本书是以应用型本科为主导,通过多年的教学实践和积极探索,为满足化学工业对人才培养所提出的新要求而编写的化工原理实验教材。全书共7章,主要内容为绪论、化工原理实验研究方法、实验误差分析及有效数字、实验数据处理与设计方法、常用测量仪表与仪器、化工原理仿真实验和化工原理实验。
化工原理实验是一门工程实践性很强的课程,也是化工原理教学中一个重要的有机组成部分。随着化工原理教学实践和教学改革的不断深入,化工原理实验成为学习、掌握和应用这门课程必不可少的重要实践环节,学生可以在实验过程中更实际、更有效地学到更多的工程实验方面的原理和测试手段,它与理论教学、课程设计等教学环节构成了化工原理的课程体系,它作为食品、环境、化工与制药类专业的一门专业基础课,与工程实际密切相关,在专业人才培养方面起着非常重要的作用。
本书之成书,源自本校使用十多年的讲义,并对其中的内容进行多次的修改和完善,结合学校的定位,以应用型本科为主导,积极倡导和实践以学生自主学习为主,教师指导为辅的实验教学模式,从实验方案、实验流程、实验步骤、主要参数测定、数据记录和处理、实验结果讨论和课后思考题讨论等方面,有效地培养学生创造性思维和实践动手能力,通过多年的实践和积极探索,逐渐形成了以综合型、设计型、研究型为中心的实验教学方法,取得了良好的教学效果。本书内容包括:绪论、化工原理实验研究方法、实验误差分析及有效数字、实验数据处理与设计方法、常用测量仪表与仪器、化工原理仿真实验、化工原理实验等内容,突出培养学生的工程意识和能力。本书可作为高等学校化工原理实验课程的教材,适用于化学工程、应用化学、生物工程、食品工程、环境工程和材料工程等相关专业。
本书由陈秀宇执笔主编,杨金杯作了修改,化工原理实验教研组的陈文韬、余美琼、陈国奋等也参加了本书的编写讨论。本书承蒙福州大学叶长燊教授审稿,并提出宝贵的意见。在此,对在本书编写过程中给予热心帮助和支持的老师,表示深切的谢意。
本书的编写参考了国内出版的多个版本的《化工原理实验》教材(具体见书后参考文献),在此对相关作者表示衷心的感谢和敬意。由于编者的学识和水平有限,书中可能存在不当之处,敬请大家批评指正。
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 化工原理实验的教学目的
1.3 化工原理实验的特点
1.4 化工原理实验的教学内容与方法
1.4.1 教学内容
1.4.2 教学方法
1.5 化工原理实验的要求
1.5.1 实验前预习
1.5.2 实验操作
1.5.3 实验数据的测定、分割、记录和整理
1.6 实验报告的撰写与要求
1.7 化工原理实验室安全知识
1.7.1 防火
1.7.2 用电
1.7.3 高压钢瓶的安全使用
1.8 化工原理实验室守则
第2章 化工原理实验研究方法
2.1 直接实验法
2.2 量纲分析法
2.2.1 基本概念
2.2.2 定理
2.2.3 量纲分析法步骤
2.2.4 量纲分析法举例说明一一流体流动阻力
2.2.5 量纲分析法应注意的问题
2.3 数学模型法
2.3.1 建立数学模型的主要步骤
2.3.2 数学模型法举例
2.3.3 数学模型法和量纲分析法的比较
第3章 实验误差分析及有效数字
3.1 误差的基本概念
3.1.1 真值与平均值
3.1.2 误差的分类
3.1.3 精密度、正确度和精确度(准确度)
3.1.4 误差的表示方法
3.1.5 误差的处理方法
3.1.6 仪表的精确度和误差估算
3.2 误差的基本性质
3.2.1 误差的正态分布
3.2.2 测量集合的最佳值
3.2.3 有限测量次数中标准误差,的计算
3.2.4 可疑观测值的舍弃
3.2.5 函数误差
3.2.6 误差分析应用
3.3 有效数字及运算法则
3.3.1 有效数字
3.3.2 有效数字的运算规则
第4章 实验数据处理与设计方法
4.1 实验数据处理
4.1.1 列表法
4.1.2 图示法
4.1.3 数学方程式表示法
4.2 正交实验设计方法
4.2.1 概述
4.2.2 正交实验设计方法的特点
4.2.3 正交表
4.2.4 正交表的表头设计
4.2.5 正交实验的结果分析方法
4.2.6 正交实验方法的应用举例
4.3 Origin在化工原理实验数据处理中的应用
第5章 常用测量仪表与仪器
5.1 压力测量
5.1.1 液柱式压差计
5.1.2 弹性式压差计
5.1.3 电气式压差计
5.1.4 流体压力测量中的技术要点
5.2 流量测量
5.2.1 孔板流量计
5.2.2 转子流量计
5.2.3 涡轮流量计
5.2.4 电磁流量计
5.2.5 湿式流量计
5.2.6 流量测量仪表的应用及安装性能比较
5.3 温度测量
5.3.1 热膨胀式温度计
5.3.2 压力式温度计
5.3.3 热电偶温度计
5.3.4 热电阻温度计
5.3.5 测温元件的安装
5.3.6 常用温度计的选用和比较
5.4 实验室常用阀门
5.4.1 阀门的分类
5.4.2 阀门的代码
5.4.3 典型阀门
5.5 实验室常用测试仪器
5.5.1 液体比重天平使用说明
5.5.2 阿贝折射仪的使用方法
5.5.3 液体密度计的使用说明
5.5.4 气相色谱仪的使用
5.6 计算机数据采集与控制
5.6.1 概述
5.6.2 计算机数据采集和控制的原理及构成
5.6.3 智能仪表
5.6.4 变频器
第6章 化工原理仿真实验
6.1 流体流动阻力实验
6.2 离心泵特性曲线测定实验
6.3 恒压过滤实验
6.4 气一汽传热实验
6.5 填料吸收实验
6.6 筛板精馏塔实验
6.7 洞道干燥实验
6.8 化工原理实验数据处理软件使用简介
6.8.1 学生使用方法介绍
6.8.2 教师(管理员)使用手册
第7章 化工原理实验
7.1 流体流动阻力的测定
7.2 离心泵特性曲线测定
7.3 板框压滤机过滤常数的测定
7.4 空气一蒸汽对流传热系数测定
7.5 筛板精馏塔实验
7.6 填料塔吸收传质系数的测定
7.7 洞道式干燥实验
7.8 膜分离实验
7.9 演示实验一一流体流动形态(雷诺)实验
附录
附录1 水的物理性质
附录2 饱和水蒸气表(按温度排列)
附录3 干空气的物理性质(101.3 kPa)
附录4 乙醇水溶液的物理性质
附表4-1 101.3 kPa下乙醇一水的气液平衡数据
附表4-2 乙醇水溶液的比定压热容cp
附表4-3 乙醇水溶液的汽化潜热r
附表4-4 乙醇水溶液相对密度(20℃)与质量分数的关系
主要参考文献