化工原理實驗

1、關(guān)于化工原理實驗第一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1）驗證化工單元過程的基本理論2）熟悉實驗裝置的流程、結(jié)構(gòu)以及化工中常用儀表的使用方法；3）掌握化工原理實驗的方法和技巧。4）增強工程觀點，培養(yǎng)科學(xué)實驗?zāi)芰Α?）提高計算與分析問題的能力，運用計算機及軟件處理實驗數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)方式或圖表科學(xué)地表達實驗結(jié)果，并進行必要的分析討論，編寫完整的實驗報告。第二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 實驗前必須到現(xiàn)場結(jié)合實驗裝置，進行實驗預(yù)習(xí)，列出原始數(shù)據(jù)記錄表，并經(jīng)指導(dǎo)教師的檢查提問合格后，方可實驗。 實驗操作中，要認真思考，嚴格操作。實驗結(jié)束，正確停止設(shè)備；填寫設(shè)備使用記錄；整理記錄數(shù)據(jù)

2、，交指導(dǎo)老師檢查并在原始數(shù)據(jù)上簽字。離開實驗室前，將使用的儀器設(shè)備整理復(fù)原。檢查水源、電源、汽源等是否已確認關(guān)閉，清理衛(wèi)生。 注意：用計算機和色譜測定數(shù)據(jù)時，不要刪減或增加文件，出現(xiàn)問題要及時報告老師。第三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 實驗后要認真書寫實驗報告，報告要求獨立完成，若發(fā)現(xiàn)彼此抄襲，對相關(guān)人員均降低10分以上。 實驗報告中，除了包括實驗數(shù)據(jù)與計算結(jié)果的表格以及需要的標(biāo)繪曲線外，還必須有計算舉例。同組人取實驗的不同序號進行舉例，列出全部運算過程；若發(fā)現(xiàn)同組中兩人用相同的序號進行計算舉例，則兩人的報告均扣分（僅有1-2套數(shù)據(jù)除外）。 對實驗所測得的數(shù)據(jù)結(jié)果做必要的分析、討

3、論。第四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗?zāi)康呐c任務(wù)實驗方法及理論依據(jù)實驗設(shè)備裝置及流程實驗操作要點及注意事項畫好實驗數(shù)據(jù)記錄表格（物理量，符號，單位，實驗現(xiàn)象）第五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1.報告題目；2.實驗時間，報告人和同組人姓名；3.實驗?zāi)康模?.基本原理（要求簡單、明了）；5.實驗裝置示意流程圖及主要測試儀器儀表；6.實驗操作要點(按實際操作書寫）；7.原始數(shù)據(jù)整理列表、實驗數(shù)據(jù)處理過程（舉一示例）、實驗結(jié)果列表；8.實驗結(jié)果分析與討論；9.思考題。 第六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月必須做好預(yù)習(xí)，列出記錄表格，熟悉裝置和操作流程。操作一定要

4、連續(xù)，同時做好記錄。改變條件后，待讀數(shù)和現(xiàn)象穩(wěn)定后，方可記錄數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)要精確到儀表上最小分度的下1位；不正?，F(xiàn)象及有明顯誤差的數(shù)據(jù)，也要如實記錄。操作中遇到不正?，F(xiàn)象及時跟指導(dǎo)教師溝通解決。第七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1.準(zhǔn)時進實驗室，不得遲到，原則上不得缺課。病者需總輔導(dǎo)員批條；2.遵守紀律，嚴肅認真地進行實驗，禁止在實驗室大聲喧嘩；3.在沒有弄清楚儀器設(shè)備的使用方法前，不得運轉(zhuǎn)。在實驗時要得到教師許可后方可開始操作。4.愛護儀器設(shè)備，節(jié)約水、電、氣，開閉閥門不要用力過大，以免損壞。儀器設(shè)備如有損壞，立即報告指導(dǎo)教師，并于下課前填寫破損報告單。第八張，PPT共五十六頁

5、，創(chuàng)作于2022年6月5.保持實驗室及設(shè)備的整潔。實驗完畢后將儀器設(shè)備恢復(fù)原狀并做好現(xiàn)場清理工作，衣服應(yīng)放在固定地點，不得掛在設(shè)備上。6.注意安全及防火，注意電機有無異常聲音。實驗室內(nèi)及走廊不準(zhǔn)吸煙。7.進實驗室，要穿好實驗服，不準(zhǔn)穿拖鞋進入實驗室；不準(zhǔn)將食物帶入實驗室。第九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1.有效數(shù)字根據(jù)測量儀表的精度來確定，一般應(yīng)記錄到儀表最小刻度的十分之一位。例如，某液面計標(biāo)尺的最小分度為1mm，則讀數(shù)可以到0.1mm。如在刻度524mm與525mm的中間，則應(yīng)記524.5mm，為4位有效數(shù)。如液位恰在524mm刻度上，則應(yīng)記作524.0mm，若記為524mm，

