式調(diào)節(jié)的誤

動(dòng)作，這樣反而可能整定出徹底錯(cuò)誤的參數(shù)。推薦Ctl=0-2,dF=2.0o此外，基于需要

學(xué)習(xí)的原因，自整定結(jié)束后初次使用，控制效果可能不是最正確，需要使用一段時(shí)間

（一般與自整定需要的時(shí)間相同）前方可獲得最正確效果。

傳熱實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程

一、實(shí)驗(yàn)裝置的功能和特點(diǎn)

本實(shí)驗(yàn)裝置是由光滑套管換熱器和強(qiáng)化內(nèi)管的套管換熱器組成的，以空氣和水蒸

汽為傳熱介質(zhì)，可以測(cè)定對(duì)流傳熱系數(shù)，用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研中。通過(guò)對(duì)本換熱器的

實(shí)驗(yàn)研究，可以掌握對(duì)流傳熱系數(shù)%的測(cè)定方法，加深對(duì)其概念和影響因素的理解；

并應(yīng)用線性回歸分析方法，確定關(guān)聯(lián)式N〃=ARMPrg中常數(shù)A、m的值；通過(guò)對(duì)管

程內(nèi)部插有螺旋線圈的空氣-水蒸氣強(qiáng)化套管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)定其強(qiáng)化比

%劭，了解強(qiáng)化傳熱的根本理論和根本方式。

實(shí)驗(yàn)裝置的主要特點(diǎn)如下：

⑴實(shí)驗(yàn)操作方便，平安可靠。

⑵數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，強(qiáng)化效果明顯，用圖解法求得的回歸式與經(jīng)驗(yàn)公式很接近。

⑶水、電的耗用小，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用低。

⑷傳熱管路采用管道法蘭連接，不但密封性能好，?而且拆裝也很方便。

二、套管換熱器實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

㈠光滑套管換熱器傳熱系數(shù)及其準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的測(cè)定

1.對(duì)流傳熱系數(shù)生的測(cè)定

在該傳熱實(shí)驗(yàn)中，空氣走內(nèi)管，蒸氣走外管。

對(duì)流傳熱系數(shù)％.可以根據(jù)牛頓冷卻定律，用實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定

%=Qi(1)

△*xSj

2

式中：a,一管內(nèi)流體對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m-℃)；

Qi—管內(nèi)傳熱速率，W：

Si—管內(nèi)換熱面積，m?；

Aa一內(nèi)壁面與流體間的溫差，

△卻由下式確定：⑵

式中：力，/2—冷流體的入口、出口溫度，℃;

九一壁面平均溫度，℃;

因?yàn)閾Q熱器內(nèi)管為紫銅管，其導(dǎo)熱系數(shù)很大，且管壁很薄，故認(rèn)為內(nèi)壁溫度、外

壁溫度和壁面平均溫度近似相等，用腦來(lái)表示。

管內(nèi)換熱面積：5.=7rdiLi(3)

式中：di一內(nèi)管管內(nèi)徑，m；

l一傳熱管測(cè)量段的實(shí)際長(zhǎng)度，m0

由熱量衡算式：

其中質(zhì)量流量由下式求得：

叱乜包_(5)

m3600

式中：匕,一冷流體在套管內(nèi)的平均體積流量，n?/h；

Cp,〃一冷流體的定壓比熱，kJ/(kg?°C)；

3

p,“一冷流體的密度，kg/ino

Cp,〃和可根據(jù)定性溫度加查得，*為冷流體進(jìn)出口平均溫度。八，也，和

囁可采取一定的測(cè)量手段得到。

2.對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實(shí)驗(yàn)確定

流體在管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為

.N〃=ARe'”P(pán)r〃(6)

其中：Nu=^-,Re="Nm,pr=

4〃〃，Z”

物性數(shù)據(jù)兒、Cp,“、8”、品可根據(jù)定性溫度加查得。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，對(duì)于管內(nèi)

被加熱的空氣，普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)，那么關(guān)聯(lián)式的形式簡(jiǎn)化為:

Nu=ARemPr04(7)

這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定不同流量下的Re與，然后用線性回歸方法確定A和〃?的值。

㈡強(qiáng)化套管換熱器傳熱系數(shù)、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式及強(qiáng)化比的測(cè)定

強(qiáng)化傳熱又被學(xué)術(shù)界稱為第二代傳熱技術(shù)，它能減小初設(shè)計(jì)的傳熱面積，以減小

換熱器的體積和重量：提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力：使換熱器能在較低溫差下工作：

并旦能夠減少換熱器的阻力以減少換熱器的動(dòng)力消耗，更有效地利用能源和資金。強(qiáng)

化傳熱的方法有多種，本實(shí)驗(yàn)裝置是采用在換熱器

內(nèi)管插入螺旋線圈的方法來(lái)強(qiáng)化傳熱的。

螺旋線圈的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，螺旋線圈由直

徑3mm以下的銅絲和鋼絲按一定節(jié)距繞成。將金屬

螺旋線圈插入并固定在管內(nèi)，即可構(gòu)成一種強(qiáng)化傳

熱管。在近壁區(qū)域，流體一面由于螺旋線圈的作用

圖1螺旋線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)

而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，一面還周期性地受到線圈的螺旋金屬

絲的擾動(dòng)，因而可以使傳熱強(qiáng)化。由于繞制線圈的

金屬絲直徑很細(xì)，流體旋流強(qiáng)度也較弱，所以阻力較小，有利于節(jié)省能源。螺旋線圈

是以線圈節(jié)距“與管內(nèi)徑”的比值技術(shù)參數(shù)，且長(zhǎng)徑比是影響傳熱效果和阻力系數(shù)的

重要因素。科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)了形式為的經(jīng)驗(yàn)公式，其中B和m的

值因螺旋絲尺寸不同而不同。

采用和光滑套管同樣的實(shí)驗(yàn)方法確定不同流量下得Rei與用線性回歸方法可

確定B和m的值。

單純研究強(qiáng)化手段的強(qiáng)化效果(不考慮阻力的影響)，可以用強(qiáng)化比的概念作為評(píng)

判準(zhǔn)則，它的形式是：其中N〃是強(qiáng)化管的努塞爾準(zhǔn)數(shù)，M,o是光滑管的

努塞爾準(zhǔn)數(shù)，顯然，強(qiáng)化比N"/N〃o>l,而且它的值越大，強(qiáng)化效果越好。

三、實(shí)驗(yàn)流程和設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)1.設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1

表1實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)管內(nèi)徑4(mm)20.00

實(shí)驗(yàn)內(nèi)管外徑4(mm)22.0