化工原理實驗（吳雪梅）

《化工原理實驗》共5章，包括緒論、實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理、實驗測量儀表和方法、化工原理基礎(chǔ)實驗、演示實驗與仿真實驗。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驗，注重實驗設(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、仿真實驗視頻，閱讀拓展知識、實驗安全事故分析，查取化學品安全技術(shù)說明書、物性參數(shù)、氣相色譜儀及溶解氧儀的使用方法。
《化工原理實驗》可作為高等院?；ぜ跋嚓P(guān)專業(yè)的化工原理實驗教材，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，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、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《化工原理輔導與習題詳解》《化工單元操作及工藝過程實踐》《分離過程耦合強化》等教材。長期從事膜科學與技術(shù)研究，主持國家自然科學基金、基金委創(chuàng)新研究群體子課題等項目，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，獲國家科技進步二等獎，遼寧省教學成果獎和遼寧省教材建設(shè)獎。

本書為大連理工大學國家級一流本科課程、國家精品在線開放課程“化工原理”配套的實驗教材，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)，滿足新工科實驗教學、新時代數(shù)字化教學和課程思政育人等多方面需求。
化工原理實驗是化工及相關(guān)專業(yè)的重要實踐課程，具有很強的工程性特征。通過實驗研究方法，可以建立過程變量之間的關(guān)系，確定化工單元過程數(shù)學模型中的常量參數(shù),驗證化工原理的基礎(chǔ)理論和方程，在化工原理理論教學轉(zhuǎn)化為工程應用過程中發(fā)揮重要的橋梁作用。
通過化工原理實驗課程的學習，可以培養(yǎng)學生的實驗操作技能和安全操作意識，訓練學生以工程角度合理設(shè)計實驗、準確采集和處理實驗數(shù)據(jù)、分析綜合實驗結(jié)果、獲得有效結(jié)論，培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊合作意識，提高學生分析解決復雜工程問題的能力，使學生樹立正確的工程觀念和社會責任。
本書中，化工原理基礎(chǔ)實驗均為設(shè)計性實驗，學生可依托實驗裝置自主設(shè)計實施多種實驗方案。實驗內(nèi)容涵蓋了典型單元操作，包括流量計校正與流體力學綜合實驗、離心泵綜合實驗、管路拆裝實驗、恒壓過濾實驗、傳熱綜合實驗、精餾綜合實驗、氣體的吸收與解吸實驗、洞道干燥實驗、膜分離實驗和轉(zhuǎn)盤塔液液萃取實驗；演示實驗通過可視化方法，加深對實驗現(xiàn)象和過程本質(zhì)特征的理解，包括雷諾演示實驗和板式塔流體力學演示實驗；虛擬仿真實驗利用信息化技術(shù)開展高危險、復雜工況操作等實驗教學，包括電動往復式壓縮機工藝仿真實驗和精餾塔工藝仿真實驗。
本書繪制了知識圖譜，配備了數(shù)字化教學資源，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，查看實驗裝置實物照片，查取化學品安全技術(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章實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理由肇啟東編寫，第3章實驗測量儀表和方法由曹晶晶編寫，第4章化工原理基礎(chǔ)實驗由曹晶晶（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章演示實驗與仿真實驗由肇啟東編寫，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責，各章節(jié)動畫素材解說由張文君負責，思維導圖示例由高南、孟玉蘭、曹晶晶和肇啟東負責，全書由吳雪梅負責審定。
本書在編寫過程中得到了大連理工大學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 化工原理實驗的重要作用 001
1.2 化工原理實驗的教學目標 002
1.3 化工原理實驗的內(nèi)容和研究方法 002
1.3.1 化工原理實驗的內(nèi)容 002
1.3.2 化工原理實驗的研究方法 003
1.3.3 知識圖譜 005
1.4 化工原理實驗的教學要求 006
1.4.1 實驗準備要求 006
1.4.2 實驗操作、觀察與記錄 006
1.4.3 實驗報告要求 007
拓展鏈接 008
1.5 化工原理實驗室的管理制度 008
1.6 化工原理實驗安全 009
1.6.1 化工原理實驗安全風險分析 009
拓展鏈接 009
1.6.2 實驗室應急預案 009
1.6.3 實驗室“三廢”處理 010
1.6.4 實驗室化學品管理 010
1.6.5 實驗室安全測試題 010
拓展鏈接 010

第2章 實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理 011
2.1 實驗規(guī)劃與研究方法 011
2.1.1 實驗規(guī)劃 011
2.1.2 實驗流程設(shè)計和實施 012
2.1.3 研究方法 013
2.2 實驗數(shù)據(jù)采集與誤差分析 013
2.2.1 實驗數(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形式 015
2.2.4 函數(shù)誤差與誤差傳遞 021
2.3 實驗數(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 常用的實驗數(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 計算機輔助實驗數(shù)據(jù)處理 032
2.3.6 實驗結(jié)果評價 032

第3章 實驗測量儀表和方法 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)實驗 046
4.1 流量計校正與流體力學綜合實驗 046
拓展鏈接 053
4.2 離心泵綜合實驗 053
拓展鏈接 058
4.3 管路拆裝實驗 058
拓展鏈接 063
4.4 恒壓過濾實驗 064
拓展鏈接 069
4.5 傳熱綜合實驗 069
拓展鏈接 075
4.6 精餾綜合實驗 076
拓展鏈接 081
4.7 氣體的吸收與解吸實驗 082
拓展鏈接 089
4.8 洞道干燥實驗 089
拓展鏈接 095
4.9 膜分離實驗 95
拓展鏈接 105
4.10 轉(zhuǎn)盤塔液-液萃取實驗 105
拓展鏈接 112

第5章 演示實驗與仿真實驗 113
5.1 雷諾演示實驗 113
拓展鏈接 116
5.2 板式塔流體力學演示實驗 117
拓展鏈接 123
5.3 電動往復式壓縮機工藝仿真實驗 124
拓展鏈接 131
5.4 精餾塔工藝仿真實驗 132
拓展鏈接 143

附錄 144
附錄1 化學品安全技術(shù)說明書(MSDS) 144
附錄2 檢驗相關(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 145