《化工原理实验》教学大纲.doc

化工原理实验教学大纲课程编号：（与相关课程的编号相同）适用专业：过程装备与控制工程、 化学工程与工艺、生物工程课程类别：专业基础课实验类别：专业基础实验一、学时与学分1.课程总学时：过程装备与控制工程128； 化学工程与工艺144；生物工程80；2.课程总学分：过程装备与控制工程7.5；化学工程与工艺8；生物工程4.5；3.实验学时：过程装备与控制工程16；化学工程与工艺32；生物工程18；4.实验学分：过程装备与控制工程0.5；化学工程与工艺1；生物工程0.5；二、实验教学目标与基本要求1.实验的教学目标1.1深化理论知识学生对化工原理课程中所讲授的理论、概念或公式的理解往往是肤浅的，对于各种影响因素的认识还不深刻。通过实验可使学生对基本原理的理解、公式中各种参数的来源及使用范围有更加深刻的认识，从而帮助学生理解从书本上较难弄懂的概念。1.2培养学生从事实验研究的能力实验能力主要包括：为完成一定的研究课题，设计实验方案的能力；进行实验、观察和分析实验现象的能力；正确选择和使用测量仪表的能力；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；运用文字表达技术报告的能力。这些能力是进行科学研究的基础，学生只有通过一定数量的基础实验与综合练习，经过反复训练才能掌握各种实验能力，为实际工作中能独立设计新实验、从事科研与开发奠定坚实的基础。1.3培养学生实事求是、严肃认真的学习态度实验研究是实践性很强的工作，对实验者有较高的要求。化工原理实验课要求学生具有一丝不苟的工作作风和严肃认真的工作态度，从实验操作、现象观察到数据处理等各个环节都不能马虎。如果粗心大意、敷衍了事，轻则实验数据不好、得不出正确结论，重则造成设备或人身事故。2.实验的基本要求2.1实验前的预习学生实验前必须认真预习实验指导书，清楚了解实验目的、要求、原理及实验步骤，经指导教师提问检查后方可进行实验。2.2实验中的操作训练实验操作是动手动脑的重要过程，学生一定要严格执行实验操作规程。调试时要求细心平稳；仔细观察实验过程中的现象、仪表读数的变化；实验数据要记录在表格内，并注明单位、条件；实验现象要尽量详细记录在记录本内，对有些当时不能理解的实验现象，应重复实验并如实记录，待实验结束经过思考后，提出自己的看法或结论。学生应在试验中注意培养自己严谨的科学作风，养成良好的作风。2.3实验后的总结实验总结是以实验报告的形式完成的。要求学生用准确的科学数据、图表和观点来书写实验报告；实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验流程、操作步骤、数据处理、实验结论及问题讨论。实验报告是考核实验成绩的主要方面，应认真对待。三、内容简介1.流体流动阻力测定实验掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法；测定湍流状态不同（/d）条件下直管段的摩擦阻力系数及突然扩大和管道截止阀、球阀的局部阻力系数；测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数；验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。2.离心泵性能测定试验了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法；测定某一固定转速下离心泵的特性曲线并确定泵的最佳工作范围；测定某一阀门开度下管路的特性曲线，观察气蚀现象；熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法；测定孔板流量计的孔流系数。3.板框及动态过滤实验测定板框压滤机的恒压过滤的过滤常数K、qe和e及压缩性指数s；测定动态过滤情况下，不同固含率、流速、操作压力等对过滤速率的影响。4.传热膜系数测定实验掌握传热膜系数和总传热系数K的测定方法；观察蒸汽冷凝状态；通过实验掌握确定传热准数关联式中各参数的方法；通过加入静态混合器实验提高对准数关系式的理解，并分析影响的因素；了解工程上进行强化传热的措施。5.氧解吸实验了解填料塔的结构及操作，了解吸收操作的基本流程和操作方法；观察填料塔内气液接触情况及液泛现象；测定干、湿填料层压降与气速的关系，了解各种因素对流体力学性能的影响及测定流体力学性能的意义；测定液相体积总传质系数，确定填料塔的传质单元高度和传质单元数。6.精馏实验熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法；了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况；测定全回流条件时的全塔效率及单板效率；测定部分回流条件下的全塔效率；测定全塔的浓度（或温度）分布。7.萃取实验萃取实验体系为水-煤油-苯甲酸，测定不同轻、重相流率、不同搅拌转速对传质系数的影响。8.流化床干燥实验了解流化床干燥器的基本流程及操作方法；测定干燥器的流化曲线；测定物料的干燥特性曲线和干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数KH及降速阶段的比例系数KX；测定系统的压降分布。四、实验设备及器材配置实验设备：流体流动阻力测定实验装置、离心泵性能测定实验装置、板框及动态过滤实验装置、传热膜系数测定实验装置、流化床干燥实验装置、氧解吸实验装置、精馏实验装置、萃取实验装置。器材配置：超级恒温水浴锅、阿贝折射仪、磁力搅拌器、溶氧仪、电子天平等。五、实验项目一览适用专业、年级1. 化学工程与工艺专业081101三年级2. 过程装备与控制工程专业080304三年级3.生物工程专业081801二年级4XXX专业XX年级5XXX专业XX年级总学时/实验学时144/32128/1680/18序号实验项目名称实验内容提要学时实验要求实验类型每组人数面向专业编号备注1流体流动阻力的测定实验测定湍流状态不同（/d）条件下直管段的摩擦阻力系数及突然扩大和管道截止阀、球阀的局部阻力系数；测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数。4必做综合型3-5081101080304081801081801选做学有余力的学生选做内容：测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数。2离心泵性能测定试验测定离心泵的特性曲线；测定管路特性曲线；熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法；测定孔板流量计的孔流系数。4必做综合型3-5081101080304081801080304；081801选做学有余力的学生选做内容：测定孔板流量计的孔流系数。3板框及动态过滤实验测定板框压滤机的恒压过滤的过滤常数K、qe和e及压缩性指数s；测定动态过滤情况下，不同固含率、流速、操作压力等对过滤速率的影响4必做综合型3-5081101080304080304选做4传热膜系数测定实验掌握传热膜系数和总传热系数K的测定方法；通过加入静态混合器实验提高对准数关系式的理解，并分析影响的因素；了解工程上强化传热措施。4必做综合型3-5081101080304081801学有余力的学生选做内容：换热管中空气流动阻力损失。5氧解吸实验观察填料塔内气液接触情况及液泛现象；测定填料塔的流体力学性能；测定液相体积总传质系数，确定填料塔的传质单元高度和传质单元数。4必做综合型3-50811010803040818016精馏实验解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况；测定全回流条件时的全塔效率及单板效率；测定部分回流条件下的全塔效率；测定全塔的浓度（或温度）分布。4必做综合型3-5081101080304081801学有余力的学生选做内容：测定塔釜再沸器的沸腾给热系数；测定回流比变化对精馏过程的影响。7转盘塔萃取实验萃取实验体系为水-煤油-苯甲酸，测定不同轻、重相流率、不同搅拌转速对传质系数的影响。4必做综合型3-5081101080304080304选做8流化床干燥实验测定干燥器的流化曲线；测定物料的干燥特性曲线和干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数KH及降速阶段的比例系数KX；测定系统的压降分布。4必做综合型3-5081101080304080304选做；学有余力的学生选做内容：测定加热器的对流传热膜系数，测定风机的特性曲线。注：开始做实验前安排2学时讲授实验绪论及数据处理