实验数据的处理方法
【摘要】物理学是一门实验的科学，物理学中的新概念、新规律的发现都依赖于反复的实验。而处理实验数据时，需选择适当的实验数据处理方法，才能较准确、客观的反映实验结果，减小误差。本文介绍了实验数据处理中涉及到的一些基本概念，重点综述了物理实验中常用的数据处理方法。并指出了各自适用的条件及优缺点。
【关键词】误差；数据处理；作图法；最小二乘法；逐差法
Abstract：Physics is an experimental science, New concepts in physics, the discovery of new rules rely on trial and error, The experimental data processing，Need to select the appropriate treatment of the experimental data，To more accurately reflect the objective results，Reduce errors. This article describes the experimental data processing involved in some of the basic concepts Summary of experiments focused on the physical data processing methods commonly used. And pointed out the advantages and disadvantages of each applicable condition.
Keywords:Error; Data Processing；Mapping；Least squares；By subtraction
【引言】数据处理是指由实验测得的数据, 必须经过科学的分析和处理, 才能揭示出各物理量之间的关系。我们把从获得原始数据起到得出结论为止的加工过程称为数据处理。正确的处理实验记录的数据，对我们科学的了解被测量或研究对象的客观规律，选择恰当的实验数据处理方法，最大限度的减小误差让实验数据无限接近理想条件下的结果，这是实验数据处理的意义所在。在这方面研究的文献有很多，例如费业泰的《误差理论与数据处理》等。要对实验结果进行分析，根据不同的实验方法，我们可以采用不同的数据处理方法，常用的有作图法、最小二乘法、逐差法等。本文将分别对这些方法进行了介绍。
一、实验数据处理中涉及到的基本概念
对实验结果进行半定量分析，需要借助许多评价参量，这里涉及到许多表征实验数据好坏及数据离散程度的基本概念，特别是描述处理后数据的可靠性的参量，尤其具有重要意义。以下将对一些重要概念进行介绍。
1 .真值及约定真值
真值有多种定义，如“被测量本身所具有的真实大小称为真值。”[1]“如果实验已消除系统误差，只存在偶然误差。则无穷多个观测值得平均值，就是被测物体的真值。”[2]“正在研究某量时所处的条件下严格的确定的量值。”[3]由此可见，真值是客观存在的，但也还是一个理想的概念，通常是不可确切知道的。
约定真值被认为是非常接近真真值的，它们之间的差别可忽略不计，无系统误差条件下的算术平均值、标称值、校准值、理论值、公认值等均可作为约定真值来使用。
2.影响量和干扰量
影响量不是测量的对象，但却影响被测量的量值或仪器示值，它通常是一种与待测的量有一定函数关系的另一种性质的量[9]。例如在测量电阻时，由于多数材料的电阻随温度改变，因此在测量电阻时温度在影响着电阻值的测量结果，但它却不是测量对象，所以温度就是电阻测量中的影响量。影响量在测量结果中带来的影响可以在测出影响量的大小后，按其函数关系从测量结果中加以消除。
干扰量是一种与待测的量没有必然联系的外界强行渗入量。例如拍摄全息照片时外界的振动，探测器的噪声，都会影响测量工作造成干扰，这样的一些量称为干扰量[9]。为了保证测量的准确度，在安排测量条件时，要消除影响量和最大限度减小干扰量。
3.精度
反映测量结果与真实结果接近程度的量，称为精度，它与误差的大小相对应，因此可用误差的大小来表示精度的高低，误差小则精度高，误差大则精度高低。
精密度：它反映测量结果中随机误差的影响程度
准确度：它反映测量结果中系统误差的影响程度
精确度：它反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可用测量的不确定度（或极限误差）来表示。[4]用一种打靶的例子，可以更好的理解和掌握，如下图：
（a）精密度高、准确度低（b）准确度高、精密度低（c）精确度高
图1 打靶的精确度
4.误差
测量值减去真值为测量值的误差，即:
测量值-真值=误差
上述误差亦称绝对误差，假设测量值为x，真值为a，误差为ε，则有误差ε=x-a，ε=ε/a称为相对误差。对误差的来源可以概括为四个方面[4]：1，ε与a的比值
r
测量装置误差，这里面分三个方面来说，a，标准量具误差：以固定形式复现标准量具的器具，如标准量块、标准先问吃、标准电池、标准电阻、标准砝码等，它们本身体现的量值，不可避免的都还有误差。b，仪器误差：凡用来直接或间接将被测量和已知量进行比较的仪器设备，称为仪器或仪表，如天平、压力表、温度计等，它们本身都具有误差。c，附件误差：仪器的附件及附属工具，如测长仪的标准环规，千分尺的调整量棒等的误差，也会引起测量误差。2，环境误差：由于各种环境因素与规定的标准状态不一致而引起的测量装置和被测量本身的变化所造成的误差，如温度、适度、气压、振动、照明、重力加速度等所引起的误差。通常仪器仪表在规定的正常工作条件所具有用的误差，而超出此条件时所增加的误差称为附加误差。3，方法误差：由于测量方法不完善所引起的误差，
=，因近似数π取值的不同，将会引起误差。4，人员如测量一个轴的直径d s
误差：由于测量者受分辨能力的限制或是崛起变的生理变化，固有习惯引起的读数误差，以及实验室的疏忽等所引起的误差。总之，在计算测量结果的精度时，对上述四个方面的误差来源，必须进行全面的分析，力求不遗漏，不重复，特别是对误差影响较大的哪些因素。
4.1 系统误差
先看两个例子[51）用一个2.5级0—1A的安培计测一回路的电流强的I为0.73A，而用另一个0.5级0—1A的安培计测同一回路电流为0.716A;（2）用一天平称一物体的质量，物体在左盘，砝码在右盘，平衡时测量值为74.2519g，物体与砝码交换后则为74.2501g；（1）是由于仪器自身误差的问题，（2）是由于天平左右臂长不完全相等引入的系统误差，可将物体放在天平左、右盘上各称一次取平均值去消除。
上述各项测量值的差异在重复测量时依然不变，这表示其误差的符号和大小是恒定的，此类误差称为系统误差。对系统误差的研究主要是：（1）探索系统误差的来源，设计实验方案消除或消减该项误差。
（2）估计残存系统误差的可能的范围。[5]
4.2偶然误差
在同一条件下，对同一物理量进行重复测量，各次测量值一般不完全相同，这是由于测量时存在的偶然误差。一个测得值的偶然误差是多项偶然因素综合作用的结果，在测量前不能得知测得值将偏大或偏小。
图（2）. 单摆周期测量100次的统计直方图
这里以测单摆周期的实验为例：用手控制数字毫秒计，测量一摆的周期共100次，测量值的大小变化不定，似乎没有规律，其实这种偶然现象服从统计规
