《化工原理实验指导书》2011

化工原理实验指导书化工原理实验指导书是化学工程专业学生进行实验时必备的指南，它限制实验的参数和条件，指导实验的步骤和方法，不仅确保实验结果的正确性和稳定性，也保证了实验操作的安全性。

指导书中包含了实验的目的、原理、操作步骤、实验器材和仪器、实验记录等多方面的信息。

在实验指导书中，实验目的是第一步，它是实验进行的根本目标和基础。

在指导书中还需要详细讲解实验原理，强化手动操作的同时，使得学生们更深入的理解实验的本质和内涵。

在实验指导书的编写中，一定要准确地列出实验器材和仪器，指导学生如何选择、适配以及使用。

同时，指导书中应当明确实验的操作步骤，只有这样才能确保操作的准确、规范和安全。

具体而言，操作步骤需要依次介绍实验前的准备、实验中各个过程的具体操作要求、注意事项等。

在指导书中，实验数据和实验记录也很重要。

学生在进行实验过程中不仅要遵循实验步骤，还要及时记录实验数据，特别是实验结果和分析。

实验记录对于实验结果分析和结论得出起着至关重要的作用。

因此，指导书中应该明确学生需要记录的内容和格式，以及实验报告的形式要求。

指导书中应该明确实验结果的数据处理方法，如求平均数、标准差、误差分析等等，通过这些数据的处理，让学生们更好地理解实验原理、数据正确性、以及科学方法的重要性。

在实验指导书的编写中，注意到一些具体的使用技巧和实验注意事项也是非常重要的。

在实验过程中，学生们应该了解一些实验技巧和操作步骤，如仪器操作中的设备调试、实验中的个体防护、化学试剂的储存等等。

此外还有一些常见的错误和注意事项，例如溶液制备时的浓度计算、注意氧气含量等等。

指导书能够通过一些技巧善意提醒和提示，让学生们更好地避免操作中可能出现的实验失误、隐患或危险。

总之，在化工原理实验指导书的编写中，详细、准确的内容和简练明了的形式是必不可少的。

指导书中的每一条目都可以看做一个重要的细节，它有可能会涉及到实验结果，也有可能具有安全问题。

因此，实验指导书的编写需要仔细检查，以确保学生们在实验过程中安全、准确地、规范地进行实验。

化工原理实验指导书目录实验一流体流动阻力的测定 (1)实验二离心泵特性曲线的测定 (5)实验三传热系数测定实验 (7)实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率测定 (9)实验五填料塔吸收实验 (12)演示实验柏努利方程实验 (14)雷诺实验 (16)实验一流体流动阻力的测定、实验目的1、 了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法；2、 确定摩擦系数入与雷诺数 Re 的关系。

二、基本原理由于流体具有粘性， 在管内流动时必须克服内摩擦力。

当流体呈湍流流动时， 质点间不断相互碰撞，弓I 起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。

流体的粘性和 流体的涡流产生了流体流动的阻力。

在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得:△ P f = △ P’P fL u 2 h fd 2L —两侧压点间直管长度（m ）2d P fd —直管内径（m ） 入一摩擦阻力系数 u —流体流速（m/s ）△ P f —直管阻力引起的压降（N/m 2） 厂流体粘度（Pa.s ） p —流体密度（kg/m 3）本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系 列流量下的△ P f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分别求出入和 Re ,在双对数坐标纸上绘出入〜Re 曲线。

三、实验装置简要说明水泵将储水糟中的水抽出， 送入实验系统，首先经玻璃转子流量计测量流量， 然后送入 被测直管段测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。

被测直管段流体流 动阻力△ P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气一水倒置 U 型管来测量。

四、实验步骤：1、 向储水槽内注蒸馏水，直到水满为止。

2、 大流量状态下的压差测量系统 ，应先接电预热10-15分钟，观擦数字仪表的初始值并 记录后方可启动泵做实验。

3、 检查导压系统内有无气泡存在 .当流量为0时打开B1、B2两阀门，若空气一水倒置 U 型管内两液柱的高度差不为 0，则说明系统内有气泡存在，需要排净气泡方可测取数据。

