化工原理實(shí)驗(yàn)

前言

　　《化工原理實(shí)驗(yàn)》是化工原理課程教學(xué)中的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。隨著化工原理教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革的不斷深入，化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)日益受到重視。2006年長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)立項(xiàng)為“湖北省高校本科品牌專業(yè)”建設(shè)（鄂教高2006【24號(hào)】），2007年對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了全面更新，從北京化工大學(xué)購(gòu)進(jìn)經(jīng)教育部鑒定“具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，國(guó)際先進(jìn)水平”的化工原理實(shí)驗(yàn)裝置；2009年化學(xué)工程與工藝專業(yè)申報(bào)《化工原理》省級(jí)精品課程建設(shè)；隨著化工原理實(shí)驗(yàn)裝置及計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的運(yùn)用，結(jié)合教學(xué)工作需要，我們編寫了《化工原理實(shí)驗(yàn)》教材?！　”窘滩牡木帉懲怀隽巳缦绿攸c(diǎn)：　?。?）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊扣實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，分化工原理基本實(shí)驗(yàn)，綜合、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新、研究型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選做；　?。?）引入了計(jì)算機(jī)過程模擬和測(cè)控技術(shù)，借助先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，更好地鞏固和加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，提高分析問題、解決問題和應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)及作圖的能力；　?。?）充實(shí)了例題、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和化工測(cè)量?jī)x表方面的內(nèi)容，拓寬學(xué)生的知識(shí)面和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果；　?。?）強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)操作，以利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能，提高工程能力?！　”窘滩膬?nèi)容簡(jiǎn)明扼要，理論層次適中，針對(duì)性和通用性強(qiáng)。適用于化學(xué)化工類專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，也適用于生物工程、食品工程、過程裝備與控制工程等少學(xué)時(shí)專業(yè)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)適用于獨(dú)立學(xué)院、?？?、高職層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。　　本書由吳洪特主編，參加編寫的有付家新（第3章的3-1～3-4節(jié)，第5章、第6章及附錄），北京化工大學(xué)丁忠偉（第4章的4-3-1），其余部分由吳洪特編寫，長(zhǎng)江大學(xué)陳果同學(xué)參加了書稿的部分繪圖和文字處理工作。本書承蒙北京化工大學(xué)楊祖榮教授主審，并提出許多寶貴意見，同時(shí)在編寫中得到了楊祖榮教授的許多幫助和支持；此外，在編寫過程中，還得到長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院梅平教授、尹先清教授、于兵川教授、秦少雄教授和羅覺生、李中寶老師的大力支持和幫助，在此一并謹(jǐn)表感謝。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生與估算，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，化工實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)室常用儀器的使用，化工原理基本實(shí)驗(yàn)，化工原理綜合、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，化工原理創(chuàng)新與研究實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫等內(nèi)容，全書突出了實(shí)踐性和工程性，重在對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究過程中多種能力和素質(zhì)的培養(yǎng)訓(xùn)練。內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要，理論層次適中，有較多的例題和思考題。    本書可作為理工類化工、化學(xué)、材料、環(huán)境、輕工、生物工程等高等學(xué)校本科、獨(dú)立學(xué)院、高職高專的化工原理實(shí)驗(yàn)教材，也可供相關(guān)科研人員參考。