N，以测律。现将测得值分布的区域分为9个区间，统计各区间内测量的个数
i
N/N为纵坐标（N为总数）作统计直方图，图2[5]是一次实验的量值为横坐标，
i
结果。从图上可以看出，比较多的测量值集中在分布区域的中部，而区域的左右两半的测量值个数都接近一半，由此可以设想被测量的真值就在数据比较集中的部分。
在上述测量之后，用光电门控制一台数字毫秒计去测同一个摆的周期，测10次，测量值分布在1.866s 到1.868s 的小区域中，由于此时的偶然误差显著小于前者，可将光电控制测量的平均值0T 作为手控测量的近真值，对于测量值的偶
然误差作如下的统计，取0T =1.8670s ，则
i T -0T <0（ε≤0） 占48%
i T -0T ≥0（ε>0） 占52%
多次测量均有同上相似的结果，因而得出如下几点认识：
（1） 每次测量的偶然误差是不确定的。
（2） 出现正号或负号偶然误差的机会相近。
（3） 出现绝对值小的偶然误差的机会多一些。
5 .算术平均值与标准偏差
5.1 算术平均值
设n 次测量值1x ，2x ，…, n x 的误差为1ε，2ε，…，n ε，真值为a ，则
(1x -a)+(2x -a)+…+(n x -a)= 1ε+2ε+…+n ε
将上式展开整理后，两侧除以n ，得
1n (1x +2x +…+n x )-a=1n
(1ε+2ε+…+n ε) 它表示算术平均值的误差，等于各测量值误差的平均值，假如各测量值的误差只是偶然误差，而偶然误差有正有负，相加时可抵消一些，所以n 越大，算术平均值越接近真值。因此可以用算术平均值作为被测量真值的最佳估计值。
又当测量值的误差中包含有已知的系统误差，则相加时它们不能抵消，这时应当用算术平均值加上修正值为被测量真值的最佳估计值（修正值与系统误差绝对值相同，符号相反）。
5.2 标准偏差
具有偶然误差的测量值将是分散的，对分散的情况的定量表示用标准偏差s ，它的定义是为
①
n 为测量值个数。例，比如有如下两组数值：
A 2.1 2.6 2.8 2.9 3.0 3.2 3.7
B 2.1 2.4 2.7 2.9 3.1 3.4 3.7
两组数值都在2.1到3.7之间，平均值都是2.9，计算标准偏差为A s =0.497≈0.50
B s =0.557≈0.56，可以看出A 组数比较像中间集中，B 组数则稍差，表现除它们分散上的差异。
6．有效数字
在做实验时总要记录很多的数据，并对数据进行计算或处理，但在记录时应取几位，计算后应保留几位，这是实验数据处理的重要问题，必须有一个明确的认识。实验时处理的数值，应能反应出被测量的实际大小的数值，即记录与运算后保留的应为能传递出被测量实际大小信息的全部数字，这样的数字称为有效数字。例如用一最小分度1mm 的尺，测得一物体的长度为7.62cm ，其中7和6是准确度出来的，最后一位数字2是估读的，并且仪器本身也将在这一位出现误差，即这一位不一定是2，只是近似的，但是还是一位有效数字。在实际取舍时按照实验条件以及题目要求为参考。
使用有效数字规则时的注意事项：[5]（1）物理公式中的有些数值，不是实
验测量值。例如，测量圆柱体的直径d 和长度l 求体积V 的公式214
V d l π=中的14不是测量值，在确定V 的有效数字位数时不必考虑14
的位数。（2）对数运算时，首数不算有效数字。（3）首位数是8或9的m 位数值在乘除运算中，计算有效数字时，可多算一位。（4）有多个数值参加运算时，在运算中途应比按有效数字运算规则规定的多保留一位，以防止由于多次取舍引入计算误差，但运算最后仍应舍去。（4）数值的修约规则：①开始要舍去的第一位数是1、2、3、4时就舍去；是6、7、8、9时在舍去时进1。②要舍去的一位是5，而保留的最后一位是奇数，则舍去5进1，是偶数则舍去5不进位，但是5的下一位不是0是仍然要进位。[5]
表1. 两组数值集中程度不同的实验测量数据
二、物理实验中常用的数据处理与分析方法
实验数据处理的方法有很多，对不同的实验记录数据要选择不一样的数据处理方法，以下介绍几种常用的实验数据处理方法，并最后对各自的优缺点进行总结。
1. 列表法
把数据按一定规律列成表格，可使物理量之间的一一对应关系简明、醒目，也有助于发现实验中的规律。列表时应注意：（1）表格设计合理、简单明了，便于观察。（2）各栏目中均应注明物理量的名称和单位。（3）各量排列顺序尽量与测量数据顺序一致，用有效数字填写。特殊需要可以采用其他规律[7]。这种方法在实验室常用到，如果将实验要记录的数据在表格中一一罗列出来，这样清晰明了，在处理数据是一目了然。如表[2]
2. 分组计算法
设变量x 、y 间存在y=a+bx 的直线关系，由于测量存在误差，对n 次测量有
111222...n n n y a bx v y a bx v y a bx v =++?
?=++???????=++?? 式中i v 表示测量误差。现在将n 组测量分为前后两部分，从中取对应的两组：
表[2] 某物理量的测量
222n n n i i i i i i y a bx v y a bx v +++=++???=++??
略去误差项，解出a 、b 的近似值：
2222()()2n i n i n n
i i i i i i i i i y
y b x x y
y b x
x a ++++-??=
?-???+-+?=??
这样可的2
n 个i a 和i b ，再求a 、()s a 和b 、()s b 。如n 为奇数，中间数可公用。
3．最小二乘法[5]
假设变量x 、y 间存在直线关系y=a+bx ，参量a 、b 分别为y 轴截距和斜率，当将测量值(,)i i x y 带入此式时，由于存在测量误差i i y a bx ≠+，引入误差项i v 后有i i i y a bx v =++ ， 或 ()i i i v y a bx =-+ ，对n 次测量，可有
111222()()()n n n v y a bx v y a bx v y a bx =-+?
?=-+???????????????????????
?=-+?
由于n 个方程中有n+2个未知数，所以不能从解联立方程组求出a 、b 值。设y 为等精度测量值，最小二乘法原理指出，满足2i v =∑极小值条件下求出的参量a 、
b
之值
、为最佳拟合值，即从^22[()]i i i v y a bx a =-+∑∑ ，
2^0i v a ?=?∑ ，2^0i
v b ?=?∑ 得 ^^^^2i i
i i i i y n x x y x x a b a b ?=+???=+?∑∑∑∑∑ 解此联立方程组，得 2
^22^2
2()()i i i i i i i i i i i i i
x y x x y n x x n x y x y n x x a b ?-=?-??-?=?-?∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑ ②
令
222
222()()()()()()x x i i i y y i i i x y i i i i i
i s x x x x n s y y y y n
s x x y y x y x y n ?≡-=-??≡-=-??≡--=-??
∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑ ③ 则由②及③，又可得出^xy xx s s b = ，^^y x a b =-。
为了反映变量ｘ、y 间的线性关系的密切程度，常用关联系数r 来描述，其
估算式为
^2
212()()[()()]i i i i s x x y y x x y y r --==--∑∑∑ ④
从理论上讲，r>0就应该承认x 、y 之间存在一定的相关关系，但是由于^r 值
是从较少的数据中求出的，根据数理统计理论，对于一定的n 值，^
r 要在大于某一临界值r 临时，才可以认为存在线性相关关系。下表给出了各n 值的r 临值。
n 3 4 5 6 7 8 9
r 临 0.998 0.990 0.950 0.917 0.874 0.834 0.798 n 10 11 12 13 14 15 16
r 临 0.765 0.735 0.708 0.684 0.661 0.641 0.623
n 17 18 19 20 21 22
r 临 0.606 0.590 0.575 0.561 0.549 0.537
可以证明参量^a 、^
b 的标准偏差a s 、b s 和y 的标准偏差y s 之间的关系为
b y
a s s s s ?== ⑤ ^^^21121()[][]22i i y yy y x S s n n a
b r ---=---∑ ⑥ 结合⑤和⑥ 二式，
^^b s b r
=
表3 各n 值的r 临值[5]
4 . 作图法
研究两个变量的关系就是用曲线或函数式将二个变量的联系变现出来。那么首先在这里先介绍实验图线的描绘。常用直角坐标纸为方格纸，制图线时需注意的问题：
(1)标的横轴为自变量，纵轴为因变量。一般是以被测量为变量，但有时为了使获得的图线是一条直线，而将被测量做某种变换后的数值做变量。这种变换不仅是由于直线便于描绘，更重要的是直线的斜率和截距所包涵的物理内容是我们所需要的。
(2)标的原点，不一定要和变量的零点一致，若变量x的变化范围是从a到b，则将坐标原点在取在a的附近即可。因为有时a距x的零点很远，如果将原点取在x的零点出，则坐标纸上将出现很大的空白区域，白白浪费了坐标纸。
(3)标轴的分度要和测量的有效数字位数对应，坐标纸的一小格表
示为被测量的最后一位的一个单位、两个单位或五个单位比较好，要避免用一小格表示三、七或九个单位。因为那样不仅坐标点和读数都不方便，也容易出现错误。
(4)和y轴二变量的变化范围（a—b）（c—d），表现在坐标纸上的长
度应该相差不大，最多也不要长过一倍。注明x、y轴代表的测定量及单位，按测量数据标出坐标点。
4.1在我们讨论变量间的函数关系，这类问题有两种不同的情况：
（1）已知两个变量函数关系的形式，但是其中有位置参量；
如果两个变量x、y之间是直线关系，即y=a+bx 则可用n组测量值(,)
i i
x y
作图，所得直线的截距即参量a，斜率是参量b。但是实验中两个变量的关系往往不是直线，例如，弹簧振子的振动周期T和所负载m的关系为
2
Tπ
=，式中
m为弹簧自身的重量，c和k是待定参量。测量不同m对应的T，可以作T—m图线，图3为一例。由于它是曲线，因而无法从图上得出待定参量值。改换变量，将函数关系转变为直线关系，对此周其公式可以
改成
22
20
44
()()
cm
T m
k k
ππ
=+，他表示2T与m间为直线关系，作2T--m直线
（图4），从图上求出截距a ，斜率b ，则a=204cm k π ， b=2
4k
π 由此可求出k 和c 值。即对于非线性函数，要通过变换变量使之成为线性函数，再用作图法求出截距和斜率，进而确定待定参量。
非线性函数如何变换要看函数的形式，例如：
2[ln ]ln []
1[][][][]bx y ae y a b x E x y R
y R R E x x
y y ax bx a b x x -=???????????????=--=??????????=-+?=+?????????????????=+ 上列式中的括号[]为变换后的变量。
（2）两个变量函数关系的形式尚未知时
首先用测量值作图，如果得一直线，则从图上求出截距和斜率，函数关系就完全确定了；当得到的是曲线时，就要分析曲线的形式，参照已知的函数曲线，给出假定的函数式，再用上述（1）中处理非线性函数的方法，使之线性化，但这样做不一定一次就成功，可能要反复几次才可得出较好的结果[4]。
通过电阻伏安特性研究的实验为例，对作图法和最小二乘法进行比较，其公式为U R I
=，式中U 为电压，I 为电流，R 微电阻，测量数据见表4，用所测量的结果画图如图（5）。
图（4）弹簧振子的2T —m 曲线
图(3)弹簧振子的T —m 曲线
物理量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U （V ） 0.622 0.718 0.823 0.922 1.021 1.134 1.235 1.323 1.412 1.526 I(A) 0.234 0.264 0.305 0.331 0.369 0.421 0.461 0.479 0.521 0.565
在直线上取两点，A （0.600,0.223）、B （1.500,0.553）,利用作图法进行处理，求得斜率2121-0.5530.2230.3671.5000.600
I I K U U -===--图，求K 图值的标准偏差，由于K 图=0.367，所以作图法拟合直线为I=0.367U,将表4中的U 代入得表5
物理量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U （V ） 0.622 0.718 0.823 0.922 1.021 1.134 1.235 1.323 1.412 1.526 'I =0.367U 0.228 0.263 0.302 0.308 0.375 0.416 0.453 0.484 0.518 0.560 I(A) 0.234 0.264 0.305 0.331 0.369 0.421 0.461 0.479 0.521 0.565 'I I I ?=- 0.006 0.001 0.003 -0.007 -0.006 0.005 0.008 -0.006 0.003 0.005
I 的偏
差0290.00560.0061I δ=≈≈K 图的标准偏
差0.00570.0062K I δδ===图 下面再估算读取数据时产生的误差.由于坐标纸最小分格之间人眼无法辨别具体
表4 电阻伏安特性测量表
图（5
）电阻的伏安特性曲
表5 电阻伏安特性I ?值
数据,因此存在视觉误差U ?、I ?，2121
I I K U U -=-图 推出：2121212121212121
()()K I I U U I I U U K I I U U I I U U ??-?-?+??+?=+=+----图图，假设每次读取的误差相同，且为坐标纸最小分格的一半则U ?=0.005 ，I ?=0.0025代入数据得： 0.00250.00250.0050.0050.367()0.00960.010.5530.223 1.5000.600
K ++?=?+=≈--图可见作图法在图上读取数据时的误差是较大的。若坐标分度值取得不当,求斜率K 图时，从直线上取
的两点距离较近的话,产生的误差就更大。
利用最小二乘法处理数据，求斜率K 乘值，由U =1.0736，2U =1.2356，
2
U =1.1526，I =0.395，U I ?=0.4546，U I ?=0.424，得： 220.45460.4240.3670.371.2356 1.1526
U I U I K U U ?-?-===≈--乘。求K 乘值的标准偏差，由K 乘=0.37得到最小二乘法拟合曲线为I=0.37U ，将表4中的U 代入的表6
表6 数据列表
物理量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U （V ） 0.622 0.718 0.823 0.922 1.021 1.134 1.235 1.323 1.412 1.526 'I =0.367U 0.230 0.266 0.305 0.341 0.378 0.420 0.457 0.489 0.522 0.565 I(A) 0.234 0.264 0.305 0.331 0.369 0.421 0.461 0.479 0.521 0.565 'I I I ?=- 0.004 -0.002 0.000 -0.010 -0.009 0.001 0.004 -0.010 0.001 0.000
I
的偏差0.00590.006I δ==≈≈ K 乘
的偏差0.00590.007K I δδ==≈乘 小结：K 图=0.367±0.01，K 乘=0.367±0.007，即最小二乘法拟合的直线较精确。
5 .逐差法
逐差法是为了减小系统误差，而在实验数据处理当中常用的一种方法。当实
验中的两个物理量满足正比例关系时，依次记录改变相同的量时的值、或者某一研究对象随实验条件周期性变化时，依次记录研究对象达到某一条件（如峰值﹑固定相位等）时的值、逐项逐差再求平均[8]。但是实验数据的个数却对逐差法有着影响，是偶数对数据（n=2m）时，我们会很容易地算出斜率；当是奇数对数据（n=2q-1）时需要将中间数据对（n=q）舍弃，例如11对数据（n=11,q=6,m=n/2=5.5）应将第对6数据舍弃，当然也可以舍弃第一对数据或最后一对数据，这样可以减小误差。这样做可以充分利用数据，具有对实验数据取平均和减少随机误差的效果。另外，还可以对实验数据进行逐次相减，这样可验证被测量之间的函数关系，及时发现数据差错或数据规律。
总结：