化工原理实验指导书化学工程系目录实验一流体机械能转换实验 (1)实验二离心泵特性曲线测定 (3)实验三对流给热系数测定 (9)实验四筛板精馏塔实验 (13)实验一流体机械能转换实验一、实验目的熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其互相转换关系，在此基础上掌握柏努利方程。

二、实验原理1. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。

这三种能量可以互相转换。

当管路条件改变时（如位置高低，管径大小），它们会自行转换。

如果是粘度为零的理想流体，由于不存在机械能损失，因此在同一管路的任何二个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。

2. 对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞而消失，即转化成了热能。

而转化为热能的机械能，在管路中是不能恢复的。

对实际流体来说，这部分机械能相当于是被损失掉了，亦即两个截面上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转换成为热的机械能。

因此在进行机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到下游截面上，其和才等于流体在上游截面上的机械能总和。

3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。

在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。

表示位能的，称为位压头；表示动能的，称为动压头（或速度头）；表示压力的，称为静压头；已消失的机械能，称为损失压头（或摩擦压头）。

这里所谓的“压头”系指单位重量的流体所具有的能量。

4. 当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。

测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。

5. 当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。

这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和，我们称之为“总压头”。

化工原理实验指导书实验一：测定液体粘度实验目的1.了解液体粘度的含义和测定方法；2.掌握测定液体粘度的实验操作方法；3.掌握粘度计的使用和维护。

实验仪器和药品1.粘度计；2.水槽；3.手表；4.钢尺；5.铂丝加热器；6.手套；7.计时器；8.微量秤；9.实验室温度计；10.实验室水。

实验步骤1.取适量待测液体，用微量秤称量准确质量；2.将待测液体倒入粘度计中，恢复液面平静；3.按照粘度计说明书操作，测定粘度值；4.将测定后的粘度值记录，并计算粘度。

实验注意事项1.操作时要佩戴手套，避免在搅拌时溅起液体；2.粘度计使用后要及时清洁擦干净，避免积水损坏；3.实验结束后将实验器材按要求归位，将液体倒入指定容器。

实验二：测定液体密度实验目的1.了解液体密度的含义和测定方法；2.掌握液体密度测定的实验操作方法；3.掌握密度计的使用和维护。

实验仪器和药品1.密度计；2.电子天平；3.水槽；4.实验室温度计；5.实验室水。

实验步骤1.校准电子天平；2.取适量待测液体，用电子天平称量准确质量；3.将待测液体倒入密度计中，恢复液面平静；4.按照密度计说明书操作，测定密度值；5.将测定后的密度值记录，并计算密度。

实验注意事项1.操作时要均匀搅拌液体，确保密度均匀；2.密度计使用时避免碰撞和摔落，以免损坏；3.实验结束后将实验器材归位，将液体倒入指定容器。

实验三：酸碱中和反应实验目的1.了解酸碱中和反应的基本原理；2.掌握酸碱反应的判别方法；3.掌握酸碱试剂的使用和处理方法。

实验仪器和药品1.PH试纸；2.PH仪；3.酸、碱试剂；4.试管；5.水槽；6.实验室温度计；7.实验室水。

实验步骤1.取等量的酸和碱试剂，放入试管中；2.使用PH试纸检测试管中溶液的酸碱性；3.用PH仪测定试管中溶液的PH值；4.根据实验数据判断酸碱中和反应是否发生。

实验注意事项1.操作时要注意试剂用量，避免过量使用；2.PH试纸和PH仪使用时要正确操作，避免误差；3.实验结束后将实验器材清洗干净，处理废液。

化工原理课内实验指导书（安全工程专业）实验一 离心泵特性曲线测定实验1. 1实验目的与要求1.了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2. 掌握离心泵特性曲线测定方法；3.了解电动调节阀的工作原理和使用方法。

1. 2 基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。

由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。

1．扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：（7-4-1） 由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项 ，速度平方差也很小故可忽略，则有（7-4-2）式中： ，表示泵出口和进口间的位差，m ；ρ—流体密度，kg/m 3 ； g —重力加速度m/s 2；p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ；H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ；z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。

