《化工原理实验A》课程教学大纲.docxVIP

1、化工原理实验A教学大纲课程名称：化工原理实验A课程英文名称：Experiments of Chemical Engineering Principle A课程编码：0901XK019-0901XK020课程类别/性质：实践/必修学 分：4 （上、下各2）总学时/理论/实验：48/0/48 （上、下各24）开课单位：化学与环境工程学院适用专业：化工先修课程：化工原理A一、课程简介化工原理实验A是化工原理课程教学中的一个重要教学环节，其基本任务是巩固和加深对化工 原理课程中基本理论知识的理解，培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析和解决工程问题的 能力，并在实验中学会一些基本的操作技能。二、

2、课程教学目标1. 价值目标：1）把马克思主义唯物辩证法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问 题和解决问题的能力：2）注重科学思维方法的训练，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感；3）强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。2.知识和能力目标:课程目标目标内容课程目标1能够根据各实验目的要求，选择恰当的实验研究路线和设计可行的实验方案，获得合理有效的实验数 据，得出结论，并能够撰写出符合规范要求的实验报告。课程目标2通过分组团队实验，培养学生团队协作精神，树立通过团队合作解决困难、提高 认识、共同进步

3、的理念。三、课程目标与毕业要求观测点的对应关系化工原理实验A （上）课程目标与毕业要求观测点对应关系毕业要求支撑的毕业要求指标点课程目标4研究4.2能够根据对象特征，比选研究路线，设计实验方案14.4能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的 结论19个人和团队9.3能够组织、协调和指挥团队开展工作2四、实验内容与学时分配化工原理实验A实验项目与类型序号实验项目思政融入点实验类型学时支撑毕业要求指标点演示验证综合设计化工原理实验A （上）-0901XK0191流体流动阻力测定大禹治水784.2、4.4、9.32离心泵特性与管路特性气缚与汽蚀744.2、4.4、9.33板框过滤与动

4、态过滤渗流力学V84.2、4.4、9.34普通传热与强化传热傅里叶的故事44.2、4.4、9.3化工原理实验A CF）-0901XK0205氧吸收与氧解吸废气治理q44.2、4.4、9.36乙醇-正丙醇溶液的精饲数虽与质虽的辩证关系44.2、4.4、9.37苯甲酸-煤油的萃取流比及转速的影响84.2、4.4、9.38洞道恒定干燥节能84.2、4.4、9.3实验一流体流动阻力测定8学时1. 目的要求与任务掌握因次分析方法，学会用实验数据关联摩擦因数与雷诺数的关系。具体任务如下：（1）直管摩擦阻力及直管摩察阻力系数的测定 层流情况下，直管摩擦阻力降及直管摩擦系数与雷诺数的关系人 Re : 湍流情况

5、下，直管摩擦阻力降及直管摩擦系数与雷诺数的关系，（&*）光滑管与粗糙管；（2）局部阻力及局部阻力系数的测定 球阀； 截止阀； 突然扩大： 孔板、弯管和三通等。2. 方法原理由范宁公式知，伯努利方程计算管路阻力损失，利用流体力学原理测定管路压强之差和管内流体的 流速，即可关联出人屁关系。3. 主要实验仪器及材料流体流动阻力测定装置四套。4. 掌握要点掌握流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法；学会倒U形压差计和涡轮流量计的 使用方法；识辨组成管路的各种管件、阀门及流程的测控方法。5. 实驶内容测定直管摩擦系数久化，的关系：测定流体流经阀门及突然扩大管时的局部阻力系数。实验二离心泵特性与

6、管路特性4学时1. 目的要求与任务了解离心泵的操作；掌握离心泵性能曲线、管路特性曲线的测定方法；了解气缚、汽蚀现象；掌握 离心泵的操作方法。具体任务如下：（1）离心泵特性曲线测定 在全流量范围内分别测定离心泵在3（）Hz、40Hz及50Hz的特性曲线； 确定该离心泵的最佳工作范围。（2）管路特性曲线测定 测定一组管路在回水总阀半开时的管路特性曲线： 测定一组管路在【口 I水总阀半开时的管路特性曲线。（3）孔板流量计孔流系数测定 测定全流量范围内孔流系数Co随雷诺数Rc的变化曲线； 确定孔板流量计的工作范围。2. 方法原理依据机械能衡算式对离心泵作机械能衡算可得线，利用马达-天平测功器可测得村。

7、线，利 用有效功与轴功的关系可得线；在离心泵转速不变的情况下，利用变频器改变泵的转速测定不同 转速下的管路特性曲线。3. 主要实验仪器及材料离心泵性能曲线测定装置四套。4. 掌握要点学会离心泵的操作及调节，注意离心泵的气缚与气蚀现象。5. 实验内容测定离心泵在恒定转速下的性能曲线和管路特性曲线。实验三 板框过滤与动态过滤实验（8学时）1. 目的要求与任务通过实验获取过滤常数K和虚拟滤液通量处。具体任务如下：（1）测定4种不同压力下的恒压过滤常数K、如 w（2）考察过滤压力 （20kPa、40kPa、60kPa、80kPa、）对过滤常数K的影响；（3）测定滤饼的压缩性指数s和物料特性常数h2.