本文阐述了物理实验中一些常用的概念，实验数据的处理方法。着重讲述了列表法、作图法、最小二乘、逐差法。结果表明列表法只显示出物理量之间的对应关系；作图法可把一系列数据之间的关系或其变化情况直观地表示出来。作图法是研究物理量之间的变化规律，找出对应的函数关系，求出经验公式的最常用方法之一。作图法有多次测量取平均的效果，并易于发现测量中的错误，还可以把复杂的函数关系简化；用作图法处理数据虽有许多优点，但它是一种粗略的数据处理方法。不同的人，用同一组数据作图，由于在拟合直线（或曲线）时，有一定的主观随意性，因而拟合出的直线（或曲线）往往是不一样的。由一组实验数据找出一条最佳的拟合直线（或曲线），更严格的方法是最小二乘法；逐差法也是一种常用的数据处理方法，特别是当自变量与因变量成线性关系，而自变量为等间距变化时，用逐差法处理更具有独特的优点。
【致谢】在本次论文的的选题、准备、写作过程中得到了尹跃洪老师的细心指导和热情鼓励，这篇论文中他倾注了很多的心血和汗水，尹老师严谨的治学态度让我受益匪浅，在这里由衷的感谢尹老师对我的帮助。衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师、教授。
【参考文献】
[1] 金麟孙.仪器计量误差理论[M].上海科技出版社,1983.12-15
[2] 李惕碚.实验的数学处理[M].科学出版社,1981
[3] BIPM-IEC-ISO-OIML.国际通用计量学基本名词.中国计量出版社,1984
[4] 费业泰.误差理论与数据处理-5版[M].北京.机械工业出版社,2004.3-6
[5] 杨述武.普通物理实验-3版力学及热学部分[M].北京.高等教育出版社,2000.5-19
[6] 杨述武.普通物理实验-3版电磁学部分部分[M].北京.高等教育出版社,2000.5-12
[7] 滕敏康.实验误差与数据处理[M].南京大学出版社，1989.34
[8] 张丽.物理实验常见数据的处理方法[J].赤峰学院学报,2008.24(6):18-19
[9] 李化平.物理测量的误差评定[M].高等教育出版社，1993.1-3
实验室废气处理方案
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实验室废气处理方案 一、项目概况 1.实验室在日常运作过程中会产生相应的废气，如未经处理直接排放入大气中势必会对周边环境造成污染，且会对人体造成器质性损伤。为此我公司技术人员在对现场实地考察和相关实验室老师的情况介绍中了解到，目前实验室现状及所产生废气来源及种类相当复 杂。 2.实验室废气中所包含的无机废气及有机废气。 无机废气主要包括：氮氧化物、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化硫等无机废气。 有机废气主要包括芳香类：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等；醛酮类：甲醛、乙醛、戊二醛、丁醛、丙酮、环己酮、甲乙酮、苯乙酮等；酯类：醋酸异丁酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸甲酯、香蕉水等；醇类：甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇等 二、针对实验室所产生废气种类包含无机废气和有机废气的特 点，在处理方案上力求做到如下原则： 1.执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准。 2.废气治理工程系统运行稳定可靠。 3.采用技术成熟、工艺先进、易于操作管理的处理工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用底。
4.处理工艺中选用的设备应与该实验室现有设备配套，不影响该实验室现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，应地制宜，降低投资成本。 三、工艺流程选择 1.对有机废气采用活性炭吸附法，其吸收效率可高达90%以 上。 （1）.活性炭吸附原理 活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800-1500平方米，特殊的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的空隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。分子之间相互吸附的作用力即“范德华力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内空隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到填满活性炭内部空隙为止。 （2）.活性炭脱附方法 当活性炭内部空隙被有机废气即被吸附物质填满而达到饱和时，污染物便开始被释放出来，这种现象称为穿透。达到饱和的活性炭吸
实验数据的处理与分析 1． 0.80 g CuSO 4·5H 2O 样品受热脱水过程的热重曲线(样品质 量随温度变化的曲线)如下图所示。 请回答下列问题： (1)试确定200 ℃时固体物质的化学式________________________________________ ________________________________________________________________________； (要求写出推断过程)。 (2)取270 ℃所得样品，于570 ℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为________________________；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为________，其存在的最高温度是________。 答案 (1)CuSO 4·H 2O CuSO 4·5H 2O=====200 ℃ CuSO 4·(5－n )H 2O ＋n H 2O 250 18n 0.80 g 0.80 g －0.57 g ＝0.23 g 可列式：2500.80 g ＝18n 0.23 g ，求得n ≈4,200 ℃时产物为CuSO 4·H 2O 晶体。 (2)CuSO 4=====570 ℃ CuO ＋SO 3↑ CuSO 4·5H 2O 102 ℃ 解析 (1)分析CuSO 4·5H 2O 受热脱水过程的热重曲线可知，200 ℃时和113 ℃时的产物相同，可根据113 ℃时样品质量确定脱水产物，设113 ℃时产物为CuSO 4·(5－n )H 2O ，则有 CuSO 4·5H 2O=====200 ℃CuSO 4·(5－n )H 2O ＋n H 2O 250 18n 0.80 g 0.80 g －0.57 g ＝0.23 g 可列式：2500.80 g ＝18n 0.23 g ，求得n ≈4,200 ℃时产物为CuSO 4·H 2O 晶体。 (2)根据灼烧产物是黑色粉末可知分解生成CuO ，则具有氧化性的另一产物为SO 3，所以灼烧时反应方程式为CuSO 4=====570 ℃ CuO ＋SO 3↑，CuO 溶于稀硫酸得CuSO 4溶液，结晶时又生成CuSO 4·5H 2O ，由脱水过程的热重曲线可知其存在的最高温度为102 ℃。 2．现有一份CuO 和Cu 2O 的混合物，用H 2还原法测定其中的CuO 质量x g ，实验中可以测定以 下数据：①W ：混合物的质量(g)、②W (H 2O)：生成水的质量(g)、③W (Cu)：生成Cu 的质量(g)、④V (H 2)：标准状况下消耗H 2的体积(L)。 (已知摩尔质量：Cu ：64 g·mol －1、CuO ：80 g·mol －1、Cu 2O ：144 g·mol －1、 H 2O ：18 g·mol －1) (1)为了计算x 至少需要测定上述4个数据中的________个，这几个数据的组合共有________种。请将
实验八 干燥实验 一、实验目的 1. 了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。 2. 掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。 3. 测定湿物料的临界含水量X C ，加深对其概念及影响因素的理解。 4. 熟悉恒速阶段传质系数K H 、物料与空气之间的对流传热系数α的测定方法。 二、实验内容 1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其 影响因素。 2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数α和传质系数K H 。 三、基本原理 干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。干燥 操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的 机理。由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。概括起来 说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚 度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。目 前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大 多采用实验的方法。 