由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。

(=H 210(H H H ++=表值）f h g ug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρg p p z z ρ1212)-+-120z z H -=f h ∑2．轴功率N的测量与计算（W）（7-4-3）其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取。

3．效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。

有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。

泵的有效功率Ne可用下式计算：（7-4-4）故泵效率为（7-4-5）4．转速改变时的换算泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。

实验一 膨胀计法测定聚合反应速率一. 实验目的1. 掌握膨胀计法测定聚合反应速率的原理和方法。

2. 了解动力学实验数据的处理和计算方法。

二. 实验原理聚合动力学主要是研究聚合速率、分子量与引发剂浓度、单体浓度、聚合温度等因素间的定量关系。

连锁聚合一般可分成三个基元反应：引发、增长、终止。

若以引发剂引发，其反应式及动力学如下：引发： •−→−R I d k 2 ••→+M M R][2I fk R d i =•(1)增长： •+•−→−+1n kn M M M p]][[M M k R p p •=(2)终止： p M M tkn m −→−+••2][M k R i i =(3)式中I 、M 、R •、M •、P 分别表示引发剂、单体、初级游离基或聚合物游离基及无活性聚合物。

R i 、R p 、R t 、k d 、k p 、k t 分别表示各步反应速率及速率常数。

f 表示引发效率。

[ ]表示浓度。

聚合速率可以用单位时间内单体消耗量或者聚合物生成量来表示，即聚合速度应等于单体消失速度，dtM d R ][-≡。

只有增长反应才消耗大量单体，因此也等于增长反应速率。

在低转化率下，稳态条件成立，R f =R t ，则聚合反应速率为：][][][)2(][21211M I K M I k fk k dt M d td p == (4)式中K 为聚合反应总速率常数。

单体转化为聚合物时，由于聚合物密度比单体密度大，体积将发生收缩。

根据聚合时体积的变化，可以计算反应转化率。

聚合速率的测定方法有直接法和间接法两类。

直接法有化学分析法、蒸发法、沉淀法。

最常用的直接法是沉淀法，即在聚合过程中定期取样，加沉淀剂使聚合物沉淀，然后分离、精制、干燥、称重，求得聚合物量。

间接法是测定聚合过程中比容、粘度、折光率、介电常数、吸收光谱等物性的变化，间接求其聚合物的量。

膨胀计法的原理是利用聚合过程中体积收缩与转化率的线性关系。

膨胀计是上部装有毛细管的特殊聚合器，如图2所示，体系的体积变化可直接从毛细管液面下降读出。

化工原理实验指导书化学工程与工艺教研室编武夷学院生态与资源工程系2012年12月目录序言 (1)实验一流体流动阻力的测定 (6)实验二离心泵特性曲线的测定 (8)实验三过滤及过滤常数的测定 (12)实验四空气在圆形直管中强制对流传热膜系数的测定 (15)序言一、化工原理实验的特点化工原理实验属于工程实验范畴，它不同于基础课程的实验。

后者面对的是基础科学，采用的方法是理论的、严密的，处理的对象通常是简单的、基本的甚至是理想的，而工程实验面对的是复杂的实际问题和工程问题。

对象不同，实验研究方法也必然不同。

工程实验的困难在于变量多，涉及的物料千变万化，设备大小悬殊，实验工作量之大之难是可想而知的。

因此不能把处理一般物理实验的方法简单地套用于化工原理实验。

数学模型方法和因次论指导下的实验研究方法是研究工程问题的两个基本方法，因为这两种方法可以非常成功地使实验研究结果由小见大，由此及彼地应用于大设备的生产设计上。

例如，在因次论指导下的实验，可不需要过程的深入理解，不需要采用真实的物料、真实流体或实际的设备尺寸，只需借助模拟物料（如空气、水、黄砂等）在实验室规模的小设备中，经一些设备性的实验或理性的推断得出过程的因素，从而加以归纳和概括成经验方程。

