《化工原理实验》教学大纲2

《化工原理实验》教学大纲

课程中文名称：化工原理实验(一)/(-)

课程英文名称：PrinciplesofChemicalEngineeringExperimcnt(I)/(II)

课程编号：J7025/J7026

学分：2

学时:32

开课学期：第3、4学期

先修课程：化工原理

后修课程：化工原理课程设计、生物工程设备、专业综合实验、生工设备与车

间设计等

适用专业：生物工程、制药工程等

课程类别：专业核心课程/必修

使用教材：张金利编，化工原理实验(第二版)，天津大学出版社，2016.11

开课单位：生物与制药学院

一、课程性质与课程目标

化工原理实验课是生物工程专业学生的重要实践环节，其基本任务是巩固和加深对化工

原理课程中基本理论知识的理解，培养学生应用理论知识开展工程实验、分析和解决复杂工

程问题的能力，为学生未来从事生物工程单元操作和设备的设计、分析计算和实际操作及新

装置的研发工作奠定扎实的基础。

通过动量传递、热量传递、质量传递等工程实验的系统训练，使学生掌握处理工程问题

的实验研究方法：掌握典型单元装置的基本操作技能，掌握工程实验设计的基本原则，了解

工程实验中参数测量仪表的选用原则及流程组织的基本原则，培养学生严谨的科学态度和工

程观念、分析问题和解决问题的能力，提高学生的独立思考能力和创新能力。

本课程的课程目标对毕业要求4.2具有重要支撑，具体内容如下：

(1)熟悉并掌握处理工程问题的实验研究方法及典型单元设备、测量仪表的基本操作

技能：

(2)熟悉并掌握工程实验数据的处理方法，并通过分析得到有关阻力系数、传热系数、

传质系数等重要工程问题的基本特征数据和变化规律。

二、课程目标对毕业要求的支横关系

课程目标支撑的毕业要求指标点毕业要求

目标1:熟悉并掌抑处理工程问题的实脸研究方法及典型单元设4.2学握业实验的基本原理和方法.4研究：掌握物现、化学、生物学和工衽

令、测量仪表的基本操作技能；能鲂将其用于分析食品发酹、生物医药学研究方法，具备用于生物工程提木原理

目标2：熟悉并掌握工程实聆数据的处理方法，并通过分析得到生产复杂工程问题的生物学和工程学并采用科学方法对食品发酵、生物医药等

有关阻力系数、传热系数、传随系数等重要工程问时的基本特征的基本特征研究.领域生产发杂工程问即进行研究的能力.

数据和变化规律，包括设计灰验、分析与解群数据，并通过

信息综合得到合理有效的结论.

三、实验项目内容及学时安排

实贬性质备注

字号实聆项目学时

验证设计综合必做选做

1流体流动阻力测定实验4y

2围心泵特性曲线测定实检4q

3恒压过滤常数泅定实验4y

4传热实验4、，V

5填料塔流体力学性能和吸收传质系数测定实酸4<

6特愉塔的桦作和全塔效率凯定实验4

7萃取塔的操作和萃取传质单元高度池定实验4

8干燥速率曲线测定实验4、|

四、实验项目内容及学时安排

学

学生任务

时

序

实验名称及内容分教学要求及教学方式

号

配实险预习实验操作实验报告

(1)掌握量纲分析方法规划测定(D了解实险目的、任务U)实验前检查装置及仪表是(1)实脸报告应按照格式和要

流体因力的方法：和原理：否完好：夜照安全、规范流程求写出实验过程和实验结果.

(2)测定流体流过直管的阻力,确(2)熟悉实的装混和流进行操作;(2)应将实验数据和数据推理

定摩擦因数)与田戊»Rr的关系程：了解海量测盘位⑵改变流量.进行液体阻力的结果列有妁抿表中.并以其中

实验।

构及工作原理：发、压控测值仪友的类测定;一趾数据为例写出计兑让程。

।流体流动阻力测4

测定网门的阻力系数:型和调节方法，设计好(3)记录实殷岸始数据.数据应(3)应在合适的坐标系中标绘

定实验(3)

(4〉r解与本实验有关的各种流原始数据记录表.可靠、清楚、完整；加糙直管的入-Rc关系曲战.

吊测量仪表、压差测量仪表的结{4)数据经教师审衣合格后结(4)分析粗糙欧和雷诺位对摩

构特点和安装方式•室握其测量束实验,并将实验场地打扫干擦系数的影响.

原理及使用方法，净方可离开。

(1)了解离心泵的工作原理、结(1)了解实验目的'任务(1)实验求检查装置及仪表是(1)实验报告应按照格式和要

构和性能，熟悉离心泵的操和原理：否完好；夜照安全、规他流程求写出实驶过程和实胎结果，

作；(2)熟悉实脸装置和流进行操作：(2)应将实验数据和数据整理

(2)测定并绘制禽心泵在一定转IT；「解离心泵工作原(2)改变流量，进行离心泵特性结果列在数据表中，并以其中

实验2速下的特性曲线。理、启停程序及调节方曲线的测定；一如数据为例写出计算it程。

2禽心泉特性曲线4法:设计好原始数据记(3)记录实验原始数据.数据应(3)应在合适的坐标系中标绘

测定实骗录表，可林、清楚、完整；离心泵特性曲战，并在图上标

(4)数据经教师审查合格后结出离心泵的型号、转速.

