《食品工程原理实验》实验教学大纲

《食品工程原理实验》实验教学大纲一、基本信息课程编码课程学时96课程类别学科基础课实验总学时24开出学期第6学期开出单位化工原理实验室适用专业食品工程二、实验安排课程实验内容安排序号实验项目实验学时每组人数实验类型开出对象开出要求1实验一雷诺实验14演示本科必做２实验二能量转换实验14演示本科必做３实验三单相流体阻力测定实验42验证本科必做４实验四离心泵特性曲线测定实验32验证本科必做5实验五板框过滤机实验14演示本科必做6实验六传热实验42验证本科必做7实验七精馏实验32综合本科必做8实验八二氧化碳吸收填料塔实验32验证本科必做9实验九塔设备实验14演示本科必做10实验十干燥实验32验证本科必做三、实验目的、内容与要求（一）实验一雷诺实验1、实验目的（1）了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。（2）观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动型态。观察流体层流流动的速度分布。2、实验内容（1）以红墨水为示踪剂，观察圆直玻璃管内水为工作流体时，流体作层流、过渡流、湍流时的各种流动型态。（2）观察流体在圆直玻璃管内作层流流动的速度分布。3、实验要求要求熟练掌握雷诺准数的定义式，运用雷诺准数判断流体流动形态，了解流体质点的运动方式。掌握流体层流流动的速度分布形态，了解流体流动的各种速度分布形态。（二）实验二能量转换实验1、实验目的（1）了解流体在管内流动情况下，静压能、动能、位能之间相互转换的关系，加深对伯努利方程的理解。（2）了解流体在管内流动时，流动阻力的表现形式。2、实验内容观察流体流动过程中，随着管路直径与水平位置的变化及流量的改变，静压与冲压头之间的变化情况，并找出其规律，以验证伯努利方程。3、实验要求了解流体在管内流动过程中，各种能量之间的相互关系，熟练掌握伯努利方程的各个能量项及其在不同单位基准下的形式。通过实验操作，对流体流动过程中的能量转换有充分的认识。（三）实验三单相流体阻力测定实验1、实验目的（1）学习直管摩擦阻力hf、直管摩擦系数的测定方法。（2）掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数Re之间关系及其变化规律。（3）学习压差传感器测量压差，流量计测量流量的方法。（4）掌握对数坐标的使用方法。2、实验内容（1）测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数。（2）测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。3、实验要求掌握流体流动阻力产生的原因，表现的形式及种类。掌握不同条件下摩擦系数与雷诺准数的关系；学习直管摩擦阻力及摩擦系数的测定；掌握流量测定的方法及对数坐标的使用。（四）实验四离心泵特性曲线测定实验1、实验目的（1）熟悉离心泵的结构与操作方法，了解压力、流量的测量方法。（2）掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。2、实验内容（1）熟悉离心泵的结构与操作。（2）手动（或计算机自动采集数据和过程控制）测定某型号离心泵在一定转速下，Q（流量）与H（扬程）、N（轴功率）、（效率）之间的特性曲线。3、实验要求熟悉离心泵的结构及操作方法，了解离心泵各项性能参数的含义；掌握离心泵特性曲线的实验测定方法及其表示方法。（五）实验五板框过滤机实验1、实验目的了解板框过滤机的结构和其操作流程2、实验内容（1）熟悉板框过滤机的构造；（2）学习板框过滤机的操作流程3、实验要求掌握板框过滤机的结构及其操作流程，熟悉板框过滤机的适用条件。（六）实验六传热实验1、实验目的（1）通过对空气-水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。（2）通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。（3）求取简单套管换热器、强化套管换热器的总传热系数Ko。（4）了解热电偶温度计的使用。2、实验内容（1）测定5～6个不同空气流速下简单套管换热器的对流传热系数。（2）对的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。（3）测定5～6个不同空气流速下强化套管换热器的对流传热系数。（4）对的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRem中常数B、m的值。（5）在相同流量下，按（1）所得准数关联式求得Nu0，计算传热强化比Nu/Nu0。（6）在相同流量下分别求取简单套管换热器、强化套管换热器的总传热系数Ko。3、实验要求熟悉换热器的型式和结构，对套管换热器的传热强化有深刻的理解；熟练掌握传热基本方程式及其应用；掌握控制仪表的性能及使用方法。（七）实验七、精馏实验1、实验目的（1）熟悉板式塔的基本构造、精馏流程，观察精馏塔工作时塔板上的水力状况（2）学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔板性能的影响。（3）学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。2、实验内容（1）测定精馏塔在全回流、稳定操作条件下，塔内温度和浓度沿塔高的分布。（2）测定精馏塔在全回流连续精馏时，稳定操作后的全塔理论塔板数、总板效率。3、实验要求掌握精馏过程传热传质原理，熟悉板式塔的基本构造，精馏操作的工艺流程；对精馏操作过程中的几种操作状态及其对分离过程的影响有深刻的认识；掌握理论板及板效率的计算。（八）实验八二氧化碳吸收填料塔实验1、实验目的（1）了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。（2）学习填料塔的液膜传质系数、总传质系数的测定方法，加深对传质过程原理的理解。2、实验内容（1）测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。（2）采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液膜传质系数和总传质系数。3、实验要求掌握吸收过程的传质原理，熟悉填料塔的基本构造，吸收操作的工艺流程；对吸收操作过程中的几种操作状态及其对分离过程的影响有深刻认识；掌握吸收系数的测定方法。（九）实验九塔设备实验1、实验目的（1）了解板式塔的结构和塔内操作状况。（2）了解板式塔的不正常操作现象。（3）比较泡罩塔、浮阀塔、筛板塔等塔设备的性能。（4）了解填料的种类及其性能。2、实验内容（1）观察塔的构造，操作流程及其性能。（2）比较不同填料结构及性能。3、实验要求掌握几种典型板式塔的结构及其塔内操作状况，掌握几种典型填料的性能及评价填料性能几个主要参数及其对填料塔的性能影响。（十）实验十干燥实验1、实验目的（1）熟悉干燥设备的基本构造与工作原理，掌握恒定干燥条件下物料的干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。（2）学习物料含水量的测定方法。加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。（3）学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。2、实验内容（1）在恒定干燥条件下，测定一种物料的干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。（2）测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。3、实验要求掌握恒定干燥条件下干燥过程的传热传质原理，熟悉干燥过程的各种因素对干燥过程的影响；掌握干燥曲线、干燥速率曲线的形式及物理意义；掌握临界含水量及湿球温度的物理意义；学会干燥过程中对流传热系数的测定方法。四、考核方式及成绩评定成绩评定采用五级分制，其中：实验预习10％实际操作40％实验报告50％五、教材及主要参考资料1、教材[1]智科端，刘