化工基础实验讲义

实验一压头转换实验一、实验目的1.理解留题流动中各种能量与压头的概念及其相互转换关系，进而掌握柏努利方程；2.观察流速与压头的变化规律二、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）静压能。

这三种能量可以相互转换。

当管路条件（如位置高低、管径大小）改变时，他们便不断地自行转换。

如果粘度为零的理想流体，因为不存在因摩擦和碰撞而产生的机械能损失，那么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，但是这三种机械能的总和是相等的。

2.对实际流体来说，则因为存在粘度，流动过程中总有一部分机械能因摩擦碰撞而损失，即转化为热能了。

而转化为热能的机械能在管路中是不能恢复的。

这样，对实际流体来说，两个截面上机械能的总和则是不相等的，两者差额就是流体在两个截面之间因摩擦和碰撞转化为热的机械能。

因此在进行机械能的衡算时，就必须讲这部分损失了的机械能加到第二个截面上面。

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液体柱高度称为压头。

表示位能的称为位压头（H位）；表示动能的称为动压头（H动）；表示压力能的称为静压头（H静）；表示已损失的机械能称为损失压头（H损）。

4.当测压管上的小孔与水流方向垂直时，测压管的液位高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的静压强大小；测压孔处液体的位压头则有测压孔的几何高度决定。

5.当测压管上的小孔正对水流方向时，测压管内液位将上升，上升的液体高度，即为测压孔处流体动压头。

它反映出该点处流体动能的大小。

这时测压管中液柱高度则为静压头和动压头之和。

6.任何两个截面之间，位压头、动压头和静压头三者总和之差即为损失压头。

它表示流体流经两个截面之间时机械能的损失。

损失压头与流体的动压头、流过的导管长度及管径有关。

其关系如下：动压头越大，通过的管子越长，则压头损失越大，而管径增大则损失压头减小。

三、实验装置实验装置由水槽、管路以及测压管三部分组成（见图1－1）。

化工基础实验培训课件一、实验名称：溶液的配制与稀释1. 实验目的：•掌握溶液配制的基本原理和方法；•学会使用试剂的称量和溶解技巧；•熟悉溶液的稀释计算和操作。

2. 实验原理：溶液的配制是将固体试剂或浓溶液溶解于溶剂中，使其达到一定的浓度。

常见的溶液配制方法有： - 固体试剂配制溶液； - 浓溶液的稀释。

2.1 固体试剂配制溶液的步骤：1.称取固体试剂；2.将固体试剂溶解于溶剂中；3.转移溶液至容量瓶，并加溶剂至刻度线。

2.2 溶液的稀释计算公式：稀释前溶液的浓度（C1）与体积（V1），稀释后溶液的浓度（C2）与体积（V2）满足以下关系： > C1V1 = C2V23. 实验设备和试剂：•电子天平•磁力搅拌器•容量瓶•称量瓶•分液漏斗•蒸馏水•硫酸•纯净水4. 实验操作：4.1 固体试剂配制溶液：1.使用电子天平将所需质量的固体试剂称取到称量瓶中；2.磁力搅拌器搅拌试剂与溶剂，直到完全溶解；3.将溶液转移至容量瓶中，用洗涤瓶冲洗残留溶液；4.加溶剂至容量瓶刻度线。

4.2 溶液的稀释操作：1.准备一定体积的浓溶液，称取合适的量，并记录浓度和体积；2.用分液漏斗，依据公式 C1V1 = C2V2，计算所需的稀释体积；3.将浓溶液和稀释液体积混合，搅拌均匀。

5. 实验注意事项：•精确称取固体试剂；•搅拌时适量控制搅拌速度；•防止固体飞溅造成伤害；•避免误差产生，必须准确计算稀释体积。

二、实验名称：酸碱中和滴定实验1. 实验目的：•熟悉酸碱滴定的基本原理和操作方法；•学会使用标准溶液进行滴定分析；•理解滴定过程中的指示剂的选择和反应的化学机理。

2. 实验原理：酸碱中和滴定实验是通过加入酸碱指示剂，在滴定过程中确定反应的终点。

常见的酸碱中和滴定实验有：•强酸与强碱的中和滴定；•强酸与弱碱的中和滴定。

3. 实验设备和试剂：•滴定管•手动滴定器•酸碱指示剂•烧杯•稀硫酸•碳酸钠溶液4. 实验操作：4.1 强酸与强碱的中和滴定：1.使用滴定管吸取一定体积的酸溶液；2.加入适量的酸碱指示剂；3.使用滴定管，一滴一滴地滴加碱溶液，直到颜色变化；4.记录滴定时所使用的碱溶液体积。

