《化工原理实验》教学大纲

课程代码：05420110

课程名称：化工原理实验

课程学分：1.0                                                课程学时：16

课程性质：学科必修课                                   课程归属：科学素养类

（课程性质和课程归属均以2013版人才培养方案的要求为准。课程性质包括校级必修课、校级限选课、学科必修课、专业必修课、专业限选课、专业任选课；课程归属包括科学素养类、人文素养类、艺术与体育类）

开课部门：生物产业学院                                建议修读学期：4

适用对象：食品工程、食品安全、制药工程专业

«     课程概况

n        教学目的（阐明课程应达到的知识目标、能力目标、素质目标。）

化工原理实验是一门以化工单元操作过程原理和设备为主要内容、以处理工程问题的实验研究方法为特色的实践性课程，它在培养学生的工程能力、创新思维和创新能力方面起着重要的作用。通过本课程的学习，应使学生进一步巩固和深化理论知识，加深对基本原理的理解和对公式中各种参数的来源以及使用范围的认识；掌握化工问题的实验研究方法（因次分析法和数学模型法），熟悉化工数据的基本测试技术；培养学生从事实验研究的创新能力，掌握有关工程实验数据获取的方法和手段，引导学生进行探索性的实验，提高学生观察、分析和归纳的能力；使学生培养严肃认真、实事求是的科学态度,具有运用知识的实践能力和创新能力,为今后解决实际工程问题打好基础。

n        课程地位（说明先修课程、后续课程以及本课程在课程体系中的地位和作用）

化工原理实验课是高等学校化学化工、食品工程、食品安全、环境工程、制药工程等本科专业继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学等基础课程之后开设的一门重要的专业基础课，它的开设将为后续专业课程打下坚实的基础，是培养与化学相关的工程类专业人员的整体知识结构、综合素质和应用能力的重要组成部分。

结合化工原理理论教学，本课程主要包括流体流动阻力测定、离心泵特性测定、空气－蒸汽给热系数测定、干燥实验等实验。根据专业和教学要求，学生可选做以上部分实验。

n        学时分配

（实验类别包括演示、验证、应用、综合、设计、研究、创新）

«     教学内容及要求

n        1. 雷诺实验

u       实验目的和要求

观察流体在管内作层流、湍流流动时的流动形态，并观察层流和湍流时的速度分布形式。了解转子流量计的工作原理，验证雷诺准数与流体流动形态的联系并测出临界雷诺准数的大小，初步了解流体流动形态对化工过程的影响。

u       主要实验方法

熟悉雷诺实验装置的结构，开启实验装置并确保流体稳定溢流；观摩层流、湍流流动形态和层流、湍流时的速度分布；缓慢改变流量，观察不同流量下流体流动形态，根据相关实验数据计算各流量时的雷诺准数，测出临界雷诺准数。

n        2. 流体流动阻力测定实验

u       实验目的和要求

熟悉液柱压差计和转子流量计的使用方法，掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系的变化规律；了解流体流经直管或管件阻力的测定方法，测定流体流经阀门、变径管件（突然扩大、突然缩小）的局部阻力系数ξ。

u       主要实验方法

本实验是通过对不同流量下水在管内流动的压力差的测量，测定直管摩擦系数λ与雷诺系数Re的关系及湍流区内λ与Re的关系曲线；测定流体流经圆形直管（或管件）时的摩擦阻力及测定管件、阀门的局部阻力系数ξ；计算出不同管径、阀门的阻力，掌握阻力产生的规律。

n        ３. 离心泵特性测定实验

u       实验目的和要求

了解离心泵的结构和特性；熟悉离心泵的工作原理和操作方法；掌握离心泵特性曲线的测定方法，掌握作图法处理实验数据，绘制扬程、功率和效率与流量的关系曲线图。  

u       主要实验方法

测定单级离心泵在一定转速下的流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n，及流体温度t和两测压点间高度差H0（H0＝0.1m），绘制一定转速下H～Q、N～Q、η～Q曲线；通过分析实验结果，判断离心泵最为适宜的工作范围。

n        ４. 空气－蒸汽给热系数测定

u       实验目的和要求

掌握对流传热系数的测定方法，测定空气在圆形直管内(或螺旋槽管内)的强制对流传热系数，并把数据整理成准数关联式，以检验通用的对流传热准数关联式。通过本实验了解影响对流传热系数的因素和强化传热的途径。

u       主要实验方法

通过测定不同流量下的空气和压力相对稳定的水蒸汽在套管换热器中的进、出口温度，求得空气在管内对流传热系数的实验值，由实验数据作图拟合曲线方程得出冷流体给热系数的准数式并与教材中的经验式比较。

n        ５. 洞道干燥实验

u       实验目的和要求

了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术；掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法；测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数a和传质系数K_H。

u       主要实验方法

本实验采用以热空气为加热介质的洞道式循环干燥器，通过测定湿物料的质量随时间的变化（直至恒重），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；最终计算恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数a和传质系数K_H。…

«     课程考核

n        考核方式

考查

n        考核形式

实验报告和试卷

n        成绩评定

实验成绩由平时成绩（实验考勤、实验预习报告、实验现场操作）、实验报告平均成绩和试卷成绩综合给出。其中平时成绩（实验考勤、实验预习报告、实验现场操作）占10%，实验报告占50%，试卷成绩占40%，总分100分。

«     教学材料

n        教材

u       化工原理实验讲义（自编）。

n        主要参考资料

◆化工原理实验.杨雪峰，程远贵，曹丽淑编．四川大学化工学院工程实验中心.2007

◆化工原理实验及课程设计.陈均志，李磊编著.化学工业出版社.2008

◆化工原理实验.杨涛，卢琴芳主编.化学工业出版社.2007

       撰写人：周闯                          审核人：