化工原理实验讲稿

1、生命科学与工程学院本科实验项目实验项目名称  喷雾干燥实验所属课程化工原理实验所适专业 制药工程专业带课教师 李凤实验要求 必修关键词 喷雾干燥 干燥条件 实验类型.基础性验证实验 所用主要仪器设备喷雾干燥设备实验学时4是否特色 否实验2 喷雾干燥实验2.1 实验目的1、 掌握喷雾干燥器的结构、操作、控制和调整2、 观察物料的实际喷雾干燥过程3、 测定喷雾干燥中的各种参数4、 掌握根据物料的特性选择合适喷雾干燥工艺条件，获得合格产品的方法2.2 实验原理 喷雾干燥是用雾化器将料液分散成雾滴，与热空气等干燥介质直接接触，使水分迅速蒸发的

2、干燥方法。料液可以是溶液、乳状液、悬浮液或者糊状物等。喷雾干燥设备主要由雾化器、干燥室、产品回收系统、供料及热风系统等部组成。雾化器的作用是将物料喷洒成直径1060mm的细滴，从而获得很大的液化表面。常用的雾化器有压力喷嘴、离心转盘、气流式喷嘴。干燥室的基本要求是提供有利的气液接触，使液滴在到达器壁之前已经获得相当程度的干燥，同时使物料与高温气流的接触时间不致过长。因此，离心转盘造成的雾距范围大，干燥室的高径比则应较小。反之，压力喷嘴则须采用高径比很大的柱形干燥室。总的来说，喷雾干燥设备的设备尺寸，能量消耗多。但由于物料停留时间很短，适用于热敏物料的干燥，且可省去溶液的蒸发、结晶等工序，由液态

3、直接加工为固体成品。2.3 材料与仪器材料：纯牛奶 主要仪器：喷雾干燥设备。 2.4实验方案牛奶采用喷雾干燥得奶粉。检测点及测定方法测定的数据有：空气进出口温度，产物含水率，产物粒度。物料含水率：烘干称重法产物粒度：显微镜。 2.5 操作与结果1、 检查喷头及管件连接是否正确、密封。2、 接通电源（指示灯亮）。3、 根据需要设定空气进口温度、出口温度。4、 打开鼓风机开关（调至所需的风速）。5、 打开加热开关。6、 当温度达到设定温度时，开始进料。7、 先进少量的清洁水，然后再进料。8、 调节进料速度和热风进口温度获得合格的产品。9、 观察雾化和喷雾干燥的过程。10、物料处理完毕，加适量清洁水

4、洗涤离心喷雾喷头。11、当干燥结束时，关闭喷雾干燥器的操作应逆向进行。12、当仪器冷却后，取下接受瓶。13、测定各样品水分含量。14、彻底清洗设备和管道。实验项目名称  材料粉碎及产品粒度测定所属课程化工原理实验所适专业 制药工程专业带课教师 李凤实验要求 必修关键词粉碎 粒度 实验类型.综合与设计性 所用主要仪器设备粉碎机，泰勒标准筛，分析天平，显微镜实验学时4是否特色 是实验3 材料粉碎及产品粒度测定 3.1 实验目的5、 了解粉碎与筛分的过程6、 掌握粉碎粒度的测定法和平均粒度的求法7、 通过测量求得颗粒的累积分布和频率分布8、 粉体性质

5、的相关研究3.2 实验原理物料粉碎后，通过筛分的方法对颗粒进行分级，分析统计颗粒的粒度分布。并设计一种方法对粉体的性质进行研究。（自己添加自己参考文献设计的粉体性质研究方法原理）3.3 实验设计(1)粉碎采用实验用高速粉碎机。(2)粒度分布分析采用筛分法。(3)粉体性质研究自己设计。查阅文献测定（1）颗粒的密度（2）颗粒的散粒性或者黏附性（3）平均粒径。3.4 材料、试剂与仪器材料：谷物、粉状食物、调味料等仪器：分析天平、粉碎机、泰勒标准筛。3.5 实验主要方法操作1、 将试验原料在干燥箱中进行干燥，使水份含量小于10%。2、 用感量天平称取试样100克/组。3、 用粉碎机将试样原料粉碎。4、

