《化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE4《化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱課程名稱：化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程總學(xué)時：27課程總學(xué)分：1實(shí)驗(yàn)學(xué)時：27適用專業(yè)及年級：化學(xué)（師范類）本科，四年級開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)：10本大綱執(zhí)筆人：沈慧英審稿人：吳陽審定人：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c基本要求化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化工基礎(chǔ)課程中理論聯(lián)系實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)之一?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)屬于工程性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)除了驗(yàn)證化工過程的一些基本理論外，還與化工工程問題緊密結(jié)合。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求達(dá)到以下目的：通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生鞏固、加深化工基礎(chǔ)基本理論知識，得到理論運(yùn)用于實(shí)踐的訓(xùn)練。了解典型化工過程的特點(diǎn)及化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能。培養(yǎng)化工實(shí)驗(yàn)技能以及測定化工參數(shù)和分析、整理數(shù)據(jù)和撰寫工程試驗(yàn)報(bào)告的能力。培養(yǎng)嚴(yán)肅、認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和愛護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、熱愛勞動的良好品德。為達(dá)上述目的，要求學(xué)生必須嚴(yán)肅認(rèn)真地對待實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的每一環(huán)節(jié)，按照實(shí)驗(yàn)的目的和內(nèi)容，主動、積極地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容與學(xué)時分配序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)1靜壓強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)1.演示用U型壓強(qiáng)計(jì)對容器中氣體壓強(qiáng)的測定；2．觀察應(yīng)用不同密度指示液（水銀、四氯化碳、水、石蠟油）的U型壓強(qiáng)計(jì)測定同一系統(tǒng)壓強(qiáng)時，各壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)之間的關(guān)系。2必做演示102流體流動形態(tài)演示實(shí)驗(yàn)（雷諾試驗(yàn)）1.在流體呈滯流流動，維持流量不變，觀察玻璃管內(nèi)流速分布情況。2.同樣在流體呈湍流流動時，維持流量不變，全開閥B，觀察玻璃管內(nèi)流速分布情況。3.測定臨界雷諾數(shù)2必做演示103流體流動過程中的能量轉(zhuǎn)化1.觀察流體靜止時的壓強(qiáng)分布規(guī)律。2.觀察流體在流動過程中靜壓能、動能、位能和阻力損失等項(xiàng)能量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。3.阻力損失與流速之間的關(guān)系2必做演示104氣固相流態(tài)化實(shí)驗(yàn)觀察樹脂顆粒在氣流中的流態(tài)化現(xiàn)象2必做演示105管路中流體阻力的測定及流量計(jì)的校正1.沿程水頭損失的測定：調(diào)節(jié)裝置為直管阻力測定狀態(tài)，在層流區(qū)和紊流區(qū)測定壓強(qiáng)降數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作出λ-Re關(guān)系圖。2.局部水頭損失的測定：測定文氏管和孔板的阻力。調(diào)節(jié)裝置為局部阻力測定狀態(tài)，在層流區(qū)和紊流區(qū)測定壓強(qiáng)降數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，求出局部阻力系數(shù)并進(jìn)行比較。3.流體流量測定與流量計(jì)校驗(yàn)：學(xué)會用轉(zhuǎn)子流量計(jì)、文氏管流量計(jì)和孔板流量計(jì)測量流量。本實(shí)驗(yàn)用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來校驗(yàn)文氏管流量計(jì)和孔板流量計(jì)，作出工作曲線。4.離心泵的Q-H關(guān)系的測定：學(xué)會離心泵的操作，采用測量離心泵進(jìn)出口壓差來測算揚(yáng)程的方法，分析數(shù)據(jù)，繪制離心泵的Q-H曲線。3必做綜合2～36液—液熱交換時總傳熱系數(shù)的測定1.超級恒溫槽的使用：恒溫槽的水位控制、溫度控制、與管路的聯(lián)接。2.