化工原理实验 (第二版)

本书针对普通本科院校实验教学需要编写，结合*版使用情况进行修订，切合当前教改形势。 

化工原理实验是培养高级工程技术人才的有效途径之一，既能使学生掌握典型单元操作的基本原理，又能使学生掌握处理工程问题的方法，在培养学生动手能力和运用知识能力方面的作用不可或缺。本书主要介绍化工原理实验有关基础知识及典型单元操作共18个实验，包括流体流动、过滤、固体流态化、传热、精馏、吸收与解吸、干燥、膜分离、超临界流体萃取、管路拆装、化工原理实验仿真等，其中大多数实验设备还配有工作站，既可手动操作，也可自动控制。

 

本书注重理论与实践相结合，强调工程观点和实际能力的培养，注意学生综合素质的提高，可供高等院校化工类和相近专业师生使用，也可供从事化工及相关实验研究的研究生和实验人员参考。

 

第一部分化工原理实验基础知识

 

1.1实验室安全守则

 

1.2实验数据的记录、处理和实验报告

 

1.2.1实验数据的记录

 

1.2.2实验数据的处理

 

1.2.3实验报告要点

 

1.3化工原理实验课对指导教师和实验技术人员的要求

 

1.3.1对指导教师的要求

 

1.3.2对实验技术人员的要求

 

1.4化工原理实验课对学生的要求

 

1.5化工原理实验成绩考核办法

 

 

 

第二部分实验误差分析和数据处理

 

2.1实验数据的误差分析

 

2.1.1真值与平均值

 

2.1.2误差及误差分类

 

2.1.3误差的表示方法

 

2.1.4精密度、正确度和精确度(准确度、精准度)

 

2.1.5仪器的精确度与测量值的误差

 

2.1.6有效数字与运算规则

 

2.1.7异常值的判断与舍弃规则

 

2.2实验数据的处理

 

2.2.1列表法

 

2.2.2图示法

 

2.2.3函数法

 

2.2.4相关系数r及显著性检验(回归合理性检验)

 

2.2.5内插法

 

 

 

 

第三部分化工原理实验

 

实验1雷诺实验

 

实验2机械能转化实验

 

实验3流体流动阻力的测定

 

实验4流量计校正及性能测定实验

 

实验5离心泵特性曲线的测定实验

 

实验6恒压过滤实验

 

实验7固体流态化实验

 

3.7.1固体流态化演示实验

 

3.7.2固体流态化测定实验

*实验8传热系数测定综合实验

 

*实验9筛板塔精馏实验

 

*实验10填料塔精馏实验(乙醇正丙醇体系)

 

实验11板式塔流体力学性能演示实验

 

*实验12填料塔吸收综合实验

 

 

*实验13洞道式干燥器干燥实验

 

*实验14流化床干燥实验

 

3.14.1间歇式流化床干燥实验

 

3.14.2连续式流化床干燥实验

*实验15膜分离实验

 

*实验16超临界流体萃取实验

 

实验17管路拆装实验

 

实验18化工原理实验仿真

 

3.18.1流体阻力测定实验

 

3.18.2离心泵的性能曲线测定

 

3.18.3流量计的校正实验

 

3.18.4过滤实验

 

3.18.5传热实验

 

3.18.6精馏实验

 

3.18.7吸收实验

 

3.18.8干燥实验

 

 

 

附录A常用数表

 

A1化工中常用计量单位及单位换算

 

A1.1法定基本单位

 

A1.2导出物理量及单位

 

A1.3基本常数与单位

 

A1.4单位换算

 

A2水的物理性质

 

A3干空气的物理性质（p=1.013×105Pa）

 

A4饱和水蒸气表（按温度排列）

 

A5饱和水蒸气表（按压强排列）

 

A6水在不同温度下的黏度

 

A7某些二元物系的气液相平衡数据

 

A7.1乙醇水（101.325kPa）

 

A7.2

乙醇正丙醇的txy关系

 

 

 

A7.3常压（p=101.325kPa）下及CO2液相浓度低于5%时的相平衡常数

 

与温度的关系

 

A7.4丙酮的平衡溶解度

A7.5温度和浓度对丙酮相平衡常数的影响

 

A8乙醇水溶液的比热和汽化潜热

 

 

A8.1乙醇水溶液的比热［kcal/(kg·℃）］

 

 

 

A8.2乙醇水溶液的汽化潜热（kcal/kg）

 

