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化工原理实验简明讲义哈尔滨工业大学绪论化工综合实验课是化工、环境、生物化工等系或专业的重要基础实验技术课。
它的历史悠久，已形成了完整的教学内容与教学体系。
化工综合实验课是化工原理等课程中所涉及的理论和计算方法的实验研究，化工综合实验课在化工类专业课程中占有重要的地位。
一、化工综合实验课的目的和意义1．巩固和深化理论知识2．培养学生从事实验研究的能力3．培养学生从事工程设计研发的能力4. 培养学生实事求是、严肃认真的学习态度二、化工综合实验课的主要内容化工综合实验课程的内容应包括实验理论教学与基础实验教学两大部分，实验理论教学涉及到实验方法论、数据处理、测试技术及典型仪器、仪表的使用。
基础实验为化工原理全国指导委员会规定的8个实验，即（1）伯努力试验；（2）流体流动形态及雷诺数的测定；（3）流体流动阻力的测定；（4）换热器传热系数及传热膜系数的测定；（5）间歇填料精馏柱性能的测定；（6）填料塔液侧传质膜系数的测定；（7）流化床干燥速率曲线的测定。
除此之外，还包括萃取实验及连续填料精馏柱性能的测定等。
根据不同专业、学科的要求及学时数要求，可以选择以上10个基础实验中的若干个作为实验内容。
三、化工综合实验课的基本要求化工原理实验对于学生来说是第一次接触到用工程装置进行实验，学生往往感到陌生，无从下手。
有的学生又因为是2人一组而有依赖心理，为了切实收到教学效果，要求每个学生必须做到以下几点：1．实验前的预习2．实验中的操作训练3．实验后的总结实验一伯努利试验一、实验目的本实验采用一种称之为伯努利试验仪的简单装置，实验观察不可压缩流体在导管内流动时的各种形式机械能的相互转化现象。
并验证机械能衡算方程（伯努利方程）。
通过实验，加深对流体流动过程基本原理的理解。
二、实验原理∑+++=++f 22222111h u 21P gZ u 21P ρρgZ J ·kg -1 （1） 三、实验装置四、实验方法五、实验结果六、思考题1．为什么实验要保持在恒水位条件下进行？2．从实验中，你能从观察现象中解释流体在直管内流动的速度与阻力损失的变化关系吗？3．操作过程中为什么要排气泡？4．实验中所观察的现象，对其它流体是否也相类似，对不同流体，以上现象又将发生怎样变化？实验二流体流动型态及临界雷诺数的测定一、实验目的本实验的目的，是通过雷诺试验装置，观察流体流动过程的不同流型及其转变过程，测定流型转变时的临界雷诺数。
化工原理绪论一、《化工原理》课程的性质、地位和作用(一)是化工类及其相近专业的一门基础技术课程和主干课程，是由理及工的桥梁，又是各种化工专业课程的基础。
《化工原理》则属于工程技术科学的范畴。
(二)从学科性质看，本课程是化学工程学的一个分支，主要研究化工过程中各种操作，它来自化工生产实践，又面向化工生产实践。
进行化工技术和化工过程的开发、设计、生产及单元操作。
(三)课程具有显著的工程性，要解决的问题是多因素、多变量的综合性的工业实际问题。
因此，分析和处理问题的观点和方法也就与理科课程不同，应首先从实际出发考虑问题。
需从课程学习中得到工程设计的实际训练。
二、化工过程与单元操作(一)化工过程的特征与构成化工过程可以看成是由原料预处理过程、反应过程和反应产物后处理过程三个基本环节构成的。
反应过程是在各种反应器中进行的，它是化工过程的中心环节。
反应过程必须在某种适宜条件下进行，例如，反应物料要有适宜的组成、结构和状态，反应要在一定的温度、压强和反应器内的适宜流动状况下进行等。
而进入化工过程的初始料通常都会有各种杂质并处于环境状态下，必须通过原料预处理过程使之满足反应所需要的条件。
同样，反应器出口的产物通常都是处于反应温度、压强和一定的相状态下的混合物，必须经过反应产物的后处理过程，从中分离出符合质量要求的、处于某种环境状态下的目的产品，并使排放到环境中去的废料达到环保的规定要求；后处理过程的另一任务是回收未反应完的反应物、催化剂或其它有用的物料重新加以利用。
可见，在原料预处理和反应产物后处理过程中都要进行一系列的物理变化过程，如加热、冷却、增减压、使物料发生相变化(如汽化、冷凝、结晶、溶解等)、使均相物料中各组分进行分离、使不同相态的物料彼此分离等。
即使在反应器中，为了维持适宜的反应条件，也需组织一系列物理过程，如加入或移走热量、混合、搅拌等。
经过长期的化工生产实践发现，各种化工产品的生产过程所涉及的各种物理变化过程都可归纳成为数不多的若干个单元操作。
雷诺演示实验一、实验目的1 观察流体流动时的不同流动型态2 观察层流状态下管路中流体的速度分布状态3 熟悉雷诺准数（Re）的测定与计算4 测定流动型态与雷诺数（Re）之间的关系及临界雷诺数二、实验原理流体在流动过程中由三种不同的流动型态，即层流、过渡流和湍流。
主要取决于流体流动时雷诺数Re的大小，当Re大于4000时为湍流，小于2000 时为层流，介于两者之间为过渡流。
