课程名称：化工原理实验
英文名称：Experiments of Chemical Engineering Principles
课程编码：0391411 课程总学分：1 课程总学时：24 实验学时：24
上机学时：适用专业：应用化学
大纲执笔人：马占华陈爽系主任：侯影飞
一、课程目标
化工原理实验课是在学完化工原理有关章节后进行的；在学完物理化学、电工基础等相关基础课的基础上进行的第一门工程类的实验课程，是专业技术基础实验课。本课程以培养学生的各种能力及素质为目的，可为学好相关的专业课打下坚实的基础。化工原理实验课是应用化学专业教学计划中的一门必修课。
二、基本要求
1．掌握实验研究及数据处理方法
（1）掌握处理化学工程问题的基本实验研究方法；
（2）掌握最基本的经验参数和模型参数的估值方法——最小二乘法；
（3）对于特定的工程问题，在缺乏数据的情况下，学会如何组织实验以取得必要的设计数据。
2．熟悉化工数据的基本测试技术
包括操作参数（例：流量、温度、压强等）和设备特性参数（例：阻力系数、传热系数、传质系数、塔效率）特性曲线的测试方法。
3．熟悉并掌握化工中典型设备的操作
了解有关操作的参数，能在现有的设备中完成指定的工艺要求，并能预测某些参数的变化对设备能力的影响，并做相应调整。
三、主要仪器设备
序号 | 设备名称 | 台套数 |
1 | 流动阻力实验装置 | 4 |
2 | 流量计校核实验装置 | 8 |
3 | 离心泵性能测定实验装置 | 8 |
4 | 对流传热系数测定实验装置 | 6 |
5 | 填料吸收实验装置 | 8 |
6 | 板式精馏塔塔板效率测定实验装置 | 8 |
7 | 萃取实验装置 | 8 |
8 | 洞道干燥实验装置 | 8 |
四、教学内容与学时分配建议
序 号 | 实验项目名称 | 实验内容 | 每组人数 | 学时分配 | 实验要求 | 实验类型 |
1 | 流体摩擦阻力系数测定 | 学习流体在管道内摩擦阻力及摩擦阻力系数λ的测定方法；确定摩擦阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系；在双对数坐标纸上绘出λ～Re曲线并与莫迪图进行比较；测定局部（阀门）阻力系数。 | 2~4 | 3 | 必做 | 综合 |
2 | 流量计校核 | 了解孔板流量计和文丘里流量计的构造和使用方法；学习掌握流量计的校核方法，计算标准孔板流量计和文丘里流量计的流量系数，验证流量计流量系数的变化规律；标绘出标准孔板流量计和文丘里流量计的流量曲线；测定并比较孔板流量计和文丘里流量计的流量系数大小及永久压降（阻力损失）的大小。 | 2~4 | 3 | 必做 | 验证 |
3 | 离心泵特性曲线的测定 | 了解离心泵的结构特点，熟悉并掌握离心泵的工作原理和操作方法；测定离心泵在一定转速下的特性曲线。 | 2~4 | 3 | 必做 | 验证 |
4 | 空气在圆形直管中对流传热系数的测定 | 观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象；通过实验掌握传热膜系数α的测定方法，并分析影响α的因素；掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数C和指数m、n的方法；通过实验提高对α关联式的理解，了解工程上强化传热的措施；掌握测温热电偶的使用方法。 | 2~4 | 3 | 必做 | 综合 |
5 | 填料塔吸收传质系数的测定 | 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程；掌握总体积传质系数的测定方法；了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响；了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度的测量方法。 | 2~4 | 3 | 必做 | 综合 |
6 | 板式精馏塔塔板效率的测定 | 熟悉板式精馏塔的结构、精馏流程、原理及操作方法；观察精馏过程中汽液两相在塔板上的接触情况；测定精馏塔全塔效率并掌握板式塔效率的影响因素。 | 2~4 | 3 | 必做 | 设计 |
7 | 萃取实验 | 了解液－液萃取设备的一般结构和特点；熟悉液－液萃取操作的工艺流程，掌握液－液萃取装置的操作方法；学习和掌握液－液萃取塔传质单元数，传质单元高度及体积总传质系数的测定方法，分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 | 2~4 | 3 | 必做 | 综合 |
8 | 干燥速率曲线的测定 | 在一定空气流量和空气温度下测量某物料的干燥曲线；干燥速率曲线和临界含水量；测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 | 2~4 | 3 | 必做 | 综合 |
*选做实验不占实验教学学时，学生自愿选做，以课外开放实验形式运行。
五、考核方式
1.实验报告
学生完成实验后要认真书写实验报告。实验报告主要包含实验目的、实验原理、实验装置图、原料及产物的物理常数、实验步骤及现象记录、实验结果、结果及现象的分析讨论、实验相关知识拓展及实验改进等。其中实验相关知识拓展及实验改进为选做项目，学生根据自己的知识水平及兴趣进行自主学习。
2.考核方式
化工原理实验单独开课，成绩评定主要由平时成绩及实验报告两部分组成。总成绩=预习（10%）+实验过程（占40%）+实验报告成绩（50%），其中，实验过程包括实验操作及产品质量等。
四、实验教材和参考书
(一)教材
《化工原理实验》，孙亮，马占华，王万里编，校内自编教材，2010。
(二)主要参考书
1．《化工原理》（第三版），谭天恩，窦梅，周明华等，化学工业出版社，2006；
2．《化工原理》（第3版），姚玉英，陈常贵，柴敬诚，天津大学出版社，2010；
3．《化工原理》（第三版），陈敏恒等，化学工业出版社，2006；
4．《Unit Operations of Chemical Engineering》（第3版），WARREN L.MCCABE等，McGraw-Hill Book company，1976。