8、方法原理恒压过滤方程。3. 主要实验仪器及材料板框过滤机-套。4. 掌握要点熟悉板框压滤机的构造和操作方法;通过恒压过滤实验,验证过滤基本理论；学会测定过滤常数K、 %、公及压缩性指数s的方法。5. 实验内容测定恒压过滤常数K、q- g实验四普通传热与强化传热实验4学时1. 目的要求与任务关联空气在圆形直管中作强制湍流的对流给热系数的经验关联式；观察蒸汽冷凝状态；进行强化传 热实验。具体任务如下：（1）普通传热膜系数的测定 根据管内强制湍流传热，测定准数关联式Nu = ARe,n中的待定参数A和?； 根据实验数据美联出传热管内空气传热膜系数的经验表达式。（2）强化传热膜系数的测定 根据管内强制

9、湍流传热，测定准数关联式M = A!Rem，Pr（）A中的待定参数#和己 根据实验数据关联出传热管内空气传热膜系数的经验表达式。2. 方法原理热量衡算式、传热速率方程式和总传热系数关联式。3. 主要实验仪器及材料锅炉、换热器等传热实验装置四套。4. 掌握要点通过实验掌握传热膜系数a的测定方法，并分析影响a的因素。5. 实验内容掌握测定传热膜系数准数关联式中的系数人和指数?、的方法：用图解法和线性回归法对a,的 实验数据进行处理，求关联式M片AR#/,中常数A、，的值。实验五氧吸收与解吸实验4学时I. 目的要求与任务 熟悉填料塔的构造与操作，认识不同填料塔的特性； 观察填料塔流体力学状况，测定填

10、料层压强降与操作气速的关系（），确定填料塔在某液 体喷淋量下的液泛气速； 掌握总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素： 学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。具体任务如下：（1）填料塔流体力学性能测定 测定1组干填料层压力降与空塔气速之间的关系； 删定3组湿填料层压力降与空塔气速之间的关系； 确定填料塔在喷淋液量下的液泛气速。（2）填料塔吸收传质系数测定 在某一喷淋液量L和某一气流速度卜测定填料解吸塔总体积传质系数Kxm 分析不同淋液量L和不同气流速度对总体积传质系数Kxa的影响； 计算液相总传质单元高度Hol和总传质单元数olo2. 方法原理物料衡算式、传质速率方程

11、式和填料层高度表达式的具体应用。3. 主要实验仪器及材料氧吸收与解吸实验装置一套。4. 掌握要点研究流体的流动对传质阻力的影响、吸收剂用量对传质系数的影响和传质阻力较小侧流体的流量变 化对吸收过程影响，学会吸收过程的调节；学会氧气钢瓶减压阀的操作，测氧仪的标定及使用。5. 实验内容测定填料层压强降与操作气速的关系（），确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速；测定 总传质系数Kg并作图。实验六精馅实验4学时1. 目的要求与任务 熟悉精馆工艺流程，了解筛板精诡塔及其附属设备的基本结构，掌握精诡过程的基本操作方法。 观察塔板上气液接触状态，学会识别精循塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔性

12、能的影响。 学习测定精馅塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馅塔分离效率的影响，掌握测 定塔内溶液浓度的实验方法。 学会测定部分I可流时的理论板数、全塔效率、浓度与温度分布及塔釜再沸器的沸腾给热系数。具体任务如下：（1）全回流条件下的精馅塔性能 测定全回流下全塔内的浓度与温度分布； 测定全回流下的单板效率与全塔效率；测定全I 口I流下塔两端懈出物的组成及理论塔板数。（2）部分回流条件下的精饲塔性能 测定部分回流下的全塔效率： 测定部分回流下塔两端儒出物的组成及理论塔板数； 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。2. 方法原理利用混合液中各组分间相对挥发度的差异分离均相液体混合物。3. 主要实

