化工原理实验（程远贵 ）

化工原理实验是一门以化工原理理论课程为基础，对化工单元操作过程和设备进行实验研究，综合运用化工原理基本理论和知识，分析、研究和解决化工单元操作过程中相关工程问题的实践性课程。课程通过化工原理理论、实验理论与设备相结合，验证化工过程中的一些基本理论，是学习、掌握和应用化工原理这门课的必要手段。
本书在《化工原理实验》（2016版）的基础上，经过6年多的教学实践和实验装置建设与改造，引进实验教学改革的新成果，对原实验内容进行修订，并新增部分实验内容。本书进一步将实验内容拓展和加深，把理论与实践紧密结合，重点是强化基础，突出实验的工程性和实践性，利用化工过程技术、现代测试技术和实验研究方法等理论知识，分析、设计和操作典型化工单元设备，让学生在实验过程中去观察现象、分析问题，进而把理论运用于生产和生活中以解决实际问题，培养学生的工程观念和实验技能，培养学生严谨、实事求是的学风和创新意识，培养学生从事自然科学工作的基本素质，增强安全、健康、环保意识，提升学生综合解决工程问题的能力。
本书主要由绪论、工程实验研究方法、实验数据采集和处理、化工仪表、化工原理演示实验、化工原理仿真实验、化工原理综合实验、化工原理远程实验、附录等构成。介绍了化工原理实验任务，实验室的安全事项，解决工程问题的基本方法，如何正确、快速地进行实验数据的采集和处理，合格实验报告的书写以及常用化工仪表的使用。本书第4章和第6章一共有17个实操实验，涵盖了流体力学、传热、过滤、吸收、精馏、干燥和萃取等化工单元操作，同时将传统的和现代的化工测试技术贯穿于各实验中，使化工过程技术与设备技术紧密结合，侧重将错综复杂的工程现象还原成其本质过程。附录中涵盖了常用物理量单位和量纲、单位换算关系以及常见物质的物理性质。本书内容简明扼要、由浅入深，理论层次适中，可作为化学工程与工艺、制药工程、生物工程、材料科学与工程、食品科学与工程、环境科学与工程等专业的化工原理实验教材或教学参考书，亦可供从事化工实验研究的人员参考。
本书为“四川大学立项建设教材”，由程远贵主编。吴潘参与化工仪表章节的编写，田文参与部分实验内容的编写，左炀参与实验数据采集和处理、化工原理仿真实验的编写。在编写过程中，四川大学化学工程学院的前辈和同事们给予了大力的支持和帮助，在此向他们表示诚挚的感谢！同时，在编写过程中参考了其他院校的有关教材，对此向相关教材的作者也表示诚挚的感谢！
限于编者水平，不足之处在所难免，恳请读者批评指正，以便及时修正和补充。

编者
2023年12月

《化工原理实验》注重将理论与实践有机结合，通过实验让学生掌握实验研究方法和化工生产的单元操作技能，重点是强化基础，突出实验的工程性和实践性，培养学生的创新能力和综合解决工程问题的能力。全书共分8章，即绪论、工程实验研究方法、实验数据采集和处理、化工仪表、化工原理演示实验、化工原理仿真实验、化工原理综合实验、化工原理远程实验等。
本书可作为高等院校化工原理实验教材或教学参考书，亦可供从事化工实验研究的人员参考。

第0章绪论1
0.1化工原理实验的课程目标1
0.2化工原理实验室规则2
0.3化工原理实验室安全知识2
0.3.1使用高压气瓶的安全知识2
0.3.2实验室防火安全知识3
0.3.3实验室用电安全知识3
0.3.4化工原理实验安全注意事项4
0.3.5化工原理实验安全应急措施4

第1章工程实验研究方法6
1.1量纲分析法7
1.1.1量纲及无量纲数7
1.1.2物理方程的量纲一致性8
1.1.3量纲分析9
1.2数学模型法10
1.2.1颗粒床层的简化模型11
1.2.2流体压降的数学模型12
1.2.3模型的检验和模型参数的确定12
1.3过程变量分离法13
1.4实验设计及方法14
1.4.1实验设计14
1.4.2设计方法15

第2章实验数据采集和处理18
2.1实验数据采集18
2.1.1实验预习18
2.1.2实验操作19
2.1.3读取实验数据19
2.2实验数据误差20
2.2.1有效数字20
2.2.2误差分析20
2.3实验数据处理21
2.3.1列表表示法21
2.3.2图形表示法22
2.3.3数学公式法27
2.4实验报告35
2.4.1实验报告格式35
2.4.2实验报告要求35

第3章化工仪表36
3.1流体的温度测量36
3.1.1温度测量的基本概念36
3.1.2温度测量仪表的分类37
3.1.3接触式测温37
3.1.4非接触式测温39
3.1.5测温仪表的比较和选用40
3.1.6接触式测温仪表的安装40
3.2流体的压强测量40
3.2.1液柱式压差计41
3.2.2弹性式压力表42
3.2.3差压变送器43
3.2.4测压仪表的选用44
3.2.5测压仪表的安装44
3.3流体的流量测量44
3.3.1测速管45
3.3.2孔板流量计与文丘里流量计46
3.3.3转子流量计47
3.3.4涡轮流量计49
3.3.5涡街流量计49
3.3.6电磁流量计50
3.3.7非接触式流量计51
3.4液位计51
3.4.1液位计分类51
3.4.2磁浮子液位计52
3.5分析仪器53
3.5.1阿贝折射仪53
3.5.2气相色谱仪54
3.5.3电位滴定仪57
3.6回流比控制器58

第4章化工原理演示实验60
实验一伯努利方程实验60
实验二离心泵气缚实验62
实验三流线实验64
实验四塔设备的流体力学实验67

第5章化工原理仿真实验71
一、仿真实验内容71
二、仿真界面基本操作71
三、仿真操作步骤72

第6章化工原理综合实验76
实验一流体力学实验76
实验二板框过滤实验86
实验三流化床和旋风分离器组合实验89
实验四冷空气-蒸汽的对流传热实验94
实验五热空气-水对流传热实验100
实验六平板边界层实验104
实验七气体吸收-解吸实验107
实验八精馏实验114
实验九常压红外干燥实验120
实验十气流干燥实验122
实验十一喷雾干燥实验126
实验十二流化床干燥实验129
实验十三萃取实验132

第7章化工原理远程实验137
一、远程实验内容137
二、远程实验操作138

附录141
附录一常用物理量单位和量纲141
附录二SI制与其他单位制的换算关系141
附录三水的物理性质142
附录四干空气的物理性质(101.325kPa)143
附录五饱和水蒸气表(按温度排列)144
附录六101.325kPa时乙醇-水溶液的平衡数据145
附录七101.325kPa时乙醇-水溶液的蒸气焓146
附录八几种气体溶于水的亨利系数146

参考文献148