化工原理实验讲义(doc 55页)化工原理实验讲义化工与环境学院化学工程与控制系化工原理实验室目录第 1 章........................化工基础实验技术41.1温度的测量41.2压力的测量91.3流量的测量13第 2 章.............. 实验数据分布及基本数据处理212.1实验数据的分布212.2实验数据的基本处理222.3实验报告的基本要求23第 3 章........................化工原理基本实验273.1流体流动阻力的测定273.2离心泵特性曲线的测定343.3对流传热系数的测定403.4填料塔压降曲线和吸收系数的测定453.5精馏塔效率的测定543.6干燥速率曲线的测定613.7扩散系数的测定663.8液—液萃取塔的操作72第 4 章............................... 演示实验784.1雷诺实验784.2机械能守恒与转换824.3边界层形成与分离85第 5 章.................... 化工流动过程综合实验87第 1 章化工基础实验技术1.1 温度的测量1.常用的温度计形式（1）膨胀式温度计实用的膨胀式温度计有玻璃管液体温度计，双金属片温度计和压力表式温度计。

（2）玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计利用液体的体积与温度之间的关系，用毛细管内液体上升的高度来指示被测温度。

一般测量范围在−100℃~ +600℃。

这种温度计结构简单，使用方便，测量精度较高（0.1~2.5级）。

工作液体多使用汞和酒精，封装时充入惰性气体，以防止液柱断开。

（3）双金属片温度计双金属片温度计制作成表盘指针形式。

双金属片结合成一体，一端固定，另一端自由。

由于不同金属的热膨胀系数的差异而产生弯曲变形，带动指针的位移。

一般测量范围在−80℃~ +600℃。

这种温度计结构简单，使用方便，但测量精度不高（1~2.5级）。

（4）压力表式温度计压力表式温度计的工作原理与机械式压力表相同。

化工基础实验(教案)第一章：化工实验基本原理与安全1.1 实验基本原理介绍化工实验的基本原理，包括化学反应、物质分离与纯化、数据分析等。

1.2 实验安全知识讲解化工实验的安全知识，包括个人防护装备的使用、化学品的安全储存与处理、实验室事故应急预案等。

第二章：实验基本操作技术2.1 实验仪器与设备的使用介绍实验室常用的仪器与设备，如显微镜、天平、滴定管等，并讲解其正确使用方法。

2.2 实验基本操作技术讲解实验基本操作技术，包括溶液的配制、滴定、蒸馏、萃取等。

第三章：溶液的配制与分析3.1 溶液的配制介绍溶液的配制方法，包括准确称量、溶解、过滤等步骤。

3.2 溶液的分析讲解溶液的分析方法，包括滴定、光谱分析、色谱分析等。

第四章：化工实验数据处理与分析4.1 实验数据的收集与记录介绍实验数据的收集与记录方法，包括实验现象的观察、数据的准确记录等。

4.2 实验数据的处理与分析讲解实验数据的处理与分析方法，包括误差分析、数据拟合、图表绘制等。

第五章：典型化工实验操作5.1 实验一：酸碱滴定介绍酸碱滴定的实验目的、原理和方法，并讲解实验步骤与操作技巧。

5.2 实验二：溶液的蒸馏与分馏介绍溶液的蒸馏与分馏的实验目的、原理和方法，并讲解实验步骤与操作技巧。

5.3 实验三：萃取与分配系数测定介绍萃取与分配系数测定的实验目的、原理和方法，并讲解实验步骤与操作技巧。

5.4 实验四：化学反应速率测定介绍化学反应速率测定的实验目的、原理和方法，并讲解实验步骤与操作技巧。

5.5 实验五：物质的溶解度与平衡常数测定介绍物质的溶解度与平衡常数测定的实验目的、原理和方法，并讲解实验步骤与操作技巧。

第六章：实验六：气体的收集与分析6.1 实验目的学习气体的收集方法，理解气体的物理性质，掌握气体的分析技巧。

6.2 实验原理介绍气体的收集方法，如排水法、排空气法等，讲解气体的分析原理，如气相色谱法、红外光谱法等。

6.3 实验步骤与操作技巧详细讲解实验步骤，包括气体的制备、收集、分析等，指导学生掌握操作技巧，注意安全防护。

化⼯原理实验讲义（应化）实验⼀雷诺实验⼀、⽬的与要求1、通过实验了解圆管内流体流动情况，建⽴流型概念。

2、通过流量的测定、雷诺数的计算和圆管内流线的特征，判断流体的流动型态，并测定临界雷诺数。

