吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 《化工原理实验》实验课程教学大纲 、课程说明 课程编码 4302792 课程性质 实验课 开课单位 化学化工学院 开课学期 课程总学时 36 课程总学分 411 实验学时 36 实验学分 课程类别 学科基础课 实验项目数 10 化工、应化、制药、化学、食科 化工原理实验 面向专业 实验室名称 食安、环科 室 、实验目的、任务及要求 1.本实验课程的目的 化工原理实验是化学化工类专业本科教育中必修的一门学科基础课;是一门以化工 单元操作过程原理和设备为主要内容、以处理工程问题的实验研究方法为特色的实践性 课程。 2.本实验课程的任务 该实验课程包括流体力学实验、化工机械设备实验、化工单元操作实验等三大模块 10个实验(从进程安排表中进行选取)。 3.本实验课程的要求 通过该实验课程的学习,重在使学生掌握流体力学的基本原理、化工设备基本操作 化工单元操作以及分析数据的处理,了解化工领域的基础实验和单元操作,培养学生发 现、分析、处理和解决问题的能力,为后续课程的学习和今后的科研工作打下扎实的操 作技能。 三、成绩考核方法 实验考核方式为考查,成绩包括日常考勤考核(30%)和提交实验报告(70%)
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 48 《化工原理实验》实验课程教学大纲 一、课程说明 课程编码 4302792 课程性质 实验课 开课单位 化学化工学院 开课学期 4 课程总学时 36 课程总学分 1.5 实验学时 36 实验学分 1.5 课程类别 学科基础课 实验项目数 10 面向专业 化工、应化、制药、化学、食科、 食安、环科 实验室名称 化工原理实验 室 二、实验目的、任务及要求 1. 本实验课程的目的 化工原理实验是化学化工类专业本科教育中必修的一门学科基础课；是一门以化工 单元操作过程原理和设备为主要内容、以处理工程问题的实验研究方法为特色的实践性 课程。 2. 本实验课程的任务 该实验课程包括流体力学实验、化工机械设备实验、化工单元操作实验等三大模块 10 个实验（从进程安排表中进行选取）。 3. 本实验课程的要求 通过该实验课程的学习，重在使学生掌握流体力学的基本原理、化工设备基本操作、 化工单元操作以及分析数据的处理，了解化工领域的基础实验和单元操作，培养学生发 现、分析、处理和解决问题的能力，为后续课程的学习和今后的科研工作打下扎实的操 作技能。 三、成绩考核方法 实验考核方式为考查，成绩包括日常考勤考核（30%）和提交实验报告（70%）
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 四、实验项目设置 实验 实验分组 序号 实验名称 实验学时 要求 类型人数 1雷诺实验 必做 验证 2伯努利方程实验 44444444 选做 验证 3流体流动阻力的测定 选做 验证 4|离心泵性能的测定 必做 综合 5气固分离实验 选做 综合 6传热实验 必做 综合 7「填料吸收塔 选做 综合 8精馏实验 必做 综合 444 9干燥实验 6 必做 设计 10膜分离实验 选做 综合 五、教学方式与预习要求 1.教学方式 (1)检查学生预习情况; (2)清点学生人数 (3)讲解、演示、提问; (4)学生实验,教师指导 (5)实验结束,学生应认真分析实验现象,整理实验结果,分析产生误差产生的原因 能对实验提出自己的改建意见或建议,老师检查实验结果后,学生方可离开实验室。 2.预习要求 仔细阅读实验书中有关的实验内容及基础知识,明确实验的目的和要求,掌握实验 的原理及方法,了解实验操作及所用仪器的使用方法,记住安全注意事项,并在此基础 上按要求写出预习报告,能够回答预习问题。 六、实验项目内容 1.实验项目一:雷诺实验
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 49 四、实验项目设置 序号 实验 名 称 实验 学 时 实验 要求 实验 类型 分组 人数 1 雷诺实验 4 必做 验证 4 2 伯努利方程实验 4 选做 验证 4 3 流体流动阻力的测定 4 选做 验证 4 4 离心泵性能的测定 4 必做 综合 4 5 气固分离实验 4 选做 综合 4 6 传热实验 4 必做 综合 4 7 填料吸收塔 4 选做 综合 4 8 精馏实验 4 必做 综合 4 9 干燥实验 6 必做 设计 4 10 膜分离实验 4 选做 综合 4 五、教学方式与预习要求 1. 教学方式 （1）检查学生预习情况； （2）清点学生人数； （3）讲解、演示、提问； （4）学生实验，教师指导； （5）实验结束，学生应认真分析实验现象，整理实验结果，分析产生误差产生的原因， 能对实验提出自己的改建意见或建议，老师检查实验结果后，学生方可离开实验室。 2. 预习要求 仔细阅读实验书中有关的实验内容及基础知识，明确实验的目的和要求，掌握实验 的原理及方法，了解实验操作及所用仪器的使用方法，记住安全注意事项，并在此基础 上按要求写出预习报告，能够回答预习问题。 六、实验项目内容 1. 实验项目一：雷诺实验
