化工原理实验课件

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1、化工原理实验 绪论 1）验证验证 化工单单元过过程的基本理论论 2）熟悉实验实验 装置的流程、结结构以及化工中常用仪仪表 的使用方法； 3）掌握化工原理实验实验 的方法和技巧。 4）增强工程观观点，培养科学实验实验 能力。 5）提高计计算与分析问题问题 的能力，运用计计算机及软软件 处处理实验实验 数据，以数学方式或图图表科学地表达实实 验结验结 果，并进进行必要的分析讨论讨论 ，编编写完整的实实 验报验报 告。 实验前必须到现场结合实验装置，进行实验预习， 列出原始数据记录表，并经指导教师的检查提问合 格后，方可实验。 实验操作中，要认真思考，严格操作。 实验结束，正确停止设备；填写设备使用

2、记录；整 理记录数据，交指导老师检查并在原始数据上签字 。 离开实验室前，将使用的仪器设备整理复原。检查 水源、电源、汽源等是否已确认关闭，清理卫生。注意：用计算机和色谱测定数据时，不要删减或增 加文件，出现问题要及时报告老师。 实验后要认真书写实验报告，报告要求独立完成， 若发现彼此抄袭，对相关人员均降低10分以上。 实验报告中，除了包括实验数据与计算结果的表格 以及需要的标绘曲线外，还必须有计算举例。同组 人取实验的不同序号进行举例，列出全部运算过程 ；若发现同组中两人用相同的序号进行计算举例， 则两人的报告均扣分（仅有1-2套数据除外）。 对实验所测得的数据结果做必要的分析、讨论。l实验

3、目的与任务l实验方法及理论依据l实验设备装置及流程l实验操作要点及注意事项l画好实验数据记录表格（物理量，符号，单位， 实验现象）l1.报告题目；l2.实验时间，报告人和同组人姓名；l3.实验目的；l4.基本原理（要求简单、明了）；l5.实验装置示意流程图及主要测试仪器仪表；l6.实验操作要点(按实际操作书写）；l7.原始数据整理列表、实验数据处理过程（举 一示例）、实验结果列表；l8.实验结果分析与讨论；l9.思考题。 l必须做好预习，列出记录表格，熟悉装置和操作流 程。l操作一定要连续，同时做好记录。l改变条件后，待读数和现象稳定后，方可记录数据 ，记录的数据要精确到仪表上最小分度的下1位

4、；不 正常现象及有明显误差的数据，也要如实记录。l操作中遇到不正常现象及时跟指导教师沟通解决。1.准时进实验室，不得迟到，原则上不得缺课。病者 需总辅导员批条；2.遵守纪律，严肃认真地进行实验，禁止在实验室大 声喧哗；3.在没有弄清楚仪器设备的使用方法前，不得运转。 在实验时要得到教师许可后方可开始操作。4.爱护仪器设备，节约水、电、气，开闭阀门不要用 力过大，以免损坏。仪器设备如有损坏，立即报告 指导教师，并于下课前填写破损报告单。5.保持实验室及设备的整洁。实验完毕后将仪器设备 恢复原状并做好现场清理工作，衣服应放在固定地点 ，不得挂在设备上。6.注意安全及防火，注意电机有无异常声音。实验

5、室 内及走廊不准吸烟。7.进实验室，要穿好实验服，不准穿拖鞋进入实验室 ；不准将食物带入实验室。1.有效数字 根据测量仪表的精度来确定，一般应记录到仪表最 小刻度的十分之一位。 例如，某液面计标尺的最小分度为1mm，则读数可 以到0.1mm。如在刻度524mm与525mm的中间 ，则应记524.5mm，为4位有效数。如液位恰在 524mm刻度上，则应记作524.0mm，若记为 524mm，则失去了一位精密度。在科学与工程中，为为了清楚地表达有效数或数据 的精度，通常将有效数写出并在第1 位数后加小 数点，而数值值的数量级级由10 的整数幂幂来确定， 这这种以10 的数幂幂来记记数的方法称科学记