書籍目錄

0  緒論  0.1  化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的  0.2  化工原理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)  0.3  化工原理實(shí)驗(yàn)要求    0.3.1  實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)    0.3.2  實(shí)驗(yàn)操作    0.3.3  測(cè)定、記錄和數(shù)據(jù)處理    0.3.4  編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告  0.4  化工原理實(shí)驗(yàn)室守則1  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生與估算  1.1  誤差的來源  1.2  誤差的常用表示法    1.2.1  真值的定義    1.2.2  絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差    1.2.3  算術(shù)平均誤差與標(biāo)準(zhǔn)誤差    1.2.4  精密度、正確度和準(zhǔn)確度  1.3  隨機(jī)誤差的分布    1.3.1  誤差的正態(tài)分布    1.3.2  置信概率ζ與以顯著性水平α  1.4  粗大誤差的判斷與剔除    1.4.1  3σ準(zhǔn)則    1.4.2  t檢驗(yàn)準(zhǔn)則    1.4.3  格拉布斯(Grubbs)準(zhǔn)則  1.5  測(cè)量誤差的計(jì)算    1.5.1  直接測(cè)量誤差    1.5.2  間接測(cè)量誤差  本章主要符號(hào)2  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理  2.1  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理方法    2.1.1  列表法    2.1.2  圖示法    2.1.3  經(jīng)驗(yàn)公式法  2.2  經(jīng)驗(yàn)公式中常數(shù)的求取    2.2.1  回歸方程的斜率與截距的求取    2.2.2  回歸方程中的幾個(gè)概念    2.2.3  回歸方程的相關(guān)系數(shù)    2.2.4  回歸方程的方差分析    2.2.5  多元線性回歸方程  2.3  試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法    2.3.1  試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法概述    2.3.2  正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)    2.3.3  正交表    2.3.4  選擇正交表的基本原則    2.3.5  正交表的表頭設(shè)計(jì)    2.3.6  正交試驗(yàn)的操作方法    2.3.7  正交試驗(yàn)結(jié)果分析方法    2.3.8  正交試驗(yàn)方法在化工原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用舉例  本章主要符號(hào)3  化工實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)室常用儀器的使用  3.1  壓力(差)測(cè)量    3.1.1  液柱式壓差計(jì)    3.1.2  彈性式壓力計(jì)    3.1.3  傳感器式壓力測(cè)量?jī)x表  3.2  溫度測(cè)量    3.2.1  熱膨脹式溫度計(jì)    3.2.2  電阻溫度計(jì)    3.2.3  熱電偶溫度計(jì)  3.3  流量測(cè)量    3.3.1  差壓式流量計(jì)    3.3.2  轉(zhuǎn)子流量計(jì)    3.3.3  渦輪流量計(jì)    3.3.4  質(zhì)量流量計(jì)  3.4  人工智能調(diào)節(jié)器的使用及設(shè)置    3.4.1  面板說明及操作說明    3.4.2  基本使用操作    3.4.3  AI人工智能調(diào)節(jié)及自整定(AT)操作    3.4.4  程序操作(僅適用AI-808P程序型)    3.4.5  AI儀表的功能及應(yīng)用    3.4.6  與計(jì)算機(jī)通訊  3.5  變頻器    3.5.1  變頻器面板說明    3.5.2  變頻器面板操作步驟    3.5.3  操作示范  3.6  溶氧儀    3.6.1  溶氧儀的基本結(jié)構(gòu)    3.6.2  溶氧儀的工作原理    3.6.3  溶氧儀的使用方法  3.7  水分快速測(cè)定儀    3.7.1  工作原理與結(jié)構(gòu)    3.7.2  使用與校驗(yàn)    3.7.3  注意事項(xiàng)與維護(hù)  3.8  阿貝折光儀    3.8.1  工作原理及結(jié)構(gòu)    3.8.2  阿貝折光儀的使用    3.8.3  注意事項(xiàng)與維護(hù)  本章主要符號(hào)4  化工原理基本實(shí)驗(yàn)  4.1  流體流動(dòng)阻力的測(cè)定    4.1.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    4.1.2  基本原理    4.1.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    4.1.4  實(shí)驗(yàn)步驟    4.1.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    4.1.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.1.7  思考題  4.2  離心泵特性曲線的測(cè)定    4.2.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    4.2.2  基本原理    4.2.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    4.2.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    4.2.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    4.2.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.2.7  思考題  4.3  恒壓過濾常數(shù)的測(cè)定    4.3.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    4.3.2  基本原理    4.3.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    4.3.4  實(shí)驗(yàn)步驟    4.3.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    4.3.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.3.7  思考題  4.4  傳熱膜系數(shù)的測(cè)定    4.4.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    4.4.2  基本原理    4.4.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    4.4.4  操作步驟    4.4.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    4.4.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.4.7  思考題  4.5  板式精餾塔性能的測(cè)定    4.5.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    4.5.2  基本原理    4.5.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    4.5.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    4.5.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    4.5.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.5.7  思考題  4.6  干燥曲線與干燥速率曲線的測(cè)定    4.6.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    4.6.2  基本原理    4.6.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    4.6.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    4.6.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    4.6.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.6.7  思考題  4.7  圖例說明  本章主要符號(hào)5  化工原理綜合、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)  5.1  流體流動(dòng)過程綜合實(shí)驗(yàn)    5.1.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   5.1.2  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  5.2  正交試驗(yàn)法在過濾研究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用    5.2.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   5.2.2  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  5.3  傳熱綜合實(shí)驗(yàn)    5.3.