化工原理實(shí)驗(yàn)（吳雪梅）

《化工原理實(shí)驗(yàn)》共5章，包括緒論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)測量儀表和方法、化工原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容涵蓋流體流動及輸送、過濾、傳熱、精餾、吸收、干燥、萃取、膜分離等各單元操作實(shí)驗(yàn)，注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計性以及化工過程控制與安全觀念。本書還配有數(shù)字化教學(xué)資源，讀者可以通過掃描二維碼，在線觀看典型設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理動畫、仿真實(shí)驗(yàn)視頻，閱讀拓展知識、實(shí)驗(yàn)安全事故分析，查取化學(xué)品安全技術(shù)說明書、物性參數(shù)、氣相色譜儀及溶解氧儀的使用方法。
《化工原理實(shí)驗(yàn)》可作為高等院校化工及相關(guān)專業(yè)的化工原理實(shí)驗(yàn)教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域科研、技術(shù)人員參考。

吳雪梅，大連理工大學(xué)，副院長、教授，主講guo家級精品在線開放課程化工原理，以及傳熱學(xué)、膜分離基礎(chǔ)等核心課程。主編和參編guo家級規(guī)劃教材《化工原理》，以及《化工原理輔導(dǎo)與習(xí)題詳解》《化工單元操作及工藝過程實(shí)踐》《分離過程耦合強(qiáng)化》等教材。長期從事膜科學(xué)與技術(shù)研究，主持國家自然科學(xué)基金、基金委創(chuàng)新研究群體子課題等項(xiàng)目，發(fā)表SCI收錄論文100余篇。入選遼寧省優(yōu)秀人才支持計劃，獲國家科技進(jìn)步二等獎，遼寧省教學(xué)成果獎和遼寧省教材建設(shè)獎。

本書為大連理工大學(xué)國家級一流本科課程、國家精品在線開放課程“化工原理”配套的實(shí)驗(yàn)教材，也適用于化工與制藥類、環(huán)境類、生物類、食品類、安全工程類等相關(guān)專業(yè)，滿足新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)、新時代數(shù)字化教學(xué)和課程思政育人等多方面需求。
化工原理實(shí)驗(yàn)是化工及相關(guān)專業(yè)的重要實(shí)踐課程，具有很強(qiáng)的工程性特征。通過實(shí)驗(yàn)研究方法，可以建立過程變量之間的關(guān)系，確定化工單元過程數(shù)學(xué)模型中的常量參數(shù),驗(yàn)證化工原理的基礎(chǔ)理論和方程，在化工原理理論教學(xué)轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用過程中發(fā)揮重要的橋梁作用。
通過化工原理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和安全操作意識，訓(xùn)練學(xué)生以工程角度合理設(shè)計實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)確采集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果、獲得有效結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作意識，提高學(xué)生分析解決復(fù)雜工程問題的能力，使學(xué)生樹立正確的工程觀念和社會責(zé)任。
本書中，化工原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)均為設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可依托實(shí)驗(yàn)裝置自主設(shè)計實(shí)施多種實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋了典型單元操作，包括流量計校正與流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、離心泵綜合實(shí)驗(yàn)、管路拆裝實(shí)驗(yàn)、恒壓過濾實(shí)驗(yàn)、傳熱綜合實(shí)驗(yàn)、精餾綜合實(shí)驗(yàn)、氣體的吸收與解吸實(shí)驗(yàn)、洞道干燥實(shí)驗(yàn)、膜分離實(shí)驗(yàn)和轉(zhuǎn)盤塔液液萃取實(shí)驗(yàn)；演示實(shí)驗(yàn)通過可視化方法，加深對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程本質(zhì)特征的理解，包括雷諾演示實(shí)驗(yàn)和板式塔流體力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)利用信息化技術(shù)開展高危險、復(fù)雜工況操作等實(shí)驗(yàn)教學(xué)，包括電動往復(fù)式壓縮機(jī)工藝仿真實(shí)驗(yàn)和精餾塔工藝仿真實(shí)驗(yàn)。
本書繪制了知識圖譜，配備了數(shù)字化教學(xué)資源，讀者可以通過掃描二維碼，在線觀看典型設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)動畫視頻、課程思政案例視頻，查看實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物照片，查取化學(xué)品安全技術(shù)說明書及相關(guān)分析儀器使用方法。
全書共5章，由吳雪梅、張文君、張秀娟主編。第1章緒論由張文君、吳雪梅、孟玉蘭編寫，第2章實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理由肇啟東編寫，第3章實(shí)驗(yàn)測量儀表和方法由曹晶晶編寫，第4章化工原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)由曹晶晶（41，44，45）、孟玉蘭（46，47，48）、肇啟東（42，43，49，410）編寫，第5章演示實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)由肇啟東編寫，附錄資料由曹晶晶、肇啟東和孟玉蘭整理，微視頻錄制由張秀娟負(fù)責(zé)，各章節(jié)動畫素材解說由張文君負(fù)責(zé)，思維導(dǎo)圖示例由高南、孟玉蘭、曹晶晶和肇啟東負(fù)責(zé)，全書由吳雪梅負(fù)責(zé)審定。
本書在編寫過程中得到了大連理工大學(xué)化工原理教研室全體同事的關(guān)心和支持，配套的仿真軟件及動畫素材由東方仿真科技（北京）有限公司提供技術(shù)支持，在此一并表示衷心的感謝！
限于作者的水平，書中可能會存在不妥與疏漏之處，敬請讀者指正。

