化工原理實驗

前言

　　《化工原理實驗》是化工原理課程教學中的一個重要教學環(huán)節(jié)。隨著化工原理教學實踐和教學改革的不斷深入，化工原理實驗教學日益受到重視。2006年長江大學化學工程與工藝專業(yè)立項為“湖北省高校本科品牌專業(yè)”建設（鄂教高2006【24號】），2007年對化工原理實驗裝置進行了全面更新，從北京化工大學購進經(jīng)教育部鑒定“具有國內(nèi)領先，國際先進水平”的化工原理實驗裝置；2009年化學工程與工藝專業(yè)申報《化工原理》省級精品課程建設；隨著化工原理實驗裝置及計算機測控技術的運用，結合教學工作需要，我們編寫了《化工原理實驗》教材。　　本教材的編寫突出了如下特點：　?。?）實驗內(nèi)容緊扣實驗教學要求，分化工原理基本實驗，綜合、設計型實驗和創(chuàng)新、研究型實驗，學生可根據(jù)實際情況進行選做；　?。?）引入了計算機過程模擬和測控技術，借助先進的實驗教學手段，更好地鞏固和加深對課堂教學內(nèi)容的理解，提高分析問題、解決問題和應用計算機處理數(shù)據(jù)及作圖的能力；　?。?）充實了例題、實驗數(shù)據(jù)處理和化工測量儀表方面的內(nèi)容，拓寬學生的知識面和提高實驗教學效果；　?。?）強調(diào)了實驗操作，以利于培養(yǎng)學生的動手能力和實驗技能，提高工程能力?！　”窘滩膬?nèi)容簡明扼要，理論層次適中，針對性和通用性強。適用于化學化工類專業(yè)化工原理實驗的教學，也適用于生物工程、食品工程、過程裝備與控制工程等少學時專業(yè)的化工原理實驗教學，同時適用于獨立學院、?？啤⒏呗殞哟蔚膶嶒灲虒W使用?！　”緯蓞呛樘刂骶?，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），北京化工大學丁忠偉（第4章的4-3-1），其余部分由吳洪特編寫，長江大學陳果同學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楊祖榮教授主審，并提出許多寶貴意見，同時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，還得到長江大學化學與環(huán)境工程學院梅平教授、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，在此一并謹表感謝。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容包括實驗數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生與估算，實驗數(shù)據(jù)處理，化工實驗參數(shù)的測量方法及實驗室常用儀器的使用，化工原理基本實驗，化工原理綜合、設計實驗，化工原理創(chuàng)新與研究實驗、計算機數(shù)據(jù)處理、實驗報告的編寫等內(nèi)容，全書突出了實踐性和工程性，重在對學生進行實驗研究過程中多種能力和素質(zhì)的培養(yǎng)訓練。內(nèi)容簡明扼要，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、材料、環(huán)境、輕工、生物工程等高等學校本科、獨立學院、高職高專的化工原理實驗教材，也可供相關科研人員參考。