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 (1)实验目的 观察流体在管内流动的不同型态;观察滞流状态下管路中流体速度分布状态;测定 流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。 (2)实验内容 ①熟悉实验装置的各个部件,了解其名称与作用,并检查是否正常。 ②改变水流量观察滞流状态及湍流状态下蓝指示液的流动形状并对过渡区作好仔 细观察,做好实验记录 ③排尽存水,清理现场。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:雷诺实验装置2台。 耗材:蓝墨水 2.实验项目二:柏努利实验 (1)实验目的 熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理 解;观察各项能量或压头随流速的变化规律。 (2)实验内容 ①熟悉并检査实验装置,了解其名称与作用。 ②将流量控制阀开到一定大小,观察并记录各测压点间的液位差h、九。要注意其 变化情况。继续开大流量调节阀,观察并记录各测压管中液位差h ③实验完毕停泵,将实验数据交给实验老师。清理现场。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:伯努利2台。 耗材:自来水 3.实验项目三:流体阻力多功能实验 (1)实验目的 掌握流体阻力及一定管径和管壁粗糙度下摩擦系数λ的测定方法;掌握测定局部阻 力系数ξ的方法;掌握摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系及工程意义。 (2)实验内容 ①了解实验装置,熟悉实验各装置的作用和原理
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 50 （1）实验目的 观察流体在管内流动的不同型态；观察滞流状态下管路中流体速度分布状态；测定 流动形态与雷诺数 Re 之间的关系及临界雷诺数值。 （2）实验内容 ①熟悉实验装置的各个部件，了解其名称与作用，并检查是否正常。 ②改变水流量观察滞流状态及湍流状态下蓝指示液的流动形状并对过渡区作好仔 细观察，做好实验记录。 ③排尽存水，清理现场。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：雷诺实验装置 2 台。 耗材：蓝墨水 2. 实验项目二：柏努利实验 （1）实验目的 熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理 解；观察各项能量或压头随流速的变化规律。 （2）实验内容 ①熟悉并检查实验装置，了解其名称与作用。 ②将流量控制阀开到一定大小，观察并记录各测压点间的液位差 1 h 、 2 h 。要注意其 变化情况。继续开大流量调节阀，观察并记录各测压管中液位差 3 h 。。 ③实验完毕停泵，将实验数据交给实验老师。清理现场。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：伯努利 2 台。 耗材：自来水。 3. 实验项目三：流体阻力多功能实验 （1）实验目的 掌握流体阻力及一定管径和管壁粗糙度下摩擦系数 λ 的测定方法；掌握测定局部阻 力系数 ζ 的方法；掌握摩擦系数 λ 与雷诺数 Re 之间的关系及工程意义。 （2）实验内容 ①了解实验装置，熟悉实验各装置的作用和原理
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 ②进一步进行实验操作。 ③将流量由小逐渐加大,流量每变一次需等待几分钟到压差计内读数稳定,记录下 U型管的液柱高度差 ④局部阻力系数的测定与直管阻力的测定方法一样,只是通过转向阀使液体流入弯 管 ⑤打扫实验室卫生,整理好原始记录,交实验指导老师签字后再离开实验室。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:流体阻力实验装置2台,。 耗材:自来水 4.实验项目四:离心泵性能测定实验 (1)实验目的 了解离心泵的结构和特性,熟悉离心泵的操作;掌握离心泵主要参数的测定方法, 测量一定转速下的离心泵特性曲线;了解并熟悉离心泵的工作原理 (2)实验内容 ①泵启动后,待泵的出口有一定的压力后再开启泵出口阀,但幅度不要太大,否则 文丘里管压差计则不是测压的而是流体的另一通道。记录下泵在一定转速下的压力、流 量等于原始记录表格中 ②须定期清洗水箱,以免污圬过多。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:离心泵实验装置2台 耗材:自来水。 5.实验项目五:非均相气固分离实验 (1)实验目的 观察含粉尘的气流在旋风分离器内的运动状况;了解旋风分离器的除尘原理;了解 气固分离效率的测定以及粒级效率的测定。 (2)实验内容 ①了解该实验的流程,称量粉尘的重量以及产品接受瓶的空瓶重量。打开电源开关 再开风机开关 ②将产品接受瓶与里面的粉尘一同称重,记下所得的读数。可计算出分离效率。 (3)主要仪器及耗材
