《化工原理实验》实验教学大纲 课程英文名称：Experiment of Chemical Engineering Principles 课程编码：S117206 课程类别：口基础专业基础口专业 学时：32学分：1 面向专业：材料科学与工程 大纲制定者：孟桂花 大纲审定者：郭瑞丽审定日期：2014年9月25日 课程简介： 化工原理实验是以《化工原理》为基础的一门工程实验课程，本实验课程主要讲述 化工原理中单元操作所涉及的各种设备，以巩固学生加深对化工实际生产的理解，本实 验课程对学生进行实验研究方法、实验技能的基本训练，培养学生具备对实验现象有敏 感的观察能力，由实验数据和实验现象得出结论并提出自己的见解，增强创新意识，提 高分析和解决实际问题的能力。 一、教学目标及任务 教学目标：化工原理实验教学目的是培养学生的操作能力、观察能力、分析问题能 力和解决问题能力：使学生具有独立获得知识，应用知识的能力。同时，对学生的科学 研究能力、创新能力的培养也起着十分重要的作用。 教学任务：通过实际操作使学生验证有关化工单元操作的理论，巩固和加强对理论 的认识和理解，熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程，掌握化工单元操作方法，使学生 进一步掌握实验的基本技能，学会处理一般工程问题的方法，培养学生从事实验研究的 能力，其中包括：分析和观察实验现象的能力、正确选择和使用测量仪表的能力、利用 实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力。 二、实验项目及学时分配 序号 实验项目名称 学时 实验 每组 分配 类型 人数 1 伯努利演示实验与流量计标定实验 4 验证 16 必 2 流体流动阻力测定 4 综合 16 必 3 离心泵特性曲线测定 4 综合 16 必 4 过滤常数的测定实验 4 综合 16 必 5 传热综合实验 4 综合 16 必 6 吸收实验 4 综合 16 必
《化工原理实验》实验教学大纲 课程英文名称：Experiment of Chemical Engineering Principles 课程编码：S117206 课程类别：□基础 □√专业基础 □专业 学时： 32 学分： 1 面向专业：材料科学与工程 大纲制定者：孟桂花 大纲审定者：郭瑞丽 审定日期：2014年9月25日 课程简介： 化工原理实验是以《化工原理》为基础的一门工程实验课程，本实验课程主要讲述 化工原理中单元操作所涉及的各种设备，以巩固学生加深对化工实际生产的理解，本实 验课程对学生进行实验研究方法、实验技能的基本训练，培养学生具备对实验现象有敏 感的观察能力，由实验数据和实验现象得出结论并提出自己的见解，增强创新意识，提 高分析和解决实际问题的能力。 一、教学目标及任务 教学目标：化工原理实验教学目的是培养学生的操作能力、观察能力、分析问题能 力和解决问题能力；使学生具有独立获得知识，应用知识的能力。同时，对学生的科学 研究能力、创新能力的培养也起着十分重要的作用。 教学任务：通过实际操作使学生验证有关化工单元操作的理论，巩固和加强对理论 的认识和理解，熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程，掌握化工单元操作方法，使学生 进一步掌握实验的基本技能，学会处理一般工程问题的方法，培养学生从事实验研究的 能力，其中包括：分析和观察实验现象的能力、正确选择和使用测量仪表的能力、利用 实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力。 二、实验项目及学时分配 序号 实验项目名称 学时 分配 实验 类型 每组 人数 实 验 要 求 1 伯努利演示实验与流量计标定实验 4 验证 型 16 必 2 流体流动阻力测定 4 综合 做 型 16 必 3 离心泵特性曲线测定 4 综合 做 型 16 必 4 过滤常数的测定实验 4 综合 做 型熊、 、 16 必 5 传热综合实验 4 综合 做 型 16 必 6 吸收实验 4 综合 做 型 16 必 做 1
精馏实验 4综合16必 干燥实验 4综合16必 三、实验内容及教学要求 实验项目一：伯努利演示实验与流量计标定实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：观察流体流动机械能的相互转换，进行压头损失的计算，测定文丘里 流量计的孔流系数。重点：文丘里流量计的孔流系数的测定。难点：压头损失的计算。 2、教学要求：了解静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，掌握流体静力学原 理和柏努利方程，理解实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，掌握两者之间的 关系。了解差压变送器、孔板流量计和涡轮流量计的使用方法，理解孔板流量计的流量 标定方法，掌握孔流系数C的影响因素及变化规律。 主要仪器设备：伯努利演示装置与流体流动装置 实验项目二：流体流动阻力测定 实验内容及教学要求： 1、实验内容：测定管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数入，测定实验管路内流体 流动的直管摩擦系数入与雷诺数R和相对粗糙度之间的关系曲线。重点：管路内流体流 动的阻力和直管摩擦系数的测定。难点：直管摩擦系数入与雷诺数R和相对粗糙度之 间的关系曲线的测定。 2、教学要求：了解直管摩擦阻力△Pf 、直管摩擦系数入的测定方法，理解直管摩擦系数入与雷诺数R和相对粗糙度之间的关 系及其变化规律，掌握局部阻力的测量方法。 主要仪器设备：流体流动实验装置 实验项目三：离心泵特性曲线测定 实验内容及教学要求： 1、实验内容：测定某型号离心泵在一定转速下，H(扬程)、N(轴功率)、η（效率）与 Q(流量)之间的特性曲线，测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。重点：泵在一定 转速下，H(扬程)、N(轴功率)、η（效率）与Q(流量)之间的特性曲线。难点：测定流量调 节阀某一开度下管路特性曲线。 2、教学要求：了解离心泵的操作方法，理解离心泵特性曲线的测定方法、表示方法 掌握管路特性曲线的测定方法、表示方法。 主要仪器设备：流体流动实验装置 实验项目四：过滤常数的测定实验
