本書為全國(guó)普通高等院校工科化學(xué)規(guī)劃精品教材,由長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、南華大學(xué)、石河子大學(xué)等多所院校長(zhǎng)期工作在教學(xué)第一線的教師,根據(jù)多年教學(xué)實(shí)踐,參考國(guó)內(nèi)外同類教材編寫。全書分四大部分,包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、演示性實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。 本書可作為普通高等院校化工類及相關(guān)專業(yè)本科生化工原理實(shí)驗(yàn)教材或參考教材,也可供從事化學(xué)、化工、環(huán)境、制藥、生物、食品、材料等專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
化工原理實(shí)驗(yàn)是化工類專業(yè)的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。作為一門重要的實(shí)踐性課程,其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握基礎(chǔ)化工實(shí)驗(yàn)研究方法及技術(shù)。具體來(lái)說(shuō),本課程應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)方面的教學(xué)要求:
(1) 在學(xué)習(xí)化工原理課程的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解和掌握一些比較典型的已被或?qū)⒈粡V泛應(yīng)用的化工過(guò)程與設(shè)備的原理和操作;
(2) 進(jìn)行化工實(shí)驗(yàn)基本技能的訓(xùn)練,學(xué)習(xí)化工實(shí)驗(yàn)的基本方法和測(cè)量技術(shù),提高動(dòng)手能力和從事化工科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的能力;
(3) 培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng),運(yùn)用所學(xué)的化工原理等化工基礎(chǔ)理論知識(shí),去解決在實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題,并且學(xué)習(xí)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得新的知識(shí)和信息;
(4) 培養(yǎng)觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神;
(5) 培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和科學(xué)的思維方法、科學(xué)態(tài)度;
(6) 培養(yǎng)獨(dú)立思考能力、獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。
本書內(nèi)容共分為四大部分。
第一部分為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí),包括工程實(shí)驗(yàn)研究方法論、化工原理實(shí)驗(yàn)基本要求、實(shí)驗(yàn)誤差分析及數(shù)據(jù)處理、常用化工實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量?jī)x表與測(cè)量方法。
第二部分為化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),以化工單元操作實(shí)驗(yàn)研究中常用的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為主要內(nèi)容,共選擇了十一個(gè)實(shí)驗(yàn),分別為流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)、流量計(jì)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)、離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)、過(guò)濾實(shí)驗(yàn)、攪拌實(shí)驗(yàn)、傳熱實(shí)驗(yàn)、精餾實(shí)驗(yàn)、吸收實(shí)驗(yàn)、干燥實(shí)驗(yàn)、液液萃取實(shí)驗(yàn)、二元?dú)庖合嗥胶鈹?shù)據(jù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)以配合化工原理課程教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能為目的,使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解,同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。
第三部分為演示性實(shí)驗(yàn),包括伯努利方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、旋風(fēng)分離器實(shí)驗(yàn)、電除塵實(shí)驗(yàn)、熱邊界層實(shí)驗(yàn)及篩板塔演示實(shí)驗(yàn),以供學(xué)生觀察相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,加深對(duì)相關(guān)原理的理解。
第四部分為研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),分別為反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn)、超臨界萃取實(shí)驗(yàn)、膜分離實(shí)驗(yàn)、分子蒸餾實(shí)驗(yàn)。本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為化工新型分離技術(shù),以擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面、啟發(fā)創(chuàng)新意識(shí)為目的來(lái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,可供有科研興趣的同學(xué)選做。
