化工/食工原理實驗

前言

“化工原理”和“食工原理”都是以單元操作為背景的課程，“化工原理實驗”和“食工原理實驗”是對應理論課開設的實踐性環(huán)節(jié)的課程。單元操作實驗屬于工程實驗范疇，具有鮮明的工程特點和特殊性，要求學生理論聯(lián)系實際通過實驗來驗證一些結論和結果，觀察相關單元操作的過程和現(xiàn)象，掌握單元操作實驗的設計方法、操作技能和儀器儀表的使用能力，從而培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力和工程觀點，使學生在結束基礎課程轉入相關專業(yè)的學習時，在思維方法上對處理復雜的工程實際過程具有較好的分析問題和解決問題的能力。單元操作種類很多，本教材介紹了直管流動阻力與局部阻力的測定、離心泵特性曲線的測定、板框壓濾機過濾常數(shù)的測定、換熱器對流傳熱系數(shù)的測定、精餾塔的操作與板效率的測定、填料吸收塔吸收系數(shù)的測定、干燥速率曲線的測定、液一液萃取、蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的測定、膜分離、浸?。ü桃灰狠腿。┕?1個典型的單元操作實驗，為了增加學生的感性認識，還介紹了雷諾實驗、柏努利方程、旋風分離器、熱邊界層、板式塔流體力學性能共5個演示實驗。根據(jù)化工、生物工程、制藥、食品、環(huán)境、輕化工程不同專業(yè)的需要，可選擇相應的單元操作以適合所開設的“化工原理”或“食工原理”理論課的需要。本書第四章介紹的單元操作實驗的計算機仿真的內容，與江南大學化學化工實驗教學示范中心主頁上的化工原理實驗模擬仿真軟件配套，學生通過計算機上的仿真實驗，能對實驗教學的內容和過程進行全面和反復的了解和練習。形象逼真的實驗原理和內容展示，能充分調動學生學習的積極性，很好地輔助實驗教學，提高實驗教學的效果和質量。本書由顧正榮、涂國云主編，江南大學化工原理和食工原理的全體教師參與了討論和部分內容的編寫。其中前言，緒論，第四章，第五章中的實驗11，第六章中的演示實驗1以及附錄由顧正榮執(zhí)筆；第一章由陸杰執(zhí)筆；第二章由許林妹執(zhí)筆；第三章、第五章中的實驗5、實驗6、實驗10以及第六章中的演示實驗5由涂國云執(zhí)筆；第五章中的實驗1和實驗2以及第六章中的演示實驗2和演示實驗3由蔣建中執(zhí)筆；第五章中的實驗3和實驗4由魏慧賢執(zhí)筆；第五章中的實驗7～實驗9以及第六章中的演示實驗4由陳美玲執(zhí)筆。顧正榮對全書進行了統(tǒng)稿和修改，并呈馮骉教授審閱。

內容概要

本書是與“化工原理”、“食品工程原理”理論課配套使用的實驗教材。全書分單元操作實驗及處理工程問題的實驗方法、實驗誤差分析和數(shù)據(jù)處理、測量儀表和測量方法、單元操作實驗的計算機仿真、單元操作實驗、演示實驗六部分。本書內容的編排著眼于使學生了解和掌握化工原理實驗、食品工程原理實驗的基本內容和研究方法，著重培養(yǎng)學生的工程觀點和分析解決工程問題的能力。    本書可作為本科、?？频幕ぴ?、食工原理實驗教材，亦可供從事化工、生物工程、食品工程、環(huán)境工程、輕化工程專業(yè)的工程技術人員參考。

