化工原理实验(郑大峰）

《化工原理实验》既强调提高学生的工程技术能力、科研创新能力，又突出对学生安全环保意识、家国情怀、职业伦理和终身学习能力的培养。本书共分七章，即化工原理实验室安全常识，化工原理实验研究方法、数据测量及报告编写，化工原理实验常用仪器仪表，基础实验，演示实验，3D 实验仿真，提高和研究型实验。
《化工原理实验》可作为高等院校化工与制药类专业及其他相关专业化工原理实验课的教材，也可供在化工、石油、环境、轻工、食品、制药、材料、生物等领域从事科研、生产的技术人员参考。

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第一章 化工原理实验室安全常识1
第一节 实验室消防安全常识1
一、燃烧的知识1
二、实验室消防安全2
三、实验室危险化学品火灾事件处置措施4
第二节 实验室电气设备安全常识5
一、电热设备5
二、冰箱6
三、实验室电气事故的预防6
第三节 实验室压缩气瓶安全常识7
一、常见压缩气瓶的外观标志7
二、压缩气瓶的安装及使用7
三、压缩气瓶的安全管理7
四、气体减压阀的安全使用8
五、实验室常用气体的安全使用8
第四节 化工单元操作安全常识9
一、化工单元操作的安全 10
二、化工单元设备的安全 12

第二章 化工原理实验研究方法、数据测量及报告编写 14
第一节 实验研究方法 14
一、直接实验法 14
二、量纲分析法 15
三、数学模型法 16
第二节 实验数据测量 17
一、测量误差的基本概念 17
二、直接测量和间接测量 18  
三、误差的性质及其分类 19
第三节 实验数据整理 20
一、实验数据的有效数字和记数法 20
二、实验数据的处理 20
第四节 实验报告编写 22
一、实验报告格式 22
二、实验报告要求 22

第三章 化工原理实验常用仪器仪表 27
第一节 压力计 27
一、液柱式压力计 27
二、弹性压力计 28
三、压力计选用及安装 29
第二节 流量计 30
一、流量计的分类 30
二、玻璃转子流量计 31
三、孔板流量计 31
四、文丘里流量计 32
五、涡轮流量计 32
六、电磁流量计 32
第三节 温度计 33
一、膨胀式温度计 33
二、双金属温度计 33
三、热电偶温度计 34

第四章 基础实验 36
实验一 雷诺实验 36
实验二 流体机械能转化实验 40
实验三 流体流动阻力测定实验 44
实验四 离心泵性能测定实验 50
实验五 恒压过滤实验 54
实验六 综合传热实验 59
实验七 精馏实验 64
实验八 CO2 吸收-解吸实验 72
实验九 洞道干燥实验 79  

第五章 演示实验 87
实验一 重力沉降 87
实验二 离心沉降 88
实验三 电除尘 89
实验四 边界层与边界层分离 91

第六章 3D 实验仿真 93
实验一 流体力学综合实验仿真 94
实验二 综合传热实验仿真 96
实验三 筛板精馏实验仿真 99
实验四 填料精馏实验仿真101

第七章 提高和研究型实验103
实验一 化工管路拆装及运行训练103
实验二 冷冻干燥法制备木质素基气凝胶109
实验三 加盐萃取分离正丁醇-丙酮-水体系114

附录117
附录一 饱和水蒸气的物性参数117
附录二 空气的物性参数118
附录三 水的物性参数119
附录四 常用二元物系的气液平衡组成122
附录五 乙醇溶液的物性常数123
附录六 乙醇浓度校正表124
附录七 乙醇浓度换算表127
附录八 精馏实验转子流量计流量校正表127

参考文献129  

化工原理实验是一门在化工原理理论课基础上开展的实践性课程，以化工单元操作过程原理、流程和设备结构、操作为主要内容，以处理工程问题的实验研究方法为主要特色，目的是训练学生理论知识的运用能力、实验操作技能、实验数据处理和分析能力。化工原理实验对提高学生工程技术能力、分析和解决复杂工程问题能力、科研创新能力和团队合作能力等均有重要的作用。
随着新工科的建设和工程专业认证的深入，化工类人才的培养要求、实验教学理念、实验教学内容和实验教学设备都发生了变化，化工原理实验也相应进行了重大改革，编写新的实验教材已成为迫切需求。
本书以化工单元操作中常用的基础实验技术为主要内容，融合了化工原理实验室安全常识、化工基本单元操作的3D 虚拟仿真以及实验课程思政内容，并增加了提高和研究型实验。在培养学生工程实践能力、创新能力的同时，也增强了学生的安全环保意识、家国情怀，提高了学生的职业伦理素质。
全书共分七章，适宜作为32～40 学时化工及相关专业的实验教材。各专业可根据教学要求选取若干内容进行实验。一般多学时专业选做7～8 个实验，少学时专业选做4～6 个实验。
本书是广东省质量工程项目“化工原理联合教研室”的建设成果之一。本书基于优质课程资源共享理念，由华南理工大学主导，联合贵州民族大学共同编写。全书由郑大锋、江燕斌、龙新峰主编，由郑大锋、黄锦浩统稿。习题由黄锦浩整理。各章具体执笔者如下：第一章由郑大锋、阮涛编写；第二章由赖万东编写；第三章、第五章、附录由郑大锋编写；第四章实验一～实验四由江燕斌编写；第四章实验五、实验六由易聪华编写；第四章实验七、实验九由郑大锋、李小莹编写；第四章实验八由杨东杰编写；第六章由龙新峰编写；第七章由贵州民族大学周兰编写。书中所附案例由李致贤、郑大锋整理。伍钦教授、陈砺教授为本书的编写提供了指导和协助；浙江中控科教仪器设备有限公司雷继红、周军、詹鑫涓、金洪鑫等人在教材编写、3D 虚拟仿真训练中提供了很大的帮助，在此对他们表示衷心的感谢。
本书的编写还得到了华南理工大学教务处、化学与化工学院，各兄弟院校以及化学工业出版社的大力支持，在此一并致以诚挚的谢意。
鉴于编者学识有限，书中难免存在不妥之处，诚心希望读者不吝赐教，促使本教材日臻完善。

编者
2023 年11 月于广州