束实验，并将实验场地打扫干(4)分析压头、轴功率及效率随

净方可离开。流量变化的规律，讨论其对工

业生产的指导意义.

(1)了解板框过谑机的结构及操(1)了解实验目的、任务(1)实验前检查装置及仪表是(1)实验报告应按照格式和要

作；和康理；否完好；：安照安全、规范流程求写出实验过程和实胎结果，

(2)掌樨过这问题的简化工程处(2)熟悉实脸装置和流进行操作।(2)应将实脸数据和数据恪理

理方法，及过泄常数K、qc的测程：了解板框过谑机的(2)不同压差下，进行过滤常数结果列在数据表中，并以其中

实验3

定方法。结构、工作原理和操作的测定；一组数据为例写出计算ii程.

3恒压过湖常数测4

方法.设i+好原始数织(3证录线睑原始数据-数据应(3)可用作图法求解过海常数K

定实验

记录表.可写、清楚、完整；和qe.

(4)数据经教师审查合格后结(4)讨论是否过浊时间越长,生

束实验，并将实验场地打扫干产能力越大？

净方可离开。

(D通过对空气一水蒸气筒单食(1)了解实验目的、任务(1)实验前检查装H及仪表是(1)实验报告应按照格式和要

管换热器，管程内部抽行摞旋线和原理：否完好：我照安全、规范流程求写出实验过程和实验结果，

圈的换热器实验研究，掌握对流(2)熟悉实船装置和流进行操作;(2)应将实脍数据和数据整理

传热系数区的测定方法，加深对程：r解换热器的结(2)不同空气流量下，进行对流结果列在数据表中，并以其中

实验4

44构、启停程序及操作方传热关联式的测定；一组数据为例写出计算过程。

传热实验其概念和影响因索的现解;

法.设计好原始数据记⑶在同一坐标系中绘制普通

(2)学会并应用线性网归分析方(3)记录实验原始数据.数据应

录表，箕管换热器和强化套管换热器

法，确定传热管关联式可靠、清是、完整：

Nu=AR＜：mp产，中常数A、m数值,(4)数据经教师审伤合格后结的Nu-Re关系图川比强化比.

束实验，汴将实验场地打扫干分析两种换热器的Nu随Rc的

强化管关联式2BIW"*中净方可离开.变化情况.

B和m数伯：根据计算出的Nu、(4)分析总传热系数K与对流

Nuo加深理解强化传越的基本理传热系数3的关系：讨论强化

论和基本方式：传热的途径.

(3)认识套管换热器(光滑、强

化》、列管换热器的经构及操作

方法，测定并比较不同换热器的

性能，

(1)测定埴料层压强降与操作气(1)了解实险目的、任务(1)实验前抬查装置及仪表是(1)实验报告应按照格式和要

速的关系.确定在一定液体喷淋和原理：否完好：夜照安全、规范流程求写出实验过程和实验结果.