干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。为简化实验的影响因素，干燥 实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料， 且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不 变。 本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。测定单位时间内湿物料的质量 变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量， 即以湿物料为基准的水分含量，用ω来表示。但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干 基料为基准的含水量X 表示更为方便。ω与X 的关系为： X =-ωω 1 （8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料； ω—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。 物料的绝干质量G C 是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。 干燥曲线即物料的干基含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，干 基含水量随干燥时间变化的关系。物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而 变，但是曲线的一般形状，如图（8—1）所示，开始的一小段为持续时间很短、斜率较 小的直线段AB 段；随后为持续时间长、斜率较大的直线BC ；段以后的一段为曲线
实验室废水废气处理方法 废气处理措施 Is废气种类 废气中包含无机废气和有机废气，以下列举了废气的一些种类，不同的实验室还会有某些特定种类的废气。 (1)无机废气 主要包括:氮氧化物、硫酸雾、氯化氢等无机废气。 (2 )有机废气 主要包括芳香类：苯、甲醛、茁三酮、乙酸乙酯、甲酰胺、乙醇、三氯甲烷、坏己烷 2、处理方案 常用的有活性炭吸附、光催化净化和填料喷淋塔，或者多种组合的方式进行处理。一般有机废气采用活性炭吸附法和光催化净化法,无机物采用填料喷淋塔进行处理。 (1 )活性炭吸附原理 1、活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800-1500平方米，特殊的更高。也就是说, 在一个米
粒大小的活性炭颗粒中，微孔的表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达,如人体毛细血管般的空隙结构,使活性炭拥有了优良的吸附性能。 2、分子之间相互吸附的作用力即"德华力"。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微坏境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭孔捕捉进入到活性炭空隙中后，由于分子之间相互吸弓的原因，会导致更多的分子不断被吸引,直到填满活性炭部空隙为止。 3、活性炭脱附方法。当活性炭部空隙被有机废气即被吸附物质填满而达到饱和时, 污染物便开始被释放出来,这种现象称为穿透。达到饱和的活性炭吸附床需要进行再生,—般采用加热的气体对吸附床进行脱附,一方面使吸附床再生重新具有活性,- 方面是污染物被解脱出来进行回收或分解处理。这种脱附方法称为升温脱附。物质的吸附量是随温度的升高而减小的，将吸附剂的温度升高，可以使已被吸附的组分脱附下来,这种方法也称为变温脱附,整个过程中的温度是周期变化的。 (2 )光触媒催化滤网 在聚氨酯蜂窝网孔基材上沉积纳米二氧化钛光催化材料,纳米二氧化钛光触媒经紫外光照射(理想紫外光波长253nm-365nm左右),激发价带上的电子(e")跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴(h+ )，生成具有极强氧化作用的氢氧自由基、超氧离子自由基、超氧轻基自由基，将甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有毒有害污染物，臭气异味、细菌等污染物氧化分解成无害的C02和H20。 产品具有良好的空气净化效果和广谱的消毒杀菌性能，能有效净化室空气，控制细菌、病毒的交叉感染达到空气净化和消毒杀菌的目的。光触媒滤网采用的纳米二氧化钛光触媒在作用过程中,本身不发生变化和损耗只提供一个反应场所,具有作用时间长久，空气净化和消毒杀菌效率高，安全、无毒等优点，不产生二次污染,是国际公认的绿色环保无污染的产品。 (3 )酸雾喷淋净化塔是需处理的废气 由玻璃钢离心风机压入净化塔进气段后，垂直向上与喷淋段自上而下的吸收液起中和
1. 范围 本标准规定了化学分析实验室中管理标准物质的程序和要求。 本标准适用于天津市化学分析实验室的标准物质管理。 2. 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 ?GB/T 15000 标准样品工作导则 ?GB/T 27025-2008 检测和校准实验室能力的通用要求 ?JJF 1342-2012 标准物质研制（生产）机构通用要求 ?JJF 1343-2012 标准物质定值的通用原则及统计学原理 3. 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 标准物质 reference material；RM 具有足够均匀和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称特性检查中的预期用途。 3.2 有证标准物质 certified reference material；CRM 附有由权威机构发布的文件，提供使用有效程序获得的具有不确定度和溯源性的一个或多个特性量值的标准物质。 3.3 标准溶液 standard solution 由用于制备该溶液的物质而准确知道某种元素、离子、化合物或基团浓度的溶液。 注：本文件中的“标准溶液”指CRM经溶解或稀释后配制而成的溶液。
4. 管理要求 4.1 一般要求 4.1.1 化学分析实验室（以下简称“实验室”）应有标准物质管理人员。标准物质管理人员负责统筹管理标准物质的购买、验收、保存、使用、期间核查和报废等工作。 4.1.2 实验室应有运输、贮存和使用标准物质的相关程序，以防止污染或损坏。 4.1.3 实验室应有标准物质的管理记录。标准物质的管理记录应至少保存 3 年，或按相关规定的期限保存。 4.2 有证标准物质（CRM）的选择与购买 4.2.1 实验室选择和购买 CRM，应符合 GB/T 27025-2008 中 4.6 的要求。实验室应优先选择《中华人民共和国标准物质目录》中所列出的 CRM，如果目录中没有实验室需要的 CRM，也可选择国内有关行业部门或国外生产组织提供的 CRM。 4.2.2 实验室应确保所选购的 CRM 应满足下列要求： 1.有明确的溯源性和不确定度声明； 2.CRM 的制备、定值及认定符合 JJF 1342-2012、JJF 1343-2012 和 GB/T 15000 给出的 有效程序。 4.2.3 CRM 特性值的不确定度水平应与测量中的限度要求相匹配。 4.2.4 对出售 CRM 的供应商进行定期评价和资质核查。 4.2.5 属于危险化学品或易制毒化学品的 CRM，其购买应符合国家相关规定。 4.3 有证标准物质（CRM）的验收 4.3.1 收到 CRM 后，实验室应进行下列检查并填写验收记录： 1.运输条件是否符合要求； 2.包装、外观是否正常，标识是否清晰完整； 3.有无证书，是否在证书声明的有效期内。 4.3.2 如发现异常情况，应及时与供应商联系。验收合格后，标准物质管理人员应赋予 CRM 明确的标识。实验室完成 CRM 的验收后，应建立 CRM 档案，包括证书、验收记录等。
目录 第1章项目概况 (2) 南方医科大学深圳医院行政楼、综合楼部分场地装修改造工程，地址位于于深圳市宝安区新湖路1333号。本项目中SPF实验动物实验室拟利用原高压氧仓楼的负1和1楼（原高压氧舱因选址不适合，拟选址重建）预留用房进行改造。实验动物饲养室及实验室在日常运作过程中会产生相应的废气，如未经处理直接排放入大气中势必会对周边环境造成污染。 (2) 第2章废气中主要污染物特征及危害 (2) 污染物的种类 (2) 主要污染物对人体的危害 (2) 第3章方案编制 (7) 编制依据 (8) 设计参数 (8) 处理废气量 (8) 废气处理后浓度 (8) 编制原则 (8) 第4章工艺设计 (9) 工艺流程选择 (9) 工艺流程的说明 (10) 工艺流程的系统组成 (11) 第5章工程实施 (15) 工程要点 (15) 第6章工程投资估算 (15) 第7章运行方式与控制 (16) 吸收装置运行方式 (16) 正常运行控制 (17) 第8章承诺与保证 (17)
