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| 編輯推薦： |
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篇幅短小精干，内容够用不多余。是应用型院校《化工原理实验》课程的理想备选教材
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| 內容簡介： |
《化工原理实验第2版》保持第一版的体系、结构不变，内容进行了全面修订。替换了一些实验，增加了仿真实验部分。内容包括实验误差分析和有效数字、实验数据处理、正交实验设计、化工实验测量技术、仿真实验。本书侧重实验方法的建立、实验设计以及与仪器仪表和计算机技术相结合的化工知识，可以有效地培养学生的创造性思维和动手实践能力。
《化工原理实验第2版》可以作为化学化工、生物工程、制药工程、食品工程等专业的化工原理实验课教材，也可供化工专业研究和企事业单位技术人员选用或参考。
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| 關於作者： |
王雪静，河南科技学院化工学院，实验室主任，副教授，1990年天津大学精细化工专业毕业，在企业工作，先后从事医药中间体的研制，碳酸锶生产线的开发，镉镍电池正负极物质的生产管理，工艺改造，新型电池的开发等技术工作。
2000年攻读硕士，在高校工作，2007.3获工学博士学位。承担过国家自然基金项目，中石化重大公关项目等，参与省级鉴定一项。发表论文20余篇，SCI,EI 7篇。
主讲《化工原理》，《化工原理课程设计》理论课，以及相应的化工原理实验课，年课时数400多学时。
参编《注射成型实用技术》，化学工业出版社
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1化工原理实验目的1
1.2化工原理实验操作及注意事项1
1.3化工原理实验基本要求2
1.4实验室安全用电注意事项2
第2章实验误差分析和有效数字4
2.1误差及其分类4
2.2偶然误差的分布7
2.3直接测量值的误差估算8
2.4间接测量值的误差传递9
2.5误差分析应用11
2.6提高分析结果准确度的方法13
2.7有效数字及其运算规则13
第3章实验数据处理15
3.1列表法15
3.2图示法16
3.3实验数据数学方程表示法19
3.4MATLAB简介27
第4章正交实验设计35
4.1概述35
4.2正交实验设计特点35
4.3正交表分类38
4.4正交设计注意事项39
4.5正交表的表头设计40
4.6正交实验结果的统计分析方法45
第5章化工实验测量技术59
5.1压力差测量59
5.2流量测量65
5.3计算机数据采集与控制74
第6章化工原理基础实验79
实验一雷诺实验79
实验二流体流动阻力的测定80
实验三离心泵性能测定83
实验四恒压过滤常数测定实验85
实验五传热系数测定88
实验六精馏实验91
实验七填料塔吸收传质系数的测定94
实验八萃取实验96
实验九循环风洞干燥实验99
第7章仿真实验104
实验一流量计的认识和校验106
实验二离心泵性能曲线测定107
实验三流体阻力实验109
实验四离心泵串并联仿真实验110
实验五气气传热仿真实验112
实验六乙醇和丙醇的精馏仿真实验115
实验七吸收氨水仿真实验117
附录120
附录1AI708型仪表操作说明120
附录2变频器简易操作说明120
附录3阿贝折射仪使用说明122
附录4电子天平使用说明123
附录5液体比重天平使用说明124
参考文献126
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| 內容試閱：
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第七章 仿真实验部分
“化工原理实验”既是“化工原理”课程教学的重要组成部分，也是一门独立的基础课程。对于工科院校化工类的学生，工程概念的培养是十分重要的。由于该课程所涉及内容多为化工生产中的单元操作且接近中试装置规模，比以往所学各课程的实验更接近于生产实际，故其工程实践性很强，面对学校的实验设备，其规模和内容都有限，这给实验教学带来一定难度。近年来将计算机仿真技术运用到化工原理实验教学，模拟真实的化工过程，带给学生真实的化工生产环境，调动学生的学习积极性，使他们的学习过程和学习方式更具个性化，既提高了学习效率，又优化了实验与实践性环节的教学过程，从而摆脱了灌输法的束缚，有助于对学生综合能力以及化工实际操作技能的培养。
