化工原理實驗課程簡介

1、化工原理實驗課程簡介2017年4月一、實驗課程性質(zhì)化工原理是化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、制藥工程等專業(yè)必修的基礎(chǔ)技術(shù)課程?；ぴ韺嶒炇腔ぴ碚n程的實驗部分，它屬于工程實驗范疇，也是工程實踐教學(xué)的開始。貫穿本課程的三大守恒定律為“質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動量守恒定律”。本課程主要介紹化工生產(chǎn)過程中所共有的典型的單元操作過程，它們在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位和意義。本課程作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，獨立開設(shè)實驗課城。二、實驗課程目的本課程的目的在于鞏固和深化化工原理課程的理論知識、掌握化工原理的專業(yè)實驗技術(shù)與實驗研究方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握化工原理實驗的基本技術(shù)和操作

2、技能、掌握化工原理實驗研究的基本方法，深化對傳遞過程的理解，培養(yǎng)學(xué)生從事實驗研究的能力、訓(xùn)練學(xué)生分析和解決問題的能力、使學(xué)生養(yǎng)成理論聯(lián)系實際和嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力。 三、實驗課程內(nèi)容的教學(xué)要求本課程內(nèi)容包括與化工原理課程密切相關(guān)的各個單元操作的實驗部分。按動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞的次序，由簡入深的開設(shè)實驗。具體內(nèi)容包括：實驗1 雷諾實驗：了解管內(nèi)流體質(zhì)點的運動方式，認(rèn)識不同流動形態(tài)的特點，掌握判別流行的準(zhǔn)則；觀察圓直管內(nèi)流體作層流、過渡流、湍流的流動形態(tài)；確定臨界雷諾數(shù)；熟悉轉(zhuǎn)子流量計的工作原理。實驗2離心泵特性曲線的測定：熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作方法，了解常

3、用的測壓儀表；掌握離心泵特性曲線的測定方法、表示方法，加深對離心泵性能的認(rèn)識；了解離心泵的氣蝕現(xiàn)象；了解渦流流量計的工作原理。三、實驗課程內(nèi)容的教學(xué)要求實驗3流體流動阻力的測定：學(xué)習(xí)直管摩擦阻力壓力降Pf、直管摩擦因數(shù)的測定方法；掌握在不同流量下摩擦因數(shù)與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系及其變化規(guī)律；學(xué)習(xí)局部阻力系數(shù)的測定。實驗4 恒壓過濾參數(shù)的測定：掌握恒壓過濾常數(shù)K、通過單位過濾面積當(dāng)量濾液量qe、物料的特性常數(shù)k和壓縮指數(shù)s的測定方法，加深對過濾操作中各影響因素的理解；了解一般過濾設(shè)備的構(gòu)造和操作方法。實驗5 流化床實驗：觀察流化床中氣固兩相的流動現(xiàn)象；測定最小流化速率umf；測定流態(tài)化過程曲線(

4、lgp lg u )。三、實驗課程內(nèi)容的教學(xué)要求實驗6換熱器的操作和傳熱系數(shù)的測定：了解換熱器的結(jié)構(gòu)；掌握傳熱系數(shù)的測定方法；學(xué)會換熱器的操作方法；了解電阻溫度計的測溫原理。實驗7填料塔精餾實驗：熟悉填料塔的結(jié)構(gòu)及精餾流程；掌握填料精餾塔的操作；學(xué)會測定填料等板高度(HETP )的實驗方法。實驗8吸收總傳質(zhì)系數(shù)的測定：了解填料吸收塔的結(jié)構(gòu)和吸收操作的基本流程；掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya的測定方法；測定空塔氣速與吸收劑用量對總傳質(zhì)系數(shù)的影響。三、實驗課程內(nèi)容的教學(xué)要求實驗9振動篩板塔萃取實驗：了解振動篩板塔的結(jié)構(gòu)特點；掌握振動篩板塔的萃取操作；掌握液液萃取時傳質(zhì)單元高度的實驗測定方法。實驗10干燥