6、則失去了一位精密度。第十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 在科學(xué)與工程中，為了清楚地表達有效數(shù)或數(shù)據(jù)的精度，通常將有效數(shù)寫出并在第1 位數(shù)后加小數(shù)點，而數(shù)值的數(shù)量級由10 的整數(shù)冪來確定，這種以10 的數(shù)冪來記數(shù)的方法稱科學(xué)記數(shù)法。例如：0.0088 應(yīng)記為8.8103，88000(有效數(shù)3 位)記為8.80104。應(yīng)注意，科學(xué)記數(shù)法中，在10 的整數(shù)冪之前的數(shù)字應(yīng)全部為有效數(shù)。2.科學(xué)計數(shù)法第十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)加減法運算。各不同位數(shù)有效數(shù)相加減，其和或差的有效數(shù)等于其中位數(shù)最少的一個。例如測得設(shè)備進出口的溫度分別為65.58與30.4，則溫度和：6

7、5.58(?)30.4(?)95.9(?)8(?)，溫度差：65.58(?)30.4(?)35.1(?)8(?)。結(jié)果中有兩位欠準(zhǔn)值，這與有效值規(guī)則不符，故第二次欠準(zhǔn)數(shù)應(yīng)舍去，按四舍五入法，其結(jié)果應(yīng)為96.0與35.2。第十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）乘除法計算。乘積或商的有效數(shù)，其位數(shù)與各乘、除數(shù)中有效數(shù)位數(shù)最少的相同，如測得管徑D50.8mm，其面積A 為：AD2/4=3.14/450.82mm2=2.03103mm2。注意：、e、g 等常數(shù)有效位數(shù)可多可少，根據(jù)需要選取。（3）乘方與開方運算。乘方、開方后的有效數(shù)與其底數(shù)相同。（4）對數(shù)運算。對數(shù)的有效數(shù)位與其真數(shù)相

8、同。如lg2.353.7110-1；lg4.06.010-1。第十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（5）在四個數(shù)以上的平均值計算中，平均值的有效數(shù)字可較各數(shù)據(jù)中最小有效位數(shù)多一位。（6）所有取自手冊的數(shù)據(jù)，其中有效數(shù)按計算需要選取，但原始數(shù)據(jù)如有限制，則應(yīng)服從原始數(shù)據(jù)。（7）一般在工程計算中取三位有效數(shù)已足夠精確，在科學(xué)研究中根據(jù)需要和儀器的可能，可以取到四位有效數(shù)字。第十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)據(jù)處理方法主要使用兩種1.列表法 將實驗數(shù)據(jù)列成表格以表示各變量間的關(guān)系。這通常是整理數(shù)據(jù)的第一步，為標(biāo)繪曲線圖或整理成方程式打下基礎(chǔ)。 實驗數(shù)據(jù)可分為原始記錄表、中

9、間運算表和最終結(jié)果表。 原始記錄表必須在實驗前設(shè)計好，可以清楚地記錄所有待測數(shù)據(jù)。第十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月注意：表頭：物理量名稱、符號、單位（符號/單位）注意記錄數(shù)字應(yīng)與測量儀表的準(zhǔn)確度相匹配?？茖W(xué)記數(shù)法：物理量的符號10n/單位，10n記入表頭物理量的實際值10n = 表中數(shù)據(jù)表號，表題（名），盡量不跨頁“表注”實驗條件，記錄者，姓名第十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.圖示法將實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪成曲線，直觀而清晰地表達出各變量之間相互關(guān)系，轉(zhuǎn)折點變化率及其它特性，便于比較，還可以根據(jù)曲線回歸出相應(yīng)的方程式。作圖時注意：選擇合適的坐標(biāo)，盡量使圖形直線化

10、，以便求得經(jīng)驗方程式；坐標(biāo)分度要適當(dāng)，使變量的函數(shù)關(guān)系表現(xiàn)清楚。第十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1）坐標(biāo)紙的選擇 常用的坐標(biāo)有直角坐標(biāo)、對數(shù)坐標(biāo)和半對數(shù)坐標(biāo)。實驗中常遇到的函數(shù)關(guān)系有： 直線關(guān)系：yabx，選用普通坐標(biāo)紙； 冪函數(shù)關(guān)系：yaxb，選用對數(shù)坐標(biāo)紙，因 lgylgablgx，在對數(shù)坐標(biāo)紙上為一直線。 指數(shù)函數(shù)關(guān)系：yabx，選用半對數(shù)坐標(biāo)紙，因lgy與x 呈直線關(guān)系。 此外，某變量最大值與最小值數(shù)量級相差很大時或自變量x 從零開始逐漸增加的初始段，x 少量增加會引起因變量極大變化。均可用對數(shù)坐標(biāo)。第十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2）坐標(biāo)分度的確定（1