本書內(nèi)容強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性,注重工程意識(shí),做到“四個(gè)結(jié)合”:驗(yàn)證化工原理基本理論與掌握實(shí)驗(yàn)研究方法,提高分析和解決問(wèn)題的能力相結(jié)合;單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生綜合處理問(wèn)題的能力相結(jié)合;傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法與現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合;完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本內(nèi)容與拓寬加深實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力相結(jié)合。
本書由長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、南華大學(xué)、吉林大學(xué)、百色學(xué)院、邯鄲學(xué)院、長(zhǎng)春大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、安陽(yáng)工學(xué)院、石河了大學(xué)等院校老師共同編寫,長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)孫德、山東科技大學(xué)徐冬梅、南華大學(xué)劉慧君主編,長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)杜長(zhǎng)海主審。參加本書編寫的有:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)孫德,山東科技大學(xué)徐冬梅、張桂英,南華大學(xué)劉慧君,吉林大學(xué)梁宏偉,百色學(xué)院趙金和,邯鄲學(xué)院高玉紅,長(zhǎng)春大學(xué)牟莉,青島農(nóng)業(yè)大學(xué)陳懷春,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李鑫、安陽(yáng)工學(xué)院趙凌、石河子大學(xué)王運(yùn)華。
在本書編寫過(guò)程中,參考了國(guó)內(nèi)外公開出版的同類教材,山東科技大學(xué)、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)等校領(lǐng)導(dǎo)給予了大力支持,在此一并表示衷心感謝。在成書過(guò)程中,還得到了長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)教務(wù)處的專題立項(xiàng)資助,特此致謝。
由于編者的學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)有限,書中難免存在不妥之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
第一部分實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)
第1章工程實(shí)驗(yàn)研究方法(1)
1.1直接實(shí)驗(yàn)法(1)
1.2因次分析法(1)
1.3數(shù)學(xué)模型法(8)
第2章化工原理實(shí)驗(yàn)基本要求(13)
2.1實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(13)
2.2實(shí)驗(yàn)操作(14)
2.3實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(15)
第3章實(shí)驗(yàn)誤差分析及數(shù)據(jù)處理(17)
3.1誤差分析(17)
3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(22)
3.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析(32)
3.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理(36)
第4章常用化工實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量?jī)x表與測(cè)量方法(42)
4.1壓力(差)的測(cè)量(42)
4.2流速與流量的測(cè)量(49)
4.3溫度的測(cè)量(58)
4.4成分分析(63)
第二部分化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)(69)
實(shí)驗(yàn)二流量計(jì)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)(73)
實(shí)驗(yàn)三離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)(76)
實(shí)驗(yàn)四過(guò)濾實(shí)驗(yàn)(79)
實(shí)驗(yàn)五攪拌實(shí)驗(yàn)(86)
實(shí)驗(yàn)六傳熱實(shí)驗(yàn)(89)
實(shí)驗(yàn)七精餾實(shí)驗(yàn)(99)
實(shí)驗(yàn)八吸收實(shí)驗(yàn)(106)
實(shí)驗(yàn)九干燥實(shí)驗(yàn)(117)
實(shí)驗(yàn)十液液萃取實(shí)驗(yàn)(125)
實(shí)驗(yàn)十一二元?dú)庖合嗥胶鈹?shù)據(jù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)(128)
第三部分演示性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一伯努利方程實(shí)驗(yàn)(131)
實(shí)驗(yàn)二雷諾實(shí)驗(yàn)(133)
實(shí)驗(yàn)三旋風(fēng)分離器實(shí)驗(yàn)(135)
實(shí)驗(yàn)四電除塵實(shí)驗(yàn)(136)
實(shí)驗(yàn)五熱邊界層實(shí)驗(yàn)(137)
實(shí)驗(yàn)六板式塔演示實(shí)驗(yàn)(139)
第四部分研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn)(142)
實(shí)驗(yàn)二超臨界萃取實(shí)驗(yàn)(145)
實(shí)驗(yàn)三膜分離實(shí)驗(yàn)(148)
實(shí)驗(yàn)四分子蒸餾實(shí)驗(yàn)(152)
附錄(156)
附錄Ap=101.3 kPa時(shí)乙醇溶液的物理常數(shù)(摘要)(156)
附錄Bp=1.013 kPa下乙醇蒸氣的密度及比容(摘要)(157)
附錄C乙醇水溶液氣液平衡數(shù)據(jù)(p=101.325 kPa)(157)
附錄D氨的平衡濃度(160)
附錄E液相濃度5%以下氨水溶液的亨利系數(shù)與溫度關(guān)系(161)
附錄F氨的亨利系數(shù)(161)
附錄G苯甲酸在水和煤油中的平衡濃度(161)
附錄H銅康銅熱電偶分度表(162)
附錄I鎳鉻康銅熱電偶分度表(164)
參考文獻(xiàn)(168)