5、操作和干燥特性曲線的測定：了解沸騰床干燥器結(jié)構(gòu)特點與操作；學(xué)會干燥特性曲線的測定方法；了解干燥速率的影響因素；建立對于干燥操作過程的感性認(rèn)識，加深對操作原理的理解四、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)本門課程成績評定以“4+3+3”的綜合學(xué)習(xí)成績統(tǒng)計，即平時成績占40%(包括出勤率、課堂表現(xiàn)、積極回答問題及解決問題的能力等成績)，實踐成績占30%（每個實驗項目單獨考核，包括實驗報告的整理、實驗結(jié)果的計算及討論等成績）；期末成績占30%（考試形式為標(biāo)準(zhǔn)化閉卷筆試，百分制評分，主要考察化工原理實驗的基本知識和基本理論）。五、教材及參考書 實驗教材：李思政編著：簡明化工原理實驗， 蘭州大學(xué)出版社，2007年，西

6、北民族大學(xué)“十一五”規(guī)劃教材。參考教材：1.雷良恒、潘國昌、郭慶豐，化工原理實驗，清華大學(xué)出版社，1994年。2.譚天恩、竇梅、周明華等編著，化工原理（第三版），化學(xué)工業(yè)出版社，2006年3月。實驗3 流體流動阻力的測定 2011年4月1.學(xué)習(xí)直管摩擦阻力壓力降Pf、直管摩擦因數(shù)的測定方法；2.掌握在不同流量下摩擦因數(shù)與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系及其變化規(guī)律；3.學(xué)習(xí)局部阻力系數(shù)的測定。 一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理管路阻力的計算是流體輸送的核心問題之一，也是管路設(shè)計的重要內(nèi)容，其計算方法建立在阻力實驗測定的基礎(chǔ)之上。流體流過管路的流動阻力包括直管阻力和局部阻力兩部分。應(yīng)用摩狄摩擦系數(shù)圖計算直管阻力，以

7、及應(yīng)用當(dāng)量長度法或阻力系數(shù)法計算局部阻力。實驗2 離心泵特性曲線的測定 2011年4月1.熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作方法，了解常用的測壓儀表；2.掌握離心泵特性曲線的測定方法、表示方法，加深對離心泵性能的認(rèn)識；3.了解離心泵的氣蝕現(xiàn)象；4.了解渦流流量計的工作原理。一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理離心泵是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力來輸送液體的。葉輪內(nèi)的液體受到葉片的推動與葉片共同旋轉(zhuǎn)；在離心力作用下，液體由葉輪中心向葉輪外周運動，并被甩出至蝸殼形的泵殼流道中；同時在葉輪吸入口形成低壓，使吸入池中的液體被源源不斷地吸入，從而產(chǎn)生連續(xù)的抽送作用。二、實驗原理1.離心泵方程式中： HT - 理論壓頭； r2 -

8、 葉輪半徑； - 葉輪旋轉(zhuǎn)角速度； QT - 理論流量； 2 - 葉片出口端的傾角； b2 - 葉輪出口處葉輪寬度。二、實驗原理2.離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)包括流量Q、壓頭H、有效功率Ne、軸功率N、效率 。 泵的最佳參數(shù)，即最高效率點(也稱設(shè)計點)所對應(yīng)的參數(shù)，標(biāo)明在離心泵的銘牌上。由實驗測定的HQ曲線、 NQ曲線、Q曲線，反映離心泵的基本性能，稱作離心泵的特性曲線。 HNQ NQQHQ圖1 離心泵特性曲線二、實驗原理3.流量測量 泵的流量由渦輪流量計測定： Q = 10-3 ( f / ) ， m3s-1 式中： f - 渦輪流量計二次儀表顯示的脈沖數(shù)； - 渦輪流量計的流