編者
2024年4月

第1章 緒論 001
1.1 化工原理實(shí)驗(yàn)的重要作用 001
1.2 化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo) 002
1.3 化工原理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和研究方法 002
1.3.1 化工原理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容 002
1.3.2 化工原理實(shí)驗(yàn)的研究方法 003
1.3.3 知識圖譜 005
1.4 化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求 006
1.4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備要求 006
1.4.2 實(shí)驗(yàn)操作、觀察與記錄 006
1.4.3 實(shí)驗(yàn)報告要求 007
拓展鏈接 008
1.5 化工原理實(shí)驗(yàn)室的管理制度 008
1.6 化工原理實(shí)驗(yàn)安全 009
1.6.1 化工原理實(shí)驗(yàn)安全風(fēng)險分析 009
拓展鏈接 009
1.6.2 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急預(yù)案 009
1.6.3 實(shí)驗(yàn)室“三廢”處理 010
1.6.4 實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品管理 010
1.6.5 實(shí)驗(yàn)室安全測試題 010
拓展鏈接 010

第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理 011
2.1 實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與研究方法 011
2.1.1 實(shí)驗(yàn)規(guī)劃 011
2.1.2 實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計和實(shí)施 012
2.1.3 研究方法 013
2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與誤差分析 013
2.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集 013
2.2.2 數(shù)據(jù)的真值 014
2.2.3 誤差的基本概念與表達(dá)形式 015
2.2.4 函數(shù)誤差與誤差傳遞 021
2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析方法 025
2.3.1 數(shù)據(jù)處理基本方法 025
2.3.2 常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法 027
2.3.3 數(shù)據(jù)回歸分析方法 028
2.3.4 插值法 031
2.3.5 計算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 032
2.3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價 032

第3章 實(shí)驗(yàn)測量儀表和方法 033
3.1 流量測量 033
3.1.1 節(jié)流式流量計 034
3.1.2 轉(zhuǎn)子流量計 035
3.1.3 濕式氣體流量計 035
3.2 壓力測量 036
3.2.1 彈性式壓力計 036
3.2.2 液柱式壓差計 037
3.2.3 傳感式壓力計 037
3.3 溫度測量 039
3.3.1 溫度計的分類 039
3.3.2 溫度計的選用 042
3.4 功率測量 042
3.4.1 測功器 042
3.4.2 功率表 042
3.5 液位測量 042
3.5.1 直讀式液位計 043
3.5.2 差壓式液位計 043
3.5.3 浮力式液位計 043
3.5.4 非接觸式物位計 043
3.6 測量與控制的前沿技術(shù) 044
3.6.1 遠(yuǎn)程控制技術(shù) 044
3.6.2 自動化技術(shù) 044
3.6.3 遙感技術(shù) 044
3.6.4 微流控技術(shù) 045

第4章 化工原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 046
4.1 流量計校正與流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn) 046
拓展鏈接 053
4.2 離心泵綜合實(shí)驗(yàn) 053
拓展鏈接 058
4.3 管路拆裝實(shí)驗(yàn) 058
拓展鏈接 063
4.4 恒壓過濾實(shí)驗(yàn) 064
拓展鏈接 069
4.5 傳熱綜合實(shí)驗(yàn) 069
拓展鏈接 075
4.6 精餾綜合實(shí)驗(yàn) 076
拓展鏈接 081
4.7 氣體的吸收與解吸實(shí)驗(yàn) 082
拓展鏈接 089
4.8 洞道干燥實(shí)驗(yàn) 089
拓展鏈接 095
4.9 膜分離實(shí)驗(yàn) 95
拓展鏈接 105
4.10 轉(zhuǎn)盤塔液-液萃取實(shí)驗(yàn) 105
拓展鏈接 112

第5章 演示實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn) 113
5.1 雷諾演示實(shí)驗(yàn) 113
拓展鏈接 116
5.2 板式塔流體力學(xué)演示實(shí)驗(yàn) 117
拓展鏈接 123
5.3 電動往復(fù)式壓縮機(jī)工藝仿真實(shí)驗(yàn) 124
拓展鏈接 131
5.4 精餾塔工藝仿真實(shí)驗(yàn) 132
拓展鏈接 143

附錄 144
附錄1 化學(xué)品安全技術(shù)說明書(MSDS) 144
附錄2 檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)的臨界值表 144
附錄3 物性參數(shù)表 144
附錄4 氣相色譜儀的使用方法及乙醇含量分析流程 144
附錄5 溶解氧儀的使用方法 144

參考文獻(xiàn) 145