化学工程核心课程实验与设计(谢亚杰)

《化学工程核心课程实验与设计》的亮点是集七门化学工程核心课程实验、（课程）设计、实训内容于一体，以模块形式编序。各模块项目由易到难，多为相关课程具有代表性的实验或设计或实训项目。既简化了教师对实验、设计或实训教材的选择，又为学生使用提供了方便。 

《化学工程核心课程实验与设计》包括了七个模块，分别为化工原理实验与设计、化工热力学实验、化学反应工程实验、化工仪表及自动化实验、工程图学实训、化工设备机械基础课程设计、化工过程初步设计。每个模块均含有概述和实验（或实训或设计/与设计）两部分。其中，化工原理按照“化工原理实验与设计”模块以组合项目形式分成三部分，分别为基础实验、强化实验与课程设计。其他科目均属单一环节。本书的亮点是集七门化学工程核心课程实验、（课程）设计、实训内容于一体，以模块形式编序。各模块项目由易到难，多为相关课程具有代表性的实验或设计或实训项目。既简化了教师对实验、设计或实训教材的选择，又为学生使用提供了方便。同时，对化学工程与工艺专业以外的其他化工类专业而言，不具有统一平台的课程可以根据需要选择模块数及项目数；对于具有统一平台的化学工程核心课程（有相同的课程名称及代码、课程性质、学时数和相同教学大纲）来说，本书也为实施教师挂牌授课、学生选课等提供了前提条件。《化学工程核心课程实验与设计》可作为化学工程与工艺、应用化学、生物工程、环境工程和制药工程等本科专业的化学工程基础课程实验、实训或课程设计的教材或教学参考书。也可作为从事轻化工程、染整工程等化工相关专业的技术人员和科研人员的参考用书。