6、 用泰勒标准筛将试样进行筛离，并记录筛上物的粒度范围，求出每个筛上物的平均粒度。5、 用感量天平称好筛上分物的重量，并作好记录。6、 求粉碎物的质量累积布和频率分布。7、 求粉碎物料的平均粒度。3.6 实验结果记录 材料粉碎及产品粒度测定原始数据记录表 筛号内容第一筛第二筛第三筛第二筛第四筛第五筛筛孔径（mm）筛上物重量（g）筛上物质量分率xi筛上物质量累积分率平均粒度(mm)粉体性质研究记录表格自己根据设计方法另行设计3.7 实验结果分析与解释1、 画出颗粒的频率分布曲线和累积分布曲线。2、 计算颗粒的平均粒度。参考文献1 作者.论文标题J.杂志名称，2003，26（3）：8890.（年、卷

7、、期 页码）实验项目名称  黏度测定实验所属课程化工原理实验所适专业 制药工程专业带课教师 李凤实验要求 必修关键词 黏度 数显式黏度计 实验类型.基础性验证实验 所用主要仪器设备旋转式黏度计NDJ-9S，NDJ-79实验学时4是否特色 否实验4 黏度测定实验4.1 实验目的掌握中高粘度和低黏度流体的黏度测定方法了解不同物料的黏度大小测定不同物料的黏度学习数据处理的基本方法。4.2 实验原理 同步电机以稳定的速度旋转带动电机传感器片，再通过游丝带动与之连接的游丝传感器片、转轴及转子旋转。如果转子未受到液体阻力，上下二传感器片同速旋转，

8、保持在仪器“零”的位置上。反之，如果转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩与粘滞阻力抗衡，最后达到平衡。光电转换装置将上下传感器片相对平衡位置转换成计算机能识别的信息，经过计算机处理，最后输出显示被测液体的黏度值。4.3 材料、试剂与仪器材料：纯牛奶、酸奶，水、洗洁精、糖桨。主要仪器：旋转式黏度计NDJ-9S，NDJ-79，温度计4.4 操作与结果1、 接通电源：工作电压为： AC 220V 士 10 % , 50 Hz 2、 测定样品温度。 3、 联接器安装：联接器是一左旋滚花螺母，固定于电机同轴的端部。拆装时用专用托棒杆插人胶木圆盘上的小孔卡住电机轴。测定组则配有小勾，用于转子挂勾悬挂。

9、4、零点调整：接通电源使电机转动，此时指针一般在 5 格左右，然后调节主机左侧滚花螺钉（顺时针方向旋转）使指针向左边移动至零点，转动数分钟然后关机，此时指针不一定在零位是正常现象。再开机看指针是否回到零位，若稍有偏差，如上述方法调整到零位。至此，调零结束。 在测试过程中，检查零位时不可将转子挂在联结器上，但必须开启电机。一般情况下，零点正确后不必再调零。5、将被测液体缓缓注入测试容器中，使液面与测试容器锥形面下部边缘齐平，将转筒浸人液体，将测试容器放在仪器托架上，同时把转筒悬挂在仪器的联轴器上，此时转子应全部浸没于液体中，开启电机，此时转子旋转时可能伴有晃动，可前后左右移动托架上的测试容器，使

10、与转子（筒）同心，从而使指针稳定即可读数。黏度测定数据记录表格样品名称样品浓度样品温度（）黏度测定值1（mpa.s）黏度测定值2（mpa.s）黏度测定值3（mpa.s）黏度测定值4（mpa.s）黏度测定值5（mpa.s）4.5 实验结果分析与解释计算各种物料得平均黏度及测定的标准差。实验的体会和经验教训。附录 黏度计使用说明书亲爱的用户，在您启用NDJ-9S型数显黏度计前，请认真阅读本说明书，以利您正确使用本仪器，谢谢！一、特点用途NDJ-9S型数显黏度计是智能化的液体黏度测量仪器。在计算机的控制下，自动完成液体黏度的测量工作，结果由显示屏输出。本仪器具有结构小、工作稳定、抗干扰性能好、测量精

11、度高等特点。可用于测量液体的粘性阻力与液体的绝对黏度。广泛适用于油脂、油漆、塑料、食品、药物、胶粘剂、化妆品等各种流体的黏度。二、主要技术指标测量范围：0.01100Pa·S 注：1 Pa·S=1000m Pa·S转子转速：6r/min，12 r/min ,30r/min,60 r/min测量误差：±5%（牛顿液体）电 源：220±10V外型尺寸：308×300×450mm净 重：2600g三、结构原理：1、如图1所示，同步电机以稳定的速度旋转带动电机传感器片，再通过游丝带动与之连接的游丝传感器片、转轴及转子旋转。如果转子未

