化工原理實驗是化工原理課程的重要組成部分,是學生學習和掌握化工原理基礎知識的重要過程。本教材包含了三個部分:實驗基礎知識、化工原理基礎實驗、實驗數據處理舉例。本教材的基礎實驗部分包含了化工原理典型的11個實驗項目,基本能滿足化工與制藥類專業(yè)化工原理課程實驗教學的需要。同時,實驗中復雜的實驗裝置采用三維流程示意圖表示,可增強可讀性和立體感;針對每個實驗項目,提供原始實驗數據記錄表格模板和詳細數據處理舉例,方便學生理解實驗原理和數據處理過程并撰寫出正確的實驗報告。本書適合作為化學工程與工藝及其他相關專業(yè)化工原理實驗課程的教材或參考書,也可供在化工、食品、制藥等領域的技術人員參考。
高等院校的工科專業(yè)要培養(yǎng)適應當今社會發(fā)展的創(chuàng)新型工程類人才,不僅要求學生具有扎實的專業(yè)理論基礎,而且要求學生具有出色的專業(yè)實驗實踐能力。所以,工程類實驗課教學具有非常重要的作用。其中,化工原理實驗是化工和制藥類專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程,是化工原理課程的延續(xù)和深入,是培養(yǎng)學生工程實踐能力的重要教學環(huán)節(jié)。其基本任務是加深對化工原理課程中基本理論的理解和應用,利用實驗設備來培養(yǎng)學生進行化工單元操作、設計實驗方案,以及采集、處理和分析數據的能力。本課程是化工類專業(yè)工程認證重點考查和關注的課程之一。
化工原理實驗課程的學習是基于實驗裝置進行的。通常,不同院校的化工原理實驗課程會根據學,F(xiàn)有實驗設備進行個性化授課。
《化工原理實驗》教材正是為了滿足編者所在院校教學需求而編寫的。本教材以嚴謹、簡單、實用為宗旨,充分考慮學生學習和掌握實驗內容中的難點,以隨實驗設備提供的使用說明書以及電子文檔為基礎,結合編者 17 年來化工原理實驗教學的經驗,精心編寫而成。同時,針對復雜的實驗裝置均原創(chuàng)性地采用三維流程示意圖,以增強立體感;同一實驗項目,既有不同廠商生產的實驗設備,也有同一廠商生產的不同版本實驗裝置。針對每個實驗,提供原始實驗數據記錄表格模板和詳細數據處理實例,以方便學生理解數據處理過程并撰寫出正確的實驗報告。
教材分三個部分,分別是實驗基礎知識、化工原理基礎實驗和實驗數據處理舉例。其中第二部分共講解 11 個實驗項目,加上第一部分的實驗基礎知識介紹,完全可以滿足《化工與制藥類教學質量國家標準(化工類專業(yè))》所建議的化工原理實驗教學不低于 48 學時的要求(2018年高等學校教學指導委員會發(fā)布)。
本教材由李保紅教授主持編寫。其中流動阻力測定實驗、離心泵性能測定實驗和填料吸收塔實驗由高召講師編寫;流量計性能測定實驗、傳熱實驗和精餾實驗由王劍鋒副教授編寫;恒壓過濾實驗和液 -液萃取實驗由周泉講師編寫;書中實驗裝置示意圖由化學工程系者白銀同學和姚思雨同學協(xié)助制作;其余部分由李保紅教授編寫。全書由華瑞年教授主審。
本教材適用于選用相同或者相似化工原理實驗設備的高校作為參考教材,也可供化工與制藥類專業(yè)學生自學參考。在其編寫的過程中得到了天津大學、萊帕克公司和浙江中控公司的大力支持和協(xié)助,在此一并表示感謝!