書籍目錄

0  緒論  0.1  化工原理實驗教學目的  0.2  化工原理實驗的特點  0.3  化工原理實驗要求    0.3.1  實驗預習    0.3.2  實驗操作    0.3.3  測定、記錄和數(shù)據(jù)處理    0.3.4  編寫實驗報告  0.4  化工原理實驗室守則1  實驗數(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  絕對誤差與相對誤差    1.2.3  算術平均誤差與標準誤差    1.2.4  精密度、正確度和準確度  1.3  隨機誤差的分布    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準則    1.4.2  t檢驗準則    1.4.3  格拉布斯(Grubbs)準則  1.5  測量誤差的計算    1.5.1  直接測量誤差    1.5.2  間接測量誤差  本章主要符號2  實驗數(shù)據(jù)的處理  2.1  實驗數(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)驗公式法  2.2  經(jīng)驗公式中常數(shù)的求取    2.2.1  回歸方程的斜率與截距的求取    2.2.2  回歸方程中的幾個概念    2.2.3  回歸方程的相關系數(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  試驗設計方法    2.3.1  試驗設計方法概述    2.3.2  正交試驗設計方法的優(yōu)點和特點    2.3.3  正交表    2.3.4  選擇正交表的基本原則    2.3.5  正交表的表頭設計    2.3.6  正交試驗的操作方法    2.3.7  正交試驗結果分析方法    2.3.8  正交試驗方法在化工原理實驗中的應用舉例  本章主要符號3  化工實驗參數(shù)的測量方法及實驗室常用儀器的使用  3.1  壓力(差)測量    3.1.1  液柱式壓差計    3.1.2  彈性式壓力計    3.1.3  傳感器式壓力測量儀表  3.2  溫度測量    3.2.1  熱膨脹式溫度計    3.2.2  電阻溫度計    3.2.3  熱電偶溫度計  3.3  流量測量    3.3.1  差壓式流量計    3.3.2  轉子流量計    3.3.3  渦輪流量計    3.3.4  質(zhì)量流量計  3.4  人工智能調(diào)節(jié)器的使用及設置    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儀表的功能及應用    3.4.6  與計算機通訊  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  溶氧儀的基本結構    3.6.2  溶氧儀的工作原理    3.6.3  溶氧儀的使用方法  3.7  水分快速測定儀    3.7.1  工作原理與結構    3.7.2  使用與校驗    3.7.3  注意事項與維護  3.8  阿貝折光儀    3.8.1  工作原理及結構    3.8.2  阿貝折光儀的使用    3.8.3  注意事項與維護  本章主要符號4  化工原理基本實驗  4.1  流體流動阻力的測定    4.1.1  實驗目的及任務    4.1.2  基本原理    4.1.3  實驗裝置與流程    4.1.4  實驗步驟    4.1.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    4.1.6  實驗報告    4.1.7  思考題  4.2  離心泵特性曲線的測定    4.2.1  實驗目的及任務    4.2.2  基本原理    4.2.3  實驗裝置與流程    4.2.4  實驗步驟與注意事項    4.2.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    4.2.6  實驗報告    4.2.7  思考題  4.3  恒壓過濾常數(shù)的測定    4.3.1  實驗目的及任務    4.3.2  基本原理    4.3.3  實驗裝置與流程    4.3.4  實驗步驟    4.3.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    4.3.6  實驗報告    4.3.7  思考題  4.4  傳熱膜系數(shù)的測定    4.4.1  實驗目的及任務    4.4.2  基本原理    4.4.3  實驗裝置與流程    4.4.4  操作步驟    4.4.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    4.4.6  實驗報告    4.4.7  思考題  4.5  板式精餾塔性能的測定    4.5.1  實驗目的及任務    4.5.2  基本原理    4.5.3  實驗裝置與流程    4.5.4  實驗步驟與注意事項    4.5.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    4.5.6  實驗報告    4.5.7  思考題  4.6  干燥曲線與干燥速率曲線的測定    4.6.1  實驗目的及任務    4.6.2  基本原理    4.6.3  實驗裝置與流程    4.6.4  實驗步驟與注意事項    4.6.