《化工原理实验化工》课程教学大纲

1、化工原理实验教学大纲（A）中级实验（化工原理实验）课程编码：课程英文译名：Experiment of Unit Operations课程类别：专业基础课开课对象：化学工程与工艺专业开课学期：第4、5学期学分：1.5学分 总学时：50学时 讲课：1学时 实验：49学时一、说 明【目的任务】化工原理是化学工程与工艺、制药工程、环境工程和生物工程等相关专业的一门必修工程类技术基础课程和主干课程，由化工原理理论课程和化工原理实验课程组成。化工原理实验是近化工类工科专业学生学习的第一门专业工程实验课程，是学习、掌握和运用化工基础知识必不可少的重要实践环节，化工原理实验教学是化工原理课程的一个十分重要的实

2、践性教学环节。化工原理实验与一般基础化学实验相比，工程特点非常明显，实验内容强调实践性和工程观念，并将能力和素质培养贯穿于实验课程的全过程，实验项目与生产过程的单元操作具有一一对应的关系。化工原理实验是近化工类专业高等教育必不可少的核心课程之一。本课程的教学目的是使学生在学习化工原理课程的基础上进一步了解和理解一些比较典型的、被广泛应用的化工单元过程及其设备的操作与管理，提供一个理论联系实际的机会。通过实验获得化工过程的感性认识，验证有关单元操作的基本概念、基本知识和基本理论。运用理论分析实验的结果，巩固和加强对理论知识的认识和理解。熟悉实验装置的结构、性能和流程，掌握常用测量仪表的使用。通过

3、实验操作和对实验现象的观察和分析，使学生掌握化工实验基本技能，培养学生实验和科研能力。运用化工基本理论分析实验过程中的各种现象和问题，培养学生合理设计实验方案、观察和分析实验现象、解决实验问题的能力，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力以及团队合作精神，为科学研究和解决工程实际问题打下良好的基础。【教学安排】本课程为考查课，在第4、5学期讲授，总学时数为50学时。二、学时分配序号实验项目名称学时备注1化工原理实验讲授1必开2雷诺演示实验1必开3柏努利方程演示实验1必开4流体压强及其测量演示实验1选开5板式塔流体力学演示实验1选开6流体流动阻力的测定实验4必开7流量计流量校正实验4选开8离心泵

4、特性曲线测定实验4选开9恒压过滤常数测定实验4必开10固体流态化实验3选开11传热系数测定实验（水蒸气-空气体系）4必开12传热系数测定实验（水-热空气体系）4选开13填料塔流体力学特性实验3选开14筛板式精馏塔的操作与全塔效率的测定实验4必开15液液萃取实验4选开16干燥曲线与干燥速率曲线的测定实验4选开17吸收塔的操作及吸收传质系数测定综合实验4选开18筛板式精馏塔精馏综合实验4选开19流化床干燥综合实验4选开20膜分离综合实验4选开21化工原理仿真实验2选开22实验考查2必开合计必做实验18学时，选做实验25学时，化工原理实验讲授1学时，实验考查2学时，综合实验4学时，共50时。67注：

5、实验十六、十七、十八、十九为综合实验，必须至少选做一个。三、课程内容化工原理实验讲授（1学时）【授课目的】1、掌握化工实验数据处理方法；2、了解化工实验常见安全知识；3、了解实验预习要求；4、掌握实验报告撰写。【授课内容】1、化工实验安全防范；2、预习实验，撰写预习实验报告；3、化工实验全过程；4、化工实验数据处理方法；5、实验报告撰写格式。实验一 雷诺演示实验（1学时）【实验目的】1、观察流体在管内流动的不同型态。【实验内容】1、调节水的流量，观察流体流动型态的变化；2、固定流量，外界施加干扰，观察流体流动型态的变化；3、测定雷诺准数与流体流动型态的关系，测定临界雷诺准数（选做实验内容）。实

6、验二 柏努利方程演示实验（1学时）【实验目的】1、通过本实验，加深对机械能转换概念的理解；2、观察流体流经收缩、扩大管段时，各截面上静压头的变化。【实验内容】1、调节流量，观察流体的动能、位能和压强能的变化以及流体阻力损失的大小。实验三 流体压强及其测量演示实验（1学时）【实验目的】1、理解绝对压强、表压强和真空度的概念，掌握它们之间的区别和联系；2、理解液体柱高度、压头与压强之间的关系；3、掌握用单管测压计、U形管测压计、微压压差计和压力计测量流体压强、压差方法。【实验内容】1、观察反应器模型内压力的变化；2、用U形液柱压力计和U形液柱压差计上液体柱高度显示压力或压差的变化。实验四 板式塔流