7 精馏实验 4 综合 型 16 必 8 干燥实验 4 综合 做 型 16 必 做 三、实验内容及教学要求 实验项目一：伯努利演示实验与流量计标定实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：观察流体流动机械能的相互转换，进行压头损失的计算，测定文丘里 流量计的孔流系数。重点：文丘里流量计的孔流系数的测定。难点：压头损失的计算。 2、教学要求：了解静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，掌握流体静力学原 理和柏努利方程，理解实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，掌握两者之间的 关系。了解差压变送器、孔板流量计和涡轮流量计的使用方法，理解孔板流量计的流量 标定方法，掌握孔流系数C0的影响因素及变化规律。 主要仪器设备：伯努利演示装置与流体流动装置 实验项目二：流体流动阻力测定 实验内容及教学要求： 1、实验内容：测定管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数，测定实验管路内流体 流动的直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。重点：管路内流体流 动的阻力和直管摩擦系数的测定。难点：直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之 间的关系曲线的测定。 2、教学要求：了解直管摩擦阻力△Pf 、直管摩擦系数的测定方法，理解直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关 系及其变化规律，掌握局部阻力的测量方法。 主要仪器设备：流体流动实验装置 实验项目三：离心泵特性曲线测定 实验内容及教学要求： 1、实验内容：测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功率）、（效率）与 Q（流量）之间的特性曲线，测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。重点：泵在一定 转速下，H（扬程）、N（轴功率）、（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。难点：测定流量调 节阀某一开度下管路特性曲线。 2、教学要求：了解离心泵的操作方法，理解离心泵特性曲线的测定方法、表示方法 ，掌握管路特性曲线的测定方法、表示方法。 主要仪器设备：流体流动实验装置 实验项目四：过滤常数的测定实验 2
实验内容及教学要求， 1、实验内容：掌握板框过滤机板、框的结构，测定恒压过滤常数K、4:、日：，测定物 料常数k和滤饼的压缩性指数s。重点：测定恒压过滤常数K、9:、日，。难点：物料常数k和 滤饼的压缩性指数s的计算。 2、教学要求：了解恒压过滤常数K、9:、A的测定方法，理解K、9:、8,的概念和影 响因素，掌握滤饼的压缩性指数$和物料常数k的测定方法。 主要仪器设备：过滤实验装置 实验项目五：传热综合实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：空气一水蒸汽通过光滑管传热测定，确定对流系数及准数关联式N u=ARemPr4中常数A、m的值.空气一水蒸汽通过强化管传热测定，确定对流系数：及 准数关联式Nu=ARemPro4中常数A、m的值，确定强化管较光滑管传热强化比。重点：光 滑管传热，确定对流系数a,及准数关联式Nu=ARemPr24中常数A、m的值。难点：空气 水蒸汽通过强化管传热测定，确定对流系数：及准数关联式Nu=ARemPro4中常数A、m 的值和强化比的求解。 2、教学要求：了解对流传热系数，的测定方法，理解并应用线性回归分析方法，确 定关联式Nu=ARemPro4中常数A、m的值，掌握强化传热的基本理论和基本方式。 主要仪器设备：流体传热设备 实验项目大：吸收实验 实验内容及教学要求， 1、实验内容：干塔填料压降性能△P~u曲线测定：湿塔填料压降性能△P~u曲线测 定，吸收一解吸实验操作，测定体积吸收系数Ka。重点：干塔填料压降性能△P~u曲线 测定。难点：湿塔填料压降性能△P~u曲线测定。 2、教学要求：了解填料吸收塔的结构和流体力学性能，理解填料吸收塔传质能力和 传质效率的测定方法，掌握干塔填料压降性能△P~u曲线测定和湿塔填料压降性能△P ~u曲线测定。 主要仪器设备：CO/水填料吸收实验装置。 实验项目七：精馏实验 实验内容及教学要求 1、实验内容：画出在全回流条件下，塔顶温度随时间的变化曲线，测定塔底、塔顶 浓度，通过逐板计算法，计算塔板数，部分回流操作，观察板上传质状况，测定塔底、塔 顶浓度，通过逐板计算法，计算塔板数。 重点：全回流条件下，计算塔板数。难点：部分回流操作，通过逐板计算法，计算塔板数
