《化工原理實驗》以處理化學工程實際問題的實驗研究方法為主線,著重于理論聯系實際,強調研究方法和工程觀念的培養,實用與理論兼顧。全書內容包括緒論、處理工程問題的實驗研究方法論、實驗規劃與流程設計、實驗誤差分析與實驗數據處理、化工測量技術及常用儀表和基礎實驗。基礎實驗一章包括流體流動阻力測定、離心泵特性曲線測定、過濾常數測定、對流給熱系數測定、吸收塔的操作及吸收傳質系數測定、精餾塔的操作與全塔效率測定、萃取塔的操作與萃取傳質單元高度測定、干燥速率曲線測定。此外,還介紹一些選修實驗與演示實驗。
《化工原理實驗》可作為高等學校化學工程與工藝及相關專業的實驗教材,也可供化工、材料、環境、生物工程、醫藥、機械、自動化信息控制等領域從事研究、設計與生產的工程技術人員參考。
史賢林,華東理工大學,教授,講授化工原理實驗、化工過程計算機模擬等課程,主持化工原理實驗室建設和教學工作。
長期從事化學工程領域的科研和教學,在化工過程模擬與優化、化工分離工程與設備研究領域有較深造詣.曾參加和主持中石化、中石油公司醋酸、乙醛、PTA、乙烯、丁二烯、煉油等100余套大型裝置的工藝設計和優化擴容改造等工作。
發表科研論文70余篇,獲化工部科技進步一等獎一項,國家科技進步二等獎一項,山東省優 秀自然學術成果二等獎一項,上海市優 秀教學成果一等獎一項。
任全國化工化學工程設計技術中心站副主任委員,中國石油和化工勘察設計協會-化學工程設計專業委員會副主任委員。
緒論1
0.1化工原理實驗課程的特點和重要性1
0.2化工原理實驗課程的研究內容1
0.3化工原理實驗教學方法及基本要求3
0.3.1化工原理實驗課程的教學方法3
0.3.2化工原理實驗教學基本要求3
0.4實驗報告的撰寫格式及要求4
第1章處理工程問題的實驗研究方法論5
1.1量綱理論指導下的實驗研究方法6
1.1.1問題的提出6
1.1.2量綱分析理論6
1.1.3量綱分析方法8
1.1.4量綱分析方法和相似放大方法應用舉例9
1.2數學模型方法12
1.2.1基本原理12
1.2.2建立數學模型的一般步驟13
1.2.3數學模型方法應用舉例——流體通過顆粒床層的流動問題13
1.3過程分解與合成方法16
1.3.1流體輸送系統特性的研究17
1.3.2傳熱速率和傳熱系數的測定研究17
1.3.3氣體吸收傳質過程的實驗研究19
1.4過程變量分離方法20
1.4.1低濃度吸收塔傳質單元高度的研究20
1.4.2板式精餾塔塔效率的實驗研究21
1.5參數綜合方法21
第2章實驗規劃與流程設計23
2.1實驗規劃及重要性23
2.2實驗范圍與實驗布點24
2.3實驗規劃方法25
2.3.1網格實驗設計方法25
2.3.2正交實驗設計方法26
2.3.3均勻實驗設計方法26
2.3.4序貫實驗設計方法27
2.4實驗流程設計27
2.4.1流程設計的內容及一般步驟27
2.4.2實驗流程圖的基本形式及要求28
第3章實驗誤差分析與實驗數據處理29
3.1誤差的基本概念29
3.1.1真值與誤差29
3.1.2實驗誤差的來源、分類及判別29
3.1.3觀測的準確度與精確度30
3.2實驗數據的有效數字與計數法30
3.2.1有效數字30
3.2.2科學計數法30
3.2.3有效數的運算31
3.3平均值31
3.4誤差的表示方法32
3.4.1離差vi32
3.4.2算術平均誤差η32
3.4.3相對誤差di32
3.4.4示值誤差32
3.4.5標準誤差σ33
3.5函數誤差33
3.5.1函數誤差的一般形式33
3.5.2某些函數誤差的計算34
3.5.3誤差傳遞公式在間接測量中的應用35
3.6實驗數據處理的重要性36
3.7實驗數據的處理方法37
3.7.1實驗數據的列表法37
3.7.2實驗數據的圖示法38
3.7.3實驗數據的數學模型法42
第4章化工測量技術及常用儀表44
4.1概述44
4.2流體壓強的測量方法44
4.2.1液柱式壓強(力)計45
4.2.2彈性式壓強(力)計46
4.2.3電氣式壓強(力)計47
4.2.4測壓儀表的選用48
4.2.5測壓儀表的安裝48
4.3流體流量的測量方法49
4.3.1速度式測量方法50
4.3.2體積式測量方法52
4.3.3質量式測量方法53
4.3.4常用流量測量儀表的選用53
4.3.5流量計的標定校正55
4.4流體溫度的測量方法55
4.4.1接觸式測溫56
4.4.2測溫儀表的比較和選用57
4.4.3接觸式測溫儀表的安裝59
第5章基礎實驗60
實驗1流體流動阻力測定實驗60
實驗2離心泵特性曲線測定實驗64
實驗3過濾常數測定實驗68
實驗4對流給熱系數測定實驗77
實驗5吸收塔的操作及吸收傳質系數測定實驗82
實驗6精餾塔的操作與全塔效率測定實驗89
實驗7萃取塔的操作與萃取傳質單元高度測定實驗96
實驗8干燥速率曲線測定實驗102
第6章選修實驗107
實驗9流量計流量校正實驗107
實驗10填料塔流體力學特性測定實驗110
實驗11吸附等溫線與透過曲線測定實驗113
實驗12精餾過程的計算機模擬實驗116
第7章演示實驗129
實驗13雷諾實驗129
實驗14流體機械能守恒與轉化實驗130
實驗15離心泵汽蝕現象演示實驗132
實驗16板式塔流體力學現象演示實驗134
附錄136
附錄1實驗室安全規章制度136
附錄2涉用化學品安全信息說明138
參考文獻142