7、体力学演示实验（1学时）【实验目的】1、观察板式塔各类塔板的结构，比较各个塔板上的气液接触状况；2、实验研究板式塔的极限操作状态，确定各个塔板露液点和液泛点。【实验内容】1、观察塔板上气液接触的几个不同阶段；2、观察实验的两个临界气速。实验五 流体流动阻力的测定实验（4学时）【实验目的】1、掌握流体流经直管和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、测定流体流过直管时的摩擦阻力，并确定摩擦系数与雷诺准数Re的关系，将所得的Re方程与经验公式比较； 3、测定流体流经阀件时的局部阻力系数； 4、学会差压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

8、用。【实验内容】1、测量流体在粗糙管和光滑管的直管阻力摩擦系数，并确定摩擦系数与雷诺准数Re的关系，在双对数坐标轴上作Re图；2、测量流体流过阀件的局部阻力系数。实验六 流量计流量校正实验（4学时）【实验目的】1、熟悉孔板流量计的构造、原理、性能、安装及使用方法；2、掌握流量计流量系数的校正方法；3、测定孔板流量计的孔流系数与雷诺准数的关系，掌握孔流系数的变化规律；4、掌握用容量法、涡轮流量计和孔板流量计测量流体流量的方法。【实验内容】1、测量孔板流量计和文丘里流量计的流量系数，确定流量系数C0与雷诺准数Re的关系，用Origin软件在单对数坐标轴上绘制C0Re图；2、测量孔板流量计的永久压降

9、和局部阻力系数。实验七 离心泵特性曲线测定实验（4学时）【实验目的】1、熟悉离心泵的结构、性能、操作和调节方法；掌握离心泵的工作原理；2、掌握离心泵特性曲线的测定方法。测定单级离心泵在恒定转速下的特性曲线，绘制HeqV、PaqV、qV曲线，分析影响离心泵离心泵特性曲线的因素；3、掌握离心泵流量调节的方法。【实验内容】1、测定单级离心泵在一定转速下的扬程、轴功率、效率和流量之间的关系，绘制离心泵在一定转速下的特性曲线。实验八 恒压过滤常数测定实验（4学时）【实验目的】1、熟悉板框压滤机或板式过滤机的构造和操作方法；2、掌握板框压滤机或板式过滤机过滤常数K、qe、e及压缩性指数s的测定方法；3、了

10、解操作压力对过滤速率的影响。【实验内容】1、测定CaCO3的悬浮液在恒压操作下的过滤常数qe和K；2、测定洗涤速度与最终过滤速率的关系（选做内容）；3、测定CaCO3的滤饼的压缩性指数s（选做内容）。实验九 固体流态化实验（3学时）【实验目的】1、观察流化床中两相的流动状态，观察散式流态化和聚式流态化的实验现象；2、学习流体通过颗粒层流动特性的测量方法；3、掌握测定固定床层的堆积密度和空隙率的方法；4、掌握测定流化床流化pu曲线和临界流化速度umf。【实验内容】1、测定固定床和流化床的表观速度与压力降，绘制流化曲线pu图；2、测量临界流化速度umf。实验十 传热系数测定实验（水蒸气-空气体系）

11、（4学时）【实验目的】1、了解换热器的结构，学会换热器的操作方法；2、观察水蒸汽在水平换热管外壁上的冷凝现象，判断冷凝类型；3、测定空气-水蒸汽在换热器中的总传热系数K和对流给热系数，加深对其概念和影响因素的理解；4、学习用线性回归法确定关联式中常数A、m的值；5、了解热电偶测量温度的原理和方法。【实验内容】1、测量空气-水蒸气通过换热器的总传热系数K（空气的对流给热系数），对的实验数据进行线性回归，求出准数方程，中的常数A、m的值；2、通过计算分析影响总传热系数的影响因素。实验十一 传热系数测定实验（水-热空气体系）（4学时）【实验目的】1、了解换热器的结构，学会换热器的操作方法；2、测定空

12、气-水在换热器中的总传热系数K和对流给热系数，加深对其概念和影响因素的理解；3、学习用线性回归法确定关联式中常数A、m的值；4、掌握热电阻测量温度的原理和方法。【实验内容】1、测量空气-水通过换热器的总传热系数K和空气的对流给热系数，对进行线性回归，求出准数方程中的常数A、m的值；2、通过计算分析影响总传热系数的因素。实验十二 填料塔流体力学特性实验（3学时）【实验目的】1、了解填料塔的结构和填料特性，观察填料塔内气、液两相在填料层内的流动情况；2、测定干填料层及不同液体喷淋密度下填料层的阻力降与空塔速度的关系曲线；3、测定填料层的液泛速度，并与文献上介绍的液泛关联式进行比较。【实验内容】1、

