本書為全國普通高等院校工科化學(xué)規(guī)劃精品教材,由長春工業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、南華大學(xué)、石河子大學(xué)等多所院校長期工作在教學(xué)第一線的教師,根據(jù)多年教學(xué)實踐,參考國內(nèi)外同類教材編寫。全書分四大部分,包括實驗基礎(chǔ)知識、化工基礎(chǔ)實驗、演示性實驗、研究創(chuàng)新型實驗。 本書可作為普通高等院;ゎ惣跋嚓P(guān)專業(yè)本科生化工原理實驗教材或參考教材,也可供從事化學(xué)、化工、環(huán)境、制藥、生物、食品、材料等專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
化工原理實驗是化工類專業(yè)的化工基礎(chǔ)實驗課。作為一門重要的實踐性課程,其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握基礎(chǔ)化工實驗研究方法及技術(shù)。具體來說,本課程應(yīng)達(dá)到以下幾個方面的教學(xué)要求:
(1) 在學(xué)習(xí)化工原理課程的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解和掌握一些比較典型的已被或?qū)⒈粡V泛應(yīng)用的化工過程與設(shè)備的原理和操作;
(2) 進(jìn)行化工實驗基本技能的訓(xùn)練,學(xué)習(xí)化工實驗的基本方法和測量技術(shù),提高動手能力和從事化工科學(xué)實驗研究的能力;
(3) 培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng),運(yùn)用所學(xué)的化工原理等化工基礎(chǔ)理論知識,去解決在實驗中遇到的各種問題,并且學(xué)習(xí)如何通過實驗獲得新的知識和信息;
(4) 培養(yǎng)觀察問題、分析問題、解決問題的能力以及團(tuán)隊合作精神;
(5) 培養(yǎng)實事求是的科學(xué)作風(fēng)和科學(xué)的思維方法、科學(xué)態(tài)度;
(6) 培養(yǎng)獨立思考能力、獨立工作能力和創(chuàng)新能力。
本書內(nèi)容共分為四大部分。
第一部分為實驗基礎(chǔ)知識,包括工程實驗研究方法論、化工原理實驗基本要求、實驗誤差分析及數(shù)據(jù)處理、常用化工實驗參數(shù)的測量儀表與測量方法。
第二部分為化工基礎(chǔ)實驗,以化工單元操作實驗研究中常用的基礎(chǔ)實驗技術(shù)為主要內(nèi)容,共選擇了十一個實驗,分別為流體流動阻力實驗、流量計性能測定實驗、離心泵性能測定實驗、過濾實驗、攪拌實驗、傳熱實驗、精餾實驗、吸收實驗、干燥實驗、液液萃取實驗、二元氣液相平衡數(shù)據(jù)測定實驗。這些實驗以配合化工原理課程教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生基本實驗技術(shù)和技能為目的,使學(xué)生加深對所學(xué)理論知識的理解,同時注重培養(yǎng)學(xué)生工程意識和團(tuán)隊合作精神。
第三部分為演示性實驗,包括伯努利方程實驗、雷諾實驗、旋風(fēng)分離器實驗、電除塵實驗、熱邊界層實驗及篩板塔演示實驗,以供學(xué)生觀察相關(guān)實驗現(xiàn)象,加深對相關(guān)原理的理解。
第四部分為研究創(chuàng)新型實驗,分別為反應(yīng)精餾實驗、超臨界萃取實驗、膜分離實驗、分子蒸餾實驗。本部分實驗內(nèi)容為化工新型分離技術(shù),以擴(kuò)大學(xué)生知識面、啟發(fā)創(chuàng)新意識為目的來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,可供有科研興趣的同學(xué)選做。