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 51 ②进一步进行实验操作。 ③将流量由小逐渐加大，流量每变一次需等待几分钟到压差计内读数稳定，记录下 U 型管的液柱高度差 ④局部阻力系数的测定与直管阻力的测定方法一样，只是通过转向阀使液体流入弯 管。 ⑤打扫实验室卫生，整理好原始记录，交实验指导老师签字后再离开实验室。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：流体阻力实验装置 2 台，。 耗材： 自来水 4. 实验项目四：离心泵性能测定实验 （1）实验目的 了解离心泵的结构和特性，熟悉离心泵的操作；掌握离心泵主要参数的测定方法， 测量一定转速下的离心泵特性曲线；了解并熟悉离心泵的工作原理 （2）实验内容 ①泵启动后，待泵的出口有一定的压力后再开启泵出口阀，但幅度不要太大，否则 文丘里管压差计则不是测压的而是流体的另一通道。记录下泵在一定转速下的压力、流 量等于原始记录表格中 ②须定期清洗水箱，以免污圬过多。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：离心泵实验装置 2 台。 耗材： 自来水。 5. 实验项目五：非均相气固分离实验 （1）实验目的 观察含粉尘的气流在旋风分离器内的运动状况；了解旋风分离器的除尘原理；了解 气固分离效率的测定以及粒级效率的测定。 （2）实验内容 ①了解该实验的流程，称量粉尘的重量以及产品接受瓶的空瓶重量。打开电源开关 再开风机开关。 ②将产品接受瓶与里面的粉尘一同称重，记下所得的读数。可计算出分离效率。 （3）主要仪器及耗材
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 主要仪器:非均相气固分离实验装置2台。 耗材:二氧化硅粉末 6.实验项目六:传热实验 (1)实验目的 掌握传热系数K、传热膜系数α的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解;掌 握用最小二乘法确定关联式Nu=ARme中常数A、指数m的值;通过对普通套管换热器 和强化套管换热器的比较,理解工程上清华传热的措施;掌握孔板流量计的原理;掌握 测温热电偶的使用方法, (2)实验内容 ①实验前的准备工作及检查工作; ②实验开始 ③实验结束,清洁设备 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:传热实验装置1台,蒸汽发生器1台。 耗材:自来水 7.实验项目七:填料吸收塔实验 (1)实验目的 了解填料吸收塔的结构和基本流程;熟悉瑱料吸收塔的操作;观察填料吸收塔的流 体力学行为并测定在干、湿填料状态下填料层压降与空塔气速的关系;测定总传质系数 Kya,并了解其影响因素 (2)实验内容 ①检查设备。 ②启动空气压缩机,启动泵开始实验 ③如果分析结果证明,增加气相流量后,塔顶出口气相与塔底出口液相中溶质含量 上升,说明实验结果基本合理,吸收实验则已完成。 ④关闭进口液相的控制阀终止加料,关闭离心泵电源,关闭进气温度控制器停止加 热,待塔内液相全部流完以后再关闭气相进口阀。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:填料吸收塔实验装置2台。 耗材:丙酮、自来水
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 52 主要仪器：非均相气固分离实验装置 2 台。 耗材： 二氧化硅粉末 6. 实验项目六：传热实验 （1）实验目的 掌握传热系数 K、传热膜系数 α 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解；掌 握用最小二乘法确定关联式 Nu=ARme 中常数 A、指数 m 的值；通过对普通套管换热器 和强化套管换热器的比较，理解工程上清华传热的措施；掌握孔板流量计的原理；掌握 测温热电偶的使用方法。 （2）实验内容 ①实验前的准备工作及检查工作； ②实验开始； ③实验结束，清洁设备。