化工原理實驗是培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的有效途徑之一,既能使學(xué)生掌握典型單元操作的基本原理,又能使學(xué)生掌握處理工程問題的方法,在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和運(yùn)用知識能力方面的作用不可或缺。本書主要介紹化工原理實驗有關(guān)基礎(chǔ)知識及典型單元操作共18個實驗,包括流體流動、過濾、固體流態(tài)化、傳熱、精餾、吸收與解吸、干燥、膜分離、超臨界流體萃取、管路拆裝、化工原理實驗仿真等,其中大多數(shù)實驗設(shè)備還配有工作站,既可手動操作,也可自動控制。
本書注重理論與實踐相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)和實際能力的培養(yǎng),注意學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,可供高等院;ゎ惡拖嘟鼘I(yè)師生使用,也可供從事化工及相關(guān)實驗研究的研究生和實驗人員參考。
化工原理實驗是根據(jù)化工原理實驗教學(xué)大綱的要求,結(jié)合八所院校的現(xiàn)有實驗設(shè)備編寫的。全書內(nèi)容分為三部分:前兩部分介紹化工原理實驗相關(guān)基礎(chǔ)知識和基本技能,包括安全常識、誤差分析和實驗數(shù)據(jù)處理等;第三部分詳細(xì)介紹化工原理典型單元操作共18個實驗,包括流體流動、過濾、固體流態(tài)化、傳熱、精餾、吸收與解吸、干燥、膜分離、超臨界流體萃取、管路拆裝、化工原理實驗仿真等,其中大多數(shù)實驗設(shè)備還配有工作站,可自動控制。本書重點(diǎn)介紹各實驗的原理及公式應(yīng)用、裝置流程及其特點(diǎn)、具體的操作步驟和注意事項,力求實用;為了幫助學(xué)生整理實驗報告,還列舉了實驗報告要點(diǎn)和數(shù)據(jù)表格參考示例。附錄匯總了部分法定計量單位及其換算、化工常用參數(shù)、相關(guān)系數(shù)檢驗表、有關(guān)儀器的操作簡介等。本書最大特點(diǎn)是實用性強(qiáng)。一般化工原理實驗書都是針對某一廠家的設(shè)備而編寫的,本書則匯總了6個廠家的46種設(shè)備的裝置圖、特點(diǎn)和操作步驟,有利于教學(xué)過程中博采眾長、擴(kuò)大眼界;重點(diǎn)針對具體實驗,比一般的化工原理實驗書內(nèi)容更詳細(xì)、具體、實用。其特點(diǎn)有三:①將科學(xué)實驗過程中所需要的各種能力培養(yǎng),通過每一個具體實驗體現(xiàn)出來,并把嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)和實事求是的科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)融會貫通于每個實驗環(huán)節(jié);②實驗內(nèi)容和理論知識(思考題)相結(jié)合,以利于理論知識的鞏固和提高;③實驗內(nèi)容都是選取化工類生產(chǎn)實際中應(yīng)用較廣的,更接近于工程實際。由于本書內(nèi)容較多,使用者除應(yīng)結(jié)合具體情況節(jié)選之外,還請注意以下幾方面。(1) 實驗順序基本上按配套的化工原理理論課程各章節(jié)的先后排列,較新的膜分離及超臨界流體萃取、著重訓(xùn)練動手能力的管路拆裝、訓(xùn)練模擬操作的仿真實驗排在最后。凡標(biāo)題標(biāo)注*的實驗,既可按一般驗證性實驗進(jìn)行,也可按綜合(或設(shè)計)性實驗進(jìn)行。(2) 同一實驗的不同裝置(無論是否使用不同的物料體系),分別用裝置Ⅰ、裝置Ⅱ、裝置Ⅲ等加以區(qū)別(在此鄭重聲明:此種編號區(qū)別僅僅是為了各參編院;蚱渌x者與現(xiàn)有裝置對應(yīng)使用的方便,無排名先后之意)。實驗原理以統(tǒng)一列舉為主,個別的分列(如連續(xù)式流化床干燥器和間歇式流化床干燥器等);設(shè)備參數(shù)、操作步驟按裝置號順序依次對應(yīng)排列,以便于閱讀和使用;對裝置流程區(qū)別不大、操作步驟相仿的則統(tǒng)一歸并列出,以盡量減少篇幅。(3) 某一實驗專用的曲線圖等,以該實驗附錄的形式列出。(4) 實驗報告要點(diǎn)、數(shù)據(jù)表格參考示例,都盡量照顧不同裝置的特點(diǎn),使用時請結(jié)合具體裝置適當(dāng)增刪、修改、選用。(5) 思考題側(cè)重于重要知識點(diǎn),并盡量兼顧不同裝置的特點(diǎn),每個實驗3~5題。(6) 附錄以本書夠用為原則,盡量壓縮篇幅。