13、测定空气通过干填料层的阻力压降；2、在水喷淋填料时，空气通过填料层的阻力压降；3、测量填料层空气-水体系的液泛速度。实验十三 筛板式精馏塔的操作与全塔效率的测定实验（4学时）【实验目的】1、了解板式精馏塔及其附属设备的基本结构，熟悉精馏过程的工艺流程，掌握精馏过程的基本操作方法；2、掌握精馏塔全塔效率的测定方法；3、观察精馏塔内气液两相的接触状态。【实验内容】1、测定全回流和部分回流时的理论塔板数和全塔效率；2、在一定回流比下，对20 %左右的乙醇水溶液的精馏分离。实验十四 液液萃取实验（4学时）【实验目的】1、了解液液萃取设备的结构特点，观察萃取塔内两相流体的流动现象；2、熟悉萃取操作的工艺

14、流程，掌握液液萃取塔的操作；3、掌握液液萃取传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度的的影响。【实验内容】1、以煤油为分散相，水为流动相，进行萃取过程的操作；2、测定不同转速或不同振动频率下萃余相传质单元数NOR、传质单元高度HOR；3、测量不同操作条件下的总体积传质系数Kx a；4、作总传质系数Kx a与水流量S关系图，总传质系数Kx a与外加能量（转速n或电压V）关系图。实验十五 干燥曲线与干燥速率曲线的测定实验（4学时）【实验目的】1、掌握测定物料干燥速率曲线的工程意义；2、熟悉实验用干燥设备的流程、工作原理及实验组织方法；3、掌握在恒定干燥条件下湿物料干燥曲线和干

15、燥速率曲线的测定方法；4、掌握物料含水量X、临界含水量Xc、平衡含水量X*和干燥对流给热系数的测定方法；5、了解影响干燥速率曲线的因素。【实验内容】1、在恒定的干燥条件下测定湿物料干燥曲线和干燥速率曲线；2、测定平衡含水量X*、临界含水量Xc和干燥对流给热系数。实验十六 吸收塔的操作及吸收传质系数测定综合实验（4学时）【实验目的】1、了解填料吸收塔的基本结构、流程及操作方法；2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；3、掌握总体积传质系数Kx a（或Ky a）的测定方法；4、了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数Kx a（或Ky a）的影响。【实验内容】1、在空气流量恒定条件下

16、，改变水的流量；在水流量恒定条件下，改变空气的流量，分别测量气体的进出口浓度y1和y2（或液体的出口浓度x1）；2、计算溶质吸收率和总体积传质系数Kx a（或Ky a）；3、根据实验结果，分析操作条件的变化对吸收操作结果的影响、对总体积传质系数Kx a（或Ky a）的影响。实验十七 筛板式精馏塔精馏综合实验（4学时）【实验目的】1、熟悉精馏塔的基本结构和精馏过程的工艺流程，掌握连续精馏过程的基本操作；2、理解灵敏板的概念，掌握精馏塔灵敏板位置的测定；3、掌握精馏塔单板效率（默弗里板效率）的实验测定方法，理解回流比对精馏分离效率的影响。【实验内容】1、测量全回流和部分回流状态下某板的单板效率（默

17、弗里板效率）；2、其它实验条件不变，改变回流比，测量塔顶产品的组成xD；3、测定精馏塔的温度，确定灵敏板的位置。实验十八 流化床干燥综合实验（4学时）【实验目的】1、了解流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法；2、学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法；3、掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及临界含水量等的实验分析方法；4、研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。【实验内容】1、在恒定的干燥条件下测定湿物料干燥曲线（X曲线）、床层温度随时间变化的关系曲线（tb曲线）和干燥速率曲线（uX曲线）；2、测定平衡含水量X*、临界含水量XC。实验十九 膜分离综合实验（4学时）【实验目的】1

18、、了解膜组件的结构，熟悉膜分离的工艺流程，掌握膜分离过程的工作原理；2、比较各种膜分离过程的异同，了解各种膜组件的污染和清洗方法；3、熟悉膜分离过程的主要工艺参数，测量料液浓度、操作压力和流量等对膜分离性能的影响；4、掌握膜组件分离性能的表征方法和测量方法。【实验内容】1、测定不同流量下原料初始浓度、透过液浓度、浓缩液浓度、透过液体积流量；2、绘制溶质浓度与电导率、吸光度的的标准曲线；3、绘制截留率R与流量qV、透过液通量J与流量qV和溶质浓缩倍数N与流量qV的关系曲线。实验十六、实验十七、实验十八和实验十九为课程综合实验，实验教学中必须至少选做一个综合实验。要求学生现场拟定实验方案，写明实验原理，独立开展实验，记录实验数据。实验二十 化工原理仿真实验（2学时）【实验目的】1、作为实验室现场实验的预习手段；2、作为实验室现场实验的扩展和延伸。【实验内容】1、实验原理、实验装置、实验数据处理；2、实验操作、原始数据记录、实验数据处理实验结果