6、记数法。例如：0.0088 应记为应记为 8.8103，88000(有效数3 位) 记为记为 8.80104。应应注意，科学记记数法中，在10 的 整数幂幂之前的数字应应全部为为有效数。2.科学计数法(1)加减法运算。各不同位数有效数相加减，其和 或差的有效数等于其中位数最少的一个。例如测测得设备进设备进 出口的温度分别为别为 65.58与 30.4，则则温度和：65.58(?)30.4(?)95.9(?)8(?)，温度差：65.58(?)30.4(?)35.1(?)8(?)。结结果中有两位欠准值值，这这与有效值规则值规则 不符，故 第二次欠准数应应舍去，按四舍五入法，其结结果 应为应为 96

7、.0与35.2。（2）乘除法计算。乘积或商的有效数，其位数与 各乘、除数中有效数位数最少的相同，如测得管 径D50.8mm，其面积A 为： AD2/4=3.14/450.82mm2=2.03103mm2。 注意：、e、g 等常数有效位数可多可少，根据需 要选取。（3）乘方与开方运算。乘方、开方后的有效数与 其底数相同。（4）对数运算。对数的有效数位与其真数相同。 如lg2.353.7110-1；lg4.06.010-1。（5）在四个数以上的平均值计值计 算中，平均值值的有 效数字可较较各数据中最小有效位数多一位。（6）所有取自手册的数据，其中有效数按计计算需 要选选取，但原始数据如有限制，则应

8、则应 服从原始 数据。（7）一般在工程计计算中取三位有效数已足够够精确 ，在科学研究中根据需要和仪仪器的可能，可以取 到四位有效数字。数据处处理方法主要使用两种1.列表法将实验实验 数据列成表格以表示各变变量间间的关 系。这这通常是整理数据的第一步，为标绘为标绘 曲线线 图图或整理成方程式打下基础础。实验实验 数据可分为为原始记录记录 表、中间间运算表 和最终结终结 果表。原始记录记录 表必须须在实验实验 前设计设计 好，可以清 楚地记录记录 所有待测测数据。注意：l表头：物理量名称、符号、单位（符号/单位）l注意记录数字应与测量仪表的准确度相匹配。l科学记数法：物理量的符号10n/单位，10

9、n记 入表头l物理量的实际值10n = 表中数据l表号，表题（名），尽量不跨页l“表注”实验条件，记录者，姓名2.图示法将实验数据在坐标纸上绘成曲线，直观而清晰地表 达出各变量之间相互关系，转折点变化率及其它 特性，便于比较，还可以根据曲线回归出相应的 方程式。u作图时注意：选择合适的坐标，尽量使图形直线化，以便求得 经验方程式；坐标分度要适当，使变量的函数关系表现清楚。1）坐标纸的选择常用的坐标有直角坐标、对数坐标和半对数坐标 。实验中常遇到的函数关系有：直线线关系：yabx，选选用普通坐标纸标纸 ；幂幂函数关系：yaxb，选选用对对数坐标纸标纸 ，因 lgylgablgx，在对对数坐标纸标

10、纸 上为为一直线线。指数函数关系：yabx，选选用半对对数坐标纸标纸 ，因 lgy与x 呈直线线关系。此外，某变变量最大值值与最小值值数量级级相差很 大时时或自变变量x 从零开始逐渐渐增加的初始段，x 少量增加会引起因变变量极大变变化。均可用对对数坐 标标。2）坐标标分度的确定（1) 测测量误误差的倒数 例如： 则则Y轴单轴单 位：（2）若未知误误差，则实验则实验 曲线线的坐标读标读 数的有效 数字位数与实验实验 数据的位数相同。 一般：M=（1，2，5）10n （n为为正整数）3）注意事项： （1）曲线光滑 （2）定量绘制坐标图（变量名称，符号/单位） （3）图号，图名 （4）数据点用等区别