这种因次论指导下的实验研究方法，是确立解决难于作出数学描述的复杂问题的一种有效方法。

数学模型方法是在对过程有充分认识的基础上，将过程作高度的概括，得到简单而不失真的物理模型，然后给予数学上的描述。

这种研究方法同样可以具备以小见大，由此及彼的功能（因次论指导下的实验方法和数学模型方法反映了工程实验和基础实验的主要区别）。

化工原理实验的另一目的是理论了解实际。

化工过程由很多单元过程和设备所组成，学生应该运用理论去指导并且能够独立进行化工单元的操作，应能在现有设备中完成指定的任务，并预测某些参数的变化对过程的影响。

二、基本要求1、实验研究方法及数据处理（1）掌握处理化学工程问题的两种基本实验研究方法。

实验一 干燥特性曲线测定实验一、实验目的1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。

2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。

3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。

4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。

二、基本原理在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。

由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。

按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。

若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。

1. 干燥速率的定义干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。

即CG dX dWU Ad Ad ττ==- (1)式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2s ）；A －干燥表面积，m 2； W －汽化的湿分量，kg ；τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。

2. 干燥速率的测定方法将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。

若记录物料不同时间下质量G ，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X *。

再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc ，则物料中瞬间含水率X 为G GcX Gc-=（2） 计算出每一时刻的瞬间含水率X ，然后将X 对干燥时间τ作图，如图4-1，即为干燥曲线。

《化工原理》实验指导书冯治宇编沈阳大学生物与环境工程学院目录实验一：雷诺实验实验二：流体沿程阻力损失的测定实验三：流体局部阻力损失的测定实验四：孔板流量计流量系数的测定实验五：离心泵特性曲线的测定课程编号：1414341课程类别：学科必修课程适用层次：本科适用专业：环境工程课程总学时：64 适用学期:第四学期实验学时：10 开设实验项目数：5撰写人：冯治宇审核人：王英刚教学院长：马德顺实验一：雷诺实验一、实验目的与要求观察层流和紊流的物理现象以及相互转换的特征，了解雷诺数的测定和计算。

实验前认真预习；实验中严格按照规定操作；实验后认真总结。

二、实验类型验证型。

三、实验原理及说明在管流动的问题中，流体的流动常受到压力、重力、粘滞力、弹性力和表面张力等各种力的影响，其中与流体关系最大的是粘滞力，即由真实流体所具有的粘性而产生的力，使得流体的流动呈现两种差异性较大的流态—层流和紊流，这两种流动现象的区别可由惯性力与粘滞力的比值体现出来。

实验中可发现，当玻璃管内流体的流动速度较小时，可以看到颜色水呈明显的直线形状（层流）；当节流阀逐渐开大颜色水开始抖动，断断续续，最后染色线扩散到整个玻璃管中。

染色线开始扩散时的流体平均速度，称为临界速度。

当流体速度超过临界速度时，流体分子的动量增加，使惯性力大于粘滞力，流体分子发生上下左右不规则的混合，这种流动称为紊流。

雷诺数计算公式：式中l为特征尺寸（m）；u为流体的平均速度（m/s）；ρ为流体密度（kg/m3）；μ为流体动力粘度（Pa﹒s）；q v为流量（m3/s）；A为管路截面积（m2）。

流态稳定性的根据雷诺数判定：R e < 2000, 层流；2000<R e < 4000, 过渡流；R e > 4000紊流。

图1 实验原理示意图当流速小时，染料自始自终均呈一直线，且不向周围扩散，称为层流；而当速度很大时，管内染料则将整支管子染色，且向周围扩散，称为紊流。

化工原理实验指导书郭焕美江津河郑秋闿马永生房思亮潍坊学院化学化工系目录实验一、流体流动阻力测定 (3)实验二、离心泵特性曲线测定 (7)实验三、对流给热系数的测定 (10)实验四、填料吸收塔传质系数测定实验 (14)实验五、筛板精馏塔实验 (17)实验六、转盘萃取塔实验 (21)实验七、干燥速率曲线的测定实验 (25)实验八、膜分离实验 (29)实验一、流体流动阻力的测定一、实验目的1．掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。

2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，将所得的λ-Re方程与经验关系式比较。

3．测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。

4．学会压差计和流量计的使用方法。

5．观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。

二、基本原理流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能，这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。

1．沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。

即ρρpp p h f ∆=-=21影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通过实验研究其规律。