書籍目錄

緒論    一、單元操作實驗的內容和特點    二、實驗的基本要求    思考題第一章 單元操作實驗及處理工程問題的實驗方法  第一節(jié) 直接實驗法    一、直接實驗法的實驗過程    二、直接實驗法的局限性  第二節(jié) 量綱分析法    一、基本概念    二、量綱一致性原則    三、π定理    四、量綱分析法的步驟與舉例    五、相似定理    六、應用量綱分析法的注意事項  第三節(jié) 數(shù)學模型法    一、機理模型與經(jīng)驗模型    二、建立數(shù)學模型的一般步驟    三、數(shù)學模型法的應用舉例    四、數(shù)學模型法和量綱分析法的比較  第四節(jié) 其他實驗方法    一、過程變量分離法    二、過程分解與合成法    三、冷模實驗法    思考題第二章 實驗誤差分析和數(shù)據(jù)處理  第一節(jié) 實驗的誤差    一、真值與平均值    二、誤差的分類    三、精密度、正確度、準確度和精確度    四、誤差的表示方法    五、測量儀器的精度    六、誤差的基本性質和數(shù)據(jù)選擇  第二節(jié) 實驗數(shù)據(jù)的測量和誤差估算    一、實驗數(shù)據(jù)的測量    二、誤差估算  第三節(jié) 實驗數(shù)據(jù)的整理與處理方法    一、實驗數(shù)據(jù)的整理    二、實驗數(shù)據(jù)的處理    思考題第三章 測量儀表和測量方法  第一節(jié) 流體壓強的測量    一、液柱式壓差計    二、彈性式壓差計    三、電氣式壓差計    四、流體壓強測量中的技術要點  第二節(jié) 流體流量的測量    一、節(jié) 流式流量計    二、轉子流量計    三、渦輪流量計    四、體積式流量計    五、流量計的校正  第三節(jié) 溫度的測量    一、接觸式溫度計    二、非接觸式溫度計    三、各類溫度計的比較、選用與安裝  第四節(jié) 功率的測量    一、電動機-天平式測功器    二、應變電阻式轉矩儀    三、功率表測功法  第五節(jié) 組成分析方法    一、化學法    二、物理法    思考題第四章 單元操作實驗的計算機仿真  仿真實驗1 直管流動阻力與局部阻力的測定  仿真實驗2 離心泵特性曲線的測定  仿真實驗3 板框壓濾機過濾常數(shù)的測定  仿真實驗4 換熱器對流傳熱系數(shù)的測定  仿真實驗5 精餾塔的操作與板效率的測定  仿真實驗6 填料吸收塔吸收系數(shù)的測定  仿真實驗7 干燥速率曲線的測定  仿真實驗8 液-液萃取  仿真實驗9 蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的測定第五章 單元操作實驗  實驗1 直管流動阻力與局部阻力的測定  實驗2 離心泵特性曲線的測定  實驗3 板框壓濾機過濾常數(shù)的測定  實驗4 換熱器對流傳熱系數(shù)的測定  實驗5 精餾塔的操作與板效率的測定  實驗6 填料吸收塔吸收系數(shù)的測定  實驗7 干燥速率曲線的測定  實驗8 液-液萃取  實驗9 蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的測定  實驗10 膜分離  實驗11 浸取(固-液萃取)第六章 演示實驗  演示實驗1 雷諾實驗  演示實驗2 柏努利方程  演示實驗3 旋風分離器  演示實驗4 熱邊界層  演示實驗5 板式塔流體力學性能參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：4.通過實驗確定模型參數(shù)、檢驗并修正模型模型參數(shù)除極個別情況下可根據(jù)過程機理得到外，一般均為過程未知因素的綜合反映，需通過實驗確定。因此，在建立模型的過程中要盡可能減少參數(shù)的數(shù)目，特別是要減少不能獨立測定的參數(shù)。很多情況下，模型中可能含有多個原始模型參數(shù)。為了在實驗研究中避免單個參數(shù)測量和計算的困難，在數(shù)學模型的推導過程中，常常采取參數(shù)綜合的方法，即將幾個同類型參數(shù)歸并成一個新的綜合參數(shù)，以明確表示主要變量與實驗結果之間的關系，從而只要通過真實物料的少量實驗確定新的模型參數(shù)，即可獲得必要的工程設計數(shù)據(jù)。在綜合模型參數(shù)時，抑或模型參數(shù)的數(shù)值是通過實驗數(shù)據(jù)的擬合而得時，過程中許多未知的不確定因素的影響，包括實驗誤差，均歸并到模型參數(shù)本身。因此，最終獲得的模型參數(shù)只能是統(tǒng)計意義上的參數(shù)。此外，所建立的數(shù)學模型是否與實際過程等效，所作的簡化是否合理，這些也要通過實驗加以驗證。檢驗的方法有二：一是從應用的目的出發(fā)可從模型計算結果與實驗數(shù)據(jù)的吻合程度加以評判；二是適當外延，看模型預測結果與實驗數(shù)據(jù)的吻合是否良好。如果兩者偏離較大，超出工程應用允許的誤差范圍，須對模型進行修正。實際上，在解決工程問題時一般只要求數(shù)學模型滿足有限的目的，而不是盲目追求模型的普遍性。因此，只要在一定的意義上模型與實際過程等效而不過于失真，該模型就是成功的。有了數(shù)學模型之后，我們就可以用數(shù)學模型進行數(shù)學模擬。改變各種條件，通過計算可以獲得該研究對象在各種條件下的性能和行為，這種計算稱為數(shù)學模擬計算。計算如果是在計算機上進行的，則稱為計算機模擬。

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《化工/食工原理實驗》：普通高等教育“十一五”部委級規(guī)劃教材(本科)

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