12、受到液体阻力，上下二传感器片同速旋转，保持在仪器“零”的位置上。反之，如果转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩与粘滞阻力抗衡，最后达到平衡。光电转换装置将上下传感器片相对平衡位置转换成计算机能识别的信息，经过计算机处理，最后输出显示被测液体的黏度值。2、利用齿轮系统及离合器进行变速。由专用旋钮（见图2a）操作，分四档转速。根据测定需要选择。3、仪器配有14号四种转子（图3所示），可根据被测液体黏度的高低连同转速配合选用。4、保护架（见图2a）是为稳定测量和保护转子用。使用保护架进行测定能取得较稳定的测量结果。5、仪器配有固定支架及升降机构（见图2a）。仪器必须固定在支架上方可测量。四、安装：

13、1、从包装箱中取出存放箱、支架和支柱等。2、将支柱旋入支架后部之螺旋孔中，并将支柱上的齿型面面向支架正前方。用扳手将六角螺母拧紧，防止支柱转动。3、转动升降夹头旋钮，检查升降夹头的灵活性和自锁性，发现过松或过紧现象可用内六角螺钉扳手调正夹头松紧螺钉，使能上下升降，偏紧为宜，以防装上仪器后，产生下落情况。4、打开存放箱，取出黏度计，将黏度计安装在升降夹头上，用手柄固定螺钉拧紧，然后取下套在黏度计转轴上的黄色护套。5、调节支架两端的水平调整螺钉，保持仪器水平。五、操作说明1、准备被测液体请将置于直径不小于70mm的烧杯或直筒形容器中，准地控制被测液体的温度。2、将保护架安装在仪器上（向右旋入装上，

14、向左旋出卸下）3、安装转子将选配好的转子旋入连接螺杆（向左旋入装上，向右旋出卸下）。旋转升降旋钮，使仪器缓慢地下降，转子逐渐浸入被测液体中，直至液体的表面与转子的液面线相平为止（尽量居中）。再次调整仪器的水平。4、本仪器有四档不同的转速：分别为60 r/min 、30r/min、12 r/min 、6r/min。在仪器的左侧装有一个变速执手，上面刻有各档转速的数字。旋转变速执手，使表示各档转速的数字向上，可切换60 r/min 、30r/min、12 r/min 、6r/min四档不同的转速。上述工作完毕，请再次接通电源，打开电机电源开关（图2b）所示，显示屏即显示本仪器的型号ND-9。5、测

15、量（1）键盘说明（图4）S转子键代号R转速键代号搜索键%-百分比键黏度键RUN运行键AC复位键AUTOZERO用户不作使用（2）将有关参数键入计算机a.输入当前仪器使用的转子代号。请先按面板上S键，释放后，显示器即显示S。然后按搜索键，如果按住不放，显示器将循环显示：S1S2S3S4（S1、S2、S3、S4分别是14#转子的代号），如果您现在选用1#转子进行测量，只要在显示S1时松手即可。其他类推b.将目前电机运转的速度输入计算机。请先按面板上R键，放手后，显示R。然后按搜索键，如果按住不放，显示器则循环显示：R60R30R12R6（R60、R30、R12、R6分别表示电机为60 r/min

16、、30r/min、12 r/min 、6r/min时的转速）。假如您的仪器当前运转在60r/min时，只要在显示器循环显示在R60时松手即可。其他类推。若输入有错，应按上述操作方法即予更正。（3）在确定转子号及转速已经键入计算机后，按RUN键，仪器进行测量工作。在整个测量过程中，显示器一直显示0000。测量结束，显示器即显示被测液体的黏度值（单位Pa·S），同时亮黏度指示器。显示时间持续3秒钟，然后仪器进入等待测量状态，显示ND-9。在此期间，如果您按下%键，仪器立刻将本次被测液体的百分比读数告诉您。如果您按下键，则再次显示本次被测液体的黏度值，显示时间均为3秒钟。如果您按下RUN键

17、，仪器将进入下一次的测量工作，重复前次测量过程。这里需要说明一点，当您在操作上述键（%、RUN）时，务必等到显示ND-9后进行。另外，若RUN键后，显示器显示S00，说明未输入转子号；若显示R00，则表示转速未键入，只要即时将上述二参数补上，仪器就可以进行测量。（4）符号“H”为超量显示。当您在测量中看见屏幕显示此符号时，请变换转子或转速重新测量。（5）在测量中，如遇到停电，操作错误及其他原因引起计算机不能正常运行，或者您想中途终止某次测量，可以使用AC键，重新接通。重复开机后操作即可。六、量程、转子和转速的选择1、请您先估计被测液体的黏度范围，然后根据量程表选择适当的转子和转速。如测定约30

