本書是以應用型本科為主導,通過多年的教學實踐和積極探索,為滿足化學工業(yè)對人才培養(yǎng)所提出的新要求而編寫的化工原理實驗教材。全書共7章,主要內容為緒論、化工原理實驗研究方法、實驗誤差分析及有效數(shù)字、實驗數(shù)據處理與設計方法、常用測量儀表與儀器、化工原理仿真實驗和化工原理實驗。
化工原理實驗是一門工程實踐性很強的課程,也是化工原理教學中一個重要的有機組成部分。隨著化工原理教學實踐和教學改革的不斷深入,化工原理實驗成為學習、掌握和應用這門課程必不可少的重要實踐環(huán)節(jié),學生可以在實驗過程中更實際、更有效地學到更多的工程實驗方面的原理和測試手段,它與理論教學、課程設計等教學環(huán)節(jié)構成了化工原理的課程體系,它作為食品、環(huán)境、化工與制藥類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,與工程實際密切相關,在專業(yè)人才培養(yǎng)方面起著非常重要的作用。
本書之成書,源自本校使用十多年的講義,并對其中的內容進行多次的修改和完善,結合學校的定位,以應用型本科為主導,積極倡導和實踐以學生自主學習為主,教師指導為輔的實驗教學模式,從實驗方案、實驗流程、實驗步驟、主要參數(shù)測定、數(shù)據記錄和處理、實驗結果討論和課后思考題討論等方面,有效地培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和實踐動手能力,通過多年的實踐和積極探索,逐漸形成了以綜合型、設計型、研究型為中心的實驗教學方法,取得了良好的教學效果。本書內容包括:緒論、化工原理實驗研究方法、實驗誤差分析及有效數(shù)字、實驗數(shù)據處理與設計方法、常用測量儀表與儀器、化工原理仿真實驗、化工原理實驗等內容,突出培養(yǎng)學生的工程意識和能力。本書可作為高等學校化工原理實驗課程的教材,適用于化學工程、應用化學、生物工程、食品工程、環(huán)境工程和材料工程等相關專業(yè)。
本書由陳秀宇執(zhí)筆主編,楊金杯作了修改,化工原理實驗教研組的陳文韜、余美瓊、陳國奮等也參加了本書的編寫討論。本書承蒙福州大學葉長燊教授審稿,并提出寶貴的意見。在此,對在本書編寫過程中給予熱心幫助和支持的老師,表示深切的謝意。
本書的編寫參考了國內出版的多個版本的《化工原理實驗》教材(具體見書后參考文獻),在此對相關作者表示衷心的感謝和敬意。由于編者的學識和水平有限,書中可能存在不當之處,敬請大家批評指正。
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 化工原理實驗的教學目的
1.3 化工原理實驗的特點
1.4 化工原理實驗的教學內容與方法
1.4.1 教學內容
1.4.2 教學方法
1.5 化工原理實驗的要求
1.5.1 實驗前預習
1.5.2 實驗操作
1.5.3 實驗數(shù)據的測定、分割、記錄和整理
1.6 實驗報告的撰寫與要求
1.7 化工原理實驗室安全知識
1.7.1 防火
1.7.2 用電
1.7.3 高壓鋼瓶的安全使用
1.8 化工原理實驗室守則
第2章 化工原理實驗研究方法
2.1 直接實驗法
2.2 量綱分析法
2.2.1 基本概念
2.2.2 定理
2.2.3 量綱分析法步驟
2.2.4 量綱分析法舉例說明一一流體流動阻力
2.2.5 量綱分析法應注意的問題
2.3 數(shù)學模型法
2.3.1 建立數(shù)學模型的主要步驟
2.3.2 數(shù)學模型法舉例
