《化工原理實驗A》課程教學大綱.docx

1、化工原理實驗A教學大綱課程名稱：化工原理實驗A課程英文名稱：Experiments of Chemical Engineering Principle A課程編碼：0901XK019-0901XK020課程類別/性質：實踐/必修學 分：4 （上、下各2）總學時/理論/實驗：48/0/48 （上、下各24）開課單位：化學與環(huán)境工程學院適用專業(yè)：化工先修課程：化工原理A一、課程簡介化工原理實驗A是化工原理課程教學中的一個重要教學環(huán)節(jié)，其基本任務是鞏固和加深對化工 原理課程中基本理論知識的理解，培養(yǎng)學生應用理論知識組織工程實驗的能力及分析和解決工程問題的 能力，并在實驗中學會一些基本的操作技能。二、

2、課程教學目標1. 價值目標：1）把馬克思主義唯物辯證法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問 題和解決問題的能力：2）注重科學思維方法的訓練，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感；3）強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。2.知識和能力目標:課程目標目標內容課程目標1能夠根據(jù)各實驗目的要求，選擇恰當?shù)膶嶒炑芯柯肪€和設計可行的實驗方案，獲得合理有效的實驗數(shù) 據(jù)，得出結論，并能夠撰寫出符合規(guī)范要求的實驗報告。課程目標2通過分組團隊實驗，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作精神，樹立通過團隊合作解決困難、提高 認識、共同進步

3、的理念。三、課程目標與畢業(yè)要求觀測點的對應關系化工原理實驗A （上）課程目標與畢業(yè)要求觀測點對應關系畢業(yè)要求支撐的畢業(yè)要求指標點課程目標4研究4.2能夠根據(jù)對象特征，比選研究路線，設計實驗方案14.4能對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的 結論19個人和團隊9.3能夠組織、協(xié)調和指揮團隊開展工作2四、實驗內容與學時分配化工原理實驗A實驗項目與類型序號實驗項目思政融入點實驗類型學時支撐畢業(yè)要求指標點演示驗證綜合設計化工原理實驗A （上）-0901XK0191流體流動阻力測定大禹治水784.2、4.4、9.32離心泵特性與管路特性氣縛與汽蝕744.2、4.4、9.33板框過濾與動

4、態(tài)過濾滲流力學V84.2、4.4、9.34普通傳熱與強化傳熱傅里葉的故事44.2、4.4、9.3化工原理實驗A CF）-0901XK0205氧吸收與氧解吸廢氣治理q44.2、4.4、9.36乙醇-正丙醇溶液的精飼數(shù)雖與質雖的辯證關系44.2、4.4、9.37苯甲酸-煤油的萃取流比及轉速的影響84.2、4.4、9.38洞道恒定干燥節(jié)能84.2、4.4、9.3實驗一流體流動阻力測定8學時1. 目的要求與任務掌握因次分析方法，學會用實驗數(shù)據(jù)關聯(lián)摩擦因數(shù)與雷諾數(shù)的關系。具體任務如下：（1）直管摩擦阻力及直管摩察阻力系數(shù)的測定 層流情況下，直管摩擦阻力降及直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關系人 Re : 湍流情況

5、下，直管摩擦阻力降及直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關系，（&*）光滑管與粗糙管；（2）局部阻力及局部阻力系數(shù)的測定 球閥； 截止閥； 突然擴大： 孔板、彎管和三通等。2. 方法原理由范寧公式知，伯努利方程計算管路阻力損失，利用流體力學原理測定管路壓強之差和管內流體的 流速，即可關聯(lián)出人屁關系。3. 主要實驗儀器及材料流體流動阻力測定裝置四套。4. 掌握要點掌握流體流經直管、管件和閥門時阻力損失的一般實驗方法；學會倒U形壓差計和渦輪流量計的 使用方法；識辨組成管路的各種管件、閥門及流程的測控方法。5. 實駛內容測定直管摩擦系數(shù)久化，的關系：測定流體流經閥門及突然擴大管時的局部阻力系數(shù)。實驗二離心泵特性與

