化工原理实验

《化工原理实验》教学大纲

课程编号：095110

课程名称：化工原理实验

实验总学时数：56

适用专业：化学工程与工艺

承担实验室：化学与化工系

一、实验教学的目的和要求

1.目的：化工原理是一门实践性很强的技术基础课。化工原理实验则是学习、掌握和运用这门课程必不可少的重要环节，是理论联系实际的一种重要方式。通过在实验中的操作和观察，使学生掌握一定的基本实验技能，培养学生处理一般工程技术问题和进行科研的初步能力；同时，通过实验使学生树立严肃认真，实事求是的科学态度。

2.要求：验证有关的化工单元操作理论，巩固并加强对理论的认识和理解；熟悉实验装置的结构、性能和流程；对实验数据进行分析、整理及关联，编写实验报告。

二、实验项目名称和学时分配

三、单项实验的内容和要求

（一）伯努利实验

1．实验目的：熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其相互关系，加深对伯努利方程、连续性方程的理解与认识；掌握测量动压头和静压头的方法。

2．实验内容：

(1) 观察流体流动时各种形式的机械能之间的相互转化现象；

(2) 验证不可压缩流体机械能衡算方程式和静力学方程式。

（二）雷诺实验

1．实验目的：了解雷诺实验装置的构造，熟悉雷诺准数的测定方法，掌握雷诺准数Re与流体不同流型的关系。

2．实验内容：

(1) 观察流体在管内流动的两种不同形态；

(2) 确定临界雷诺数。

（三）离心泵特性曲线的测定

1．实验目的：了解离心泵的构造和性能；掌握离心泵开、停的正确操作方法和注意事项；学会测定离心泵在恒定转速下的特性曲线并确定其最佳工作范围的方法。

2．实验内容：

(1) 测定并计算一定转速下，流体的流量、泵的扬程、有效功率、轴功率和效率等参数；

(2) 标绘离心泵的H-Q、N-Q和η-Q曲线。

（四）流体流动阻力测定实验

1．实验目的：了解流体流动阻力的测定方法，测定流体流过圆形直管时的摩擦阻力，并确定摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，测定流体流过管件、阀门时的局部阻力，并求出阻力系数。

2．实验内容：

(1) 测定不同的流体流动型态下摩擦阻力系数入与雷诺准数Re的关系；

(2) 在对数坐标纸上绘制λ—Re的关系曲线；

(3) 测定局部阻力系数。

（五）恒压过滤常数的测定实验

1．实验目的：了解板框式过滤设备的结构、流程及操作方法；掌握恒压条件下过滤常数的测定方法；测定洗涤速率，并校验洗涤速率与过滤末速率之间的关系；了解各操作条件对过滤速率及三个过滤常数的影响。

2．实验内容：

(1) 测定在某一压强下，恒压过滤方程式中的过滤常数；

(2) 测定洗涤速率与过滤最终速率的关系。

（六）流量计的校正

1．实验目的：了解孔板流量计和转子流量计的构造、工作原理和主要特点；掌握这两种流量计的校正方法及孔板流量计流量系数C0的确定方法；

2．实验内容：

(1) 测定孔板流量计的流量标定曲线；

(2) 标定转子流量计的流量并进行误差计算。

（七）列管式换热器总传热系数的测定

1．实验目的：了解列管式换热器的结构；熟悉列管式换热器的主要性能指标的标定方法；掌握列管式换热器的操作方法。

2．实验内容：通过测定冷、热流体流量和进出口温度，测定列管式换热器的总传热系数。

（八）填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

1．实验目的：了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程；观察流体在填料吸收塔的操作状况，了解填料塔的流体力学性质；掌握填料吸收塔总体积吸收系数K Y a和回收率的测定方法，并熟悉空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。

2．实验内容：

(1) 观察流体在填料吸收塔的操作状况，测定△P—u关系曲线并确定液泛气速；

（2）测定固定流体喷淋量下，不同气体流量时，填料吸收塔的体积吸收系数K Y a和回收率。

（九）双组分连续精馏塔分离能力的测定

1．实验目的：了解筛板精馏塔和附属设备的基本结构；掌握精馏过程的基本操作方法；

2．实验内容：

(1) 测定塔顶、塔底及塔板上的液相组成，据此求取全回流工况下的理论塔板数全塔效率和单板效率；

(2)；调节精馏塔的进、出料量和塔釜加热功率，使精馏塔稳定达到所需回流比下的部分回流工况；

(3) 测定塔顶、塔底液相组成，据此求取回流比下的理论塔板数和全塔效率；

(4) 调节精馏塔使其稳定操作于不同的回流比工况，求取相应的全塔效率；并总结回流比对精馏塔分离效率的影响。

（十）干燥曲线及干燥速率曲线的测定

1．实验目的：了解洞道干燥器的基本结构和流程，熟悉其操作使用方法和影响干燥速度的因素，掌握干燥速率曲线的测画方法。

2．实验内容：

(1) 测定固体湿物料的干燥速率曲线；

(2) 运用基本概念，了解和分析影响湿物料干燥速率的因素。

(3) 测定热空气的流速、温度对干燥速率的影响；

（十一）中空纤维超滤膜分离实验

1．实验目的：熟悉气体膜分离技术的原理、特点、方法及应用；

2．实验内容：掌握中空纤维气体膜分离装置的原理及操作方法。

（十二）计算机仿真试验

注：每小组人数：3-4人

四、使用教材及参考书

教材：

1. 自编《化工原理实验讲义》

2. 化工原理实验仿真软件．北京东方仿真有限公司2.

参考书：

1.《化工原理》（上、下册）．柴诚敬．高等教育出版社，2005

2.《化工原理实验》．丁海燕.中国海洋大学出版社，2009

五、实验的考核形式

本课程作为考核课，根据平时实际操作情况和实验报告得分情况，成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。

执笔：陈艳丽

审定：薛兆民

日期：2011年04月