影响流体流动型态的因素，不仅与流体流速、密度、粘度有关，也与管道直径和管型有关，其定义式如下：1.1-1式中： d 管子的直径mu 流体的速度m/sρ流体的密度kg/m 3μ流体的粘度 Pa· s三、实验装置雷诺演示实验装置如图1.1所示，其中管道直径为20 mm。
图1.1 雷诺演示实验装置图1—有机玻璃水槽；2 —玻璃观察管；3 —指试液；4，5 —阀门；6 —转子流量计四、实验步骤1 了解实验装置的各个部件名称及作用，并检查是否正常。
2 打开排空阀排气，待有机玻璃水槽溢流口有水溢出后开排水阀调节红色指示液，消去原有的残余色。
3 打开流量计阀门接近最大，排气后再关闭。
4 打开红色指示液的针形阀，并调节流量（由小到大），观察指示液流动形状，并记录指示液成稳定直线，开始波动，与水全部混合时流量计的读数。
5 重复上述实验3～5次，计算Re临界平均值。
6 关闭阀1、11，使观察玻璃管6内的水停止流动。
再开阀1，让指示液流出1～2 cm 后关闭1，再慢慢打开阀9，使管内流体作层流流动，观察此时速度分布曲线呈抛物线形状。
7 关闭阀1、进水阀，打开全开阀9排尽存水，并清理实验现场。
五、数据处理及结果分析1 实验原始数据记录见下表：序号123456q（l/h）U(m/s)Re2 利用Re的定义式计算不同流动型态时的临界值，并与理论临界值比较，分析误差原因。
六、思考题1雷诺数的物理意义是什么？2 有人说可以只用流体的流速来判断管中流体的流动型态，当流速低于某一数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以只用流速来判断流体的流动型态？流体流动阻力系数的测定一、实验目的1 学习管路阻力损失( h f ) 、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识。
《化工原理》教学大纲课程编号：C018130503课程名称：化工原理课程类型：专业基础课英文名称：Principles of Chemical engineering适用专业：环境工程专业总学时：64（理论58+实验6）学分：4一、本课程的性质、目的和任务《化工原理》是环境工程专业重要的一门必修专业基础课，由“化工原理”理论课和“化工原理实验”组成，其教学目的是使学生掌握化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算，培养有分析和解决单元操作中各种问题的能力，即在科学研究的生产实验中对设备应具有操作管理、设计、强化与过程开发的本领，为学生学习后续专业课程和将来从事工程技术工作，实施常规工艺、常规管理和常规业务打好基础。
本课程的教学任务：本课程兼有工程科学与工程技术的双重教育任务，重在培养工程创新能力。
1.能正确理解各主要单元操作（流体流动、传热、传质）的基本原理、计算方法，了解主要单元操作的典型设备构造、性能和操作原理，并具有设备选型及校核的基本知识。
2.以“三传”现象基本原理为主线，以物料衡算、能量衡算、物系平衡关系、传递速率及经济核算观点5个基本概念为理论依据，理解单元操作通用的学习方法和分析问题的基本思路，掌握基本计算公式的物理意义、应用方法和适用范围；掌握主要单元操作过程及设备的基本计算方法；具有查阅和使用常用工程计算图表、手册、资料的能力。
3.培养理论联系实际的观点方法，在数学模型法基础上进一步掌握“因次分析”为主的实验研究方法，并建立“工艺流程”、“工程装置”、“过程操作”等专业工程概念，为培养分析解决工程实际问题的实验研究技能起过渡桥梁作用，密切联系生产实际运用基础理论知识分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力。
4.初步掌握单元操作操作管理、设计、强化与过程开发的基本程序，具有运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的初步能力。
为化工原理课程设计及专业课学习和今后工作打下坚实的基础。
化工原理实验讲义专业:环境工程应用化学教研室2015.3实验一 流体机械能转化实验一、实验目的1、了解流体在管内流动情况下，静压能、动能、位能之间相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。
2、了解流体在管内流动时，流体阻力的表现形式。
二、实验原理流动的流体具有位能、动能、静压能、它们可以相互转换。
对于实际流体， 因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞，而被损失掉。
所以对于实际流体任意两截面，根据能量守恒有：2211221222f p v p v z z H g g g g ρρ++=+++上式称为伯努利方程。
三、实验装置（d A =14mm ，d B =28mm ，d C =d D =14mm ，Z A -Z D =110mm ）实验装置与流程示意图如图1-1所示，实验测试导管的结构见图1-2所示：图1-1 能量转换流程示意图图1-2实验导管结构图四、操作步骤1.在低位槽中加入约3/4体积的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀，打开回水阀后启动离心泵。