第1章项目概况 南方医科大学深圳医院行政楼、综合楼部分场地装修改造工程，地址位于于深圳市宝安区新湖路1333号。本项目中SPF实验动物实验室拟利用原高压氧仓楼的负1和1楼（原高压氧舱因选址不适合，拟选址重建）预留用房进行改造。实验动物饲养室及实验室在日常运作过程中会产生相应的废气，如未经处理直接排放入大气中势必会对周边环境造成污染。 第2章废气中主要污染物特征及危害 污染物的种类 实验室废气中所包含的无机废气及有机废气。 无机废气：主要包括：氮氧化物、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化硫等无机废气。 有机废气：主要包括芳香类：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等；醛酮类：甲醛、乙醛、戊二醛、丁醛、丙酮、环己酮、甲乙酮、苯乙酮等；酯类：醋酸异丁酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸甲酯、香蕉水等；醇类：甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇等。 主要污染物对人体的危害 颗粒污染物（大气气溶胶）的危害
1地址：江苏省宜兴市环保科技工业园区太平洋大厦西侧 http ：// 电话：05 E-mail 实验室废气处理方案 一、概述 实验室废气吸收处理设备是我公司在原生产的酸雾净化塔基础上，设计研制生产的新一代废气治理设备，该设备广泛应用于化工行业及医药行业，经处理后的废气浓度≤10mg/m3，净化效率≥90%以上，低于国家排放标准中规定的排放速率≤h。根据常州生物医药孵化器有限公司现有的条件，本方案设计的最大废气处理量为75000M 3/h ，最小处理量为75000M 3/h 。 二、工艺流程 实验室废气 排放 三、技术参数及数据 1、集气箱 实验室废气具有分布散，排量小，不连续的特点；本设计根据以上实验室废气的特点，在废气处理装置前增设集气箱，使废气能够获得更好的处理效果。 集气箱的作用如下： ①是废气中的悬浮物及粉尘等较重的物质得到初步沉降、分离。 ②调节废气含量，是废气中含有的污染物质和有毒气体含量能够均衡一些，利于下一道工序操作。 ③调节气量。由于实验室产生的废气比较分散且不连续，集气箱可以保证废气匀速进入下到工序。 ④可以起到事故缓冲作用。如果后道工序出现小故障，集气箱还能存储部分废气，不致使有毒气体逸出。
2地址：江苏省宜兴市环保科技工业园区太平洋大厦西侧 http ：// 电话：05 E-mail 2、引风机 1、（玻璃钢风机，叶轮：Q235+FRP ）1 台 a 、型号：4-72离心风机 b 、风量：22000M 3/h c 、电机型号：Y180M-4 功率： e 、风机配消音罩一套 3、喷淋塔 喷淋塔是由塔身、填料架、填料、喷淋管、水箱、雾滴分离器组成。本塔采用氢氧化钠（NaOH ）溶液作为吸收中和液来净化实验室废气中的强氧化气体及有毒气体。废气由离心通风机吸入进风段后向上流动，而喷嘴喷出的中和液由上向下喷淋。从第二级中喷出的中和液与上升的废气进行气液接触，吸收中和后中和液往下淋湿第二级滤料层，使从下往上升的废气得到气液接触吸收中和，中和液再向下淋湿第一级滤料层，再一次获得气液相接触吸收中和作用。同时还增大了第一级中滤料的淋湿量，从而加大了该滤料层的气液比。正因为废气是自下往上升。因此通过第一级滤料层的废气浓度最高，这样使高浓度的废气曲折地从滤料间空隙通过向上升时，与向下流动的中和液接触吸收中和，可使废气通过该滤层后浓度急剧下降，然后再经过一排中和液喷淋，废气与之吸收中和后，浓度再度下降；然后再通过一个滤料层和一排中和液喷淋的接触吸收中和，使废气的浓度净化到设计的预订效果（针对可溶于水及碱液的废气）。最后通过雾滴分离器进入吸收塔。 a 、直径：DN2000 b 、高度：（本体出口法兰标高） c 、数量：1台 d 、材质：PP f 、填料：Φ50聚炳稀多面空心球（每塔H 总=1000mm ） g 、喷淋装置：DN50/DN32UPVC 管系统及喷淋头。 H 、循环泵：GDF-20-25-4。
化工原理干燥实验报告 一、摘要 本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线。 干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。 二、实验目的 1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3、测定物料含水量及床层温度时间变化的关系曲线。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数kH及降速阶段的比例系数KX。 三、实验原理 1、流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得
到流化床床层压降与气速的关系曲线（如图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处的流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流化速度(umf)。 在生产操作过程中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被那干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（见下图）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速
一、废气处理系统改造 我中心现食品安全实验室于2008年投入使用，当时设计通风系统为楼面直排；实验室做实验时产生的大量废气直接排放于大气中，对周边环境造成严重污染，对楼面部分建筑也产生腐蚀情况。为了减少实验室废气排放对环境的影响，延长楼面部分设备的寿命，对楼面排气排风系统进行废气处理改造。根据排放气体的不同，要安装不同的废气处理设备，主要分为无机废气处理塔和有机废气处理塔。 无机废气处理塔 主要包括：氮氧化物、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化硫等无机废气。 有机废气处理塔 主要包括芳香类：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等；醛酮类：甲醛、乙醛、戊二醛、丁醛、丙酮、环己酮、甲乙酮、苯乙酮等；酯类：醋酸异丁酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸甲酯、香蕉水等；醇类：甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇等。 (一)针对本实验室所产生废气种类包含无机废气和有机废气的特点，在处理方案上力求做到如下原则： 1.执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准； 2.废气治理工程系统运行稳定可靠； 3.采用技术成熟、工艺先进、易于操作管理的处理工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用底； 4.处理工艺中选用的设备应与该实验室现有设备配套，不影响该实验室现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，应地制宜，降低投资成本。
（二）工艺流程选择 针对本实验室所产生废气的种类，治理方案采用活性炭吸 废气达标排放 本处理工艺中对有机废气采用活性炭吸附法，其吸收效率可高达90%以上。 1.活性炭吸附原理 （1）活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800-1500平方米，特殊的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的空隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。 （2）分子之间相互吸附的作用力即“范德华力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内空隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到填满活性炭内部空隙为止。 2.活性炭脱附方法 当活性炭内部空隙被有机废气即被吸附物质填满而达到饱和时，污染物便开始被释放出来，这种现象称为穿透。达到饱和的活性炭吸附床需要进行再生，一般采用加热的气体对吸附床进
e北京化工大学 实验报告 课程名称：化工原理实验实验日期：2012.5.9 班级：化工0903班姓名：徐晗 同组人：高秋，高雯璐，梁海涛装置型号：FFRS-Ⅱ型 流化干燥实验 一、摘要 本实验通过空气加热装置测定了空气的干、湿球温度，通过孔板流量计测定了空气的流量，并采用湿小麦为研究对象，对其进行干燥，分别记录了物料温度、床层压降、孔板压降等参数，测定了小麦的干燥曲线、干燥速率曲线，以及流化床干燥器中小麦的流化曲线。实验中通过Excel作图并进行了实验结果分析。 关键词：流化床干燥含水量床层压降速率曲线 二、实验目的 1. 了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2.掌握流化床流化曲线的测定方法、测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3.测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。 4.掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数k H及降速阶段的比例系数K x。 三、实验原理 1.流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线。如图1所示。 图1 流化曲线 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加