6、管路特性4學時1. 目的要求與任務了解離心泵的操作；掌握離心泵性能曲線、管路特性曲線的測定方法；了解氣縛、汽蝕現(xiàn)象；掌握 離心泵的操作方法。具體任務如下：（1）離心泵特性曲線測定 在全流量范圍內分別測定離心泵在3（）Hz、40Hz及50Hz的特性曲線； 確定該離心泵的最佳工作范圍。（2）管路特性曲線測定 測定一組管路在回水總閥半開時的管路特性曲線： 測定一組管路在【口 I水總閥半開時的管路特性曲線。（3）孔板流量計孔流系數(shù)測定 測定全流量范圍內孔流系數(shù)Co隨雷諾數(shù)Rc的變化曲線； 確定孔板流量計的工作范圍。2. 方法原理依據(jù)機械能衡算式對離心泵作機械能衡算可得線，利用馬達-天平測功器可測得村。

7、線，利 用有效功與軸功的關系可得線；在離心泵轉速不變的情況下，利用變頻器改變泵的轉速測定不同 轉速下的管路特性曲線。3. 主要實驗儀器及材料離心泵性能曲線測定裝置四套。4. 掌握要點學會離心泵的操作及調節(jié)，注意離心泵的氣縛與氣蝕現(xiàn)象。5. 實驗內容測定離心泵在恒定轉速下的性能曲線和管路特性曲線。實驗三 板框過濾與動態(tài)過濾實驗（8學時）1. 目的要求與任務通過實驗獲取過濾常數(shù)K和虛擬濾液通量處。具體任務如下：（1）測定4種不同壓力下的恒壓過濾常數(shù)K、如 w（2）考察過濾壓力 （20kPa、40kPa、60kPa、80kPa、）對過濾常數(shù)K的影響；（3）測定濾餅的壓縮性指數(shù)s和物料特性常數(shù)h2.

8、方法原理恒壓過濾方程。3. 主要實驗儀器及材料板框過濾機-套。4. 掌握要點熟悉板框壓濾機的構造和操作方法;通過恒壓過濾實驗,驗證過濾基本理論；學會測定過濾常數(shù)K、 %、公及壓縮性指數(shù)s的方法。5. 實驗內容測定恒壓過濾常數(shù)K、q- g實驗四普通傳熱與強化傳熱實驗4學時1. 目的要求與任務關聯(lián)空氣在圓形直管中作強制湍流的對流給熱系數(shù)的經驗關聯(lián)式；觀察蒸汽冷凝狀態(tài)；進行強化傳 熱實驗。具體任務如下：（1）普通傳熱膜系數(shù)的測定 根據(jù)管內強制湍流傳熱，測定準數(shù)關聯(lián)式Nu = ARe,n中的待定參數(shù)A和?； 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)美聯(lián)出傳熱管內空氣傳熱膜系數(shù)的經驗表達式。（2）強化傳熱膜系數(shù)的測定 根據(jù)管內強制

9、湍流傳熱，測定準數(shù)關聯(lián)式M = A!Rem，Pr（）A中的待定參數(shù)#和己 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)關聯(lián)出傳熱管內空氣傳熱膜系數(shù)的經驗表達式。2. 方法原理熱量衡算式、傳熱速率方程式和總傳熱系數(shù)關聯(lián)式。3. 主要實驗儀器及材料鍋爐、換熱器等傳熱實驗裝置四套。4. 掌握要點通過實驗掌握傳熱膜系數(shù)a的測定方法，并分析影響a的因素。5. 實驗內容掌握測定傳熱膜系數(shù)準數(shù)關聯(lián)式中的系數(shù)人和指數(shù)?、的方法：用圖解法和線性回歸法對a,的 實驗數(shù)據(jù)進行處理，求關聯(lián)式M片AR#/,中常數(shù)A、，的值。實驗五氧吸收與解吸實驗4學時I. 目的要求與任務 熟悉填料塔的構造與操作，認識不同填料塔的特性； 觀察填料塔流體力學狀況，測定填