2.3.3 數(shù)學模型法和量綱分析法的比較
第3章 實驗誤差分析及有效數(shù)字
3.1 誤差的基本概念
3.1.1 真值與平均值
3.1.2 誤差的分類
3.1.3 精密度、正確度和精確度(準確度)
3.1.4 誤差的表示方法
3.1.5 誤差的處理方法
3.1.6 儀表的精確度和誤差估算
3.2 誤差的基本性質
3.2.1 誤差的正態(tài)分布
3.2.2 測量集合的最佳值
3.2.3 有限測量次數(shù)中標準誤差,的計算
3.2.4 可疑觀測值的舍棄
3.2.5 函數(shù)誤差
3.2.6 誤差分析應用
3.3 有效數(shù)字及運算法則
3.3.1 有效數(shù)字
3.3.2 有效數(shù)字的運算規(guī)則
第4章 實驗數(shù)據處理與設計方法
4.1 實驗數(shù)據處理
4.1.1 列表法
4.1.2 圖示法
4.1.3 數(shù)學方程式表示法
4.2 正交實驗設計方法
4.2.1 概述
4.2.2 正交實驗設計方法的特點
4.2.3 正交表
4.2.4 正交表的表頭設計
4.2.5 正交實驗的結果分析方法
4.2.6 正交實驗方法的應用舉例
4.3 Origin在化工原理實驗數(shù)據處理中的應用
第5章 常用測量儀表與儀器
5.1 壓力測量
5.1.1 液柱式壓差計
5.1.2 彈性式壓差計
5.1.3 電氣式壓差計
5.1.4 流體壓力測量中的技術要點
5.2 流量測量
5.2.1 孔板流量計
5.2.2 轉子流量計
5.2.3 渦輪流量計
5.2.4 電磁流量計
5.2.5 濕式流量計
5.2.6 流量測量儀表的應用及安裝性能比較
5.3 溫度測量
5.3.1 熱膨脹式溫度計
5.3.2 壓力式溫度計
5.3.3 熱電偶溫度計
5.3.4 熱電阻溫度計
5.3.5 測溫元件的安裝
5.3.6 常用溫度計的選用和比較
5.4 實驗室常用閥門
5.4.1 閥門的分類
5.4.2 閥門的代碼
5.4.3 典型閥門
5.5 實驗室常用測試儀器
5.5.1 液體比重天平使用說明
5.5.2 阿貝折射儀的使用方法
5.5.3 液體密度計的使用說明
5.5.4 氣相色譜儀的使用
5.6 計算機數(shù)據采集與控制
5.6.1 概述
5.6.2 計算機數(shù)據采集和控制的原理及構成
5.6.3 智能儀表
5.6.4 變頻器
第6章 化工原理仿真實驗
6.1 流體流動阻力實驗
6.2 離心泵特性曲線測定實驗
6.3 恒壓過濾實驗
6.4 氣一汽傳熱實驗
6.5 填料吸收實驗
6.6 篩板精餾塔實驗
6.7 洞道干燥實驗
6.8 化工原理實驗數(shù)據處理軟件使用簡介
6.8.1 學生使用方法介紹
6.8.2 教師(管理員)使用手冊
第7章 化工原理實驗
7.1 流體流動阻力的測定
7.2 離心泵特性曲線測定
7.3 板框壓濾機過濾常數(shù)的測定
7.4 空氣一蒸汽對流傳熱系數(shù)測定
7.5 篩板精餾塔實驗
7.6 填料塔吸收傳質系數(shù)的測定
7.7 洞道式干燥實驗
7.8 膜分離實驗
7.9 演示實驗一一流體流動形態(tài)(雷諾)實驗
附錄
附錄1 水的物理性質
附錄2 飽和水蒸氣表(按溫度排列)
附錄3 干空氣的物理性質(101.3 kPa)
附錄4 乙醇水溶液的物理性質
附表4-1 101.3 kPa下乙醇一水的氣液平衡數(shù)據
附表4-2 乙醇水溶液的比定壓熱容cp
附表4-3 乙醇水溶液的汽化潛熱r
附表4-4 乙醇水溶液相對密度(20℃)與質量分數(shù)的關系
主要參考文獻