11、开，且有标注1.观察板式塔各类型塔板的结构，比较各塔板上 的气液接触状况。 2.实验研究板式塔的极限操作状态，确定各塔 板的漏液点和液泛点。参考化工原理教材p211-216板式塔结构和板式塔类型实验原理各种塔板板面大致可分 为三个区域，即溢流区 、鼓泡区和无效区。 溢流区：降液管所占的 部分。鼓泡区：塔板开孔部分 。无效区（破沫区）：阴 影部分。（A）泡罩塔 （B）筛板塔 （C）浮阀塔液泛现象漏液现象雾沫夹带现象注意事项1.实验过程中，注意塔身与下水箱的接口处应有液封，以免漏出风量。2.在漏液点和液泛点附近数据应多取几个进行比较。3.因塔体材料为有机玻璃，所以在开启进气口阀门时，要一手轻扶塔体

12、，一手开阀门。装置主体由直径200mm，板间距为300mm的四个 有机玻璃塔节与两个封头组成的塔体，配以风 机、水泵和气、液转子流量计及相应的管线、 阀门等部件构成。塔体内由上而下安装四块塔 板，分别为有降液管的筛孔板，浮阀塔板,泡罩 塔板，无降液管的筛孔板,降液管均为内径25mm 的有机圆柱管。增压水泵调节阀转子流量计有降液管筛孔板有降液管浮阀塔板有降液管泡罩塔板无降液管筛孔板转子流量计风机进气阀l1 能进行离心泵特性曲线测定实验，测出扬程、功率 和效率与流量的关系曲线图； 2. 学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数 的测量方法，使学生了解玻璃转子流量计、压力表、倒 U型差压计以及相

13、关仪表的原理和操作；参考化工原理教材p44-48离心泵及其性能参数、曲线实验原理2.扬程H：离心泵对单位重量（1N）的液体所提供的有效能量。单位：m液柱。1.流量Q：离心泵在单位时间内排送到管路系统的液体体积 。单位：m3/h3. 轴功率N：是单位时间内泵轴从电机得到的功，单位W或kW。4.效率：泵的效率是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实 际功率，两者差异反映了水力损失、容积损失和机 械损失的大小。注意事项1. 一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防 止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶 轮被固体颗粒损坏。 2. 泵运转过程中，勿触

14、碰泵主轴部分，因其高速转 动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。 3. 不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转，一般 不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气 泡，使泵抽空。 4.泵在启动前，必须检查泵的出口阀是否处于关闭状 态，然后方可启动泵；泵在关闭时，首先关闭离心泵 的出口阀，然后再关泵。数据记录离心泵型号 额定流量 额定扬程 额定功率 泵进出口测压点高度差H0= 流体温度t 序号流量Qm3/h泵进口压力p1 kPa泵出口压力p2 kPa电机功率N电 kW泵转速nr/m1水箱； 2离心泵； 3进口压力表； 4双金属温度计； 5灌泵漏斗； 6出口压力表； 7玻璃转子流量计； 8电气控制箱；

15、 9离心泵的管路（利 用光滑管充当）； 10光滑管管路球阀f2 ； 11出口流量调节闸阀 V2；控制柜水箱离心泵进口压力表出口压力表双金属 温度计局部阻力管光滑管粗糙管 管路 选择 球阀局部管上 的闸阀出口流量 调节闸阀灌泵漏斗 柜1.了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实 验方法。2.掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管 外壁上的冷凝现象。3.学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解 影响给热系数的因素和强化传热的途径。参考化工原理教材p112-133对流传热和传热计算实验原理间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所 组成。在工业生产

16、过程中，大量情况下，冷、热流体系 通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁 式换热。达到传热稳定时，有固体壁面与冷流体的对数平均温差热流体与固体壁面的对数平均温差热、冷流体逆流传热，其对数平均温差： uP38（T-TW)m中改m为M；P39及p40公式（3-28）中 的m2修改为wc）管内壁面与冷空气或水的对流传热系数由于测定管内壁的温度实验技术难度大，故采用试验研究 的手段。对流给热系数的计算1）近似法求算对对流给热给热 系数化简简得到2）传热传热 准数式求算对对流给热给热 系数对对于流体在圆圆形直管内作强制湍流对对流传热时传热时Nu努塞尔准数，Re雷诺诺数，Pr普兰兰特数，当流体被加热时热时 n0.4，流体被冷却时时n0.3；C值为一常数， 管内径d2一定时时，m也为为常