化工原理實驗是化工原理課程的重要組成部分,是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握化工原理基礎(chǔ)知識的重要過程。本教材包含了三個部分:實驗基礎(chǔ)知識、化工原理基礎(chǔ)實驗、實驗數(shù)據(jù)處理舉例。本教材的基礎(chǔ)實驗部分包含了化工原理典型的11個實驗項目,基本能滿足化工與制藥類專業(yè)化工原理課程實驗教學(xué)的需要。同時,實驗中復(fù)雜的實驗裝置采用三維流程示意圖表示,可增強(qiáng)可讀性和立體感;針對每個實驗項目,提供原始實驗數(shù)據(jù)記錄表格模板和詳細(xì)數(shù)據(jù)處理舉例,方便學(xué)生理解實驗原理和數(shù)據(jù)處理過程并撰寫出正確的實驗報告。本書適合作為化學(xué)工程與工藝及其他相關(guān)專業(yè)化工原理實驗課程的教材或參考書,也可供在化工、食品、制藥等領(lǐng)域的技術(shù)人員參考。
高等院校的工科專業(yè)要培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展的創(chuàng)新型工程類人才,不僅要求學(xué)生具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ),而且要求學(xué)生具有出色的專業(yè)實驗實踐能力。所以,工程類實驗課教學(xué)具有非常重要的作用。其中,化工原理實驗是化工和制藥類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是化工原理課程的延續(xù)和深入,是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本任務(wù)是加深對化工原理課程中基本理論的理解和應(yīng)用,利用實驗設(shè)備來培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化工單元操作、設(shè)計實驗方案,以及采集、處理和分析數(shù)據(jù)的能力。本課程是化工類專業(yè)工程認(rèn)證重點考查和關(guān)注的課程之一。
化工原理實驗課程的學(xué)習(xí)是基于實驗裝置進(jìn)行的。通常,不同院校的化工原理實驗課程會根據(jù)學(xué),F(xiàn)有實驗設(shè)備進(jìn)行個性化授課。
《化工原理實驗》教材正是為了滿足編者所在院校教學(xué)需求而編寫的。本教材以嚴(yán)謹(jǐn)、簡單、實用為宗旨,充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握實驗內(nèi)容中的難點,以隨實驗設(shè)備提供的使用說明書以及電子文檔為基礎(chǔ),結(jié)合編者 17 年來化工原理實驗教學(xué)的經(jīng)驗,精心編寫而成。同時,針對復(fù)雜的實驗裝置均原創(chuàng)性地采用三維流程示意圖,以增強(qiáng)立體感;同一實驗項目,既有不同廠商生產(chǎn)的實驗設(shè)備,也有同一廠商生產(chǎn)的不同版本實驗裝置。針對每個實驗,提供原始實驗數(shù)據(jù)記錄表格模板和詳細(xì)數(shù)據(jù)處理實例,以方便學(xué)生理解數(shù)據(jù)處理過程并撰寫出正確的實驗報告。
教材分三個部分,分別是實驗基礎(chǔ)知識、化工原理基礎(chǔ)實驗和實驗數(shù)據(jù)處理舉例。其中第二部分共講解 11 個實驗項目,加上第一部分的實驗基礎(chǔ)知識介紹,完全可以滿足《化工與制藥類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)(化工類專業(yè))》所建議的化工原理實驗教學(xué)不低于 48 學(xué)時的要求(2018年高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會發(fā)布)。
本教材由李保紅教授主持編寫。其中流動阻力測定實驗、離心泵性能測定實驗和填料吸收塔實驗由高召講師編寫;流量計性能測定實驗、傳熱實驗和精餾實驗由王劍鋒副教授編寫;恒壓過濾實驗和液 -液萃取實驗由周泉講師編寫;書中實驗裝置示意圖由化學(xué)工程系者白銀同學(xué)和姚思雨同學(xué)協(xié)助制作;其余部分由李保紅教授編寫。全書由華瑞年教授主審。
本教材適用于選用相同或者相似化工原理實驗設(shè)備的高校作為參考教材,也可供化工與制藥類專業(yè)學(xué)生自學(xué)參考。在其編寫的過程中得到了天津大學(xué)、萊帕克公司和浙江中控公司的大力支持和協(xié)助,在此一并表示感謝!