仿真教学是运用实物、半实物或全数字化动态模型，深层次揭示教学内容的新方法。与传统的实验室实验相比，仿真实验有如下优势和作用：
1、深入了解化工过程系统的操作原理，在仿真机上反复进行开车、停车训练，提供充分动手的机会；
2、仿真软件具有较强交互性，提供快门设定、工况冻结、成绩评定、事故设置、报警记录等各项功能，便于教师教学和学生主动学习；
3、设定实际工厂不可能进行的各种事故和极限运行状态，提高分析能力和决策能力；
4、安全性。
通过化工原理仿真实验可以达到以下目的：
1、可避免实验中相应的安全隐患，提高学生工程素质；
2、在加深对实验原理理解的基础上，可通过反复操作，掌握实验步骤，为实际操作做好充分准备；
3、了解事故产生原因和造成的后果，学习排除事故的方法，提高安全意识。
4、培养学生理论联系实际的能力，提高其独立思考和独立工作的能力。
5、可大大节省人力、物力和财力，较好地达到辅助实验教学的目的；
6、根据反馈信息，教师可了解学生对实验内容的掌握程度；
一仿真软件使用说明
启动实验：
用鼠标点击“开始—程序—东方仿真—化工原理实验仿真系统2004—化工原理实验仿真系统2004”开始程序，出现如下图所示画面：
将鼠标移动到要做的实验名称的相应条目上，用鼠标左键点击即可启动实验。
系统功能：
主界面的菜单分两部分，包括左侧菜单和下方菜单。
主菜单界面如下图所示：
左侧菜单为系统调用菜单，用于调用主界面以外的其他窗口，包括“实验指导，实验操作，数据处理，教学课件，素材演示”五项，下面做分别介绍：
——实验讲义相关内容，包括实验原理，设备介绍，计算公式，以及注意事项等；
——详细的操作指导，相当于一般Windows程序的帮助文件，可按F1键调出；
——数据处理窗口，包括数据的记录、计算，曲线绘制或公式回归等内容；
——与实验内容相关的教学课件，采用开放式设计，教师可以用自己制作的课件代替，具体方法在后面第三章介绍；
——真实设备的照片、录像等素材的演示；
要启动以上某个窗口，将鼠标移动到以上相应项目上点击左键即可。
下方菜单为系统功能菜单，包括一些系统的设置以及一些实验的功能，有“自动记录，记录授权，思考题，声音控制，打印设置，退出”六项，下面分别加以介绍：
——自动记录，可以自动记录下当前的实验数据，储存在数据处理的原始数据部分，但需要在授权中心获得授权；
——参数设置，可以修改当前实验的设备参数或实验条件，但需要在授权中心获得授权；
——思考题，与实验有关的标准化试题测试以及实验操作的评分，采用开放式设计，教师可以加入自己编的思考题，具体方法在后面第三章介绍；
——网络控制，可通过连接教师站获得实验配置信息、提交实验报告；
——授权中心，用于向用户提供各种权利的授权；
——退出，退出实验到实验菜单（实验上篇或实验下篇）。
要启动以上某个窗口，将鼠标移动到以上相应项目上点击左键即可。
以下举例说明仿真软件在化工原理实验中的详细操作过程。
二、仿真软件在化工实验中的详细操作过程
实验一 流量计的认识和校验
一、实验目的
⒈ 了解几种常用流量计的构造、工作原理和主要特点。
⒉ 掌握流量计的标定方法。
⒊ 了解节流式流量计流量系数C随雷诺数Re的变化规律，流量系数C的确定方法。
⒋ 学习合理选择坐标系的方法。
二、实验内容
⒈ 了解孔板、14园喷嘴、文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。
⒉ 测定节流式流量计（孔板或14园喷嘴或文丘里）的流量标定曲线。
⒊ 测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。
三、实验原理
流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为：
式中：被测流体水的体积流量，m3s；
流量系数，无因次；
流量计节流孔截面积，m2；
流量计上、下游两取压口之间的压强差，Pa ；
被测流体水的密度，kg／m3 。
用涡轮流量计和转子流量计作为标准流量计来测量流量VS。每一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数△P和流量Vs绘制成一条曲线，即流量标定曲线。同时用上式整理数据可进一步得到C—Re关系曲线。
四、实验装置
该实验与流体阻力测定、离心泵性能测定实验图一所示的实验装置流程图。
