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1、化工原理实验（1）实验教学大纲英文名称：experiment of chemical engineering principle课程编号：661150111设置形式：实验学时：课程总学时：16学分数：1.0适用专业：化学工程与工艺、装备与过程控制、生物工程、应用化学、食品工程等一、实验性质、作用和目的（一）实验一 化工流动过程综合实验1. 实验目的（1）学习直管摩擦阻力hf、直管摩擦系数l的测定方法。（2）掌握不同流量下摩擦系数l与雷诺数Re之间关系及其变化规律。（3）学习压差传感器测量压差，流量计测量流量的方法。（4）掌握对数坐标的使用方法。（5）掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、
2、表示方法、加深对离心泵性能的了解。2. 实验内容（1）测定实验管路内流体流动的直管阻力和直管摩擦系数l。（2） 测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。（3）在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。（4）熟悉离心泵的操作。测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功率）、h（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。（5）测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。（6）测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。（7）测定节流式流量计（文丘里）的流量标定曲线。（8）测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C0的关系。3. 实验要求（1）掌握流体流动阻力产生的原
3、因，表现的形式及种类。掌握不同条件下摩擦系数与雷诺准数的关系；学习直管摩擦阻力及摩擦系数的测定；掌握流量测定的方法及对数坐标的使用。（2）熟悉离心泵的结构及操作方法，了解离心泵各项性能参数的含义；掌握离心泵特性曲线的实验测定方法及其表示方法。（二）实验二 恒压过滤常数测定实验1. 实验目的（1）了解板框过滤机的结构和其操作流程。（2）掌握恒压过滤常数K、qe、e的测定方法，加深对K、qe、e的概念和影响因素的理解。（3）学习滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定方法。（4）学习(d/dq)-q一类关系的实验确定方法。2. 实验内容（1）熟悉板框过滤机的构造。（2）学习板框过滤机的操作流程。（3）
4、测定不同压力下恒压过滤的过滤常数K、qe、e。3. 实验要求掌握板框过滤机的结构及其操作流程，熟悉板框过滤机的适用条件。（三）实验三 气-汽对流传热综合实验1. 实验目的（1）通过对空气-水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。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。（2）通过对管程内部插有螺旋线圈的空气水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。（3）求取简单套管换热器、强化套管换热器的总传热系数Ko。（4）了解热电偶
5、温度计的使用。2. 实验内容通过对本换热器的实验研究，可以掌握对流传热系数的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解；并应用线性回归分析方法，确定关联式中常数A、m的值；通过对管程内部插有螺旋线圈的空气-水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其强化比，了解强化传热的基本理论和基本方式。3. 实验要求熟悉换热器的型式和结构，对套管换热器的传热强化有深刻的理解；熟练掌握传热基本方程式及其应用；掌握控制仪表的性能及使用方法。（四）实验四 精馏塔实验1. 实验目的（1）熟悉板式塔的基本构造、精馏流程，观察精馏塔工作时塔板上的水力状况。（2）学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔板性能的
6、影响。（3）学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。2. 实验内容（1）测定精馏塔在全回流、稳定操作条件下，塔内温度和浓度沿塔高的分布。（2）测定精馏塔在全回流连续精馏时，稳定操作后的全塔理论塔板数、总板效率。3. 实验要求掌握精馏过程传热传质原理，熟悉板式塔的基本构造，精馏操作的工艺流程；对精馏操作过程中的几种操作状态及其对分离过程的影响有深刻的认识；掌握理论板及板效率的计算。（五）实验五 氨吸收填料塔实验1. 实验目的（1）了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。（2）了解填料吸收塔的液泛并测液泛点和压降的关系。（3）掌握调料吸收塔传质单元高度HOG、体积吸收系数KYa和回收率的测定方