11、) 測量誤差的倒數(shù)例如： 則Y軸單位：（2）若未知誤差，則實驗曲線的坐標(biāo)讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)與實驗數(shù)據(jù)的位數(shù)相同。一般：M=（1，2，5）10n （n為正整數(shù)）第十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3）注意事項：（1）曲線光滑（2）定量繪制坐標(biāo)圖（變量名稱，符號/單位）（3）圖號，圖名（4）數(shù)據(jù)點用等區(qū)別開，且有標(biāo)注第二十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1.觀察板式塔各類型塔板的結(jié)構(gòu)，比較各塔板上的氣液接觸狀況。2.實驗研究板式塔的極限操作狀態(tài)，確定各塔板的漏液點和液泛點。參考化工原理教材p211-216板式塔結(jié)構(gòu)和板式塔類型第二十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月

12、實驗原理各種塔板板面大致可分為三個區(qū)域，即溢流區(qū)、鼓泡區(qū)和無效區(qū)。溢流區(qū)：降液管所占的部分。鼓泡區(qū)：塔板開孔部分。無效區(qū)（破沫區(qū)）：陰影部分。第二十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（A）泡罩塔 （B）篩板塔 （C）浮閥塔第二十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月液泛現(xiàn)象漏液現(xiàn)象霧沫夾帶現(xiàn)象第二十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月注意事項1.實驗過程中，注意塔身與下水箱的接口處應(yīng)有液封，以免漏出風(fēng)量。2.在漏液點和液泛點附近數(shù)據(jù)應(yīng)多取幾個進行比較。3.因塔體材料為有機玻璃，所以在開啟進氣口閥門時，要一手輕扶塔體，一手開閥門。第二十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于202

13、2年6月 裝置主體由直徑200mm，板間距為300mm的四個有機玻璃塔節(jié)與兩個封頭組成的塔體，配以風(fēng)機、水泵和氣、液轉(zhuǎn)子流量計及相應(yīng)的管線、閥門等部件構(gòu)成。塔體內(nèi)由上而下安裝四塊塔板，分別為有降液管的篩孔板，浮閥塔板,泡罩塔板，無降液管的篩孔板,降液管均為內(nèi)徑25mm的有機圓柱管。第二十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月增壓水泵調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)子流量計有降液管篩孔板有降液管浮閥塔板有降液管泡罩塔板無降液管篩孔板轉(zhuǎn)子流量計風(fēng)機進氣閥第二十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1 能進行離心泵特性曲線測定實驗，測出揚程、功率和效率與流量的關(guān)

14、系曲線圖；2. 學(xué)習(xí)工業(yè)上流量、功率、轉(zhuǎn)速、壓力和溫度等參數(shù)的測量方法，使學(xué)生了解玻璃轉(zhuǎn)子流量計、壓力表、倒U型差壓計以及相關(guān)儀表的原理和操作；參考化工原理教材p44-48離心泵及其性能參數(shù)、曲線第二十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗原理2.揚程H：離心泵對單位重量（1N）的液體所提供的有效能量。 單位：m液柱。 1.流量Q：離心泵在單位時間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)的液體體積。 單位：m3/h第三十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 軸功率N：是單位時間內(nèi)泵軸從電機得到的功，單位W或kW。4.效率：泵的效率是泵的有效功率Ne與軸功率N的比值。有效功率Ne是單位時間內(nèi)流體經(jīng)過

15、泵時所獲得的實際功率，兩者差異反映了水力損失、容積損失和機械損失的大小。第三十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月注意事項1. 一般每次實驗前，均需對泵進行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時注意定期對泵進行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。2. 泵運轉(zhuǎn)過程中，勿觸碰泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動，可能會纏繞并傷害身體接觸部位。3. 不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長時間使泵運轉(zhuǎn)，一般不超過三分鐘，否則泵中液體循環(huán)溫度升高，易生氣泡，使泵抽空。4.泵在啟動前，必須檢查泵的出口閥是否處于關(guān)閉狀態(tài)，然后方可啟動泵；泵在關(guān)閉時，首先關(guān)閉離心泵的出口閥，然后再關(guān)泵。第三十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)