（进入BC阶段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处得流速被称为带出速度（u0）。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而使沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流化速度（u mf）。 在生产操作中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2．干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（如图2所示）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即为干燥速率曲线（如图3所示）。干燥过程可分为以下三个阶段。 图2 物料含水量、物料温度与时间的关系 图3 干燥速率曲线 （1）物料预热阶段（AB段） 在开始干燥前，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水量随时
实验室废气处理方法初步来说是：产生少量有毒气体的实验应在通风橱内进行，通过排风排到室外(使排出气在外面大量空气中稀释)，避免污染室内空气。通风橱排气口应以保证对外排气不影响附近居民身心健康为原则，排气口朝向应避开居民点并有一定高度，使之易于扩散。 产生毒气量大的实验必须备有吸收或处理装置。如二氧化碳、氧化氮、二氧化硫、氯气、硫化氢、氟化氢等可用导管通入碱液中，使其大部分被吸收后再排出，一氧化碳可点燃转成二氧化碳，可燃性有机废液可于燃烧炉中通氧气完全燃烧。 实验室废气处理主要方法： (1) 吸收法： 指的是采用合适的液体作为吸收剂来处理废气，达到除去其中有毒害气体的目的的方法。一般分为物理吸收和化学吸收两种。比较常见的吸收溶液有水、酸性溶液、碱性溶液有机溶液和氧化剂溶液。它们可以被用于净化含有SO2 、Cl2、NOx、H2S、SiF 、HF4、NH3、HCl、酸雾、汞蒸气、各种有机蒸汽和沥青烟等废气。这些溶液在吸收完废气后又可以被用于配制某些定性化学试剂的母液。 (2)固体吸附法： 指的是先让废气与特定的固体吸收剂充分接触，通过固体吸收剂表面的吸附作用，使废气中含有的污染物质(或吸收质)被吸附从而被达到分离的目的，再通过充分的震荡或久置。此法一般适合用于对废气中含有的低浓度的污染物质的净化。例如，若要吸收几乎所有常见的有机及无机气体，可以选择将适量活性炭或者新制取的木炭粉放入有残留废气的容器中；若要选择性吸收H2S、SO2及汞蒸汽，就要用硅藻土；若要选择性吸收NOx、 CS2、H2S、NH3、CmHn、CCl4等，就要用到分子筛。 (3) 回流法： 指的是对于易液化的气体, 可以通过特定的装置使挥发的废气，在通过装置时可以在空气的冷却下，液化为液体，再沿着长玻璃管的内壁回流到特定的反应装置中。如在制取溴苯时，可以在在装置上连接一根足够长的玻璃管。 (4) 燃烧法：
实验室控制系统GMP 实施指南 目录 目录 1 前言 (1) 2 目的 (2) 3 范围 (3) 4 指南内容结构 (4) 5.质量控制实验室总体描述 (5) 5.1 职责 (5) 5.2 布局 (5) 5.2.1 原则 (5) 5.2.2 要求 (5) 5.3 人员 (6) 5.3.1 组织架构 (6) 5.3.2 资质要求 (6) 5.3.3 培训 (6) 5.4 文件系统 (7) 5.4.1 分类 (7) 5.4.2 要求 (7) 6 取样 (10) 6.1 6.2 6.3 6.4 定义 (11) 应用范围 (12) 要求 (12) 6.3.1 人员 (12) 6.3.2 取样器具 (12) 6.3.3 样品容器 (13) 6.3.4 取样间 (13) 流程实施 (13) 6.4.1 取样方案 (13) 6.4.2 取样 (14) 6.4.3 标识 (14) 6.4.4 取样记录 (14) 6.4.5 取样的异常处理 (14) 6.4.6 留样 (15) 7 试剂及试液的管理 (17) 7.1 定义和应用范围 (17) 7.2 要求 (17) 7.2.1 采购接收和标识 (17) 7.2.2 储存和使用 (18) 7.2.3 试剂使用效期的管理 (18) 7.2.4 报废 (18) 7.2.5 文件管理 (18) 8 标准品/对照品 (19) 8.1 定义 (19) 8.2 分类 (19) 8.3 应用范围 (20) 8.4 要求 (20) 8.4.1 接收 (20) 8.4.2 标识 (20) 8.4.3 标准溶液的稳定性研究 (20) i 更多免费资料下载请进：https://www.doczj.com/doc/aa437598.html,好好学习社区
实验数据的处理分析 [考纲要求] 能分析和处理实验数据，得出合理的结论。 热点实验数据筛选与处理 实验所得的数据，可分为有用、有效数据，正确、合理数据，错误、无效数据，及无用、多余数据等。能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理题的一个重要能力考查点，也是近年来命题变化的一个重要方向。 解题策略 对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”：一看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的；二看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去；三看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用；四看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算；五看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。 典例导悟(·江苏，).对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。 一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体为催化剂(可循环使用)，在溶液中加入乙酸酐(有脱水作用), ℃反应。反应结束后，过滤，滤液分别用溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。 ()上述实验中过滤的目的是。 ()滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于层(填“上”或“下”)；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有。 ②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知，甲苯硝化反应的特点是。 ③与浓硫酸催化甲苯硝化相比，催化甲苯硝化的优点有、。 热点实验数据综合分析 如何用好、选好数据，是解决这类试卷的关键所在。解决这类试卷的一般方法为：比较数据，转变物质，分析利弊，确定方案。 解题策略
洞道干燥实验装置使用说明书 洞道干燥实验装置使用说明书 一、实验装置主要用途及功能 化工原理实验教学：干燥动力学曲线的测定、水－空气系统传热系数测定； 科学研究：本装置还可用于各类非热敏性物料的结合水、非结合水与平衡水含量的实验测定，以及气流干燥过程的热力学特性与热、质同时传递过程的实验研究；由下图可知，本实验装置主要由风机、电加热器、温度控制器、干燥室、风管等设备所组成。空气由风机鼓入电加热器，加热升温后经列管换热器再进入干燥室对物料进行干燥，循环风量由干燥室中的热球风速仪测量。离开干燥室的尾气，经碟阀再返回风机进口循环使用。循环空气温度可通过温度控制器自动调节，以保持在恒定干燥条件下进行实验。空气湿度可由相对湿度计间接获取（读取室温和相对湿度，计算后获得湿度），也可由干燥室前后的干、湿球温度计间接测定（查表读取）。加热空气流量可由碟阀开度来调节。 本实验的湿物料采用特制的无胶纤维纸板，所以有较强的吸水性。操作时将纸板直接放在干燥室内的电子天平托架上进行干燥，电子天平可连续显示湿纸板的重量。因而通过电子天平可直接读取湿纸板任一时刻干燥后的结果，计算出纸板在一定的时间间隔内的失重，即为纸板在这一段时间内所蒸发的水分量。 二、实验装置的主要技术性能指标 1、该装置主要由干燥器、列管换热器、离心风机、热球风速仪、电子天平、电加热器、液体流量计、温控仪表、开关、指示灯等组成。 2、装置整体外形尺寸：长×宽×高1700 mm×500 mm×1200mm。 3、装置总配电要求：AC220V，3.5kw，16A。 4、水分干燥速率：0.005-0.020gcm-2 min-1。 5、气流干燥室断面尺寸：宽×高140×200mm。 6、列管换热器（列管总外表面积0.20m2，19－φ18×1.5mm，长度400/500mm）。 7、转子流量计：水量LZB-10（16－160）L/h。 8、循环风及风量测量： ●离心风机：2800rpm，风量550 m3/h，风压120mmH2O，效率66％，轴功率0.37kw。 ●风量可调范围0－300 m3/h；风速：主管0－10m/s，箱内0－6m/s
