化工原理实验化工原理实验讲义谢少雄汕头大学理学院化学系-0-
化工原理实验 - 0 - 化工原理实验讲义 谢少雄 汕头大学理学院化学系
化工原理实验目录第一篇化工原理实验基础知识化工原理实验目的及要求实验误差分析2=实验数据的处理6第二篇实验部分实验一雷诺实验..12实验二柏努利方程实验..15实验三..19流量计的校正实验四流体流动阻力测定..22实验五离心泵特性曲线测定27实验六...31板框压滤实验实验七..35对流给热系数测定实验八精馏实验...41实验九填料塔总传质系数测定.46实验十干燥速率曲线的测定..51-1
化工原理实验 - 1 - 目 录 第一篇 化工原理实验基础知识 一 化工原理实验目的及要求 .1 二 实验误差分析 .2 三 实验数据的处理 .6 第二篇 实验部分 实验一 雷诺实验 .12 实验二 柏努利方程实验 .15 实验三 流量计的校正 .19 实验四 流体流动阻力测定 .22 实验五 离心泵特性曲线测定 .27 实验六 板框压滤实验 .31 实验七 对流给热系数测定 .35 实验八 精馏实验 .41 实验九 填料塔总传质系数测定 .46 实验十 干燥速率曲线的测定 .51
化工原理实验第一篇化工原理实验基础知识一、化工原理实验目的及要求（一）化工实验的目的开设化工原理实验的目的，在于使应用化学专业的学生获得必要的工程实验的训练。工程实验不同于基础科学实验之处在于其研究对象不同，因而研究方法也不同。工程实验面对着复杂的工程实际问题，通常采用的研究方法是数学模型方法和因次论指导下的实验研究方法。故本课程的任务是：（1）帮助学生掌握处理工程问题的两个基本研究方法。（2)理论联系实际，让学生在理论指导下独立进行化工单元操作，从中培养分析和解决实际问题的能力。（3）使学生掌握基本实验技能，包括各种操作参数和设备特性参数的测试方法。化工原理实验将按下列三个环节进行。1、课前预习。认真阅读实验指导书和有关参考资料，了解实验目的和基本原理，通过实验室现场预习了解实验装置、流程、测试点、操作控制点以及有关仪器仪表的使用方法（现场预习时不得启动设备和仪表）。预习后，写出预习报告。其内容包括：实验目的和内容：基本原理；实验装置和流程实验操作要点及实验数据的布点；拟订原始数据记录表格。实验预习报告须经指导教师认可后，方得进行实验操作。2、实验操作。必须认真做好实验原始记录，细心观察实验现象，积极思考以便及时发现问题，解决问题。3、处理数据、撰写实验报告。（二）实验报告要求实验报告由每位学生自行撰写成文，内容大致包括如下各项：1、实验报告题目2、实验目的3、实验原理4、实验装置5、实验数据及数据处理（应列出一组实验数据的计算示例）6、实验结果及分析-1
化工原理实验 - 1 - 第一篇 化工原理实验基础知识 一、化工原理实验目的及要求 （一）化工实验的目的 开设化工原理实验的目的，在于使应用化学专业的学生获得必要的工程实验 的训练。 工程实验不同于基础科学实验之处在于其研究对象不同，因而研究方法也不 同。工程实验面对着复杂的工程实际问题，通常采用的研究方法是数学模型方法 和因次论指导下的实验研究方法。故本课程的任务是：(1)帮助学生掌握处理工程 问题的两个基本研究方法。(2)理论联系实际，让学生在理论指导下独立进行化工 单元操作，从中培养分析和解决实际问题的能力。(3)使学生掌握基本实验技能， 包括各种操作参数和设备特性参数的测试方法。 化工原理实验将按下列三个环节进行。 1、课前预习。认真阅读实验指导书和有关参考资料，了解实验目的和基本原 理，通过实验室现场预习了解实验装置、流程、测试点、操作控制点以及有关仪 器仪表的使用方法（现场预习时不得启动设备和仪表）。预习后，写出预习报告。 其内容包括：实验目的和内容；基本原理；实验装置和流程；实验操作要点及实 验数据的布点；拟订原始数据记录表格。 实验预习报告须经指导教师认可后，方得进行实验操作。 2、实验操作。必须认真做好实验原始记录，细心观察实验现象，积极思考以 便及时发现问题，解决问题。 3、处理数据、撰写实验报告。 （二）实验报告要求 实验报告由每位学生自行撰写成文，内容大致包括如下各项： 1、实验报告题目 2、实验目的 3、实验原理 4、实验装置 5、实验数据及数据处理（应列出一组实验数据的计算示例） 6、实验结果及分析
化工原理实验（三）实验要求1、实验人员都必须遵守实验室各项规章制度。2、不得赤足或穿拖鞋进入实验室。3、实验前，认真检查实验装置和仪器仪表是否完好。如发现不妥，立即报告指导教师，以便及时处理。4、实验中，应认真操作，精心维护设备和仪器仪表，节约水、电和药品的消耗。5、注意安全操作。对本次实验用到的设备、仪器仪表，必须熟悉其性能及使用方法和操作规程才能使用，对非本次实验用的设备、仪器仪表，一律不得随意启动和使用。6、如损坏设备、仪器仪表，必须立即报告，说明原因，按规定填写报损单，听候处理。7、实验完毕，应将设备仪器恢复原状，关好水、电、气源，进行必要的清洁卫生工作，将原始记录交指导教师签字后，方得离去。二、实验误差分析（一）真值与平均值实验科学中定义：无限多次观测值的平均值为真值。由于实验中观测次数有限，其平均值只能近似于真值，我们将其称之为最佳值，并且用以代替真值。化工中常用的平均值有下列几种：AXI+x+.+百算术平均值(0-1)0n艺x台军+房++号均方根平均值(02)Xs=nX几何平均值(0-3)Xc=XXLXi=1-2(0-4)对数平均值Xc =Ing其中xi-----第i次观测值，i=1，2，...n;—-观测次数。n--2-