18、00mPa·S左右的液体可选用下列配合：2号转子6r/m 或3号转子.30r/m2、当您估计不出被测液体的黏度时，应假定为较高的黏度。可试用由小到大的转子和由低到高的转速。原则是高黏度液体选用小转子，低转速，低黏度的液体选用大转子和高转速。3、测量上限值转速r/m6030126转子110020050010002500100025005000320004000100002000041000020000500001000004、推荐测量范围20%90%。此为游丝最佳工作范围。七注意事项1、本仪器适合在常温环境下使用。2、仪器必须在指定频率和电压允许差范围内测定，否则会影响测量精度。3、利

19、用支架固定仪器测定，应保持仪器稳定和水平。4、装卸时应将连接螺杆微微提起操作，以免损坏轴尖。不要用力过大，不要使转子横向受力，以免转子弯曲。5、装上转子后，不得将仪器侧放或倒放。6、必须要在电机运转时变换转速。7、连接螺杆和转子连接端面及螺纹处应保持清洁，否则将影响转子的正确连接及转动时的稳定性。8、仪器升降时应用手托住仪器，防止仪器坠落。9、转子每次使用完毕要及时清洗（不得在仪器上进行清洗）。清洗后请正确放入转子架中。10、不得随意拆动调整仪器零件，不要自行加注润滑油。11、仪器搬动或运输前应将黄色包装套圈托起连接螺杆然后把螺钉拧紧，放入箱内。12、悬浊液、乳浊液、高聚物及其他高黏度液体中很

20、多都是非牛顿液体，它的测定应规定转子、转速和时间13、做到下列各点能测得较精确的数值：a.精确的控制被测液体的温度。b.将转子浸入液体保持足够长的时间，使二者温度平衡。c.测定时尽可能将转子置于容器中心。d.保证液体的均匀性。e.浸入液体中的转子表面应无气泡。f.变换转子或转速使百分比读数偏高些。g使用保护架进行测定。.h.保证转子的清洁。i.测较低年度的液体时选用1号转子。本产品执行企业标准：Q/YXLQ系列黏度计。实验项目名称  流体流动阻力损失测定所属课程化工原理实验所适专业 制药工程专业带课教师 李凤实验要求 必修关键词 流体流动、阻力

21、损失实验类型.基础性验证实验 所用主要仪器设备 实验学时4是否特色 否实验五 流体流动阻力损失测定实验2.1 实验目的1掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。 2测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，将所得的Re方程与公认经验关系比较。 3测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数。 4学会压差计和流量计的使用方法。5观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。2.2 实验原理 流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能，这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。 1沿

22、程阻力 流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即 影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通过实验研究其规律。为了减少实验工作量，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方法将各变量综合成准数关联式。根据因次分析，影响阻力损失的因素有， (1)流体性质：密度，粘度； (2)管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度； (3)流动条件：流速。 可表示为： 组合成如下的无因次式： 令 则式中，压降 Pahf直管阻力损失 J/kg，流体密度kg/m3直管摩擦系数，无因次l直管长度 md直管内径 mu流体流速，由实验测定 m/s称为直管摩擦系数。滞流

23、(层流)时，64Re；湍流时是雷诺准数Re和相对粗糙度的函数，须由实验确定.2局部阻力 局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 当量长度法 流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相当管径长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le表示。这样，就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时可将管路中的直骨长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算，如管路中直管长度为乙各种局部阻力的当量长度之和为 ，则流体在管路中流动时的总阻力损失 为 (36) 阻力系数法 流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路小的动能系数来表示，这种计算局部阻力的方法，称为阻力系数法。 即 式中，局部阻力系数，无因次； u在小截面管中流体的平均流速，ms。 由于管件两侧距测压孔问的直管长度很短引起的摩擦阻力与局部阻力相比，可以忽略不计。因此hf之值可应用柏努利方程由压差计读数求取。 2.3 材料与仪器仿真实验软件。2.4实验方案用自来水做实验材料。改变管路中的流量，测定相应的直管阻力和局部阻力压差。通过计算得到一系列的和以及相应的Re。检测点及测定方法测定的数据有：流量，直管和局部段压差，流体的温度，管径和管长。流量：