实验内容及教学要求： 1、实验内容：掌握板框过滤机板、框的结构，测定恒压过滤常数 K 、qe 、 e ，测定物 料常数k和滤饼的压缩性指数s。重点：测定恒压过滤常数 K 、qe 、 e 。难点：物料常数k和 滤饼的压缩性指数s的计算。 2、教学要求：了解恒压过滤常数 K 、qe 、 e 的测定方法，理解 K 、qe 、 e 的概念和影 响因素，掌握滤饼的压缩性指数s和物料常数k 的测定方法。 主要仪器设备：过滤实验装置 实验项目五：传热综合实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：空气－水蒸汽通过光滑管传热测定，确定对流系数 i 及准数关联式N u=ARemPr0.4中常数A、m的值，空气－水蒸汽通过强化管传热测定，确定对流系数 i 及 准数关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值，确定强化管较光滑管传热强化比。重点：光 滑管传热，确定对流系数 及准数关联式Nu=ARemPr i 0.4中常数A、m的值。难点：空气－ 水蒸汽通过强化管传热测定，确定对流系数 及准数关联式Nu=ARemPr i 0.4中常数A、m 的值和强化比的求解。 2、教学要求：了解对流传热系数 i 的测定方法，理解并应用线性回归分析方法，确 定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值，掌握强化传热的基本理论和基本方式。 主要仪器设备：流体传热设备 实验项目六：吸收实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：干塔填料压降性能ΔP～u曲线测定；湿塔填料压降性能ΔP～u曲线测 定，吸收－解吸实验操作，测定体积吸收系数KLa。重点：干塔填料压降性能ΔP～u曲线 测定。难点：湿塔填料压降性能ΔP～u曲线测定。 2、教学要求：了解填料吸收塔的结构和流体力学性能，理解填料吸收塔传质能力和 传质效率的测定方法，掌握干塔填料压降性能ΔP～u曲线测定和湿塔填料压降性能ΔP ～u曲线测定。 主要仪器设备：CO2/水填料吸收实验装置。 实验项目七：精馏实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：画出在全回流条件下，塔顶温度随时间的变化曲线，测定塔底、塔顶 浓度，通过逐板计算法，计算塔板数，部分回流操作，观察板上传质状况，测定塔底、塔 顶浓度，通过逐板计算法，计算塔板数。 重点：全回流条件下，计算塔板数。难点：部分回流操作，通过逐板计算法，计算塔板数。 3
2、教学要求：了解精馏塔内出现的几种操作状态。理解这些操作状态对塔性能的影 响。掌握精馏塔性能参数的测量方法及其影响因素。 主要仪器设备：板式精馏塔实验装置 实验项目八：干燥实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥 曲线、干燥速率曲线和临界含水量，测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 重点：物料干燥曲线、干燥速率曲线的测定。难点：临界含水量的测定。 2、教学要求：了解干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法，理解物料临界含水量X 的概念及其影响因素，掌握恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 主要仪器设备：洞道干燥设备 四、考核方式及要求 在实验课程结束后必须进行考核，考核可分为实验考核或现场操作考试两个部分， 实验考核可以包含实验前预习、实验提问、实验具体操作、实验报告成绩等部分，现场 操作考试以抽题卡操作或笔试形式进行。 五、教材及教学主要参考书 教材： 《化工原理实验》指导书（石河子大学化学化工学院化工系自编教材） 教学主要参考书： []张金利主编.《化工原理实验》.天津：天津大学出版社.2005 [2]《化工原理实验》华东理工大学化工原理教研室实验室上海：华东理工大学出版 社.2005 六、教改说明和其他
2、教学要求：了解精馏塔内出现的几种操作状态。理解这些操作状态对塔性能的影 响。掌握精馏塔性能参数的测量方法及其影响因素。 主要仪器设备：板式精馏塔实验装置 实验项目八：干燥实验 实验内容及教学要求： 1、实验内容：每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥 曲线、干燥速率曲线和临界含水量，测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 重点：物料干燥曲线、干燥速率曲线的测定。难点：临界含水量的测定。 2、教学要求：了解干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法，理解物料临界含水量Xc 的概念及其影响因素，掌握恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 主要仪器设备：洞道干燥设备 四、考核方式及要求 在实验课程结束后必须进行考核，考核可分为实验考核或现场操作考试两个部分， 实验考核可以包含实验前预习、实验提问、实验具体操作、实验报告成绩等部分，现场 操作考试以抽题卡操作或笔试形式进行。 五、教材及教学主要参考书 教材： 《化工原理实验》指导书（石河子大学化学化工学院化工系自编教材） 教学主要参考书： [1] 张金利主编.《化工原理实验》.天津：天津大学出版社.2005 [2]《化工原理实验》.华东理工大学化工原理教研室实验室.上海：华东理工大学出版 社.2005 六、教改说明和其他 4