本書內(nèi)容強(qiáng)調(diào)實踐性,注重工程意識,做到“四個結(jié)合”:驗證化工原理基本理論與掌握實驗研究方法,提高分析和解決問題的能力相結(jié)合;單一驗證性實驗與綜合性、設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生綜合處理問題的能力相結(jié)合;傳統(tǒng)的實驗方法與現(xiàn)代的實驗方法相結(jié)合;完成實驗教學(xué)基本內(nèi)容與拓寬加深實驗教學(xué)內(nèi)容和方法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力相結(jié)合。
本書由長春工業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、南華大學(xué)、吉林大學(xué)、百色學(xué)院、邯鄲學(xué)院、長春大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、安陽工學(xué)院、石河了大學(xué)等院校老師共同編寫,長春工業(yè)大學(xué)孫德、山東科技大學(xué)徐冬梅、南華大學(xué)劉慧君主編,長春工業(yè)大學(xué)杜長海主審。參加本書編寫的有:長春工業(yè)大學(xué)孫德,山東科技大學(xué)徐冬梅、張桂英,南華大學(xué)劉慧君,吉林大學(xué)梁宏偉,百色學(xué)院趙金和,邯鄲學(xué)院高玉紅,長春大學(xué)牟莉,青島農(nóng)業(yè)大學(xué)陳懷春,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李鑫、安陽工學(xué)院趙凌、石河子大學(xué)王運(yùn)華。
在本書編寫過程中,參考了國內(nèi)外公開出版的同類教材,山東科技大學(xué)、長春工業(yè)大學(xué)等校領(lǐng)導(dǎo)給予了大力支持,在此一并表示衷心感謝。在成書過程中,還得到了長春工業(yè)大學(xué)教務(wù)處的專題立項資助,特此致謝。
由于編者的學(xué)識和經(jīng)驗有限,書中難免存在不妥之處,敬請讀者批評指正。
第一部分實驗基礎(chǔ)知識
第1章工程實驗研究方法(1)
1.1直接實驗法(1)
1.2因次分析法(1)
1.3數(shù)學(xué)模型法(8)
第2章化工原理實驗基本要求(13)
2.1實驗預(yù)習(xí)(13)
2.2實驗操作(14)
2.3實驗報告撰寫(15)
第3章實驗誤差分析及數(shù)據(jù)處理(17)
3.1誤差分析(17)
3.2實驗數(shù)據(jù)處理(22)
3.3實驗數(shù)據(jù)的回歸分析(32)
3.4實驗數(shù)據(jù)的計算機(jī)處理(36)
第4章常用化工實驗參數(shù)的測量儀表與測量方法(42)
4.1壓力(差)的測量(42)
4.2流速與流量的測量(49)
4.3溫度的測量(58)
4.4成分分析(63)
第二部分化工基礎(chǔ)實驗
實驗一流體流動阻力實驗(69)
實驗二流量計性能測定實驗(73)
實驗三離心泵性能測定實驗(76)
實驗四過濾實驗(79)
實驗五攪拌實驗(86)
實驗六傳熱實驗(89)
實驗七精餾實驗(99)
實驗八吸收實驗(106)
實驗九干燥實驗(117)
實驗十液液萃取實驗(125)
實驗十一二元氣液相平衡數(shù)據(jù)測定實驗(128)
第三部分演示性實驗
實驗一伯努利方程實驗(131)
實驗二雷諾實驗(133)
實驗三旋風(fēng)分離器實驗(135)
實驗四電除塵實驗(136)
實驗五熱邊界層實驗(137)
實驗六板式塔演示實驗(139)
第四部分研究創(chuàng)新型實驗
實驗一反應(yīng)精餾實驗(142)
實驗二超臨界萃取實驗(145)
實驗三膜分離實驗(148)
實驗四分子蒸餾實驗(152)
附錄(156)
附錄Ap=101.3 kPa時乙醇溶液的物理常數(shù)(摘要)(156)
附錄Bp=1.013 kPa下乙醇蒸氣的密度及比容(摘要)(157)
附錄C乙醇水溶液氣液平衡數(shù)據(jù)(p=101.325 kPa)(157)
附錄D氨的平衡濃度(160)
附錄E液相濃度5%以下氨水溶液的亨利系數(shù)與溫度關(guān)系(161)
附錄F氨的亨利系數(shù)(161)
附錄G苯甲酸在水和煤油中的平衡濃度(161)
附錄H銅康銅熱電偶分度表(162)
附錄I鎳鉻康銅熱電偶分度表(164)
參考文獻(xiàn)(168)