9、量系數(shù)，例如，實驗裝置中某儀表： =317.74 。4.軸功率測定 電機功率由功率表(單相)測定，故采用三相電時： N電機 = 3N讀數(shù) 二、實驗原理5.泵的效率泵軸轉(zhuǎn)動所做的功并不是全部轉(zhuǎn)化為流體的能量，泵在運轉(zhuǎn)中存在種種機械能損失，包括容積損失、水力損失和機械損失。所以泵的效率為： = Ne / N由壓頭H和流量Q可計算出泵的有效功率: Ne = HQgX10-3 ( kw )式中： Ne - 泵的有效功率 ( kw )； Q - 泵的排出量 (m3 s-1) 。 二、實驗原理6.流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點，輸送系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)實際上就是改變泵的工作點的位置。離

10、心泵的流量調(diào)節(jié)方式較多，如通過出口閥、改變轉(zhuǎn)速、車削葉輪等方式進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。 HQ圖 2 離心泵的流量調(diào)節(jié)三、實驗裝置4562137891. 離心泵 2. 真空表 3. 壓力表 4. 渦輪流量計5. 流量調(diào)節(jié)閥 6. 引水閥 7. 灌水閥 8. 上水閥9. 排水閥 10.水箱圖3 測定離心泵特性曲線的實驗裝置A流程三、實驗裝置圖3 測定離心泵特性曲線的實驗裝置B流程四、操作步驟1.實驗前先熟悉設(shè)備上各個儀表和部件的使用方法，了解有關(guān)注意事項。2.將水槽加滿水，注意檢查水槽內(nèi)是否有大塊的固體顆粒。3.將“流量調(diào)節(jié)閥”關(guān)閉，開啟“總開關(guān)”，再開啟“離心泵開關(guān)”，緩慢調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)流量至所需流

11、量。4.待系統(tǒng)穩(wěn)定（約5分鐘），記錄流量、功率、泵出口壓力、泵入口真空度。5.改變流量，重復(fù)步驟4。6.實驗結(jié)束，關(guān)閉電源，一切復(fù)原。五、注意事項保持水箱清潔，不允許有纖維狀雜質(zhì)，以防渦輪流量計的渦輪被卡住；應(yīng)定期將渦輪傳感器從管路上拆卸下來進(jìn)行清洗，去除纏繞在位于渦輪前后的導(dǎo)流器上的纖維狀雜質(zhì)；安裝時要注意傳感器上用箭頭標(biāo)明的安裝方向，避免反向安裝；實驗前注意儀表的輔助電源(12V穩(wěn)壓電源)的開啟；啟動離心泵前, 引水灌泵 ，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥 ，拉下功率表開關(guān)；停泵前應(yīng)先關(guān)閉出口閥，以避免排出管路的流體倒流入泵內(nèi)，使葉輪受到?jīng)_擊而損壞；開或關(guān)流量調(diào)節(jié)閥時,動作要輕柔,慢慢調(diào)節(jié),以避免管路上的渦

12、輪傳感器受到劇烈沖擊而影響測量精度。特別提示：嚴(yán)禁在無液時啟動離心泵!六、實驗記錄與處理兩測壓口之間垂直高度差： m水的平均溫度： 序號流量，m3/h壓力，kPa真空度，kPa電機功率，W12七、思考題為什么在啟動離心泵前要引水灌泵?為什么在啟動離心泵前要關(guān)閉出口閥和拉下功率表開關(guān)?為什么離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在出口管路上?為什么離心泵的吸入管路的管徑大于排出管路的管徑?為什么嚴(yán)禁在無液情況下啟動離心泵?離心泵的流量能不能超過銘牌上的標(biāo)示值?測量時流量顯示儀表上的光柱在最大流量下應(yīng)是滿刻度嗎?還是在儀表量程的中間為宜?謝謝！ 美文欣賞幸福語錄 遭遇苦難的時候，別急著為自己抱不平。有的禮物，常以遭難的面容現(xiàn)身。 威脅看似好用，但以力服人，都只是一是有效。