13、验仪器及材料液体精懈装置四套。4. 掌握要点熟悉精憎工艺流程，r解筛板精御塔及其附属设备的基本结构，掌握精馅过程的基本操作方法；学 习测定精馄塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精循塔分离效率的影响，掌握测定塔内溶 液浓度的实验方法。5. 实验内容测定精馋塔全回流（或部分回流）卜全塔效率和单板效率；测定全塔的浓度（或温度）分布；测定 塔釜再沸器的沸腾给热系数。实验七萃取实验（4学时）1. 目的要求与任务 了解转盘萃取塔的结构和特点； 掌握液-液萃取塔的操作； 掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。实验任务如下： 测定固定转速和油相流量，不同水相

14、流量（或不同流比）下以萃余相为基准的总传质系数Ks： 测定固定两相流量（固定流比），不同转速下的以萃余相为基准的总传质系数K。；2. 方法原理萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使液相混合物得以分离的化工单元操作。将一定量萃取剂加入原料液中，使原料液与萃取剂充分混合,溶质则通过相界面由原料液向萃取剂中扩 散以达到分离的目的：萃取过程也被分解为理论级和级效率或传质单元数和传质单元高度，本实验采用 传质单元数和传质单元高度来处理。3. 主要实验仪器及材料转盘塔、泵、转子流量计等萃取实验装置套。4. 掌握要点了解转盘萃取塔的结构和特点；掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃

15、取塔传质 单元高度和通量的影响。5. 实骑内容测定固定转速和水相流量，不同油相流量下以萃余相为基准的总传质系数Kw；测定固定两相流量, 不同转速下的以萃余相为基准的总传质系数K“。实验八干燥曲线与干燥速率曲线的测定8学时1. 目的要求与任务了解洞式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法:学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性实 验方法;学习研究干燥条件下对干燥过程特性的影响；学习恒速阶段物料与空气之间对流传热系数测定。实验任务如下：（1）干燥曲线和干燥速率曲线的测定 完成60C和80C两种不同温度下的干燥曲线X丁测试，并绘制出Xt和U X曲线； 根据实验结果得出恒定干燥速率、临界含水量X、平衡含

16、水量； 计算出恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数a,并利用误差分析法估算出a的误差。 试分析空气流量或温度对恒定干燥速率、临界含水量的影响。（2）干燥过程的热力学与动力学分析 预热段的UX关系 恒速段的UX关系 降速段的UX美系2. 方法原理利用湿物料与干燥介质接触时，不同干燥时期的特点测定干燥曲线和干燥速率曲线。3. 主要实验仪器及材料洞式干燥实验装置。4. 掌握要点熟悉洞道式干燥装置的基本流程及操作方法，掌握物料在恒定干燥条件下干燥特性实验方法。5. 实验内容测定洞道干燥实验的干燥曲线、干燥速率曲线和恒速阶段物料与空气之间对流传热系数的测定。五、教学方法化工原理实验教学一般采用学生为主

17、体、教师主导的教学模式，学生根据实验目的及要求和装置设 计实验方案，在保障实验过程安全的情况下进入实验室进行实验装置的操作，观察实验现象，获取实验 数据。学生通过实验的全程参与和体验获取知识和技能，教师全程给予必要的指导和答疑。六、考核及成绩评定方式（-）课程考核方式成绩组成考核方式考核/评价依据考核对应的课程目标12平时成绩Ai实验报告40%依据报告完成质量情况评分。q100%处实验操作60%考核学生对务实验方法的理解和掌握情况 依据实验操作情况评分。评分表考核方式评分标准90-100 分8089分70-79 分6069 分059 分实验操作提前预习课程实验； 掌握了实验仪器的 工作原理和使

18、用方 法；实验操作正确。提前预习课程实 验：基本掌握了实 验仪器的工作原理 和使用方法；实验 操作基本正确。没有提前预习课程实 验或不能掌握实验仪 器的工作原理和使用 方法；实验操作基本 正确。没有提前预习课程 实验或不能掌握实 验仪器的工作原理 和使用方法；实验 操作正确。没有提前预习课程 实验：实验操作中 存在较大的失误。实验报告按时参与实验并提 交实验报告：实验数 据和数据处理正确：实验相关讨论问题 回答正确。按时参与实验并提 交实验报告；实验 数据和数据处理正 确：实验相关讨论 问题回答基本正 确。按时参与实验并提交 实验报告；实验数据 和数据处理基本正 确：实验相关讨论问 题答基本正确。按时参与实验并提 交实验报告：获得 的实验数据和数据 处理出现较大问 题；实验相关讨论 问题回答基本正 确。按时参与实验，未 能