最新化工基础实验原理

化工基础实验原理

化工原理实验教程

合肥工业大学

2006年5月

前言

化工原理是一门工程应用科学，它利用自然科学的原理来考察、研究化工单元操作中的实际问题，研究强化过程的方法，寻找开发新技术的途经。化工原理课程要求理论联系实际，其发展离不开实验研究与数学模型分析，所以化工原理实验是化工原理课程的一个重要教学环节，也是化工、制药、环境、食品、生物工程等院系或专业教学计划中的一门必修课程，属于工程实验范畴，与一般化学实验相比，其不同之处在于它具有工程特点，每个实验项目都相当于化工生产中的一个单元操作，通过实验能建立起一定的工程概念，同时，随着实验课的进行，会遇到大量的工程实际问题，对理工科学生来说，可以在实验过程中更实际、更有效地学到更多工程实验方面的原理及测试手段，发现复杂的真实设备与工艺过程同描述这一过程的数学模型之间的关系，也可以认识到对于一个看起来似乎很复杂的过程，一经了解，可以只用最基本的原理来解释和描述。因此，在实验课的全过程中，学生在思维方法和创新能力方面都得到培养和提高，为今后的工作打下坚实的基础。通过教学实验，达到以下目的：

1.验证化工单元操作的基本理论与经验公式，将书本知识转变为感性知识，并使学生在运用理论对实验进行分析的过程中巩固和加深对课程教学内容的理解。

2.通过实验环节熟悉化工单元操作设备的结构、性能，掌握测试方法，培养学生的实际操作技能。

3.在实验环节中学习如何根据实验任务制订实验方案，学会如何控制和测量操作参数，如何获得准确、完整的数据，以及如何整理、分析实验数据与结果，从而使学生掌握科学实验的全过程，提高学生独立分析与解决问题的能力，为今后从事科学研究活动打下良好的基础。

为此，根据化工原理课程教学基本要求的规定，我室建立了“流体流动阻力的测定”等十种实验装置，以及“机械能转化”等演示实验装置，各套实验数据均采用计算机处理，可直接得到实验结果与图表，以直观地验证实验过程的准确性。由于各专业教学要求有所不同，实验内容也可有不同，但至少要选做五至七个实验，即使同一个实验，其具体的实验任务也可有所侧重，每个实验的全过程包括预习、实验操作、实验数据处理与实验报告编写等四个环节，每个学生均必须严格按照要求保质保量完成实验。

本实验教程由魏凤玉、刘雪霆、何兵、路绪旺等编写，由于时间仓促，作者水平有限，文中不妥之处，恳请指正。

2006年5月于斛兵塘

目录

前言 (2)

目录 (1)

第一篇实验基础知识 (1)

第一节学生实验守则 (1)

第二节实验教学目的 (1)

第三节实验的特点 (2)

第四节实验教学内容与方法 (2)

第五节实验的误差分析 (3)

第六节实验数据的处理 (9)

第七节实验各环节要求 (16)

第二篇演示型实验 (23)

实验一静力学实验 (23)

实验二柏努利实验 (25)

实验三边界层演示实验 (27)

实验四塔板水力学性质演示实验 (29)

第三篇验证型实验 (31)

实验一流体流型的观察与测定 (31)

实验二流体流动阻力的测定 (33)

实验三离心泵特性曲线的测定 (39)

实验四过滤常数的测定 (44)

实验五传热系数的测定 (48)

实验六填料吸收塔流体力学性能的测定 (51)

实验七填料吸收塔体积传质系数的测定 (53)

实验八板式塔精馏实验 (56)

实验九干燥实验 (60)

第四篇综合型实验 (63)

实验一无机膜分离实验 (63)

实验二离心泵计算机采集及自动控制实验 (67)

实验三微粉的粒度分级及粒度测定 (70)

第一篇实验基础知识

第一节学生实验守则

1、遵守纪律不迟到不早退，在实验室内保持安静，不大声谈笑，遵守实验室的一切规章制度，听从教师指导。

2、实验前要认真预习，作好预习报告，经教师提问通过后，方可准予参加实验。

3、实验时要严格遵守仪器、设备、电路的操作规程，不得擅自变更，操作前须经教师检查同意后方可接通电路和开车，操作中仔细观察，如实记录实验现象和数据。仪器设备发生故障严禁擅自处理，应立即报告教师。

4、实验后根据原始实验数据记录，处理数据、分析问题及时作好实验报告。

5、爱护仪器、注意安全、水，电，煤气，药品要节约使用。

6、保持实验室整洁，废品，废物丢入垃圾箱内。

7、实验完毕记录数据须经教师审查签字，做好实验室的清洁工作，恢复仪器设备原状，关好门窗，和检查水，电，气源是否关好，方可离开实验室。

第二节实验教学目的

化工原理实验教学的目的主要有以下几点：

1．巩固和深化理论知识

在学习化工原理课程的基础上，进一步了解和理解一些比较典型的已被或将被广泛应用的化工过程与设备的原理和操作，巩固和深化化工原理的理论知识。

2．提供一个理论联系实际的机会

将所学的化工原理等化学化工的理论知识去解决实验中遇到的各种实际问题，同时学习在化工领域内如何通过实验获得新的知识和信息。

3．培养学生从事科学实验的能力

实验能力主要包括：①为了完成一定的研究课题，设计实验方案的能力；②进行实验，观察和分析实验现象的能力和解决实验问题的能力；③正确选择和使用测量仪表的能力；④利用实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力；⑤运用文字表达技术报告的能力等。学生只有通过一定数量的实验训练，才能掌握各种实验技能，为将来从事科学研究和解决工程实际问题打好坚实的基础。

4．培养科学的思维方法、严谨的科学态度和良好的科学作风，提高自身素质水平。

5．随着科技的发展，不断引进新的化工技术和实验技术，开阔眼界，启发创新意识。

第三节实验的特点

本课程内容强调实践性和工程观念，并将能力和素质培养贯穿于实验课的全过程。围绕《化工原理》课程中的基本理论，开设有演示型、验证型和综合型实验，培养学生掌握实验研究方法，训练其独立思考、综合分析问题和解决问题的能力。

部分实验设备采用计算机在线数据采集与控制系统，引入先进的测试手段和数据处理技术；实验室开放，除完成实验教学基本内容外，可为对化工原理实验感兴趣的同学提供实验场所，培养学生的科研能力和创新精神。

本课程的部分实验报告采用小论文形式撰写，这类实验报告的撰写是提高学生写作能力、综合应用知识能力和科研能力的一个重要手段，可为毕业论文环节和今后工作所需的科学研究和科学论文的撰写打下坚实的基础。

第四节实验教学内容与方法

1.化工原理实验教学内容

化工原理实验教学内容主要包括实验理论教学、计算机仿真实验和典型的单元操作实验三大部分。

（1）实验理论教学

主要讲述化工原理实验教学的目的、要求和方法；化工原理实验的特点；化工原理实验的研究方法；实验数据的误差分析；实验数据的处理方法；与化工原理实验有关的计算机数据采集与控制基本知识等。

（2）计算机仿真实验

包括仿真运行、数据处理和实验测评三部分。

（3）典型单元操作实验

典型单元操作实验内容和地点如下表所示。

实验内容实验地点