10、料層壓強降與操作氣速的關系（），確定填料塔在某液 體噴淋量下的液泛氣速； 掌握總傳質系數(shù)Kxa的測定方法并分析影響因素： 學習氣液連續(xù)接觸式填料塔，利用傳質速率方程處理傳質問題的方法。具體任務如下：（1）填料塔流體力學性能測定 測定1組干填料層壓力降與空塔氣速之間的關系； 刪定3組濕填料層壓力降與空塔氣速之間的關系； 確定填料塔在噴淋液量下的液泛氣速。（2）填料塔吸收傳質系數(shù)測定 在某一噴淋液量L和某一氣流速度卜測定填料解吸塔總體積傳質系數(shù)Kxm 分析不同淋液量L和不同氣流速度對總體積傳質系數(shù)Kxa的影響； 計算液相總傳質單元高度Hol和總傳質單元數(shù)olo2. 方法原理物料衡算式、傳質速率方程

11、式和填料層高度表達式的具體應用。3. 主要實驗儀器及材料氧吸收與解吸實驗裝置一套。4. 掌握要點研究流體的流動對傳質阻力的影響、吸收劑用量對傳質系數(shù)的影響和傳質阻力較小側流體的流量變 化對吸收過程影響，學會吸收過程的調節(jié)；學會氧氣鋼瓶減壓閥的操作，測氧儀的標定及使用。5. 實驗內容測定填料層壓強降與操作氣速的關系（），確定填料塔在某液體噴淋量下的液泛氣速；測定 總傳質系數(shù)Kg并作圖。實驗六精餡實驗4學時1. 目的要求與任務 熟悉精館工藝流程，了解篩板精詭塔及其附屬設備的基本結構，掌握精詭過程的基本操作方法。 觀察塔板上氣液接觸狀態(tài)，學會識別精循塔內出現(xiàn)的幾種操作狀態(tài)，并分析這些操作狀態(tài)對塔性

12、能的影響。 學習測定精餡塔全塔效率和單板效率的實驗方法，研究回流比對精餡塔分離效率的影響，掌握測 定塔內溶液濃度的實驗方法。 學會測定部分I可流時的理論板數(shù)、全塔效率、濃度與溫度分布及塔釜再沸器的沸騰給熱系數(shù)。具體任務如下：（1）全回流條件下的精餡塔性能 測定全回流下全塔內的濃度與溫度分布； 測定全回流下的單板效率與全塔效率；測定全I 口I流下塔兩端懈出物的組成及理論塔板數(shù)。（2）部分回流條件下的精飼塔性能 測定部分回流下的全塔效率： 測定部分回流下塔兩端儒出物的組成及理論塔板數(shù)； 測定塔釜再沸器的沸騰給熱系數(shù)。2. 方法原理利用混合液中各組分間相對揮發(fā)度的差異分離均相液體混合物。3. 主要實

13、驗儀器及材料液體精懈裝置四套。4. 掌握要點熟悉精憎工藝流程，r解篩板精御塔及其附屬設備的基本結構，掌握精餡過程的基本操作方法；學 習測定精餛塔全塔效率和單板效率的實驗方法，研究回流比對精循塔分離效率的影響，掌握測定塔內溶 液濃度的實驗方法。5. 實驗內容測定精饞塔全回流（或部分回流）卜全塔效率和單板效率；測定全塔的濃度（或溫度）分布；測定 塔釜再沸器的沸騰給熱系數(shù)。實驗七萃取實驗（4學時）1. 目的要求與任務 了解轉盤萃取塔的結構和特點； 掌握液-液萃取塔的操作； 掌握傳質單元高度的測定方法，并分析外加能量對液液萃取塔傳質單元高度和通量的影響。實驗任務如下： 測定固定轉速和油相流量，不同水相

14、流量（或不同流比）下以萃余相為基準的總傳質系數(shù)Ks： 測定固定兩相流量（固定流比），不同轉速下的以萃余相為基準的總傳質系數(shù)K。；2. 方法原理萃取是利用原料液中各組分在兩個液相中的溶解度不同而使液相混合物得以分離的化工單元操作。將一定量萃取劑加入原料液中，使原料液與萃取劑充分混合,溶質則通過相界面由原料液向萃取劑中擴 散以達到分離的目的：萃取過程也被分解為理論級和級效率或傳質單元數(shù)和傳質單元高度，本實驗采用 傳質單元數(shù)和傳質單元高度來處理。3. 主要實驗儀器及材料轉盤塔、泵、轉子流量計等萃取實驗裝置套。4. 掌握要點了解轉盤萃取塔的結構和特點；掌握傳質單元高度的測定方法，并分析外加能量對液液萃