为了减少实验工作量，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方法将各变量综合成准数关联式。

根据因次分析，影响阻力损失的因素有，(1)流体性质：密度ρ，粘度μ；(2)管路的几何尺寸：管径d ，管长l ，管壁粗糙度ε； (3)流动条件：流速μ。

可表示为：),,,,,(ερμu l d f p =∆组合成如下的无因次式：),,(2d d l du up εμρρΦ=∆ 2),(2u d l d du p∙∙=∆εμρϕρ 令)(ddu εμρϕλ∙=则22u d l ph f λρ=∆= 式中，P ∆——压降 Pah f ——直管阻力损失 J/kg ，ρ——流体密度kg/m 3λ——直管摩擦系数，无因次 l ——直管长度 m d ——直管内径 mu ——流体流速，由实验测定 m/sλ——称为直管摩擦系数。

实验一 流体流动综合实验一、实验目的1.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。

2.了解文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。

3.测定实验管路内流体流动的直管阻力、直管摩擦系数λ、直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。

4.测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。

5.测定某型号离心泵在一定转速下，H （扬程）、N （轴功率）、η（效率）与Q （流量）之间的特性曲线。

6.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

7. 测定节流式流量计（文丘里）的流量标定曲线。

8. 测定节流式流量计的雷诺数Re 和流量系数C 的关系。

9. 测定离心泵串并联，H （扬程）、N （轴功率）、η（效率）与Q （流量）之间的特性曲线。

二、基本原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。

流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。

流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。

1．直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： 2221u d l p p p h ff λρρ=-=∆=（1）即， 22lu p d fρλ∆=（2）式中： λ —直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m ；f p ∆—流体流经l 米直管的压力降，Pa ；f h —单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ；ρ —流体密度，kg/m 3；l —直管长度，m ； u —流体在管内流动的平均流速，m/s 。

滞流(层流)时，Re 64=λ （3） μρdu =Re （4）式中：Re —雷诺准数，无因次；μ —流体粘度，kg/(m·s)。

湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数，须由实验确定。

由式（2）可知，欲测定λ，需确定l 、d ，测定f p ∆、u 、ρ、μ等参数。

化工原理实验指导书实验目的本实验旨在通过实验操作，加深对化工原理的理解，掌握化工实验的基本操作技能，培养实验分析和数据处理能力。

实验原理化工原理实验主要涉及到以下几个方面的内容： 1. 反应平衡和化学动力学 2. 热力学计算 3. 流体力学和传质过程 4. 反应器与过程控制 5. 传热过程实验器材和试剂1.实验器材：反应器、加热器、冷却器、分离仪器、计量仪器等。

2.试剂：根据实验要求使用不同的化学试剂。

实验步骤实验一：反应平衡和化学动力学1.准备反应器和试剂。

2.将试剂按照给定的比例加入反应器中。

3.根据实验要求设置反应温度。

4.开始反应，并记录实验过程中的温度、压力等数据。

5.根据实验结果分析反应平衡和化学动力学。

实验二：热力学计算1.准备热力学计算所需的实验数据。

2.计算化学反应的焓变、熵变和自由能变化。

3.根据计算结果分析反应的热力学性质。

实验三：流体力学和传质过程1.准备流体力学和传质实验所需的设备和试剂。

2.将试剂按照给定的比例注入传质设备中。

3.通过设备控制流体的流速和压力，并记录实验过程中的数据。

4.根据实验结果分析流体力学和传质过程的特性。

实验四：反应器与过程控制1.准备反应器与过程控制实验所需的设备和试剂。

2.将试剂按照给定的比例加入反应器中。

3.通过过程控制设备调节反应的温度、压力、流速等参数。

4.记录实验过程中的数据，并根据数据分析反应过程的控制效果。

实验五：传热过程1.准备传热实验所需的设备和试剂。

2.将试剂加热并通过设备控制传热过程的温度和压力。

3.记录实验过程中的数据，并根据数据分析传热过程的特性。

数据处理和实验分析在实验过程中，要认真记录实验数据，并根据数据进行分析和处理。

对于实验中的问题，要及时进行实验探讨和解决，并得出实验结论。

安全注意事项1.在实验操作过程中，要注意个人安全，避免直接接触危险试剂。

2.注意实验室卫生，保持实验环境整洁。

3.遵守实验室的操作规程，正确使用实验器材和试剂。

化工原理实验指导书目录实验一流体流动阻力的测定 (1)实验二离心泵特性曲线的测定 (5)实验三传热系数测定实验 (7)实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率测定 (9)实验五填料塔吸收实验 (12)演示实验柏努利方程实验 (14)雷诺实验 (16)实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1、了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法；2、确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。