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：传热实验装置 1 台，蒸汽发生器 1 台。 耗材： 自来水 7. 实验项目七：填料吸收塔实验 （1）实验目的 了解填料吸收塔的结构和基本流程；熟悉填料吸收塔的操作；观察填料吸收塔的流 体力学行为并测定在干、湿填料状态下填料层压降与空塔气速的关系；测定总传质系数 Kya，并了解其影响因素 （2）实验内容 ①检查设备。 ②启动空气压缩机，启动泵开始实验。 ③如果分析结果证明，增加气相流量后，塔顶出口气相与塔底出口液相中溶质含量 上升，说明实验结果基本合理，吸收实验则已完成。 ④关闭进口液相的控制阀终止加料，关闭离心泵电源，关闭进气温度控制器停止加 热，待塔内液相全部流完以后再关闭气相进口阀。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：填料吸收塔实验装置 2 台。 耗材：丙酮、自来水
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 8.实验项目八:精馏实验 (1)实验目的 观察填料精馏塔精馏过程中气、液两相流动状况;掌握测定填料等板髙度的方 研究回流比对精馏操作的影响。 (2)实验内容: ①打开釜测口缓缓加入配置好的原料液,使液面超过铂电阻的位置。 ②当釜液开始沸腾时,打开塔身保温开关,调节保温电压调节旋钮,使电亚维持在 25ⅴ左右,观察塔内液体不沿塔壁流下为宜。升温后观察塔釜和塔顶温度变化,当塔顶 蒸汽开始冷凝时进行全回流操作 ③控制全回流操作一定时间,塔顶和塔釜温度稳定后,从塔顶、塔釜取出少量样品, 查出样品的组成。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:精馏实验装置2台,。 耗材:酒精、自来水 9.实验项目九:洞道干燥实验 (1)实验目的 学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验测定方法,加深对干燥操作过程 及其杋理的理解;学习千、湿球温度计的使用方法,学习被干燥物料与热空气之间对流 传热系数的测定方法;通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念。 (2)实验内容 ①将待干燥试样浸水,使试样含有适量水分约70克左右(不能滴水),以备干燥 实验用 ②检査风杋进出口放空阀处于开启状态,往湿球温度计小杯中加水;风速调节好后, 通过调压器调节干燥介质的控制温度(一般在80-95°℃)。开启加热开关,调压器开始 自动控制电加热器的电流进行自动控温,逐渐达到预设温度。 ③状态稳定后(干、湿球温度不再变化),将试样放入干燥室架子上,约2分钟后, 读取物料重量(最好从整克数据开始记录),记录下试样质量每减少3克时所需的时间, 直至时间间隔超过6分钟左右时停止记录 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:干燥实验装置2台
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 53 8. 实验项目八：精馏实验 （1）实验目的 观察填料精馏塔精馏过程中气、液两相流动状况；掌握测定填料等板高度的方法； 研究回流比对精馏操作的影响。 （2）实验内容： ①打开釜测口缓缓加入配置好的原料液，使液面超过铂电阻的位置。 ②当釜液开始沸腾时，打开塔身保温开关，调节保温电压调节旋钮，使电亚维持在 25V 左右，观察塔内液体不沿塔壁流下为宜。升温后观察塔釜和塔顶温度变化，当塔顶 蒸汽开始冷凝时进行全回流操作。 ③控制全回流操作一定时间，塔顶和塔釜温度稳定后，从塔顶、塔釜取出少量样品， 查出样品的组成。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：精馏实验装置 2 台，。 耗材：酒精、自来水 9. 实验项目九：洞道干燥实验 （1）实验目的 学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验测定方法，加深对干燥操作过程 及其机理的理解；学习干、湿球温度计的使用方法，学习被干燥物料与热空气之间对流 传热系数的测定方法；通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念。 （2）实验内容 ①将待干燥试样浸水，使试样含有适量水分约 70 克左右（不能滴水），以备干燥 实验用。 ②检查风机进出口放空阀处于开启状态，往湿球温度计小杯中加水；风速调节好后， 通过调压器调节干燥介质的控制温度（一般在 80-95℃）。开启加热开关，调压器开始 自动控制电加热器的电流进行自动控温，逐渐达到预设温度。 ③状态稳定后（干、湿球温度不再变化），将试样放入干燥室架子上，约 2 分钟后， 读取物料重量（最好从整克数据开始记录），记录下试样质量每减少 3 克时所需的时间， 直至时间间隔超过 6 分钟左右时停止记录。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：干燥实验装置 2 台