A9某些气体溶于水时的亨利系数

 

A10液体饱和蒸气压p°的Antoine（安托因）常数

 

A11几种常见气体的密度（273K，101325kPa）

 

A12相关系数检验表

 

 

附录B实验相关仪器的使用说明

 

B1阿贝折射仪的使用说明

 

B2气相色谱仪使用简要说明（以GC1690型为例）

 

 

 

参考文献

化工原理实验是根据化工原理实验教学大纲的要求，结合八所院校的现有实验设备编写的。全书内容分为三部分：前两部分介绍化工原理实验相关基础知识和基本技能，包括安全常识、误差分析和实验数据处理等；第三部分详细介绍化工原理典型单元操作共18个实验，包括流体流动、过滤、固体流态化、传热、精馏、吸收与解吸、干燥、膜分离、超临界流体萃取、管路拆装、化工原理实验仿真等，其中大多数实验设备还配有工作站，可自动控制。本书重点介绍各实验的原理及公式应用、装置流程及其特点、具体的操作步骤和注意事项，力求实用；为了帮助学生整理实验报告，还列举了实验报告要点和数据表格参考示例。附录汇总了部分法定计量单位及其换算、化工常用参数、相关系数检验表、有关仪器的操作简介等。本书最大特点是实用性强。一般化工原理实验书都是针对某一厂家的设备而编写的，本书则汇总了6个厂家的46种设备的装置图、特点和操作步骤，有利于教学过程中博采众长、扩大眼界；重点针对具体实验，比一般的化工原理实验书内容更详细、具体、实用。其特点有三：①将科学实验过程中所需要的各种能力培养，通过每一个具体实验体现出来，并把严谨的科研作风和实事求是的科学态度的培养融会贯通于每个实验环节；②实验内容和理论知识（思考题）相结合，以利于理论知识的巩固和提高；③实验内容都是选取化工类生产实际中应用较广的，更接近于工程实际。由于本书内容较多，使用者除应结合具体情况节选之外，还请注意以下几方面。（1） 实验顺序基本上按配套的化工原理理论课程各章节的先后排列，较新的膜分离及超临界流体萃取、着重训练动手能力的管路拆装、训练模拟操作的仿真实验排在最后。凡标题标注“*”的实验，既可按一般验证性实验进行，也可按综合（或设计）性实验进行。（2） 同一实验的不同装置（无论是否使用不同的物料体系），分别用装置Ⅰ、装置Ⅱ、装置Ⅲ等加以区别（在此郑重声明：此种编号区别仅仅是为了各参编院校或其他读者与现有装置对应使用的方便，无排名先后之意）。实验原理以统一列举为主，个别的分列（如连续式流化床干燥器和间歇式流化床干燥器等）；设备参数、操作步骤按装置号顺序依次对应排列，以便于阅读和使用；对装置流程区别不大、操作步骤相仿的则统一归并列出，以尽量减少篇幅。（3） 某一实验专用的曲线图等，以该实验附录的形式列出。（4） 实验报告要点、数据表格参考示例，都尽量照顾不同装置的特点，使用时请结合具体装置适当增删、修改、选用。（5） 思考题侧重于重要知识点，并尽量兼顾不同装置的特点，每个实验3～5题。（6） 附录以本书够用为原则，尽量压缩篇幅。本书再版较第一版的贡献在于如下几点：一是对几年来使用过程中发现的不足、不当之处，进行了适当的补充、修正，尽可能完善；二是在实验总课时数不变的前提下，适当增加实验素材并同步修改思考题，达到使学生扩展知识面、提高实验实效性的目的；三是删除了各参编院校都不开设的实验，尽可能精简内容；四是扩大了参编队伍，由原六所院校扩大到了八所院校。本书编写单位及人员有：吉林大学珠海学院孙金堂、谢鹏、王显赫，山东第一医科大学杨荣华、王芳、程岳山、刘欣、孟宪峰，湖南农业大学理学院蒋红梅，南京中医药大学潘永兰，湖北理工学院廖庆玲，南京中医药大学翰林学院钱洁，武汉华夏理工学院文艳霞，宿州学院段腾飞。最后由孙金堂审核、修订、补充、统稿。在编写过程中参考了多本化工原理及实验教材或讲义，在此向有关作者表示衷心的感谢！华中科技大学出版社、各参编单位的主管领导对本书的出版均给予了大力支持，在此一并致以谢挚的谢意！化工原理实验由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，诚望读者批评指正。