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(能源化工行业)化工原理
实验大纲:.
《化工原理》实验教学大纲
实验名称:化工原理
学时:32学时
学分:2
适用专业:化学工程和工艺、应用化学、环境工程、高分子材料和工程、生物工程、过程装
备和控制专业等。
执笔人:傅家新,王任芳
审订人:吴洪特
壹、实验目的和任务
化工原理实验课是化工原理课程教学中的壹个重要教学环节,其基本任务是巩固和加深对化
工原理课程中基本理论知识的理解,培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析和解
决工程问题的能力,且在实验中学会壹些操作技能。
二、教学基本要求
化工原理实验由基础型实验、综合型试验、设计型实验和仿真型实验几部分组成。学生在进
实验室之前应做好实验预****了解实验装置流程及实验操作,掌握实验数据处理中的壹些技
巧,为能顺利完成实验做好准备。
三、实验项目和类型
实验类型备注
序号实验项目学时
验证设计综合演示研究必做选做
1离心泵性能测定4(2)√(√)√
2流体流动阻力测定4(√)√√
3板框过滤实验4(√)√√:.
4传热实验4(√)√√
5吸收实验4(√)√√
6精馏实验4(√)√√√
7干燥实验4(√)√√
8萃取实验4√√√
9膜蒸馏4√√
注:本实验装置都能够开验证型实验,同时能够开设综合、设计和研究型实验。各专业可根
据专业需要和实验学时进行选择和组合。
四、实验教学内容及学时分配
验证)(实验壹离心泵性能测定(14学时)
目的要求
了解离心泵的操作;掌握离心泵性能曲线的测定方法;了解气缚现象;掌握离心泵的操作方
法。
依据机械能衡算式对离心泵作机械能衡算可得H~Q-天平测功器可测得N~Q线,利用马达
线,利用有效功和轴功的关系可得η~Q线。
离心泵性能曲线测定装置壹套。
注意离心泵的气缚和气蚀现象。
:
测定离心泵在恒定转速下的性能曲线。:.
演示)(实验壹离心泵性能测定—汽蚀现象测定(22学时)
通过对离心泵汽蚀特性曲线的测定,以便在离心泵的安装过程中正确掌握其安装高度。
离心泵汽蚀特性结合机械能衡算式。
离心泵汽蚀现象测定装置壹套。
验证)(实验二流体流动阻力测定(14学时)
目的要求
掌握因次分析方法,学会用实验数据关联摩擦因数和雷诺数的关系。
由范宁公式知,管路阻力损失可表示成,在壹连续、稳定、均壹、且水平的恒截面直管段内,。
只要测定出俩截面处的压强之差和管内流体的流速,即可关联出关系。
阻力测定装置壹套。
综合)(实验二流体流动阻力测定(26学时)
目的要求
掌握因次分析方法,学会用实验数据关联摩擦因数和雷诺数的关系,测定阀门及突然扩大的:.
局部阻力。
由范宁公式知,管路阻力损失可表示成,在壹连续、稳定、均壹、且水平的恒截面直管段内,。
只要测定出俩截面处的压强之差和管内流体的流速,即可关联出关系。
管路局部阻力损失可表示,只要测定出阀门俩端的压强之差和管内流体的流速,即可关联出
关系。
阻力测定装置壹套。
验证)(实验三板框过滤实验(14学时)
目的要求
通过实验获取过滤常数Kqe。和虚拟滤液通量
恒压过滤方程。
板框过滤机壹套。
设计)(实验三板框过滤实验(26学时)
目的要求
①通过实验获取过滤常数Kqe。②测定动态过滤情况下,不同固含率、流和虚拟滤液通量:.
速、操作压力等对过滤速率的影响。
恒压过滤方程。
板框过滤机壹套。
验证)(实验四传热实验(14学时)
目的要求
关联空气在圆形直管中作强制湍流的对流给热系数的经验关联式。
热量衡算式、传热速率方程式和总传热系数关联式。
锅炉、换热器等传热实验装置壹套。
综合)(实验四传热实验(26学时)
目的要求
①关联空气在圆形直管中作强制湍流的对流给热系数的经验关联式;②观察蒸汽冷凝状态;③
进行强化传热实验。
热量衡算式、传热速率方程式和总传热系数关联式。:.
锅炉、换热器等传热实验装置壹套。
验证吸收传质系数测定)(实验五吸收实验(14学时)
测定用水吸收空气中少量氨的吸收传质系数。
物料衡算式、传质速率方程式和填料层高度表达式的具体应用。
吸收实验装置壹套。
验证填料塔流体力学性能测定)(实验五吸收实验(24学时)
目的要求
研究和了解填料吸收塔的水力学特性。
以鲍尔环作填料,利用水测试填料塔流体力学性能。
填料塔流体力学性能测定装置壹套。
:.
综合)(实验五吸收实验(36学时)
目的要求
①测定传质系数;②塔内气液接触及液泛现象演示;③测定干湿填料层压降。
以鲍尔环作填料,测试填料塔性能。
填料塔流体力学性能测定装置壹套。
验证)(实验六精馏实验(14学时)
掌握精馏分离技术和操作
利用混合液中各组分间相对挥发度的差异分离均相液体混合物。
液体精馏装置壹套。
综合)(实验六精馏实验(26学时)
①测定全回流条件下的全塔效率及单板效率;②测定部分回流条件下的全塔效率;③测定全
塔的浓度(或温度)分布曲线;④观察塔板上气液状态;⑤测定再沸器内沸腾给热系数;⑥:.
测定塔的操作弹性。(前56项必做,第项可选做)
利用混合液中各组分间相对挥发度的差异分离均相液体混合物。
液体精馏装置壹套。
验证)(实验七干燥实验(14学时)
掌握固体干燥技术和操作
利用空气的吸湿特性干燥固体湿物料。
干燥装置壹套。
设计)(实验七干燥实验(26学时)
流化曲线;②测定干燥速率曲线;③测定干燥系统压降分布;④测定加热器的①测定u~△p
对流传热膜系数。
利用空气的吸湿特性干燥固体湿物料。:.
干燥装置壹套。
验证)(实验八液-液萃取实验(14学时)
通过对萃取液和萃余液组成的分析,完成三元体系相图,且作出此单元操作的物料衡算。
热量衡算式和传热速率方程式。
电加热器、换热器等传热实验装置壹套。
综合)(实验八液-液萃取实验(26学时)
①以水为萃取剂,萃取煤油中的苯甲酸;②测定不同轻、重相流率和组成、不同搅拌转数对
传质系数的影响。
热量衡算式和传热速率方程式。
电加热器、换热器等传热实验装置壹套。
:.
实验九膜蒸馏(研究)(8学时)
①测定膜组件的对流传热系数;②测定膜组件的温度极化系数;③进行水溶液的浓缩研究,
确定跨膜通量随料液浓度变化规律。
热量衡算式和传质速率方程式。
膜组件;真空系统及缓冲罐;制冷机;蠕动泵;电子天平;温度、压力传感器及其仪表。
五、考核办法
实验操作60%;实验报告40%。考核成绩以20%计入课程总成绩。
六、实验教学指导书和参考书
教材:杨祖荣编,《化工原理实验》。
参考书:长江大学化学和环境工程学院化工系编,《化工原理实验》。