《化工基础实验》教学大纲

1、化工基础实验教学大纲一、课程基本信息课程编码：0801105B 中文名称：化工基础实验 英文名称：Chemical Engineering Fundamentals Experiment 课程类别：学科基础课 总 学 时：30 总 学 分：1 适用专业：化学 先修课程：高等数学、普通物理、物理化学二、实验课程的性质、目标与任务化工基础实验是化学工程基础课程的重要组成部分。化工基础实验以实验设计方法、设计思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，在实验教学过程中培养学生的实验技能和科学研究能力，对学生培养的具体要求： 1、引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控原

2、理等理论知识，分析和设计化工过程单元操作并独立完成实验。 2、掌握先进的测量手段和计算机控制技术与计算机在化学工程基础实验教学中的应用，进而全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、实验课程教学基本要求 通过学习化工实验，使学生在科学实验方法和实验技能等方面得到系统的训练；培养和提高学生在实践中综合应用所学的知识去发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及创新意识和创新能力；培养学生科学的思维方法、科学态度和科学作风；加深对化工操作过程原理的理解，增强工程观点，了解典型化工设备的结构、性能和操作方法；掌握化工实验的基本方法和测量技术；学习实验数据处理的基本方法；正确书写实验报告，掌握正确表达实验结

3、果的方法。 四、实验教学内容及要求 实验一 伯努利实验【实验类型】 验证型实验 【目的与要求】：1、 观察不可压缩流体在导管内流动时机械能相互转化现象。2、 加深对流体流动过程中基本原理的理解。【内容提要】：测定流体在导管内作定态流动时，沿导管各截面之间各种形式的机械能，并验证伯 努利方程。【所需主要仪器设备】 伯努利实验仪装置实验二 管路阻力的测定【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：1、明确流体在流动过程中的能量损耗。2、以实验方法直接测定摩擦系数及局部阻力系数。【内容提要】：确定流体在流动过程中的能量损耗是研究管路流动系统中流体流动与输送的重要问题之一，流体流动时的能量损耗时由于管路

4、系统中存在着各种阻力，本实验测定管路的直管阻力和局部阻力，确定摩擦系数和局部阻力系数。 【所需主要仪器设备】 管路阻力测定实验装置；配套离心泵及水槽实验三 离心泵特性曲线的测定【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：1、了解离心泵的构造、安装流程及正常的操作过程。2、掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，加深对离心泵的性能和操作原理的理解。【内容提要】： 离心泵是最常用的一类液体输送机械，其特性由厂家直接测定并提供给用户在选择和使用时参考。本实验采用单级单吸试离心泵，测定在一定转速下泵的特性曲线。 【所需主要仪器设备】 离心泵特性曲线装置 实验四 套管换热器液-液热交换及膜系数的测定【实验类型

5、】 应用型实验 【目的与要求】： 1、测定在套管换热器中进行的液-液热交换过程的总传热系数，流体在强制湍流时的传热膜系数。2、确立求算传热系数的关联式，了解实验过程的研究方法。【内容提要】： 在工业生产中常遇到两种流体进行热量交换来达到加热或冷却的目的。对于强制对流下进行的液-液热交换过程，曾有不少学者进行过研究并取得了不是求算传热系数的关联式，这些都是在实验的基础上取得的，对于新的物系或新的设备，仍需要通过实验来取得传热系数的数据及计算关联式。本实验通过液-液热交换实验确立求算传热系数的关联式。 【所需主要仪器设备】 传热实验装置 实验五 精馏实验【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：

6、1、了解填料精馏塔装置流程及操作方法。2、测定实验操作条件下精馏操作参数，计算理论塔板数。3、学习精馏塔全塔效率的测定方法。【内容提要】： 连续精馏塔是化工生产和实验中常用的设备。在常压状态下，采用连续精馏的方法分离均相混合液以达到精致原料和产品的目的，本实验采用填料精馏塔精馏分离酒精和水的混合溶液，通过实验理解精馏原理。 【所需主要仪器设备】 连续精馏塔实验装置 实验六 吸收实验【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：1、了解吸收塔的结构特性。2、了解吸收塔的液泛现象。3、在一定操作条件下，测定用水吸收二氧化碳的吸收系数。【内容提要】：吸收塔是一种应用广泛，结构简单的气液传质设备，其流体力

