《环境工程原理实验》

环境工程原理实验指导,华中农业大学资源与环境学院指导教师：周文兵朱端卫,绪论,一、教材及参考资料二、本课程的目的、要求三、授课方式与考察方式四、学时分配与实验内容五、实验课纪律六、实验报告的撰写七、实验安全须知,一、教材及参考资料,教材：化工原理，王志魁编著，第3版，2005年1月，化学工业出版社参考资料：1.环境工程原理，胡洪营，张旭，黄霞，王伟合编，2005年8月，第1版，高等教育出版社2.化工原理素材库光盘，北京东方仿真控制技术有限公司，2005年11月,绪论,二、本课程的目的、要求,目的：通过这门课程的学习，应对环境工程中主要单元操作的原理和设备构造原理和功能有深刻理解，为本课程理论课的学习，进而为后续专业课的学习打下良好的基础。培养学生的工程素质，和分析问题、解决问题的独立工作能力。要求：通过实验观摩，熟悉环境工程中主要单元操作的基本原理，掌握典型设备的构造原理和功能，能解释三类单元操作中各种相关现象。,绪论,三、本课程的授课方式与考察方式,授课方式主要通过问题解答的方式开展教学，即围绕重要设备模型设置问题，请学生思考及回答后，教师作要点讲解，阐明有关过程原理和设备构造原理，并请学生进一步提出问题或教师再提问让学生回答来加深对有关原理的理解。考察方式主要通过学生的到课率（迟到、旷课情况）和回答问题情况综合考察学生成绩，实验课成绩占课程总成绩的10%。,绪论,绪论,四、学时分配与实验内容,学时分配：每次实验2学时，共6学时。本课程理论课计划学时为66学时，课程总学时为72学时。,实验内容：实验一流体流动及输送设备、管件实验二传热过程及换热器设备实验三传质过程主要单元操作及设备,绪论,五、实验课纪律,1.遵守实验室的一切规章制度，按时上课。2.注意安全是实验的基本要求。在实验前，了解实验室一些仪器设备使用方法及安全操作规程。3.认真预习有关实验内容，明确试验目的和要求，了解实验的基本原理、内容和方法，牢记操作中的注意事项。4.在老师提问、讲解过程中应注意细心观察和及时作简要记录。,绪论,五、实验课纪律,5.实验中应保持安静和遵守秩序，思想要集中，操作认真，不得擅自离开。6.爱护公物、仪器，注意节约水、电。7.保持实验室整洁，做到台面，地面，水槽，仪器干净，仪器放置整齐有序，以免损坏。使用过的仪器整理复原。实验完毕应把试验台整理干净，关好水电等。,绪论,六、实验报告的撰写,（一）实验报告的内容：1.实验目的和要求2.主要设备及试材3.按实验讲义逐一回答实验相关问题4.讨论实验中存在的问题,绪论,六、实验报告的撰写,（二）关于回答问题：实验相关问题的回答是本课程实验报告的主要内容，要求独立、认真完成。仔细观察和思考，结合老师的讲解和根据原理要点回答问题，并要求画出重要设备/装置简图，以供老师在评阅实验报告后集中评讲。,绪论,七、实验安全须知,本实验主要特点是结合环境工程相关单元操作的典型设备的来解释单元操作的基本原理，同时掌握主要设备的构造原理和功能。涉及到的主要对象是设备的模型，这些模型一般是按照实物设备按比例缩小的，材质主要是有机玻璃，每一设备的各部分之间一般是用胶粘接，在搬动时，一定要轻拿轻放，以免脱落或损坏。部分需通电演示的设备须由老师先演示，在通电前一定要检查电线是否完好，防止电线裸露或潮湿现象，加水演示的设备，如潜水泵，更要特别注意。,实验一流体流动及输送设备、管件,一、目的要求二、主要设备及试材三、典型设备的工作原理及结构特点,一、目的要求,1、掌握流体静力学、流体流动过程中的相关原理；2、常用仪表、管件和设备的结构、工作方式和原理；3、掌握液体输送设备离心泵的结构和使用中要注意的问题；4、了解沉降、旋风（液）分离、过滤、离心等流体动力过程的典型设备和工作方式。,实验一流体流动及输送设备、管件,二、主要设备及试材,本实验对象是流体流动及输送设备、管件模型。主要模型有：微差压差计、柏努利方程式的推导、流体在圆管内分层流动示意、雷诺实验装置、孔板流量计、转子流量计、离心泵装置示意、离心泵的三种叶轮、离心泵的安装高度、几种常见阀门（闸阀、截止阀）、往复泵、齿轮泵、多层降层室、旋风分离器、旋液分离器、板框压滤机、转筒真空过滤机、三足式离心机、卧式刮刀卸料离心机、活塞推料离心机、螺旋卸料离心机、文丘里洗涤器、静电除尘器。