由于編者的水平有限,書中難免有不足之處,懇請讀者批評指正,以便今后改進(jìn)。
編者
2022年6月
第一部分 實驗基礎(chǔ)知識 1
第一章 實驗室基本安全知識 1
一、實驗室安全相關(guān)的消防知識 1
二、實驗室安全用電知識 2
三、危險化學(xué)品安全使用知識 3
四、高壓氣瓶安全使用知識 4
第二章 化工原理實驗基礎(chǔ)知識 6
一、化工原理實驗的特點 6
二、實驗教學(xué)目的 6
三、實驗的基本要求 7
第二部分 化工原理基礎(chǔ)實驗 10
實驗一 流動阻力測定實驗 10
一、實驗?zāi)康? 10
二、實驗內(nèi)容 10
三、實驗原理 10
四、實驗裝置(2018 年版) 12
五、實驗方法和操作步驟 13
六、注意事項 14
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 14
八、思考題 16
實驗裝置(2003 年版) 16
實驗裝置(2012 年版) 18
實驗二 A 流量計性能測定實驗 21
一、實驗?zāi)康? 21
二、實驗內(nèi)容 21
三、實驗原理 21
四、實驗裝置(2018 年版) 22
五、實驗操作步驟 23
六、注意事項 24
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 24
八、思考題 26
實驗裝置(2005 年版) 26
實驗二 B 流量計性能測定實驗 29
一、實驗?zāi)康? 29
二、實驗內(nèi)容 29
三、實驗原理 29
四、實驗裝置(2012 年版) 31
五、實驗操作步驟 32
六、注意事項 33
七、實驗報告和數(shù)據(jù)處理 33
實驗三 A 離心泵性能測定實驗 34
一、實驗?zāi)康? 34
二、實驗內(nèi)容 34
三、實驗原理 34
四、實驗裝置(2018 年版) 35
五、實驗操作步驟 36
六、注意事項 37
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 37
八、思考題 38
實驗裝置(2005 年版) 39
實驗三 B 離心泵性能測定實驗 41
一、實驗?zāi)康? 41
二、實驗原理 41
三、實驗裝置(2012 年版) 42
四、實驗操作步驟 43
五、注意事項 43
六、實驗數(shù)據(jù)記錄表 44
實驗四 傳熱實驗 45
一、實驗?zāi)康? 45
二、實驗內(nèi)容 45
三、實驗原理 45
四、實驗裝置 48
五、實驗方法和操作步驟 50
六、注意事項 50
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 51
八、思考題 54
實驗五 填料吸收塔實驗 55
一、實驗?zāi)康? 55
二、實驗內(nèi)容 55
三、實驗原理 55
四、實驗裝置 57
五、實驗方法和操作步驟 59
六、注意事項 60
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 60
八、思考題 63
實驗六 A 精餾實驗 64
一、實驗?zāi)康? 64
二、實驗內(nèi)容 64
三、實驗原理 64
四、實驗裝置(2018 年版) 65
五、實驗方法和操作步驟 68
六、注意事項 69
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 70
八、思考題 71
實驗六 B 精餾實驗 72
一、實驗?zāi)康? 72
二、實驗內(nèi)容 72
三、實驗原理 72
四、實驗裝置(2012 年版) 75
五、實驗操作步驟 76
六、注意事項 77
七、實驗報告和數(shù)據(jù)處理 79
實驗七 A 恒壓過濾實驗 80
一、實驗?zāi)康? 80
二、實驗內(nèi)容 80
三、實驗原理 80
四、實驗裝置(2005 年版) 81
五、實驗方法和操作步驟 82
六、注意事項 82
七、報告內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理 82
八、思考題 83
實驗七 B 恒壓過濾實驗 84
一、實驗?zāi)康? 84
二、實驗原理 84
三、實驗裝置(2022 年版) 86
四、實驗操作步驟 87
五、注意事項 88
六、實驗報告和數(shù)據(jù)處理 88
實驗八 洞道干燥實驗 90
一、實驗?zāi)康? 90
二、實驗原理 90
三、實驗裝置 93
四、實驗操作步驟 95
五、注意事項 95
六、實驗報告和數(shù)據(jù)處理 95
七、思考題 96
實驗九 液-液萃取實驗 97
一、實驗?zāi)康? 97
二、實驗原理 97
三、實驗裝置 100
四、實驗操作步驟 101
五、注意事項 102
六、實驗報告和數(shù)據(jù)處理 102
七、思考題 104
實驗十 液-液板式換熱實驗 105
一、實驗?zāi)康? 105
二、實驗原理 105
三、實驗裝置 106
四、實驗操作步驟 108
五、實驗數(shù)據(jù)記錄 108
六、思考題 108
實驗十一 流化床干燥實驗 109
一、實驗?zāi)康? 109
二、基本原理 109
三、實驗裝置 111
四、實驗操作步驟和注意事項 112
五、實驗數(shù)據(jù)記錄 113
六、實驗報告和數(shù)據(jù)處理 113
七、思考題 113
第三部分 實驗數(shù)據(jù)處理舉例 115
案例一 流動阻力測定實驗 115
案例二 流量計性能測定實驗 119
案例三 離心泵性能測定實驗 121
案例四 傳熱實驗 123
案例五 填料吸收塔實驗 129
案例六 精餾實驗(2018 年版) 134
案例七 恒壓過濾實驗 137
案例八 洞道干燥實驗 139
案例九 液-液萃取實驗 142
案例十 液-液板式換熱實驗 145
案例十一 流化床干燥實驗 147
附錄一 YUDIAN 儀表調(diào)零和調(diào)整設(shè)定值方法 151
附錄二 阿貝折射儀使用說明 152
參考文獻(xiàn) 153