3、测定流体在圆形直管中层流、湍流的速度分布图。

⼆、实验原理流体作稳态流动时，其流动型态基本分为滞流（层流）、湍流两种，这两种流型的过渡状态称为过渡流。

流体流动的型态与流体的密度、粘度及流道的直径有关。

这可⽤雷诺准数来判断，⼀般为：Re≤2000为滞流Re≥4000为湍流2000三、实验主要仪器及主要技术数据实验主要仪器：雷诺仪、秒表、量筒实验主要数据：实验管道有效长度L=600mm外径d =30mm内径d i=26mm四、实验⽅法1、准备⼯作（1）向墨⽔储瓶中加⼊适量的⽤⽔稀释过的墨⽔。

（2）调整墨⽔细管出⼝的位置，使它位于实验管道的中⼼线上。

（3）轻轻打开墨⽔流量调节夹，使墨⽔从墨⽔咀流出，排出墨⽔管内空⽓，关闭调节夹。

2、雷诺实验过程（1）关闭流量出⼝调节阀，打开储⽔槽进⽔阀，使⾃来⽔充满⽔槽，并使槽内溢流堰具有⼀定的溢流量。

（2）轻轻打开管道出⽔阀门，使流体缓慢流过实验管道，排出管内⽓体。

（3）调节储⽔槽下部的出⽔阀开度，调节储⽔槽液位，使其保持恒定。

（4）缓慢地适当打开墨⽔流量调节夹，墨⽔⾃墨⽔咀流出，待墨线稳定后，即可看出当前⽔流量下实验管道中墨⽔的流线。

根据流线判断流型，并⽤秒表、量筒测定流体流量。

（5）适当的增⼤管道出⽔阀开度，通过调节储⽔槽下部的出⽔阀和进⽔阀控制储⽔槽液位，并维持⼀定的⽔槽溢流板溢流量。

适当调整墨⽔流量，使墨线清晰，稳定后，测定较⼤流量下实验管内的流动状况。

如此反复，可测得⼀系列不同流量下的流型，并判断临界流型。

3、速度分布图的测定与上述雷诺数测定相似，通过流量调节及墨线线形的判断，分别判定流型为层流、湍流时对应的管道出⽔阀的开度范围。

⾸先使储⽔槽液位恒定（此时，可通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀使液位稳定），瞬时开关墨⽔流量调节夹，在墨⽔咀出⼝处形成⼀个墨团，观察墨团端⾯特征，打开管道出⽔阀（使出⽔阀开度在所测定流型的开度范围），观察墨团端⾯随流体流动时的变化，记下管道末端墨团端⾯的形态后，通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀调节储槽液位，使其恒定。

合肥学院化学与材料工程系实验五流体流动阻力测定一、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．、测定水流过一段粗糙直管、光滑直管的沿程摩擦阻力损失Δp f，确定摩擦阻力系数λ和雷诺准数Re 之间的关系。

将所得的λ~Re方程与公认经验关系比较。

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，了解差压变送器、功率传感器的工作原理。

熟悉测定流体流经直管和管件时的阻力损失的实验组织方法及测定摩擦系数的工程意义。

5．观察组成管路的各种管件、阀件，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：组合成如下的无因次式：令则式中，——压降 PaPh——直管阻力损失 J/kg，fρ——流体密度kg/m3λ——直管摩擦系数，无因次l——直管长度 md——直管内径 mu——流体流速，由实验测定 m/sλ——称为直管摩擦系数。

滞流(层流)时，λ＝64／Re；湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度的函数，须由实验确定.2．局部阻力局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。

当量长度法流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相当管径长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le 表示。

化工原理实验讲义-化工本1. 实验目的本实验旨在通过对化工原理的实验操作，在实践中掌握化工原理的基本原理和实验技巧，培养学生的实验能力和综合素质。

2. 实验材料和仪器设备2.1 实验材料•硫酸铜•硝酸银•氢氧化钠•蒸馏水•滤纸2.2 仪器设备•量筒•试管•灯台•滴定管•镊子•烧杯3. 实验原理化工原理是化学工程中的基础课程之一，其实验实践主要涉及以化学反应为基础的物质转化过程。