4量下的液泛气速；(2)熟悉实脸装置和流进行操作；(2)应将实验数据和数指整理

(2)固定液相流量和入珞混合气程：了静吸收塔的结构(2)不同吸收剂流量下,进行总结果列在数据表中,并以其中

二氧化碳的浓度，在液泛速度以和操作方法:设计好原吸收系数的测定；•组数据为例写出计分过程。

下,取两个相差较大的气相流始数据记录表.(3)记录实检原始数据.数据应(3)应分析水吸收空气中的CO：

实验5

量,分别测盘塔的传以能力(传可靠、清楚、完整：属于气膜还是液膜控制，

填卡塔流体力学

5质单元数和回收率)和传质效率(明数据经教师审查合格后结(4)讨论填料塔Ap'Z-u曲线的

性能和吸收传质

,传质胞元玄度和体和吸收的束土驻.汴将实验场地打扫干实际意义-分析实验的吸收实

系或测定实脆

系数)；净方可离开。验属于气膜还是液漠控制。

(3)进行纯水吸收混合气体中的

二氧化碳、用空气解吸水中二氧

化碳的操作练习,同时测定填料

塔液例传鲂膜系数和总传质系

数，

(1)了解精蚀装置的基本流程及(1)了解实险目的、任务(1)实验前检查袋置及仪表足(1)实验报告应按照格式和要

蹄板精18塔的结构，熟悉将馈操和原理：否完好：技照安全、规范流程求写出实验过程和实聆结果，

作方法：(2)熟悉实验装置和流迸行操作：(2)应将实验数据和数提整理

(2)学习全回流条件下全塔理论程：了解精铺塔的结(2)全国毓和部分回流条件下,结果列在数据表中，并以其中

实验64

塔板数和总板效率的测定方法：构、操作方法和启停程进行理论板数和全塔效率的一如数据为例写出计算过程。

精缁塔的操作

(3)部分回流精馀塔实验中，熟悉序：设计好原始数据记测定：⑶应计尊出全回流和部分回

6和全塔效率测

轮慵塔结构和梢播流程，掌握全录去，(3)记录实验原始数据，数据应流操作条件下的理论板数、全

定实验

塔理论塔板数和总板效率的测可靠、清整.完整：塔效率,分析回流比对将慵过

定方法。(4)数拉;经教师审查合格后结程的影响。

束实枝，并将实验场地打扫干(4)分析回流比对精愉过程的

净方可离开.影响.工程实际中何时吴用全

回流操作？

(1)了解液一液萃取设备的结构(D了解实验目的、任务(1)严格按照安全、现葩流程进⑴实验报告应按照格式和要

和特点：和原理：行仿真模拟操作：求写出仿真实验过程和实验结

(2)掌握液一液萃取塔的慢作：(2)通过仿真实训收件(2)不同外加能以条件下，进行果.

4

实的7(仿真实(3)掌握传明单元高度的测定方熟悉实脸装置和流程；传战单元而度的测定；(2)应将仿真实验数据和数据

验)法并分析外加能fit为液一液萃了解萃取塔的结构和仆)输入实验入始数据.数据施整理特瞿列在敷18表中.并以

7萃取塔的操作和取塔性质单元高度H(“的影响，操作方法。可写、清楚、完整；其中一蛆数据为例写出计算过

萃取传贷单元高此实验以计簿机仿真的形式进(4)数据经教师审查合格后结程.

度测定实验行.束实验，并将仿真实调场地打⑶计算不同转速下塔顶轻相

扫干净方可离开。浓度、塔底田相浓度.作图分

析HOR和萃取率,,随外加能量

增大的变化趋势。

(1)掌握测定物料干燥速率曲线(1)了解实触目的、任务(1)实验前检ft装置及仪表是⑴实骐报告应按照格式和要

的工程意义:和原理：否完好：夜照安全、规范流程求写出实验过程和实验结果.

实验8(2)熟悉实船用干燥设各的流程、(2)熟悉实船装司和流进行操作：(2)应将实验数据和数也他埋

8干燥速率曲线测工作原理及实脸组织方法：程：了解干像装置的结(2)不同空气流贵或干球温度结果列在数据表中,并以其中

定实验4(3)r解影响干燥速率曲线的因构、操作方法和启停程下，进行干燥速率曲线的测一趾数蛎为例写出计算it程.

索，序；设计好原始数据记定；(3)应根据实验结果绘制干燥

录表.(3)记录实验原始数据.数据应速率曲线.确定恒定干燥速率

可旅、清整、完整：和临界含水fit等.

(4｝数据经教师审食合格后结(4)分析空气流吊或吊度对恒

束实脸，并将实验场地打扫干定干燥速率、临界含水殳的影

净方可离开.响.

四、课程考核方式、成绩评定标准、课程目标达程度分值分布

4.1课程考核方式

考或方式为考试,内容包括平时及实验报告(其口包括实验预习报告.实验操作和实登报告》,期末考试采用闭卷笔试.

4.2课程成绩评定标准

课差成绩=平时考核成绩x50%+期末考试成绩x50%，成绩的具体构成如下:

评定标准(％)

考核项目分值

100>x>9090>x>8080>x>7070>x>6060>x

预习充分，清楚实验的目预习充分，清楚实验的II预习充分，济楚实验的1预习基本充分，基本清预习不充分，不听他实

的和庇川范困，优蛤对要的和应用范困.他的对爱的和应用范困，能够对要是实脑的日的和应用范强的目的和应用在闱.

求了解的实验相关基本原求了第的实验相关基本原求r解的实验相关基本原围，对要求r解的实验未能时要求r密的实

理和方法进行表述，旦准理和方法进行表述，且准理和方法迸行表述，旦准相关菸本原理和方法去验相关落木原理和方

实髓预习10确靶90%,绘制实验装置确率2X0%,能画出实物装确率270%.能画出实验潴述的准确率260%,能画法进行有效表述・无实

流程图、写出正确的实5佥置流程图、实验数据记录置流程图、实聆数据记录出实聆装置流程图，实聆装置流程图、乃实验

步骤、实验数据记录表格表格设计较正确,报告字表格设计正确,报告字迹脸数据记录表格设计基数据记录表，报告字迹

设计正确，报告字迹工整，迹较工整。较工整。本正确，报告字迹较工潦草.

整，

能缚严格按实脸的操作步能装严格按照实验的操作能移按照实就的操作步我能基本按照操作步骤完能够在老酊的侪助下

骤和操作规范独立完成实步欧规范地完成实验项规范地完成实验项目,并成实验项目，实验结果完成实验项目的操作

实验操作20

蛤项目，实验结果的正确目,并能够得到较好的结能得到就分正确的实验结刘本正确。步骤，但是没有得到理

率.果.果.想的实验结果.

实验报告20实