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    4.6.6  實驗報告    4.6.7  思考題  4.7  圖例說明  本章主要符號5  化工原理綜合、設計實驗  5.1  流體流動過程綜合實驗    5.1.1  實驗目的    5.1.2  實驗內(nèi)容  5.2  正交試驗法在過濾研究實驗中的應用    5.2.1  實驗目的    5.2.2  實驗內(nèi)容  5.3  傳熱綜合實驗    5.3.1  實驗目的    5.3.2  實驗內(nèi)容  5.4  精餾塔計算機數(shù)據(jù)采集及過程控制研究實驗    5.4.1  實驗目的    5.4.2  實驗內(nèi)容  5.5  氧吸收與解吸綜合實驗    5.5.1  實驗目的及任務    5.5.2  基本原理    5.5.3  實驗裝置與流程    5.5.4  實驗步驟與注意事項    5.5.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    5.5.6  實驗報告    5.5.7  思考題  5.6  流化床干燥過程綜合實驗    5.6.1  實驗目的及任務    5.6.2  基本原理    5.6.3  實驗裝置與流程    5.6.4  實驗步驟與注意事項    5.6.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    5.6.6  實驗報告    5.6.7  思考題  5.7  轉盤萃取綜合實驗    5.7.1  實驗目的及任務    5.7.2  實驗基本原理    5.7.3  實驗裝置與流程    5.7.4  實驗步驟與注意事項    5.7.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    5.7.6  實驗報告    5.7.7  思考題  本章主要符號6  化工原理創(chuàng)新與研究實驗  6.1  膜蒸餾實驗    6.1.1  實驗目的及任務    6.1.2  基本原理    6.1.3  實驗裝置與流程    6.1.4  實驗步驟與注意事項    6.1.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    6.1.6  實驗報告  6.2  動態(tài)過濾實驗    6.2.1  實驗目的及任務    6.2.2  基本原理    6.2.3  實驗裝置與流程    6.2.4  實驗步驟    6.2.5  實驗數(shù)據(jù)記錄與處理    6.2.6  實驗報告    6.2.7  思考題  本章主要符號7  計算機數(shù)據(jù)處理  7.1  用Excel處理實驗數(shù)據(jù)    7.1.1  Excel基礎知識    7.1.2  Excel應用舉例  7.2  用Origin處理實驗數(shù)據(jù)    7.2.1  Origin基礎知識    7.2.2  Origin應用舉例8  實驗報告的編寫  8.1  傳統(tǒng)實驗報告格式  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檢驗系數(shù)K(n，α)值  附錄5  格拉布斯(Grubbs)判據(jù)表  附錄6  相關系數(shù)檢驗表  附錄7  F分布數(shù)值表  附錄8  常用正交表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　化工原理實驗包括：實驗預習，實驗操作，測定、記錄和數(shù)據(jù)處理，實驗報告編寫四個主要環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)的具體要求如下。實驗預習　　實驗前認真閱讀實驗教材，復習課程教材以及參考書的有關內(nèi)容，熟悉過程原理、設備裝置的結構和流程，明確操作程序與所要測定參數(shù)的項目，了解相關儀表的類型、使用方法、參數(shù)的調(diào)整、實驗測試點的分配等。也可先去仿真室進行仿真實驗和仿真實驗測評?！　嶒炓话阋?-4人為一小組合作進行實驗，做到既分工、又合作每個組員要各負其責，并且要在適當?shù)臅r候進行輪換工作，這樣既能保證質(zhì)量，又能獲得全面的訓練?！　嶒灢僮鳌　嶒炘O備啟動前需按教材要求進行檢查，看能否正常轉動，各設備、管路中的閥門是否開、閉正常；操作過程中應隨時觀察儀表指示值的變動，確保操作過程在穩(wěn)定條件下進行。出現(xiàn)不符合規(guī)律的現(xiàn)象時應注意觀察研究，分析其原因，不要輕易放過。操作過程中設備及儀表有異常情況時，應立即按停車步驟停車，并報告指導教師，了解產(chǎn)生問題的原因。停車前應先將有關氣源、水源、電源關閉，然后切斷電機電源，并將各閥門恢復至實驗前所處的位置（開或關）?！　?.3.3測定、記錄和數(shù)據(jù)處理　?。?）確定要測定哪些數(shù)據(jù)　　凡是與實驗結果有關或是整理數(shù)據(jù)時必需的參數(shù)都應一一測定。原始數(shù)據(jù)記錄表的設計應在實驗前完成。原始數(shù)據(jù)應包括工作介質(zhì)性質(zhì)、操作條件、設備幾何尺寸及大氣條件等。并不是所有數(shù)據(jù)都要直接測定，凡是可以根據(jù)某一參數(shù)推導出或根據(jù)某一參數(shù)由手冊查出的數(shù)據(jù)，就不必直接測定。例如水的黏度、密度等物理性質(zhì)，一般只要測出水溫后即可查出，因此不必直接測定水的黏度、密度，而應該改測水的溫度。　?。?）實驗數(shù)據(jù)的分割　　一般來說，實驗時要測的數(shù)據(jù)盡管有許多個，但常常選擇其中一個數(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的揚程、軸功率、效率等作為因變量。實驗結果又往往要把這些所測的數(shù)據(jù)標繪在各種坐標系上，為了使所測數(shù)據(jù)在坐標上得到分布均勻的曲線，這里就涉及實驗數(shù)據(jù)均勻分割的問題。化工原理實驗最常用的有兩種坐標紙：直角坐標和對數(shù)坐標，坐標不同所采用的分割方法也不同。

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