2.将实验管路的流量调节阀全开，逐步开大离心泵出口上水阀至高位槽溢流管有液体溢流。
3.流体稳定后读取并记录各点数据。
4.关小流量调节阀重复上述步骤5次。
5.关闭离心泵出口流量调节阀后，关闭离心泵，实验结束。
五、数据记录和处理五、结果与分析1、观察实验中如何测得某截面上的静压头和总压头，又如何得到某截面上的动压头？2、观察实验，对于不可压缩流体在水平不等径管路中流动，流速与管径的关系如何？3、实验观测到A、B截面的静压头如何变化？为什么？4、实验观测到C、D截面的静压头如何变化？为什么？5、当出口阀全开时，计算从C到D的压头损失？六、注意事项1．不要将离心泵出口上水阀开得过大以免使水流冲击到高位槽外面，同时导致高位槽液面不稳定。
2．流量调节阀开大时，应检查一下高位槽内的水面是否稳定，当水面下降时应适当开大泵上水阀。
目录实验守则 (2)前言 (3)实验一、流体流动型态及临界雷诺数的测定 (8)实验二、伯努利实验 (12)实验三、管路流体阻力的测定 (17)实验四、套管换热器液-液热交换实验 (24)实验五、纯净水的生产 (31)附录 (32)实验守则1、实验前应认真准备，弄清实验目的、任务和实验方法，写出预习报告，做好实验前的一切准备，以保证实验任务的胜利完成。
2、按时进入实验室，进入后要严肃认真，不得喧哗、嬉笑、打闹，不得抽烟和随地吐痰。
3、注意安全，不得赤足或穿拖鞋进入实验室，谨防触电，有辫子的女生应将辫子扎好，以防机械扎住，造成事故。
4、听从教师及工作人员指导。
5、遵守实验设备、仪器的操作规程，在弄清其流程和用法后，经教师同意方可启用。
6、节约水、电、汽及化学药品等物，爱护仪器设备。
7、如损坏仪器设备等，应立即报告教师，登记在册，按学校规定制度处理。
8、实验结束后，清理仪器设备，使之复原，并打扫场地。
前言化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，是建立在实践基础上的科学。
它不仅有完整的理论体系，而且具有独特的实验方法。
让学生直接观察到某些生动现象，直接体验某些理论和规律，直接测取某些设备的性能参数，不仅是帮助加深对理论知识的理解和获得实践知识的重要手段，也是应用实验研究的独特方法和处理技巧以培养学生分析问题和实际操作能力的重要手段。
化工原理实验是教学过程中的重要环节。
一、化工原理实验的目的1、验证有关的化工单元操作的理论，巩固和加深对理论的认识和理解。
2、熟悉实验装置的结构、性能和流程，并通过实验操作和对实验现象的观察，使学生掌握一定的基本实验技能。
二、化工原理实验的要求为达到上述目的，要求学生做到以下几点：1、根据实验的要求，参照实验指导、教材，复习好有关的原理，了解实验目的要求、方法和步骤、设备的流程、仪器的使用方法，写出实验预习报告。
2、经教师考查达到要求后，方可进行实验，要认真进行操作，细心观察实验现象，如实记录实验数据，注意可能出现的问题，深入思考和分析。
目录绪论 (1)实验一雷诺实验 (3)实验二伯努利方程实验 (4)实验三流体流动阻力的测定 (6)实验四流量计校核实验 (10)实验六恒压过滤常数的测定 (15)实验七传热实验 (17)实验八精馏实验 (23)实验十干燥实验 (29)绪论一、化工原理实验的特点《化工原理》是化工、食品、生物工程、环境工程等专业的重要技术基础课，它属于工程技术学科，故化工原理实验也是解决工程问题必不可少的重要部分。
面对实际的工程问题，其涉及的物料千变万化，操作条件也随各工艺过程而改变，使用的各种设备结构、大小相差悬殊，很难从理论上找出反映各过程本质的共同规律，一般采用两种研究方法解决实际工程问题，即实验研究法和数学模型法。
对于实验研究法，在析因实验基础上应用因次分析法规划实验，再通过实验得到应用于各种情况下的半理论半经验关联式或图表。
例如找出流体流动中摩擦系数与雷诺准数和相对粗糙度关系的实验。
对于数学模型法，在简化物理模型的基础上，建立起数学模型，再通过实验找出联系数学模型与实际过程的模型参数，使数学模型能得到实际的应用。
例如精馏中通过实验测出塔板效率将理论塔板数和实际塔板数联系起来。
可以说，化工原理实验基本包含了这两种研究方法的实验，这是化工原理实验的重要特征。
虽然化工原理实验测定内容及方法是复杂的，但是所采用的实验装备却是生产中最常用的设备和仪表，这是化工原理实验的第二特点。
例如流体阻力实验中，虽然要测定摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的复杂关系，但使用的却是极其简单的泵、管道、压力计、流量计等设备仪表。
化工原理实验的这些特点，同学们应该在实验中认真体会，通过化工原理实验对这些处理工程问题的方法加深认识并初步得以应用。
1二、化工原理实验的要求1.巩固和深化理论知识。
化工原理课堂上讲授的主要是化工过程即单元操作的原理，包括物理模型和数学模型。
这些内容是很抽象的，还应通过化工原理实验及实习这些实践性环节，深入理解和掌握课堂讲授的内容。