7、法。2. 实验内容（1）测定空气通过干填料时的压降。（2）测定在有水喷淋填料时，气体通过填料层的压降。（3）熟悉填料塔操作，观察气液在填料塔内的流动状况及液泛现象，确定液泛气速。（4）测量固定气体流量下，水吸收氨气的传质过程。3. 实验要求掌握吸收过程的传质原理，熟悉填料塔的基本构造，吸收操作的工艺流程；对吸收操作过程中的几种操作状态及其对分离过程的影响有深刻认识；掌握吸收系数的测定方法。（六）实验六 液-液萃取塔实验1. 实验目的（1）了解液-液萃取塔的结构和塔内操作状况。（2）掌握液-液萃取塔的操作。（3）了解引起萃取液泛不正常现象出现的原因及处理方法。（4）在一定振幅和流量下，测定不同频
8、率时，萃取过程的体积传质总系数和萃取塔的传质单元高度。2. 实验内容（1）观察塔的构造，操作流程及其性能。（2）以水为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，计算传质单元高度、传质单元数和体积总传质系数。 3. 实验要求掌握旋转萃取塔的结构及其塔内操作状况。（七）实验七 洞道干燥实验1. 实验目的（1）熟悉干燥设备的基本构造与工作原理，掌握恒定干燥条件下物料的干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。（2）学习物料含水量的测定方法。加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。（3）学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。2. 实验内容（1）在恒定干燥条件下，测定一种物料的干燥曲线、干燥速率曲线
9、和临界含水量。（2）测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。3. 实验要求掌握恒定干燥条件下干燥过程的传热传质原理，熟悉干燥过程的各种因素对干燥过程的影响；掌握干燥曲线、干燥速率曲线的形式及物理意义；掌握临界含水量及湿球温度的物理意义；学会干燥过程中对流传热系数的测定方法。二、实验项目与内容提要序号实验名称内容提要实验学时每组人数实验属性备注1化工流动过程综合实验测定实验管路内流体流动的阻力Pf和摩擦系数；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；测定管路部件局部摩擦阻力Pf和局部阻力系数；熟悉离心泵操作方法，测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（
10、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；测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线；测定节流式流量计（文丘里）的流量标定曲线；测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C0的关系。84综合型实验2恒压过滤常数测定实验熟悉板框过滤机的构造；学习板框过滤机的操作流程；测定不同压力下恒压过滤的过滤常数K、qe、e及s、k。44验证型试验3气-汽对流传热综合实验掌握对流传热系数的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解；并应用线性回归分析方法，确定关联式中常数A、m的值；通过对管程内部插有螺旋线圈的空气-水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其强化比。44综合型实验4精
11、馏塔实验测定精馏塔在全回流、稳定操作条件下，塔内温度和浓度沿塔高的分布。测定精馏塔在全回流连续精馏时，稳定操作后的全塔理论塔板数、总板效率。44验证型实验5氨吸收填料塔实验测定空气通过干填料时的压降；测定在有水喷淋填料时，气体通过填料层的压降；熟悉填料塔操作，观察气液在填料塔内的流动状况及液泛现象，确定液泛气速；测量固定气体流量下，水吸收氨气的传质过程。44验证型试验6液-液萃取塔实验观察塔的构造，操作流程及其性能；以水为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，计算传质单元高度、传质单元数和体积总传质系数。44综合型实验7洞道干燥实验在恒定干燥条件下，测定一种物料的干燥曲线、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。44验证型试验三、实验方式与基本要求实验前必须进行预习，了解实验目的、实验原理和实验内容。四、考核内容与方式成绩评定采用百分制，其中：实验预习10 实际操作40 实验报告50五、参考资料主要参考书1. 柴诚敬等主编. 化工流体流动与传热，北京：化学工业出版社，20022. 柴诚敬等主编. 化工传质与分离过程，北京：化学工业出版社，20033. 姚玉英主编. 化工原理. 天津：天津大学出版社，2001 课程负责人：赫文秀执笔：赫文秀 审核：赫文秀