二、基本原理由于流体具有粘性，在管内流动时必须克服内摩擦力。

当流体呈湍流流动时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。

流体的粘性和流体的涡流产生了流体流动的阻力。

在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得：ΔP f =ΔPL —两侧压点间直管长度(m)d —直管内径(m)λ—摩擦阻力系数u —流体流速（m/s ）ΔP f —直管阻力引起的压降（N/m 2）µ—流体粘度（Pa.s ）ρ—流体密度（kg/m 3）本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系列流量下的ΔP f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分别求出λ和Re ，在双对数坐标纸上绘出λ～Re 曲线 。

三、实验装置简要说明水泵将储水糟中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。

被测直管段流体流动阻力△P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气—水倒置U 型管来测量。

22u d L P h f f ⨯=∆=λρ22u P L d f ∆⨯=ρλμρdu =Re四、实验步骤:1、向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。

2、大流量状态下的压差测量系统,应先接电预热10-15分钟,观擦数字仪表的初始值并记录后方可启动泵做实验。

3、检查导压系统内有无气泡存在.当流量为0时打开B1、B2两阀门，若空气－水倒置U型管内两液柱的高度差不为0，则说明系统内有气泡存在,需要排净气泡方可测取数据。

《化工原理》课程设计指导书适用专业:生物、食品与制药工程课程代码:总学时: 2周总学分: 2 学分编写单位:生物工程学院编写人:包清彬审核人:审批人:批准时间:年月日化工原理课程设计指导书一、课程设计的目的现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师，还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。

化工原理课程设计是对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练，《化工原理课程设计》是化工原理课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节，其可达到：1．进一步巩固《化工原理》所学的有关内容，在设计过程中加深对所学知识的理解和运用。

2．初步掌握化学工程典型单元操作的设计思想和设计方法及设计步骤。

培养学生独立解决问题的能力，为以后的学习及毕业设计打下基础。

3．进一步锻炼学生的计算能力、设计能力，熟悉和正确使用手册、国标等技术资料，培养一丝不苟的科学态度。

4、树立实际工作中的“理论联系实际”的科学工作方法，培养学生科学性、经济性综合考虑工程实际问题的思想方法，增强工程观念和时间能力。

二、课程设计组织形式课程设计采用集中安排，集中讲解，分组定点完成，指导教师每天定点指导，适当集中及个别答疑的组织形式。

三、设计题目设计题目：乙醇—水精馏塔（装置）工艺设计。

在此基础之上，又以不同学生完成不同生产能力进行设计，具体见课程设计任务书。

四、课程设计步骤1、查阅文献资料，搜集资料、阅读教材，了解精馏的相关知识，熟悉精馏的原理、流程、工艺设计计算内容；了解乙醇的生产工艺、乙醇—水系统的相关理化参数，收集原始数据等；2、拟定设计方案，选择精馏工艺流程；3、根据设计任务书给定的产量和回流比要求，用精馏的相关理论知识，进行精馏操作的工艺计算：用图解法确定回流比和理论塔板数；用物料衡算确定各环节的物料量；4、根据工艺流程及物料衡算结果，进行能量衡算，确定生产所需加热蒸汽消耗量、冷却水的消耗量；根据传热理论进行塔底再沸器、塔顶冷凝器、产品冷却器换热面积设计计算；5、在物料衡算、热量衡算结论基础上进行塔和塔板主要工艺尺寸的设计，进而进行塔板的负荷性能计算；6、以物料衡算结果为依据，结合流体流动相关知识，进行管路、储罐尺寸计算；7、以工艺流程为基础，结合物料衡算、热量衡算结论及结构设计结论，绘制精馏生产工艺流程图（带控制点）及精馏塔的结构简图；8、编写设计说明书：作为整个设计工作的书面总结，说明书应简练、整洁、文字准确。