本实验主要讲解了三个基本实验，包括硫酸铜溶液的制备、硝酸银与盐酸反应以及氢氧化钠的滴定。

3.1 硫酸铜溶液的制备硫酸铜溶液是一种常用的化学试剂，用于常规实验和工业生产中的染料、催化剂等。

制备硫酸铜溶液的原理是将硫酸铜与蒸馏水按一定的配比混合，并进行搅拌，最终得到所需的溶液。

3.2 硝酸银与盐酸反应硝酸银与盐酸反应是一种重要的化学反应，常用于药物合成、污染检测等领域。

此反应的原理是将硝酸银溶液与盐酸按一定的摩尔配比混合，通过氯化银的生成来观察反应的进行。

3.3 氢氧化钠的滴定氢氧化钠的滴定是一种常用的分析方法，可用于测定溶液中的盐酸含量。

滴定的原理是将酸溶液与氢氧化钠的溶液按一定的滴定体积比进行滴定，通过酸碱中和反应的终点变化来确定溶液中酸的浓度。

4. 实验步骤4.1 硫酸铜溶液的制备步骤1.准备所需材料和仪器设备。

2.称取一定质量的硫酸铜固体。

3.将硫酸铜固体倒入量筒中。

4.加入适量蒸馏水，使溶液浓度符合要求。

5.用玻璃棒搅拌溶液，直至硫酸铜溶解完全。

4.2 硝酸银与盐酸反应步骤1.准备所需材料和仪器设备。

2.取一定体积的硝酸银溶液并倒入试管中。

3.加入适量的盐酸溶液，等待反应进行。

4.观察反应的产物，记录颜色和形态的变化。

4.3 氢氧化钠的滴定步骤1.准备所需材料和仪器设备。

2.量取一定体积的盐酸溶液。

3.将盐酸溶液倒入烧杯中。

4.加入几滴酚酞指示剂。

5.取适量氢氧化钠溶液，并用滴定管滴定，直至颜色变化。

5. 实验结果分析通过对以上三个实验的操作和观察，我们可以得到以下实验结果：•硫酸铜溶液制备完全溶解，呈现蓝色。

《化工基础实验》讲义应用化学教研室编写适用专业化学邯郸学院化学化工与材料学院2015年11月目录实验一伯努利实验 (1)实验二管道流体阻力的测定实验 (5)实验三离心泵特性曲线的测定实验 (12)实验四板框过滤实验 (18)实验五空气-水蒸气套管传热实验 (21)实验六精馏实验 (26)实验一 伯努利实验—、实验目的1.了解流体在管内流动时，静压能、动能、位能之间的转换关系，加深对机械能衡算方程的理解。

2.通过能量之间变化，了解流体在管内流动时其流体阻力的表现形式。

3.直接观测流体经过扩大、收缩管段时，各截面上静压头的变化过程。

二、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水截面。

运用不可压缩流体的定常流动的伯努利（Bernoulli ）方程，可以列出进口附近断面（1）至另一缓变流断面（i ）的伯努利方程：i f i i i h gu p z g u g p z -+++=++122111,2g 2ρρ选好基准面，从断面处设置的静压头测管中读出gρpz +的值；通过测量管路的流量，计算出各断面的平均流速u 和gu 22的值，最后即可得到各断面的总能头g u p z 2g 2++ρ的值。

三、实验装置1.实验设备图（如图1、图2所示）图1 实验测试导管管路图图2 能量转换实验流程示意图2.实验设备主要技术参数表1 设备主要技术参数序号名称规格（尺寸/mm）材料1 离心泵型号WB50/025 不锈钢2 水箱880×370×550 不锈钢3 高位槽445×445×730 有机玻璃四、实验方法及步骤1.将水箱灌入一定量的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀，打开循环水阀后启动离心泵。

2.逐步开大离心泵出口上水阀，当高位槽溢流管有液体溢流后，利用流量调节阀调节出水流量。

3.待流体稳定后读取并记录各点的压头数据。

4.逐步关小流量调节阀，重复以上步骤继续测定多组数据。

化工原理实验讲义一、引言化工原理是化学工程专业的核心课程，旨在通过实验教学形式，掌握化工原理的基本原理与操作技能。

本实验讲义将介绍一些常见的化工原理实验，以帮助学生更好地理解相关知识，并提高实验操作的能力。

二、实验一：物质的密度测定实验原理物质的密度是指单位体积物质的质量，可以通过以下公式计算：密度（ρ）= 质量（m）/ 体积（V）本实验将通过测量物质的质量和体积，计算物质的密度。