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 耗材:医用棉、自来水。 10.实验项目十:膜分离实验 (1)实验目的 膜分离效率测定;质渗透速率测定;膜阻渗透率的测定。 (2)实验内容 ①先了解整个实验的流程,对各个设备及阀门有一定的了解。配制好混合液(可以 为污水、淀粉悬浮液、皂化液等)。需注意所配混合液浓度不应过浓,否则会影响膜的 使用寿命。 ②分别在滤液池和混合液池内取样,并用分光光度计对其浓度等进行分析。 (3)主要仪器及耗材 主要仪器:膜分离实验装置2台 耗材:自来水。 七、实验教材及主要参考书 1.实验教材 邹哓勇高峰,王小华化工原理实验指导[M自编2010 2.主要参考书 [吴晓艺,王松,王静文,等化工原理实验[M]广州:中山大学出版社,2013 [2]丁楠,吕树申化工原理实验M]广州:中山大学出版社,2008 [3]吴洪特化工原理实验[M北京化学工业出版社2010 4]徐国想化工原理实验[M南京南京大学出版社2006 八、主体仪器设备、软件及所需耗材 1.实验所需仪器设备(软件)清单 序号仪器(软件)名称型号数量 备注 雷诺实验装置 雷诺实验 伯努利实验装置 伯努利实验 3流体阻力多功能实验装置 2222 流体阻力实验 离心泵测定实验装置 离心泵测定实验
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 54 耗材： 医用棉、自来水。 10. 实验项目十：膜分离实验 （1）实验目的 膜分离效率测定；质渗透速率测定；膜阻渗透率的测定。 （2）实验内容 ①先了解整个实验的流程，对各个设备及阀门有一定的了解。配制好混合液（可以 为污水、淀粉悬浮液、皂化液等）。需注意所配混合液浓度不应过浓，否则会影响膜的 使用寿命。 ②分别在滤液池和混合液池内取样，并用分光光度计对其浓度等进行分析。 （3）主要仪器及耗材 主要仪器：膜分离实验装置 2 台。 耗材： 自来水。 七、实验教材及主要参考书 1. 实验教材 邹哓勇,高峰,王小华.化工原理实验指导[M].自编.2010. 2. 主要参考书 [1] 吴晓艺,王松,王静文,等.化工原理实验[M].广州:中山大学出版社,2013. [2] 丁楠,吕树申.化工原理实验[M].广州:中山大学出版社,2008. [3] 吴洪特.化工原理实验[M].北京:化学工业出版社,2010. [4] 徐国想.化工原理实验[M].南京:南京大学出版社,2006. 八、主体仪器设备、软件及所需耗材 1. 实验所需仪器设备（软件）清单 序号 仪器（软件）名称 型号 数量 用 途 备注 1 雷诺实验装置 2 雷诺实验 2 伯努利实验装置 2 伯努利实验 3 流体阻力多功能实验装置 2 流体阻力实验 4 离心泵测定实验装置 2 离心泵测定实验
吉首大学化学化工学院实验(实践)课程教学大纲化学工程与工艺专业 气固相分离实验装置 2 气固相分离实验 传热实验装置 2 传热实验 56789012 填料吸收塔装置 2填料吸收塔实验置 精馏实验装置 2 精馏实验 洞道干燥实验装置 2 洞道干燥实验 膜分离实验装置 2 膜分离实验 电子天平 称重 波美计 测定酒精度 2.实验所需耗材清单 序号耗材名称 规格 数 用途 备注 蓝墨水 日用(50m/瓶) 40 雷诺实验用 酒精 分析纯(500m/瓶)40 精馏实验用 23456 丙酮 分析纯(500m/瓶)10 填料塔试验用 生料带工业用(5m/卷)20 密封 乳胶管 6*9(m) 连接设备 医用棉 卷 干燥试验用 大纲执笔人:高峰 大纲审核人:蒋剑波、李佑稷
吉首大学化学化工学院实验（实践）课程教学大纲 化学工程与工艺专业 55 5 气固相分离实验装置 2 气固相分离实验 6 传热实验装置 2 传热实验 7 填料吸收塔装置 2 填料吸收塔实验置 8 精馏实验装置 2 精馏实验 9 洞道干燥实验装置 2 洞道干燥实验 10 膜分离实验装置 2 膜分离实验 11 电子天平 2 称重 12 波美计 4 测定酒精度 2. 实验所需耗材清单 大纲执笔人： 高峰 大纲审核人：蒋剑波、李佑稷 序号 耗 材 名 称 规格 数量 用 途 备注 1 蓝墨水 日用（50ml/瓶） 40 雷诺实验用 2 酒精 分析纯（500ml/瓶） 40 精馏实验用 3 丙酮 分析纯（500ml/瓶） 10 填料塔试验用 4 生料带 工业用（5m /卷） 20 密封 5 乳胶管 6*9（m） 20 连接设备 6 医用棉 卷 2 干燥试验用