模块1化工原理实验与设计1

1.1概述1

1.2实验与设计部分2

组合项目1基础实验2

实验1液体流动阻力的测定2

实验2传热膜系数测定实验5

实验3吸收操作及氧解吸实验8

实验4精馏塔的操作及效率测定13

实验5雷诺演示实验16

实验6液体机械能转换实验18

组合项目2强化实验20

实验1离心泵特性曲线的测定20

实验2板框过滤机过滤常数测定22

实验3流化床干燥实验25

实验4萃取实验30

实验5温度、流量、压力校正实验32

实验6计算机数据采集与控制系统的使用35

组合项目3课程设计39

设计1筛板式精馏塔的设计任务书39

设计2填料吸收塔的设计任务书40

设计3列管式换热器的设计任务书41

设计4干燥器的设计任务书51

设计5化工管路设计与计算任务书52

参考文献53

模块2化工热力学实验55

2.1概述55

2.2实验部分56

实验1二元系统气液平衡数据的测定56

实验2氨-水系统气液相平衡数据的测定59

实验3气相色谱法测定无限稀释活度系数63

实验4混合工质热力学性质计算67

实验5甲醇-水体系的泡点计算77

实验6液化石油气露点计算的程序设计79

实验7环己烷-乙醇恒压气液平衡相图绘制83

参考文献87

模块3化学反应工程实验88

3.1概述88

3.2实验部分88

实验1连续流动反应器中的返混测定88

实验2鼓泡反应器中汽泡比表面及气含率的测定91

实验3乙苯脱氢制苯乙烯94

实验4均相反应过程多功能实验97

实验5组合式反应器返混性能测试实验99

实验6乙酸乙酯水解实验101

参考文献102

模块4化工仪表及自动化实验104

4.1概述104

4.2实验部分104

实验1化工仪表认识实验104

实验2单圈弹簧管压力表实验106

实验3热电偶测温实验及热电偶标定108

实验4水箱液位定值控制111

参考文献112

模块5工程图学实训113

5.1概述113

5.2实训部分113

实训1绘图界面与基础知识的认识113

实训2图形绘图命令115

实训3图形编辑命令117

实训4图层与块的认识与绘制119

实训5尺寸的标注120

实训6平面图形绘图示例122

实训7综合练习一123

实训8综合练习二123

参考文献124

模块6化工设备机械基础课程设计125

6.1概述125

6.2典型化工设备的机械设计126

设计1塔设备的机械设计任务书126

设计2夹套反应釜的机械设计任务书127

设计3固定管板式换热器的设计任务书129

设计4卧式储罐的机械设计任务书130

参考文献131

模块7化工过程初步设计132

7.1概述132

7.2化工过程初步设计132

设计1丙烯酸氧化反应器设计任务书132

设计2U形管换热器设计任务书134

设计3厂区布置设计任务书136

设计4丙烷-丙烯热泵精馏过程模拟任务书137

设计5气体吸收塔制作与性能测定140

设计6化工过程初步训练任务书141

参考文献143

附录145

附录A苯甲酸在水和煤油中的平衡浓度145

附录B苯甲酸的测定——滴定法145

附录C醋酸-水二元系统气液平衡数据的关联146

附录D醋酸-水二元系统气液平衡数据148

附录E纯物质的正常沸点、临界参数和偏心因子148

附录F环己烷-乙醇溶液折射率-组成数据149

 

现代化工在近年来发展非常迅速，给人类的生活带来了极大的便利，对人类生活方式产生了深远影响。与此同时，它也对适应现代大化工发展所需要的工程技术人才提出了更高的要求。目前，许多高校在试行按大类招生，同时逐步实施在人才培养模式上的结构转变以适应这种新的需求。但是，由于历史原因造成相同课程有不同的课程性质、不同学时、甚至不同名称等问题，致使大类招生后无法统一教材，学生选课难，无法实施教师挂牌授课，部分课程缺少实践训练环节，影响人才培养质量的提升。本书作为化学工程基础实践教材，在一定程度上弥补了上述缺陷。本书在原有实验讲义基础上，充实了七门核心课程即化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工仪表及自动化、化工设计、工程图学、化工设备机械基础的实践环节和内容，特别是增设了多种类型的化工设计训练项目，为全面地指导与实施化学工程实验、实训与（课程）设计训练，提高学生工程实践能力提供了有力支撑。本书集七门核心课程实验、实训或（和）设计内容于一体，简化了教师对教材的选择，便于学生对化学工程基础实验、实训或课程设计教材的选择与使用。同时，在统一了课程平台（有相同课程名称、课程性质、学时数和教学大纲）前提下，为按大类招生后实施教师挂牌授课、学生选课等提供了可行条件。本书内容根据化学工程知识结构的多学科性、学科体系的相对独立性、学科内容的复杂性、设备成本的高投入性与实验技术的可操作性等，结合编者的实际经验进行编写。本书可作为化学工程与工艺、应用化学、生物工程、环境工程和制药工程等本科专业的化学工程基础课程实验、实训或课程设计的教材或教学参考书。也可作为从事轻化工程、染整工程等化工相关专业的技术人员和科研人员的参考用书。为贯彻因材施教原则，使用本书时可根据专业特点、课程性质及实验学时数等具体情况从中选做部分项目。特别是“化工过程初步设计”模块，每个设计项目完成时间根据设计规模与参与人数的不同分别需要1~3周不等。使用时可根据实验条件及具体情况选做。本书由谢亚杰担任主编，由刘丹、胡万鹏担任副主编。全书共分7个模块。具体编写成员及编写内容如下：模块1由陈树大（概述）、李以名（基础实验1、2、6，强化实验1、2，课程设计1）、刘丹（基础实验3，强化实验3、6，课程设计2）、李雷（基础实验4，强化实验4、5，课程设计3）、王娟（基础实验5，课程设计4）、周大鹏（课程设计5）等编写；模块2由谢亚杰编写；模块3由孙萍编写；模块4由沈红霞编写；模块5由屠晓华编写；模块6由江华生编写；模块7由胡万鹏编写。刘丹负责对全书的重复率检查及模块1部分的审稿、修改；谢亚杰负责模块2、3、4的审稿；胡万鹏负责模块5、6、7的审稿、修改。全书由谢亚杰统稿。限于编者水平以及时间仓促，疏漏与不妥之处尚祈读者批评指正。编者

化学反应工程包含的学科知识领域内容广泛，是一门理论与实践结合极强的系统学科，在课程教学内容中包含大量的设备结构、性能以及与操作相关联的具体细节。无论是进行本学科的应用基础研究还是产品技术开发研究，都需要从实验室开始，对书本中的基本理论进行消化和理解，对化工过程的规律进行发现和总结，对工业设计数据进行实验求证。解决实际问题的基本能力和创新素养也必须在实验室里得到培养和锻炼。实验室反应的工业开发生产以及工业反应器的设计等一系列重要的化学工程问题都离不开它的指导。它是研究过程工业中生产过程、生产装置、工艺技术规律等诸多专业的必修课程。