材料先进技术教育部重点实验室 废气处理方案 一、项目概况 1.实验室在日常运作过程中会产生相应的废气，如未经处理直接排放入大气中势必会对周边环境造成污染，且会对人体造成器质性损伤。为此我公司技术人员在对现场实地考察和相关实验室老师的情况介绍中了解到，目前实验室现状及所产生废气来源及种类相当复杂。 2.废气中所包含的无机废气及有机废气 无机废气 主要包括：氮氧化物、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化硫等无机废气。 有机废气 主要包括芳香类：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等；醛酮类：甲醛、乙醛、戊二醛、丁醛、丙酮、环己酮、甲乙酮、苯乙酮等；酯类：醋酸异丁酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸甲酯、香蕉水等；醇类：甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇等 二、针对本实验室所产生废气种类包含无机废气和有机废气的特点，在处理方案上力求做到如下原则：
1.执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准。 2.废气治理工程系统运行稳定可靠。 3.采用技术成熟、工艺先进、易于操作管理的处理工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用底。 4.处理工艺中选用的设备应与该实验室现有设备配套，不影响该实验室现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，应地制宜，降低投资成本。 三、工艺流程选择 针对本实验室所产生废气的种类，治理方案采用活性炭吸附和填料喷淋塔组合的方式进行处理。 本处理工艺中对有机废气采用活性炭吸附法，其吸收效率可高达90%以上。 1.活性炭吸附原理 （1）活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800-1500平方米，特殊的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的空隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。 （2）分子之间相互吸附的作用力即“范德华力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内空隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到填满活性炭内部空隙为止。
讲座 实验误差及数据处理 教学要求 1、了解实验误差及其表示方法； 2、掌握了解有效数字的概念，熟悉其运算规则； 3、初步掌握实验数据处理的方法。 重点及难点 重点：实验误差及其表示方法；有效数字；实验数据处理。 难点：有效数字运算规则；实验数据的作图法处理。 教学方法与手段 讲授，ppt演示。 教学时数 4学时 教学内容 引言 化学实验中经常使用仪器对一些物理量进行测量，从而对系统中的某些化学性质和物理性质作出定量描述，以发现事物的客观规律。但实践证明，任何测量的结果都只能是相对准确，或者说是存在某种程度上的不可靠性，这种不可靠性被称为实验误差。产生这种误差的原因，是因为测量仪器、方法、实验条件以及实验者本人不可避免地存在一定局限性。 对于不可避免的实验误差，实验者必须了解其产生的原因、性质及有关规律，从而在实验中设法控制和减小误差，并对测量的结果进行适当处理，以达到可以接受的程度。 一、误差及其表示方法 1.准确度和误差 ⑴准确度和误差的定义 准确度是指某一测定值与“真实值”接近的程度。一般以误差E表示， E＝测定值－真实值 当测定值大于真实值，E为正值，说明测定结果偏高；反之，E为负值，说明测定结果偏低。误差愈大，准确度就愈差。 实际上绝对准确的实验结果是无法得到的。化学研究中所谓真实值是指由有经验的研究人员同可靠的测定方法进行多次平行测定得到的平均值。以此作为真实值，或者以公认的手册上的数据作为真实值。 ⑵绝对误差和相对误差 误差可以用绝对误差和相对误差来表示。 绝对误差表示实验测定值与真实值之差。它具有与测定值相同的量纲。如克、毫升、百分数等。例如，对于质量为0.1000g的某一物体。在分析天平上称得其质量为0.1001g，则称量的绝对误差为+0.0001g。 只用绝对误差不能说明测量结果与真实值接近的程度。分析误差时，除要去
废气处理系统 1-1、废气塔所处理废气为：酸碱性气体 1-2、排放标准 处理后之废气经检测后须符合“固定污染源空气污染物排放标准” 法规规定 注：排放标准除应符合上述规定外，同时酸碱性废气处理设备废气去除效率达98% 1-３、处理程序 ＨＯＯD酸碱性废气~风管～洗涤塔～风机～烟囱~排放 1－4、洗涤设备应包括本体设施间连接风管、洗涤塔、循环水帮及控制系统、抽风机等及必要之仪表控制组件、系统间管线、仪电配线、控制阀类及配件、PH计控制器，单元控制盘、基础、地坪、排水设施、操作平台及其他在本节规范及设计图所示规定之设备。 2-1、洗涤塔本体 （１)洗涤塔本体应为双段上下交叉对流填充式洗涤塔设计，塔槽为强化塑胶（PP）材质所制成，壁厚应不小于8mｍ，且应提供 足够之补强使其足以担负结构体及运转中所需之负荷,相关之 检视窗、采样口及各循环液体、化学药剂注入口及排水管口应
配合机能设置，并提供必要之操作检视用爬梯及平台爬梯,平 台均须用不锈钢(SUS３０4)制造。 （2）ＰP制洗涤器本体其材质应经紫外线处理（塔内处理流速１.7M ／Ｓ下） (３）洗涤塔下方之循环水槽材质与洗涤塔槽体材质需一致，其内容量至少须有所设计之循环水泵三分钟之帮送容量，水槽内须设循环水泵运转控制～保护之水位计、溢流～排水~泄放管线及自动补水装置等设施。 2-２、洗涤塔填充层 （1)填充层之填充料由ＰE或ＰP等耐蚀材料成型之多孔球体或具不阻塞与不结块之多孔型材等构成。空隙率、比表面积、对气流之阻力等均需妥善设计选择，以提供良好之接触洗涤效果。 （2)出口端提供水份去除器，其水雾清除层之填充厚度或构造应能去除大部分水滴。对１０u以上之水滴至少应有98％以上之去除能力，水份去除器之材质应为PP或PVC （3)填充层及水份去除器应以适当强度之格栅板支撑于洗涤塔槽内，支撑应不超过５0mｍAｑ水柱高。每段洗涤塔本体应设置至少 两个水密式检视窗,设置位置须使填层及喷嘴之检查及维修使 用，并提供必要之检视用平台设施。 2－3、洗涤循环喷洒系统 （1)提供之洗涤循环喷洒系统，至少包括循环水帮、控制操作间管线、喷嘴及其他必要之附多属设施。
实验洞道干燥实验 一、实验目的 1、了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理； 2、掌握物料干燥速率曲线的测定方法； 3、了解操作条件改变对不同的干燥阶段所产生的影响。 二、实验原理 干燥是最常见的有效除湿的方法之一，干燥速率受众多因素的影响，主要与物料及其含水性质、干燥介质的性质、流速和干燥介质与湿物料接触方式等因素有关，一般由实验测定。 三、实验装置 图1 实验装置流程图 1.中压风机； 2.孔板流量计； 3. 空气进口温度计； 4.重量传感器； 5.被干燥物料； 6.加热器； 7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀； 12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。
四、实验步骤 (一)实验前的准备工作 1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。 2. 向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水，使池内水面上升至 适当位置。 3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。 4. 调节新空气入口阀到全开的位置。 (二) 装置的实验操作方法 1. 按下电源开关的绿色按键，在按风机开关按钮，开动风机。 2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至所需读数。 3. 在温度显示控制仪表上，利用(＜,＞,︿)键调节实验所需温度值，sv窗 口显示，此时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度值，按下加热开关，让电热器通电。 4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，即可开始实验。此时，读 )。 取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(G D 5. 将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子 物料时，最好用力挤去所含的水分，以免干燥时间过长。将支架从干燥 器内取出，再将支架插入试样内直至尽头)。 6. 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意:不能用力过大， 使传感器受损。 7. 立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间 记录数据一次( 记录总重量和时间 )，直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实验。 注意: 最后若发现时间已过去很长，但减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即记录数据。 注意：放入物料后不要在点击〈读取操作条件〉，那样会使实验程序进入错误状态，无法正常数据的采集和处理。