15、取塔傳質 單元高度和通量的影響。5. 實騎內容測定固定轉速和水相流量，不同油相流量下以萃余相為基準的總傳質系數(shù)Kw；測定固定兩相流量, 不同轉速下的以萃余相為基準的總傳質系數(shù)K“。實驗八干燥曲線與干燥速率曲線的測定8學時1. 目的要求與任務了解洞式干燥裝置的基本結構、工藝流程和操作方法:學習測定物料在恒定干燥條件下干燥特性實 驗方法;學習研究干燥條件下對干燥過程特性的影響；學習恒速階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)測定。實驗任務如下：（1）干燥曲線和干燥速率曲線的測定 完成60C和80C兩種不同溫度下的干燥曲線X丁測試，并繪制出Xt和U X曲線； 根據(jù)實驗結果得出恒定干燥速率、臨界含水量X、平衡含

16、水量； 計算出恒速干燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)a,并利用誤差分析法估算出a的誤差。 試分析空氣流量或溫度對恒定干燥速率、臨界含水量的影響。（2）干燥過程的熱力學與動力學分析 預熱段的UX關系 恒速段的UX關系 降速段的UX美系2. 方法原理利用濕物料與干燥介質接觸時，不同干燥時期的特點測定干燥曲線和干燥速率曲線。3. 主要實驗儀器及材料洞式干燥實驗裝置。4. 掌握要點熟悉洞道式干燥裝置的基本流程及操作方法，掌握物料在恒定干燥條件下干燥特性實驗方法。5. 實驗內容測定洞道干燥實驗的干燥曲線、干燥速率曲線和恒速階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定。五、教學方法化工原理實驗教學一般采用學生為主

17、體、教師主導的教學模式，學生根據(jù)實驗目的及要求和裝置設 計實驗方案，在保障實驗過程安全的情況下進入實驗室進行實驗裝置的操作，觀察實驗現(xiàn)象，獲取實驗 數(shù)據(jù)。學生通過實驗的全程參與和體驗獲取知識和技能，教師全程給予必要的指導和答疑。六、考核及成績評定方式（-）課程考核方式成績組成考核方式考核/評價依據(jù)考核對應的課程目標12平時成績Ai實驗報告40%依據(jù)報告完成質量情況評分。q100%處實驗操作60%考核學生對務實驗方法的理解和掌握情況 依據(jù)實驗操作情況評分。評分表考核方式評分標準90-100 分8089分70-79 分6069 分059 分實驗操作提前預習課程實驗； 掌握了實驗儀器的 工作原理和使

18、用方 法；實驗操作正確。提前預習課程實 驗：基本掌握了實 驗儀器的工作原理 和使用方法；實驗 操作基本正確。沒有提前預習課程實 驗或不能掌握實驗儀 器的工作原理和使用 方法；實驗操作基本 正確。沒有提前預習課程 實驗或不能掌握實 驗儀器的工作原理 和使用方法；實驗 操作正確。沒有提前預習課程 實驗：實驗操作中 存在較大的失誤。實驗報告按時參與實驗并提 交實驗報告：實驗數(shù) 據(jù)和數(shù)據(jù)處理正確：實驗相關討論問題 回答正確。按時參與實驗并提 交實驗報告；實驗 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理正 確：實驗相關討論 問題回答基本正 確。按時參與實驗并提交 實驗報告；實驗數(shù)據(jù) 和數(shù)據(jù)處理基本正 確：實驗相關討論問 題答基本正確。按時參與實驗并提 交實驗報告：獲得 的實驗數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù) 處理出現(xiàn)較大問 題；實驗相關討論 問題回答基本正 確。按時參與實驗，未 能