本書再版較第一版的貢獻(xiàn)在于如下幾點(diǎn):一是對幾年來使用過程中發(fā)現(xiàn)的不足、不當(dāng)之處,進(jìn)行了適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充、修正,盡可能完善;二是在實驗總課時數(shù)不變的前提下,適當(dāng)增加實驗素材并同步修改思考題,達(dá)到使學(xué)生擴(kuò)展知識面、提高實驗實效性的目的;三是刪除了各參編院校都不開設(shè)的實驗,盡可能精簡內(nèi)容;四是擴(kuò)大了參編隊伍,由原六所院校擴(kuò)大到了八所院校。本書編寫單位及人員有:吉林大學(xué)珠海學(xué)院孫金堂、謝鵬、王顯赫,山東第一醫(yī)科大學(xué)楊榮華、王芳、程岳山、劉欣、孟憲峰,湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院蔣紅梅,南京中醫(yī)藥大學(xué)潘永蘭,湖北理工學(xué)院廖慶玲,南京中醫(yī)藥大學(xué)翰林學(xué)院錢潔,武漢華夏理工學(xué)院文艷霞,宿州學(xué)院段騰飛。最后由孫金堂審核、修訂、補(bǔ)充、統(tǒng)稿。在編寫過程中參考了多本化工原理及實驗教材或講義,在此向有關(guān)作者表示衷心的感謝!華中科技大學(xué)出版社、各參編單位的主管領(lǐng)導(dǎo)對本書的出版均給予了大力支持,在此一并致以謝摯的謝意!化工原理實驗由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,誠望讀者批評指正。
第一部分化工原理實驗基礎(chǔ)知識
1.1實驗室安全守則
1.2實驗數(shù)據(jù)的記錄、處理和實驗報告
1.2.1實驗數(shù)據(jù)的記錄
1.2.2實驗數(shù)據(jù)的處理
1.2.3實驗報告要點(diǎn)
1.3化工原理實驗課對指導(dǎo)教師和實驗技術(shù)人員的要求
1.3.1對指導(dǎo)教師的要求
1.3.2對實驗技術(shù)人員的要求
1.4化工原理實驗課對學(xué)生的要求
1.5化工原理實驗成績考核辦法
第二部分實驗誤差分析和數(shù)據(jù)處理
2.1實驗數(shù)據(jù)的誤差分析
2.1.1真值與平均值
2.1.2誤差及誤差分類
2.1.3誤差的表示方法
2.1.4精密度、正確度和精確度(準(zhǔn)確度、精準(zhǔn)度)
2.1.5儀器的精確度與測量值的誤差
2.1.6有效數(shù)字與運(yùn)算規(guī)則
2.1.7異常值的判斷與舍棄規(guī)則
2.2實驗數(shù)據(jù)的處理
2.2.1列表法
2.2.2圖示法
2.2.3函數(shù)法
2.2.4相關(guān)系數(shù)r及顯著性檢驗(回歸合理性檢驗)
2.2.5內(nèi)插法
第三部分化工原理實驗
實驗1雷諾實驗
實驗2機(jī)械能轉(zhuǎn)化實驗
實驗3流體流動阻力的測定
實驗4流量計校正及性能測定實驗
實驗5離心泵特性曲線的測定實驗
實驗6恒壓過濾實驗
實驗7固體流態(tài)化實驗
3.7.1固體流態(tài)化演示實驗
3.7.2固體流態(tài)化測定實驗
*實驗8傳熱系數(shù)測定綜合實驗
*實驗9篩板塔精餾實驗
*實驗10填料塔精餾實驗(乙醇正丙醇體系)
實驗11板式塔流體力學(xué)性能演示實驗
*實驗12填料塔吸收綜合實驗
*實驗13洞道式干燥器干燥實驗
*實驗14流化床干燥實驗
3.14.1間歇式流化床干燥實驗
3.14.2連續(xù)式流化床干燥實驗
*實驗15膜分離實驗
*實驗16超臨界流體萃取實驗
實驗17管路拆裝實驗
實驗18化工原理實驗仿真
3.18.1流體阻力測定實驗
3.18.2離心泵的性能曲線測定
3.18.3流量計的校正實驗
3.18.4過濾實驗
3.18.5傳熱實驗
3.18.6精餾實驗
3.18.7吸收實驗
3.18.8干燥實驗
附錄A常用數(shù)表
A1化工中常用計量單位及單位換算
A1.1法定基本單位
A1.2導(dǎo)出物理量及單位
A1.3基本常數(shù)與單位
A1.4單位換算
A2水的物理性質(zhì)
A3干空氣的物理性質(zhì)(p=1.013105Pa)
A4飽和水蒸氣表(按溫度排列)
A5飽和水蒸氣表(按壓強(qiáng)排列)
A6水在不同溫度下的黏度
A7某些二元物系的氣液相平衡數(shù)據(jù)
A7.1乙醇水(101.325kPa)
A7.2
乙醇正丙醇的txy關(guān)系
A7.3常壓(p=101.325kPa)下及CO2液相濃度低于5%時的相平衡常數(shù)
與溫度的關(guān)系
A7.4丙酮的平衡溶解度
A7.5溫度和濃度對丙酮相平衡常數(shù)的影響
A8乙醇水溶液的比熱和汽化潛熱
A8.1乙醇水溶液的比熱[kcal/(kg·℃)]
A8.2乙醇水溶液的汽化潛熱(kcal/kg)
A9某些氣體溶于水時的亨利系數(shù)
A10液體飽和蒸氣壓p的Antoine(安托因)常數(shù)
A11幾種常見氣體的密度(273K,101325kPa)
A12相關(guān)系數(shù)檢驗表
附錄B實驗相關(guān)儀器的使用說明
B1阿貝折射儀的使用說明
B2氣相色譜儀使用簡要說明(以GC1690型為例)
參考文獻(xiàn)