化工原理实验指导书化工原理教研室2014年编制目录实验一流动过程综合实验 (3)实验二过滤实验 (10)实验三传热实验（水-水蒸汽、空气-水蒸汽给热系数测定和传热综合实验） (14)传热实验一水-水蒸汽给热系数测定 (14)传热实验二空气-水蒸汽给热系数测定 (19)传热实验三传热综合（空气和水蒸汽）实验 (22)实验四吸收与解吸综合实验 (28)实验五精馏实验 (33)实验六萃取实验（填料萃取塔、振动筛板萃取塔） (38)萃取实验一填料萃取塔 (38)萃取实验二振动筛板萃取塔 (43)实验七干燥实验（洞道干燥、流化床干燥） (47)干燥实验一洞道干燥 (47)干燥实验二流化床干燥 (51)附件：《化工原理实验》教学大纲？？？？？？？？？？？？实验一 流动过程综合实验1 实验目的（1）掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。

（2）识别组成管路的各种管件、阀门的结构、使用方法和性能。

（3）学习压差计、流量计的使用方法。

（4）学习光滑直管和粗糙直管的摩擦系数λ与雷诺准数Re 的测量方法，并验证流体处于不同流动类型时的λ与Re 二者间的关系。

（5）测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。

（6）分别测定文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）及流量系数和雷诺数之间的关系曲线（C -Re 关系）。

（7）了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握离心泵管路特性曲线的测定方法，加深对离心泵性能的理解。

2 基本原理2.1 直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定对于不可压缩流体在水平等直径直管内作定态流动，根据伯努利方程有： 2f f 2P L u h d λρ∆==⨯ （1.1）（1.1）式中：h f —压头损失，J/kg ；L —两测压点间直管长度，m ；d —直管内径，m ；λ—摩擦阻力系数；u —流体流速，m/s ；ΔP f —直管阻力引起的压降，N/m 2；ρ—流体密度，kg/m 3。

实验一 直管阻力测定实验一、实验目的1、掌握流体流经圆形直管时的阻力的测定方法。

2、测定流体流过圆形直管时，摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系，并在双对数坐标纸上标绘其关系曲线。

二、实验装置与流程图1 流体流动阻力实验1.离心泵2. 出口阀门3.孔板流量计4.弯头局部阻力5.球阀局部阻力 6、7.待测直管 8.突然缩小9.闸阀局部阻力 图中a ～n 分别代表取压口压差计系统 倒U 型管测压系统采用倒U 形管，A ，B 管接测压点，C 为排气管。

使用时，先打开A 、B 、C 三根管的考克，加大水流量，排净测压管路中的空气，再关上A 、B 管，减小水流量，用吸耳球或气筒从C 管底部打气，使U 形管中水柱升至适宜高度后，再关上C 。

本装置中的有关尺寸：直管：mm d 25=内，m l 3=三、实验原理 流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免的会引起压力降（f p ∆）。

这种摩擦损失包括流体经过直管的沿程阻力和流体流经各种管件、阀门以及突然扩大和突然缩小引起的局部阻力。

直管阻力可以用范宁公式计算：22u d l p f ρλ⋅⋅=∆ 式中：f p ∆——水流经圆形直管的压力降，Pa λ——摩擦系数;d l ,——圆形直管的长度和内径，mρ——水在工作条件下的密度，kg/m 3u ——水在圆形直管中的流速，m/s22u l d p f ρλ⋅∆=μρdu =Re1、压力降f p ∆的测定水在水平放置的管道中稳定流动时根据柏努利方程，由截面1到截面2的压力降表现在压力的降低，即：21p p p p f -=∆-=∆2、流速u 的测定用孔板流量计测量流量s V ，根据附录所给出的孔板流量计的标定曲线查流量。

四、实验方法及步骤1、熟悉实验装置，尤其是测压系统。

2、实验开始时，首先要加大流量，赶走管路系统中的空气，打开测压管路的放空阀，赶走测压系统的空气。

3、测定直管阻力时，流量在0～9m 3/h 范围内共测定20点。