实验步骤1.准备一个空容器，并称重记录容器的质量（m1）；2.将容器装满待测物质，并再次称重记录质量（m2）；3.计算物质的质量（m）= m2 - m1；4.测量容器的体积（V），可以通过测量容器的长宽高，并计算体积；5.计算物质的密度（ρ）= m / V。

实验注意事项1.在称重过程中，应注意零点的调整，确保准确度；2.测量容器体积时，应尽量减少误差，可以多次测量并取平均值。

三、实验二：化学反应速率测定实验原理化学反应速率是指单位时间内反应产物浓度的变化量，可以通过以下公式计算：速率（v）= ΔC / Δt本实验将通过测量酶催化反应中产物的浓度随时间变化的曲线，计算化学反应速率。

实验步骤1.准备酶的溶液和底物的溶液，并将它们混合在一起；2.将混合溶液倒入试管中，并立即开始计时；3.每隔一段时间，取出试管，用分光光度计测量产物的浓度；4.将测得的产物浓度与时间绘制曲线图；5.根据曲线图上某一时间点的斜率，计算该时间点的反应速率。

实验注意事项1.在混合溶液时，要快速并彻底地混合，保证反应能够迅速发生；2.测量产物浓度时，要注意校正光度计，以消除干扰；3.绘制曲线图时，应注意选择合适的刻度和线条粗细。

四、实验三：蒸馏分离混合物实验原理蒸馏是利用液体的沸点差异，将混合物中的成分分离的常用方法。

蒸馏通常包括加热液体混合物，将产生的蒸汽冷凝并收集成为纯净的液体。

实验步骤1.将混合物加入蒸馏瓶中，并安装冷凝管；2.加热混合物，使其中沸点较低的成分先蒸发，然后冷凝成液体；3.收集冷凝液体，即得到分离的成分。

化工基础实验(教案)第一章：化工实验基本原理与安全1.1 实验原理介绍化工实验的基本原理，如化学反应、物质分离与提纯等。

解释实验原理在化工生产中的应用。

1.2 实验安全强调实验安全的重要性，介绍实验中可能遇到的安全隐患。

讲解实验操作中的安全规则和应急处理方法。

第二章：实验基本操作与技巧2.1 实验操作规范学习实验操作的基本步骤，如仪器的使用、药品的取用等。

强调实验操作的准确性和规范性。

2.2 实验技巧与方法学习实验中的常用技巧，如滴定、色谱分析等。

介绍实验方法的选取和优化。

第三章：实验数据分析与处理3.1 实验数据采集讲解实验数据采集的方法和注意事项。

强调数据准确性和可靠性的重要性。

3.2 实验数据分析与处理学习实验数据的处理方法，如误差分析、数据拟合等。

第四章：常用化工实验设备与操作4.1 反应釜操作学习反应釜的使用方法，如启动、停止、温度控制等。

强调反应釜操作的安全性和稳定性。

4.2 离心机操作学习离心机的使用方法，如调整转速、平衡调整等。

强调离心机操作的正确性和安全性。

第五章：典型化工实验操作与分析5.1 溶液配制与分析学习溶液的配制方法，如准确称量、溶解等。

强调溶液配制的准确性和精确性。

5.2 物质分离与提纯实验学习物质分离与提纯的方法，如过滤、蒸馏等。

强调实验操作的准确性和安全性。

第六章：物理性质测定实验6.1 密度测定实验学习使用密度计和比重瓶等仪器进行密度测定。

介绍密度测定在化工过程中的应用。

6.2 熔点测定实验学习使用熔点测定仪进行熔点测定。

强调实验操作的准确性和可重复性。

第七章：化学反应速率和化学平衡实验7.1 反应速率测定实验学习使用不同的方法测定化学反应速率。

介绍反应速率在化工设计和操作中的应用。

7.2 化学平衡实验学习使用平衡釜进行化学平衡实验。

强调实验操作对平衡位置的影响。

第八章：分光光度计和原子吸收光谱仪实验8.1 分光光度计实验学习使用分光光度计进行溶液浓度的测定。