16、據(jù)記錄離心泵型號 額定流量 額定揚程 額定功率 泵進出口測壓點高度差H0= 流體溫度t 第三十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1水箱；2離心泵；3進口壓力表；4雙金屬溫度計；5灌泵漏斗；6出口壓力表；7玻璃轉(zhuǎn)子流量計；8電氣控制箱；9離心泵的管路（利用光滑管充當(dāng)）；10光滑管管路球閥f2；11出口流量調(diào)節(jié)閘閥V2；第三十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月控制柜水箱離心泵進口壓力表出口壓力表雙金屬溫度計局部阻力管光滑管粗糙管管路選擇球閥局部管上的閘閥出口流量調(diào)節(jié)閘閥灌泵漏斗柜第三十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.了解間壁式傳熱元件，掌握給熱系數(shù)測定的實驗方

17、法。 2.掌握熱電阻測溫的方法，觀察水蒸氣在水平管外壁上的冷凝現(xiàn)象。 3.學(xué)會給熱系數(shù)測定的實驗數(shù)據(jù)處理方法，了解影響給熱系數(shù)的因素和強化傳熱的途徑。參考化工原理教材p112-133對流傳熱和傳熱計算第三十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗原理 間壁式傳熱過程由熱流體對固體壁面的對流傳熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體壁面對冷流體的對流傳熱所組成。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量情況下，冷、熱流體系通過固體壁面（傳熱元件）進行熱量交換，稱為間壁式換熱。達到傳熱穩(wěn)定時，有第三十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月固體壁面與冷流體的對數(shù)平均溫差熱流體與固體壁面的對數(shù)平均溫差熱、冷流體逆流傳熱

18、，其對數(shù)平均溫差： P38（T-TW)m中改m為M；P39及p40公式（3-28）中的m2修改為wc）第三十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月管內(nèi)壁面與冷空氣或水的對流傳熱系數(shù)由于測定管內(nèi)壁的溫度實驗技術(shù)難度大，故采用試驗研究的手段。對流給熱系數(shù)的計算1）近似法求算對流給熱系數(shù) 化簡得到第三十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2）傳熱準(zhǔn)數(shù)式求算對流給熱系數(shù)對于流體在圓形直管內(nèi)作強制湍流對流傳熱時Nu努塞爾準(zhǔn)數(shù)，Re雷諾數(shù)，Pr普蘭特數(shù)，當(dāng)流體被加熱時n0.4，流體被冷卻時n0.3；第四十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月C值為一常數(shù)，管內(nèi)徑d2一定時，m也為常數(shù)。第

19、四十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月冷流體質(zhì)量流量的測定實際被測流體的質(zhì)量流量：第四十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)據(jù)處理中“2”的解決方法用1求得的對流傳熱系數(shù)，兩邊取對數(shù)，令B=lgAX=lgRe則有Y=mX+B做出一條直線，斜率為m，當(dāng)Re=1時，由縱坐標(biāo)B求出A。2.冷流體給熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)式： 由實驗數(shù)據(jù)作圖擬合曲線方程，確定式中常數(shù)A及m。第四十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月注意事項1. 先打開水汽排空閥，注意開啟程度，開的太大會使換熱器里的蒸汽跑掉，開的太小會使換熱不銹鋼管里的蒸汽壓力增大而使不銹鋼管炸裂。2. 一定要在套管換熱器內(nèi)管輸入一定

20、量的空氣后，方可開啟蒸汽閥門，且必須在排除蒸汽管線上原先積存的凝結(jié)水后，方可把蒸汽通入套管換熱器中。3. 剛開始通入蒸汽時，要仔細調(diào)節(jié)蒸汽進口閥的開度，讓蒸汽徐徐流入換熱器中，逐漸加熱，由“冷態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁釕B(tài)”，不得少于10分鐘，以防止不銹鋼管因突然受熱、受壓而爆裂。 4. 操作過程中，蒸汽壓力一般控制在0.02MPa（表壓）以下，否則可能造成不銹鋼管爆裂。5. 確定各參數(shù)時，必須是在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，隨時注意蒸汽量的調(diào)節(jié)和壓力表讀數(shù)的調(diào)整。第四十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月記錄數(shù)據(jù)第四十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1風(fēng)機 2冷流體管路； 3冷流體進口調(diào)節(jié)閥 4轉(zhuǎn)

21、子流量計； 5冷流體進口溫度；6不凝性氣體排空閥 7蒸汽溫度； 8視鏡； 9冷流體出口溫度10壓力表；11水汽排空閥；12蒸汽進口閥；13冷凝水排空閥；14蒸汽進口管路；15冷流體出口管路第四十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月儀表柜冷流體管路轉(zhuǎn)子流量計水汽排空閥壓力表視鏡蒸汽發(fā)生器冷流體進口調(diào)節(jié)閥蒸汽進口閥冷凝水排空閥冷流體出口管路風(fēng)機第四十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1了解填料塔吸收裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；2掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測定方法；3了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法。參考化工原理教材p249-262填料層高度的計算及填料塔第四十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗原理本實驗采用水吸收空氣中的CO2組分。第四十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月