由于編者的水平有限,書中難免有不足之處,懇請讀者批評指正,以便今后改進。
編者
2022年6月
第一部分 實驗基礎知識 1
第一章 實驗室基本安全知識 1
一、實驗室安全相關的消防知識 1
二、實驗室安全用電知識 2
三、危險化學品安全使用知識 3
四、高壓氣瓶安全使用知識 4
第二章 化工原理實驗基礎知識 6
一、化工原理實驗的特點 6
二、實驗教學目的 6
三、實驗的基本要求 7
第二部分 化工原理基礎實驗 10
實驗一 流動阻力測定實驗 10
一、實驗目的 10
二、實驗內容 10
三、實驗原理 10
四、實驗裝置(2018 年版) 12
五、實驗方法和操作步驟 13
六、注意事項 14
七、報告內容和數據處理 14
八、思考題 16
實驗裝置(2003 年版) 16
實驗裝置(2012 年版) 18
實驗二 A 流量計性能測定實驗 21
一、實驗目的 21
二、實驗內容 21
三、實驗原理 21
四、實驗裝置(2018 年版) 22
五、實驗操作步驟 23
六、注意事項 24
七、報告內容和數據處理 24
八、思考題 26
實驗裝置(2005 年版) 26
實驗二 B 流量計性能測定實驗 29
一、實驗目的 29
二、實驗內容 29
三、實驗原理 29
四、實驗裝置(2012 年版) 31
五、實驗操作步驟 32
六、注意事項 33
七、實驗報告和數據處理 33
實驗三 A 離心泵性能測定實驗 34
一、實驗目的 34
二、實驗內容 34
三、實驗原理 34
四、實驗裝置(2018 年版) 35
五、實驗操作步驟 36
六、注意事項 37
七、報告內容和數據處理 37
八、思考題 38
實驗裝置(2005 年版) 39
實驗三 B 離心泵性能測定實驗 41
一、實驗目的 41
二、實驗原理 41
三、實驗裝置(2012 年版) 42
四、實驗操作步驟 43
五、注意事項 43
六、實驗數據記錄表 44
實驗四 傳熱實驗 45
一、實驗目的 45
二、實驗內容 45
三、實驗原理 45
四、實驗裝置 48
五、實驗方法和操作步驟 50
六、注意事項 50
七、報告內容和數據處理 51
八、思考題 54
實驗五 填料吸收塔實驗 55
一、實驗目的 55
二、實驗內容 55
三、實驗原理 55
四、實驗裝置 57
五、實驗方法和操作步驟 59
六、注意事項 60
七、報告內容和數據處理 60
八、思考題 63
實驗六 A 精餾實驗 64
一、實驗目的 64
二、實驗內容 64
三、實驗原理 64
四、實驗裝置(2018 年版) 65
五、實驗方法和操作步驟 68
六、注意事項 69
七、報告內容和數據處理 70
八、思考題 71
實驗六 B 精餾實驗 72
一、實驗目的 72
二、實驗內容 72
三、實驗原理 72
四、實驗裝置(2012 年版) 75
五、實驗操作步驟 76
六、注意事項 77
七、實驗報告和數據處理 79
實驗七 A 恒壓過濾實驗 80
一、實驗目的 80
二、實驗內容 80
三、實驗原理 80
四、實驗裝置(2005 年版) 81
五、實驗方法和操作步驟 82
六、注意事項 82
七、報告內容和數據處理 82
八、思考題 83
實驗七 B 恒壓過濾實驗 84
一、實驗目的 84
二、實驗原理 84
三、實驗裝置(2022 年版) 86
四、實驗操作步驟 87
五、注意事項 88
六、實驗報告和數據處理 88
實驗八 洞道干燥實驗 90
一、實驗目的 90
二、實驗原理 90
三、實驗裝置 93
四、實驗操作步驟 95
五、注意事項 95
六、實驗報告和數據處理 95
七、思考題 96
實驗九 液-液萃取實驗 97
一、實驗目的 97
二、實驗原理 97
三、實驗裝置 100
四、實驗操作步驟 101
五、注意事項 102
六、實驗報告和數據處理 102
七、思考題 104
實驗十 液-液板式換熱實驗 105
一、實驗目的 105
二、實驗原理 105
三、實驗裝置 106
四、實驗操作步驟 108
五、實驗數據記錄 108
六、思考題 108
實驗十一 流化床干燥實驗 109
一、實驗目的 109
二、基本原理 109
三、實驗裝置 111
四、實驗操作步驟和注意事項 112
五、實驗數據記錄 113
六、實驗報告和數據處理 113
七、思考題 113
第三部分 實驗數據處理舉例 115
案例一 流動阻力測定實驗 115
案例二 流量計性能測定實驗 119
案例三 離心泵性能測定實驗 121
案例四 傳熱實驗 123
案例五 填料吸收塔實驗 129
案例六 精餾實驗(2018 年版) 134
案例七 恒壓過濾實驗 137
案例八 洞道干燥實驗 139
案例九 液-液萃取實驗 142
案例十 液-液板式換熱實驗 145
案例十一 流化床干燥實驗 147
附錄一 YUDIAN 儀表調零和調整設定值方法 151
附錄二 阿貝折射儀使用說明 152
參考文獻 153