本实验共有八套装置，第1~6套流程为：A→BC→D→E→F→G→I 。
流量测量：以精度0.5级的涡轮流量计作为标准流量计，测量被测流量计流量。
五、实验方法
⒈ 通电预热数字显示仪表，记录流量计差压数字表初始值。
⒉ 通过导向阀设计流量计标定的流程。
⒊ 关闭流量调节阀，用变频器启动按钮启动离心泵。
⒋ 调节流量，在满量程范围内测取10~12组流量计标定数据。
⒌ 实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。
六、注意事项
启动离心泵之前，必须检查所有流量调节阀是否关闭。
七、参数设置
1．可变参数设置
流量计种类的选择孔口内径（β）的选择
标准孔板流量计0.025mm（β=0.625）
0.020mm（β=0.50）
0.015mm（β=0.375）
标准孔口流量计0.025mm（β=0.625）
0.020mm（β=0.50）
0.015mm（β=0.375）
标准喷嘴流量计0.025mm（β=0.625）
0.020mm（β=0.50）
0.015mm（β=0.375）
2．固定设备参数
主管道直径40mm（β=孔口内径主管道直径）
八、仿真实验操作步骤
1．到参数设置二界面设置流量计性能测定实验的边界参数：选流量计种类及流量计孔口内径。点参数记录记录到实验报表中。注意：参数设置好后在本实验中不可更改。
2．打开离心泵电源开关，打开主管路的球阀，稍微打开主管路的调节阀，到仪表面板中观察涡轮流量计读数和被测流量计压差稳定后，到流量计数据界面中记录数据。
3．调节主管路调节阀开度，重复步骤2，共记录10组数据。
4．在实验报表里的《流量计校核数据》查看实验结果数据，可选中某行删出不合理数据，点击实验报告查看数据和流量计标定曲线和Co-Re曲线。
5．关闭主管路球阀，主管路调节阀，关闭离心泵电源开关。
实验二 离心泵性能曲线测定
一、实验设备及流程：
设备参数：
泵的转速：2900转分 额定扬程：20m
电机效率：93% 传动效率：100%
水温：25℃泵进口管内径：41mm
泵出口管内径：35.78mm 两测压口之间的垂直距离：0.35m
涡轮流量计流量系数：75.78
二、实验操作：
第一步：灌泵
因为离心泵的安装高度在液面以上，所以在启动离心泵之前必须进行灌泵。在压力表上单击鼠标左键，即可放大读数（右键点击复原）。当读数大于0时，说明泵壳内已经充满水，但由于泵壳上部还留有一小部分气体，所以需要放气。调节排气阀开度大于0，即可放出气体，气体排尽后，会有液体涌出，此时关闭排气阀和灌泵阀，灌泵工作完成。
第二步：开泵
灌泵完成后，打开泵的电源开关，启动离心泵。
注意：在启动离心泵时，主调节阀应关闭，如果主调节阀全开，会导致泵启动时功率过大，从而可能引发烧泵事故。
第三步、建立流动
启动离心泵后，调节主调节阀的开度为100。
第四步：读取数据
等涡轮流量计的示数稳定后，即可读数。鼠标左键点击压力表、真空表和功率表，即可将其放大，以读取数据。
注意：务必要等到流量稳定时再读数，否则会引起数据不准。
第五步：记录数据
鼠标左键点击实验主画面左边菜单中的“数据处理”，可调出数据处理窗口，在原始数据页按项目分别将数据填入记录表，也可在用点击“打印数据记录表”键所打印的数据记录表中记录数据，两者形式基本相同，注意单位换算。
注意：如果您使用自动记录功能，则当您点击“自动记录”键时，数据会被自动写入而不需手动填写。
第六步：记录多组数据
调节主调节阀的开度以改变流量，然后重复上述第4—5步，从大到小测10组数据。记录完毕后进入数据处理。
三、数据处理：
第一步：记录原始数据
如果您使用“自动记录”功能或已经将数据记录在数据库内，则可以跳过此步，如果您是将数据记录在用点击“打印数据记录表”键所打印的数据记录表内，则请您将数据填入表格中。
第二步：数据计算
填好数据后，如果不采用“自动计算”功能，则可以在原始数据页找到计算所需的参数，如果要使用“自动计算”功能，在相应的计算结果页点击“自动计算”即可，数据即可自动计算并自动填入。
第三步：特性曲线绘制
计算完成后，如上图所示在曲线页点击“开始绘制”即可根据数据自动绘制出曲线。
四、实验报告
点击数据处理窗口下面一排按钮中的“打印”按钮，即可调出实验报表窗口。
点击数据处理窗口下面一排按钮中的“保存”按钮，可保存原始数据到磁盘文件，并可点击“读入”按钮读入该数据文件。
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