,实验一流体流动及输送设备、管件,三、典型设备的工作原理及结构特点,重要模型有微差压差计、孔板流量计、转子流量计、离心泵的安装高度、闸阀、截止阀、旋风分离器、旋液分离器、板框压滤机，主要要求回答如下几个问题：1.微差压差计的结构特点、工作原理、对两种工作液体和扩大室的要求是什么？2.孔板流量计和转子流量计在原理和结构特点上的差异。3.闸阀和截止阀各有何优缺点？,实验一流体流动及输送设备、管件,微差压差计,孔板流量计,转子流量计,闸阀和截止阀,多层降层室,文丘里洗涤器,三、典型设备的工作原理及结构特点,4.离心泵的叶轮上为何要使用后弯叶片？5.离心泵的允许安装高度受哪些因素的影响？6.旋风分离器和旋液分离器在结构上有何差异，为什么？7.板框压滤机工作时过滤和洗涤有何不同？为什么说采用横穿洗涤法时的洗涤速率是过滤终了时过滤速率的1/4？,实验一流体流动及输送设备、管件,离心泵,离心泵的叶轮,离心泵的安装高度,旋风分离器与旋液分离器,板框压滤机,板框压滤机的板与框,实验二传热过程及换热器设备,一、目的要求二、主要设备及试材三、典型设备的工作原理及结构特点,一、目的要求,1、了解传热过程的不同方式，换热器的主要类别划分；2、掌握不同换热器的主要特点(优缺点)，重点掌握列管式换热器的热补偿方式、列管式换热器的主要性能参数；3、了解多效蒸发流程的不同加料方式及其各适合场合。,实验二传热过程及换热器设备,二、主要设备及试材,本次实验对象是传热过程及换热器设备模型。主要模型有：套管式换热器、双程列管式换热器、夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器、有补偿圈的固定管板式换热器、螺旋板式换热器、翅片式换热器、列文蒸发器、升膜式蒸发器、并流加料三效蒸发流程、逆流加料三效蒸发流程、平流加料三效蒸发流程。,实验二传热过程及换热器设备,三、典型设备的工作原理及结构特点,重点讲解模型有双层列管式换热器、有补偿圈的固定管板式换热器、螺旋板式换热器、翅片式换热器、逆流加料三效蒸发流程，主要围绕如下几个问题开展讲解：1.换热器按不同方式分类的各自类别。2.列管式换热器的主要优点有哪些？什么是管层、壳层？,实验二传热过程及换热器设备,套管式,夹套式,沉浸式蛇管,喷淋式蛇管,翅片式,双程列管式,单程列管式,换热器的类型,三、典型设备的工作原理及结构特点,3.列管式换热器的热补偿有哪几种方式？4.螺旋板式换热器中两种流体的换热方式如何？能实现严格逆流的换热器有哪三种？5.三种不同的加料方式的多效蒸发流程各适合于哪一种场合？,实验二传热过程及换热器设备,三种不同的加料方式的三效蒸发流程,实验三传质过程主要单元操作及设备,一、目的要求二、主要设备及试材三、典型设备的工作原理及结构特点,一、目的要求,1、了解传质过程中主要单元操作；2、了解不同蒸馏方式在原理、设备、适用场合上的差异，掌握连续精馏操作的原理、设备和主要特点；3、了解不同塔板类别在结构特点(优缺点)、适用场合上的差异，了解不同填料的类型和特点；4、了解萃取、干燥等常见传质单元操作的典型设备和工作特点。,实验三传质过程主要单元操作及设备,二、主要设备及试材,本次实验对象是传质过程主要单元操作设备模型。主要模型有：连续精馏装置流程、间歇精馏装置流程、精馏段和提馏段操作线方程式推导(示教板)、精馏塔的物料衡算、板式塔的典型结构、筛板操作示意、泡罩塔板及泡罩、F1型浮阀、溢流装置类型四种、填料塔、常用填料8种、填料支承装置两种、液体分布装置4种、蒸汽喷射式吸收器、POD离心萃取器、厢式干燥器、带式干燥器、气流干燥器、转筒干燥器、喷雾干燥器、常用的雾化器三种。,实验三传质过程主要单元操作及设备,三、典型设备的工作原理及结构特点,重点讲解模型有连续精馏装置流程、间歇精馏装置流程、板式塔的典型结构、筛板操作示意、泡罩塔板及泡罩、F1型浮阀、泡罩塔板及泡罩、F1型浮阀、溢流装置类型四种、填料塔、常用填料8种、POD离心萃取器、气流干燥器、转筒干燥器，主要围绕如下几个问题开展讲解：,实验三传质过程主要单元操作及设备,三、典型设备的工作原理及结构特点,1.连续精馏装置的流程，塔底再沸器和塔顶冷凝器的作用分别是什么？全塔温度分布如何？为什么一般有两到三个高低不同的进料位置？2.间歇精馏装置流程与连续精馏装置的流程的主要区别是什么？适用场合有何不同？3.泡罩塔板、浮阀塔板、筛孔塔板各自有何优缺点？,实验三传质过