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   5.3.2  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  5.4  精餾塔計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過程控制研究實(shí)驗(yàn)    5.4.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   5.4.2  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  5.5  氧吸收與解吸綜合實(shí)驗(yàn)    5.5.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    5.5.2  基本原理    5.5.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    5.5.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    5.5.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    5.5.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    5.5.7  思考題  5.6  流化床干燥過程綜合實(shí)驗(yàn)    5.6.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    5.6.2  基本原理    5.6.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    5.6.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    5.6.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    5.6.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    5.6.7  思考題  5.7  轉(zhuǎn)盤萃取綜合實(shí)驗(yàn)    5.7.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    5.7.2  實(shí)驗(yàn)基本原理    5.7.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    5.7.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    5.7.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    5.7.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    5.7.7  思考題  本章主要符號(hào)6  化工原理創(chuàng)新與研究實(shí)驗(yàn)  6.1  膜蒸餾實(shí)驗(yàn)    6.1.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    6.1.2  基本原理    6.1.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    6.1.4  實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)    6.1.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    6.1.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告  6.2  動(dòng)態(tài)過濾實(shí)驗(yàn)    6.2.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)    6.2.2  基本原理    6.2.3  實(shí)驗(yàn)裝置與流程    6.2.4  實(shí)驗(yàn)步驟    6.2.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理    6.2.6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告    6.2.7  思考題  本章主要符號(hào)7  計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理  7.1  用Excel處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)    7.1.1  Excel基礎(chǔ)知識(shí)    7.1.2  Excel應(yīng)用舉例  7.2  用Origin處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)    7.2.1  Origin基礎(chǔ)知識(shí)    7.2.2  Origin應(yīng)用舉例8  實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫  8.1  傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式  8.2  小論文格式附錄  附錄1  水的物理性質(zhì)  附錄2  干空氣的物理性質(zhì)  附錄3  飽和水蒸氣表  附錄4  t檢驗(yàn)系數(shù)K(n，α)值  附錄5  格拉布斯(Grubbs)判據(jù)表  附錄6  相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表  附錄7  F分布數(shù)值表  附錄8  常用正交表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　化工原理實(shí)驗(yàn)包括：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)定、記錄和數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫四個(gè)主要環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)的具體要求如下。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)　　實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，復(fù)習(xí)課程教材以及參考書的有關(guān)內(nèi)容，熟悉過程原理、設(shè)備裝置的結(jié)構(gòu)和流程，明確操作程序與所要測(cè)定參數(shù)的項(xiàng)目，了解相關(guān)儀表的類型、使用方法、參數(shù)的調(diào)整、實(shí)驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)的分配等。也可先去仿真室進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)。　　實(shí)驗(yàn)一般以3-4人為一小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做到既分工、又合作每個(gè)組員要各負(fù)其責(zé)，并且要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行輪換工作，這樣既能保證質(zhì)量，又能獲得全面的訓(xùn)練。　　實(shí)驗(yàn)操作　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備啟動(dòng)前需按教材要求進(jìn)行檢查，看能否正常轉(zhuǎn)動(dòng)，各設(shè)備、管路中的閥門是否開、閉正常；操作過程中應(yīng)隨時(shí)觀察儀表指示值的變動(dòng)，確保操作過程在穩(wěn)定條件下進(jìn)行。出現(xiàn)不符合規(guī)律的現(xiàn)象時(shí)應(yīng)注意觀察研究，分析其原因，不要輕易放過。操作過程中設(shè)備及儀表有異常情況時(shí)，應(yīng)立即按停車步驟停車，并報(bào)告指導(dǎo)教師，了解產(chǎn)生問題的原因。停車前應(yīng)先將有關(guān)氣源、水源、電源關(guān)閉，然后切斷電機(jī)電源，并將各閥門恢復(fù)至實(shí)驗(yàn)前所處的位置（開或關(guān)）?！　?.3.3測(cè)定、記錄和數(shù)據(jù)處理　?。?）確定要測(cè)定哪些數(shù)據(jù)　　凡是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有關(guān)或是整理數(shù)據(jù)時(shí)必需的參數(shù)都應(yīng)一一測(cè)定。原始數(shù)據(jù)記錄表的設(shè)計(jì)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前完成。原始數(shù)據(jù)應(yīng)包括工作介質(zhì)性質(zhì)、操作條件、設(shè)備幾何尺寸及大氣條件等。并不是所有數(shù)據(jù)都要直接測(cè)定，凡是可以根據(jù)某一參數(shù)推導(dǎo)出或根據(jù)某一參數(shù)由手冊(cè)查出的數(shù)據(jù)，就不必直接測(cè)定。例如水的黏度、密度等物理性質(zhì)，一般只要測(cè)出水溫后即可查出，因此不必直接測(cè)定水的黏度、密度，而應(yīng)該改測(cè)水的溫度?！　。?）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分割　　一般來說，實(shí)驗(yàn)時(shí)要測(cè)的數(shù)據(jù)盡管有許多個(gè)，但常常選擇其中一個(gè)數(shù)據(jù)作為自變量來控制，而把其它受其影響或控制的隨之而變的數(shù)據(jù)作為因變量，如離心泵特性曲線就把流量選擇作為自變量，而把其它同流量有關(guān)的揚(yáng)程、軸功率、效率等作為因變量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果又往往要把這些所測(cè)的數(shù)據(jù)標(biāo)繪在各種坐標(biāo)系上，為了使所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上得到分布均勻的曲線，這里就涉及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均勻分割的問題?；ぴ韺?shí)驗(yàn)最常用的有兩種坐標(biāo)紙：直角坐標(biāo)和對(duì)數(shù)坐標(biāo)，坐標(biāo)不同所采用的分割方法也不同。

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