化工原理实验 （三）实验要求 1、实验人员都必须遵守实验室各项规章制度。 2、不得赤足或穿拖鞋进入实验室。 3、实验前，认真检查实验装置和仪器仪表是否完好。如发现不妥，立即报 告指导教师，以便及时处理。 4、实验中，应认真操作，精心维护设备和仪器仪表，节约水、电和药品的 消耗。 5、注意安全操作。对本次实验用到的设备、仪器仪表，必须熟悉其性能及 使用方法和操作规程才能使用，对非本次实验用的设备、仪器仪表，一律不得随 意启动和使用。 6、如损坏设备、仪器仪表，必须立即报告，说明原因，按规定填写报损单， 听候处理。 7、实验完毕，应将设备仪器恢复原状，关好水、电、气源，进行必要的清 洁卫生工作，将原始记录交指导教师签字后，方得离去。 二、实验误差分析 （一）真值与平均值 实验科学中定义：无限多次观测值的平均值为真值。由于实验中观测次数有 限，其平均值只能近似于真值，我们将其称之为最佳值，并且用以代替真值。 化工中常用的平均值有下列几种： 算术平均值 x x x x n x m n n i i n = + + ⋅⋅⋅ + = ∑ 1 2 =1 (0-1) 均方根平均值 x x x x n x s n i n n i = + + ⋅⋅⋅ + = ∑ 1 = 2 2 2 2 2 1 (0-2) 几何平均值 x x c x x n n i i n = = n = 1 2 ∏ 1 L x (0-3) 对数平均值 x x x x x c = −1 1 2 2 ln (0-4) 其中 xi-第 i 次观测值，i=1，2，.n； n-观测次数。 - 2 -
化工原理实验使用不同方法求取的平均值，并不都是最佳值，平均值计算方法的选择，取决于一组观测值的分布类型。一般情况下，观测值的分布符合正态分布，而正态分布的最佳值是算术平均值，因而以观测值的算术平均值作为最佳值是用得最广泛的场合。（二）误差的表示法为反映测量结果与真值接近程度，常用精度一词。精度可有下列不同含义：（1）正确度（准确度），它反映系统误差的影响程度。(2）精密度，它反映随机误差的影响程度。(3）精确度，它反映系统误差和随机误差综合的影响程度。对于具体的测量，我们要求的是达到尽可能高的精确度。精确度高则精密度与正确度均高。要定量地衡量测量的质量和水平，则常用误差来表示。测量误差分为测量点和测量列（集合）的误差。1、测量点误差表示法（1）误差（绝对误差）di测量集合中某次观测值与其真值之差称为误差或绝对误差。实际工作中以观测值与最佳值之差（称为残余误差、剩余误差或离差）代替。di=xi-Xm(0-5)式中，di-----第i次测量的误差；xi-----第i次测量的观测值，i=1,2,n;Xm-----测量集合中的最佳值。（2）相对误差dri绝对误差与真值之比称为相对误差。实际上以绝对误差与最佳值之比代替，用以比较不同被测值的测量精度。didr=%×100(0-6)式中，dri-----第i次测量的相对误差，%。（3）引用误差仪表某一刻度点示值误差与仪表满量程示值之比的百分数称为仪表在该刻度-3
化工原理实验 使用不同方法求取的平均值，并不都是最佳值，平均值计算方法的选择，取 决于一组观测值的分布类型。一般情况下，观测值的分布符合正态分布，而正态 分布的最佳值是算术平均值，因而以观测值的算术平均值作为最佳值是用得最广 泛的场合。 （二）误差的表示法 为反映测量结果与真值接近程度，常用精度一词。精度可有下列不同含义： (1)正确度（准确度），它反映系统误差的影响程度。 (2)精密度，它反映随机误差的影响程度。 (3)精确度，它反映系统误差和随机误差综合的影响程度。 对于具体的测量，我们要求的是达到尽可能高的精确度。精确度高则精密度 与正确度均高。 要定量地衡量测量的质量和水平，则常用误差来表示。测量误差分为测量点 和测量列（集合）的误差。 1、测量点误差表示法 （1）误差（绝对误差）di 测量集合中某次观测值与其真值之差称为误差或绝对误差。实际工作中以观 测值与最佳值之差（称为残余误差、剩余误差或离差）代替。 di=xi－xm (0-5) 式中，di-第 i 次测量的误差； xi-第 i 次测量的观测值，i=1,2,.n； xm-测量集合中的最佳值。 （2）相对误差 dri 绝对误差与真值之比称为相对误差。实际上以绝对误差与最佳值之比代替， 用以比较不同被测值的测量精度。 d d ri x i m = × 100 (0-6) 式中，dri-第 i 次测量的相对误差，%。 （3）引用误差 仪表某一刻度点示值误差与仪表满量程示值之比的百分数称为仪表在该刻度 - 3 -