7、学必能直接影响吸收效果。本实验测定吸收塔的流体力学特性，进而测定用水吸收二氧化碳的吸收系数。 【所需主要仪器设备】 吸收塔实验装置实验七 雷诺实验【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：1、观测流体流动型态的过程，流速分布和流动边层等现象。2、测定临界雷诺数。【内容提要】：观测流体流动型态的过程，流速分布和流动边层等现象，测定临界雷诺数。 【所需主要仪器设备】 雷诺实验装置实验八 裸管和绝热管传热实验【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】： 1、观察和比较裸管、固体材料保温管和夹层保温管散热速度的不同，以及影响散热速 率的主要因素。2、实验测定裸管向周转空间总的放热系数，固体保温材料的导热

8、系数，以及空气夹层或真空夹层保温管的有效导热系数。【内容提要】： 首先将软水由注水槽加入蒸汽发生器内，加入量约为蒸汽发生器上部汽化室总高度的5070%，器内液面切勿低于下部加热管的上沿。蒸汽发生器内液面高度可通过液位计观察。 同时根据需要将控压探头放置在单管压差计内适当的高度。约300毫米水注。最后，接通电源，打开控压仪，调节控压仪即可加热。 当蒸汽达到预定压力后，将各测试管底部的放空阀全部打开，使蒸汽完全充满各测试管后（底部放空阀有大量蒸汽排出），关闭放空阀，待各测温点的温度稳定后，即可开始记录实验数据。 实验结束，在停止加热前应将全部放空阀打开，以防倒吸。 【所需主要仪器设备】 裸管和绝热

9、管传热实验装置 实验九 填料塔间歇精馏实验仪【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：1、实验测定填料的分离效率（等板高度）。 2、实验测定等板高度与流速和压降等参数之间的相互关系。【内容提要】：将精馏仪和控制仪放置平衡后，向压力计中注入适量指示液（水），再将蒸馏釜电源线和釜压控制接线分别接入控制仪的相应接点。接通控制仪的电源和分馏头的冷却水源。最后，向蒸馏釜内投入1500mL试验料液，即可投入使用。实验前，按如下步骤进行操作：1、分馏头的冷凝器中必须通入冷却水以防设备烧毁。2、打开控制仪的总电源开头，将加热电压调到200V以下，直至釜内料液加热至沸腾。3、料液沸腾后，先预液泛一次，以便保证填

10、料完全被润湿。同时记下泛点釜压，以供正式操作时参考。4、预液泛后，将加热电压调回至零，待用。 正常操作过程中，釜压（蒸发量和空塔速度）由控压探头定位（毫米水柱），由控制仪自动控制，电压表和电流表显示参考数据。回流液温度由冷却水的流量调节控制。 【所需主要仪器设备】 填料塔间歇精馏实验仪实验十 连续搅拌釜式反应器液体停留时间分布【实验类型】 应用型实验 【目的与要求】：1、观察和了解连续搅拌釜式反应器的结构、流程及其操作状况。 2、利用脉冲激发响应技术测定液体通过单级搅拌釜式反应器和二级或三级串联搅拌釜式反应器的停留时分布【内容提要】： 主流流体（水）自供水系统中循环水泵的出口经调节阀和流量计计

11、量后，由第一级反应器顶部加入，再由反应器底排出，如此逐级传递，最后排入下水道。反应器内液面由底阀和器顶放空阀调节恒定，高度120毫米为佳，示踪剂由反应器顶部注入口注入，同时由器底流出的液体，在电导池中与电极接触，测得示踪剂的浓度随时间变化关系。由电导池和数字电导率仪测得出口液体中示踪剂浓度变化的电信号经接口输入微型计算机。搅拌器由直流电机端面磁驱动。转速连续可调并由仪表数字显示。 【所需主要仪器设备】 连续搅拌釜式反应器液体停留时间分布仪五、实验学时分配序号实验项目名称实验学时实验类型必做/选做是否为开放实验备注1伯努利实验3验证型必做否2管路阻力的测定3应用型必做否3离心泵特性曲线测定3应用

12、型必做否4套管换热器液-液热交换及传热膜系数测定3应用型必做否5精馏实验3应用型必做否6吸收实验3应用型必做否7雷诺实验3应用型必做否8裸管和绝热管传热实验3应用型必做否9填料塔间歇精馏3应用型必做否10连续搅拌釜式反应器液体停留时间分布3应用型必做否六、所在实验室及主要仪器设备 （一）实验室名称： 化工基础实验室 （二）主要仪器设备： 伯努利实验仪装置；管路阻力测定实验装置；离心泵特性曲线装置；传热实验装置；连续精馏塔实验装置；雷诺实验装置；吸收塔实验装置；裸管和绝热管传热实验装置；填料塔间歇精馏实验仪；连续搅拌釜式反应器液体停留时间分布仪七、使用教材及主要教学参考书教 材：化工基础实验（自编教材） 2012年教学参