測定在并流狀態(tài)下，控制冷熱流體不同流量（3種），套管熱交換器進(jìn)、出口溫度。3.測定在逆流狀態(tài)下，控制冷熱流體不同流量（3種），套管熱交換器進(jìn)、出口溫度。4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，初步確定流速對傳熱系數(shù)的影響。5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證并流、逆流換熱器的特點(diǎn)。3必做驗(yàn)證2～37精餾填料性能評比實(shí)驗(yàn)1.精餾塔一般分為填料塔和板式塔兩類，評價(jià)精餾填料性能常以等板高度來表示，評價(jià)泡罩塔性能常以板效率來表示，通過實(shí)驗(yàn)了解影響分離能力的眾多因素中，以柱內(nèi)裝填的填料為最主要，填料的型式、規(guī)格、材料以及填充方式等，都會對分離效率起很大的影響。2.在玻璃精餾柱中，采用正庚烷和甲基環(huán)己烷理想混合液為物系，在全回流操作條件下，評比不銹鋼壓延孔環(huán)填料、不銹鋼三角線圈填料、銅絲網(wǎng)馬鞍形填料的分離能力。3.用阿貝折射儀分析柱頂、柱底的分離產(chǎn)物。3必做綜合4～68二元系統(tǒng)氣—液平衡數(shù)據(jù)的測定1.實(shí)驗(yàn)將不同比例的乙醇與正丙醇二元混合物用Ellis，Rose平衡釜進(jìn)行汽—液平衡數(shù)據(jù)的測定。2.調(diào)整加熱電壓和冷卻水，使汽、液相在平衡釜達(dá)到平衡后，分別從液相和汽相冷凝液試樣口取樣，用阿貝折射儀分析液相和汽相的組成。3.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出乙醇與正丙醇的x-y相圖。3必做驗(yàn)證2～39基本反應(yīng)器的停留時間分布的測定1.物料在穩(wěn)定流動體系中的停留時間分布可反映出反應(yīng)器內(nèi)物料的流況，而反應(yīng)器內(nèi)物料的流況往往影響著化工生產(chǎn)中反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的質(zhì)量等，所以對實(shí)際反應(yīng)器的停留時間分布的測定具有重要的意義，可以用來改進(jìn)和強(qiáng)化反應(yīng)器的途徑，從而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品的收率。2.實(shí)驗(yàn)以水作介質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定流動，以飽和氯化鉀溶液為示蹤劑，對單釜、雙釜串聯(lián)及管式、三釜串聯(lián)、填充床反應(yīng)器模型進(jìn)行停留時間分布的測定。用電導(dǎo)儀測定出口物料中示蹤物的濃度，用長圖記錄儀直接顯示圖形。3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，分析不同類型反應(yīng)器停留時間分布曲線的特征及異常情況。3必做驗(yàn)證4～610單釜、雙釜串聯(lián)停留時間分布的測定1.物料在穩(wěn)定流動體系中的停留時間分布可反映出反應(yīng)器內(nèi)物料的流況，而反應(yīng)器內(nèi)物料的流況往往影響著化工生產(chǎn)中反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的質(zhì)量等，所以對實(shí)際反應(yīng)器的停留時間分布的測定具有重要的意義，可以用來改進(jìn)和強(qiáng)化反應(yīng)器的途徑，從而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品的收率。2.實(shí)驗(yàn)以水作介質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定流動，以飽和氯化鉀溶液為示蹤劑，對單釜及雙釜連續(xù)攪拌反應(yīng)器模型進(jìn)行停留時間分布的測定。用電導(dǎo)儀測定出口物料中示蹤物的濃度，用長圖記錄儀直接顯示圖形。3根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，分析單釜及雙釜連續(xù)攪拌反應(yīng)器停留時間分布曲線的特征及異常情況。3必做驗(yàn)證4～6三、實(shí)驗(yàn)成績考核辦法實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理評定：70%實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、紀(jì)律衛(wèi)生等：30%四、實(shí)驗(yàn)教材和參考書實(shí)驗(yàn)教材：福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院.《化工實(shí)驗(yàn)》.自編教材.1993.參考書：1、武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院.《化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》.2001.2、北京師范大學(xué)化學(xué)工程教研室.《化學(xué)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》.人民教育出版社，1980.五、主要使用的儀器設(shè)備小型鼓風(fēng)機(jī)、U型壓強(qiáng)計(jì)、流體流動形態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置、恒位水槽、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、溫度計(jì)、伯諾里方程儀、流態(tài)化裝