化工原理实验是化工原理系列课程教学中的一个重要环节,是化工、制药、环境等理工科专业学生必修的一门专业技术课程。化工原理实验属于工程实验范畴,不同于一般基础理论课程的实验,实验中所涉及的研究对象均是复杂的化工过程实际问题,因而在处理问题的方法上具有鲜明的工程特点。学生通过对化工原理实验课程的学习,可加深对化工原理理论课程所学基本原理的理解,同时还可培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
近年来,随着化工原理实践教学的不断深入,实验装置不断更新,教学手段不断提高,计算机在实验数据处理方面得到了广泛应用,虚拟仿真实验软件也越来越受到青睐。为适应当前应用型人才培养的需要,我们编写了本书。
本书对化工原理实验的基础知识进行了深入浅出的讲解,对化工原理实验中实验数据误差分析与处理、常用测量仪器仪表、常用管件和阀门以及化工原理实验数据的处理软件进行了详细的论述,着重介绍了基础实验部分和虚拟仿真实验部分,最后摘录了化工原理实验中可能用到的物性参数。本书基本涵盖了化工原理实验教学所需内容。
本书由俞俊、叶静、陈桂娥主编。上海应用技术大学化工原理教研室的教师参与了讨论并提出了宝贵意见。在此,对本书在编写过程中给予热心帮助和支持的教师表示衷心感谢。本书在编写过程中参考了国内出版的同类教学用书,在此也一并表示感谢和敬意。
由于编者自身学识水平有限,书中不妥之处在所难免,恳请读者批评指正,以助今后修订改进。
编者
2024年3月
第1章 化工原理实验基础知识 001
1.1 化工原理实验的特点和教学目的 001
1.1.1 化工原理实验的主要特点 001
1.1.2 化工原理实验的教学目的 002
1.2 化工原理实验的教学方法和内容 002
1.2.1 实验教学方法 002
1.2.2 实验教学内容 003
1.3 化工原理实验的教学要求 003
1.3.1 实验预习 003
1.3.2 实验操作 004
1.3.3 实验报告 004
1.4 实验安全与环保注意事项 005
1.4.1 实验室安全消防知识 006
1.4.2 实验室安全用电知识 006
1.4.3 危险品安全使用知识 007
1.4.4 高压钢瓶安全使用知识 007
第2章 实验数据误差分析与处理 009
2.1 有效数字与运算规律 009
2.1.1 有效数字 009
2.1.2 有效数字的运算规律 009
2.2 实验数据的误差分析 010
2.2.1 真值与平均值 010
2.2.2 误差的性质及分类 010
2.2.3 误差的表示方法 011
2.2.4 精确度与精密度 012
2.3 实验数据处理 012
2.3.1 列表法 012
2.3.2 图示法 013
2.3.3 方程表示法 016
第3章 化工原理实验常用测量仪器仪表 021
3.1 概述 021
3.2 流体压力(差)的测量 021
3.2.1 液柱式压差计 022
3.2.2 弹性式压力计 024
3.2.3 电气式压力计 026
3.2.4 测压仪表的选用 026
3.2.5 测压仪表的安装 028
3.3 流体流量的测量 028
3.3.1 速度式测量方法 028
3.3.2 容积式测量方法 031
3.3.3 质量式测量方法(质量流量计) 033
3.3.4 常用流量测量仪表的选用 033
3.4 流体温度的测量 035
3.4.1 接触式测温 035
3.4.2 非接触式测温 037
3.4.3 测温仪表的比较和选用 037
3.4.4 接触式测温仪表的安装 038
3.5 液体比重天平(韦氏天平) 039
3.5.1 液体比重天平的校正 040
3.5.2 液体比重天平的测量 040
3.6 液体密度计(比重计) 040
3.7 UV751GD紫外-可见分光光度计 041
3.7.1 测量原理 042
3.7.2 使用方法 042
3.8 智能仪表屏 043
第4章 化工原理实验常用的管件和阀门 045
4.1 化工原理实验常用的管件 045
4.2 化工原理实验常用的阀门 046
4.2.1 阀门的分类 047
4.2.2 常见的几种阀门 047
第5章 化工原理实验数据处理软件使用介绍 056
5.1 学生使用方法介绍 056
5.1.1 登录与注册 056
5.1.2 实验选择 057
5.1.3 实验原始数据输入与编辑 058
5.1.4 实验结果显示与保存 061
5.2 教师(管理员)使用方法介绍 063
5.2.1 登录 063
5.2.2 实验选择 064
5.2.3 实验数据查询与管理 064
5.2.4 系统管理 066
第6章 基础实验 068
实验1 雷诺实验 068
实验2 流体机械能转换实验 071
实验3 流体流动阻力的测定实验 076
实验4 离心泵特性曲线测定实验 080
实验5 过滤实验 085
实验6 蒸汽对空气间壁加热时对流传热系数的测定实验 090
实验7 填料吸收塔吸收总传质系数的测定实验(水吸收丙酮) 095
实验8 精馏实验 102
实验9 洞道干燥实验 108
实验10 板式塔流体力学性能实验 114
实验11 填料塔流体力学性能测定实验 118
实验12 振动筛板萃取实验 121
实验13 固体流态化实验 126
实验14 超滤膜浓缩表面活性剂实验 130
实验15 填料吸收塔吸收总传质系数的测定实验(水吸收CO2) 134
第7章 仿真实验 140
实验1 流体阻力测定实验 140
实验2 离心泵性能测定实验 143
实验3 恒压过滤综合实验 146
实验4 气气传热综合实验 149
实验5 精馏塔综合实验 152
实验6 二氧化碳吸收与解吸实验 156
实验7 干燥速率曲线测定实验 159
实验8 填料萃取塔实验 162
附录 166
附录1 水的物理性质 166
附录2 干空气的物理性质(101.3kPa) 167
附录3 饱和水蒸气的物理性质 167
附录4 乙醇-水溶液的相关性质 168
附录5 丙酮在水与空气中的相平衡数据 175
参考文献 176