化工技术基础实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:70

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出版时间:2009-9

价格:12.00元

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isbn号码:9787122063144

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• 化工技术
• 基础实验
• 化学工程
• 实验教学
• 高等教育
• 化工原理
• 分析化学
• 仪器分析
• 过程控制
• 工程实践

《化工原理实验指南：探究物质转化的奥秘》 前言 化工技术，作为现代工业的基石，其发展与进步深刻地影响着人类社会的方方面面。从我们日常生活中赖以生存的衣食住行，到尖端科技领域的材料制造、能源开发，无不闪烁着化学工程的光辉。而化工原理，正是理解和掌握这些复杂过程的理论基础。然而，理论的学习若脱离了实践的检验，便如同空中楼阁，难以真正领悟其精髓。本书《化工原理实验指南》旨在为您提供一个坚实的实践平台，让您在亲自动手、观察分析的过程中，深刻理解并牢固掌握化工原理的核心概念，为未来在化工领域的设计、优化和创新奠定坚实的基础。 本书并非一本枯燥的实验手册，而是一次充满探索与发现的旅程。我们相信，真正的学习源于好奇心，源于对未知世界的渴望。因此，我们精心设计了一系列具有代表性、系统性且富有挑战性的实验项目，涵盖了化工原理的主要分支，从流体流动、传热、传质到化学反应工程等。每一个实验都精心设计了清晰的实验目的、详实的实验步骤、必要的安全注意事项以及对实验结果的深入分析指导。我们力求让您在动手操作的同时，能够理解每一个步骤背后的科学原理，分析每一个数据反映的物理化学过程，最终形成对化工过程的直观认识和深刻理解。 本书的目标读者是所有对化学工程领域充满热情，渴望将理论知识转化为实践技能的学生、研究人员以及行业从业者。无论您是初入化工殿堂的学生，还是希望巩固和拓展知识的工程师，都能从本书中获得宝贵的收获。我们鼓励您在实验过程中保持质疑精神，积极思考，勇于创新，将书本上的知识与实际操作相结合，发现新的现象，提出新的问题，甚至探索新的解决方案。 第一章 流体流动与输送：掌控物质的脉搏 流体，作为化工生产中最普遍的介质之一，其流动与输送是实现物质转移和能量交换的前提。本章将带领您深入探究流体在管道、设备中的行为规律，理解影响流体流动效率的关键因素，并掌握常用的流体输送设备的工作原理与操作技巧。 实验一：流体在直管中的流动阻力测定 实验目的： 验证达西-魏斯巴赫方程，理解层流与湍流的区别，以及流体性质、管径、管长对流动阻力的影响。 实验内容： 在不同流速下，测量水在不同直径和长度的直管中的压降，计算流体阻力系数。通过分析实验数据，绘制雷诺数与阻力系数的关系曲线，观察层流向湍流的转变。 关键知识点： 压强、压降、流速、流量、密度、粘度、雷诺数、达西-魏斯巴赫方程、阻力系数、层流、湍流。 深入探究： 思考如何在实际生产中优化管道设计以减小流动阻力，例如选择合适的管径、表面处理等。 实验二：离心泵的性能测试与操作 实验目的： 熟悉离心泵的结构与工作原理，掌握离心泵的性能测试方法，理解扬程、流量、轴功率、效率之间的关系，并学习如何根据实际需求选择合适的泵。 实验内容： 搭建离心泵实验装置，在不同转速下，测量泵的扬程、流量和轴功率。绘制泵的特性曲线（扬程-流量曲线、效率-流量曲线、功率-流量曲线），并分析不同操作点对泵性能的影响。 关键知识点： 离心泵、叶轮、泵壳、扬程、流量、轴功率、效率、汽蚀、泵的并联与串联。 深入探究： 探讨在实际应用中可能遇到的泵的常见故障（如汽蚀、泄漏）及其原因和解决办法。 实验三：阀门的流动特性研究 实验目的： 了解不同类型阀门（如闸阀、截止阀、蝶阀、球阀）的结构特点与流体阻力特性。 实验内容： 分别在相同流量下，测量不同类型阀门在全开、半开等状态下的压降，计算阀门的当量长度或阻力系数。 关键知识点： 阀门、压降、流阻、当量长度、阻力系数。 深入探究： 分析不同工况下选择何种阀门更为合适，考虑其密封性、调节性、操作方便性等因素。 第二章 传热过程：能量的传递与交换 传热是化工过程中实现温度控制、相变以及能量回收的关键。本章将带您走进热量的世界，理解不同传热方式的机理，掌握传热设备的计算与设计，并学会如何高效地进行热量传递与交换。 实验四：传热系数的测定与影响因素分析 实验目的： 学习测定传热系数的方法，理解传热系数与流体性质、流速、设备结构等因素的关系。 实验内容： 利用夹套式反应器或列管式换热器，在不同流速和温度下，测定加热或冷却介质与被加热/冷却介质之间的传热量，计算总传热系数。 关键知识点： 传热、导热、对流传热、辐射传热、总传热系数、传热温差、传热面积、傅里叶定律、牛顿冷却定律。 深入探究： 思考在实际换热器设计中，如何通过优化结构（如增加翅片、改变流道）来提高传热效率。 实验五：蒸发过程与浓缩 实验目的： 理解蒸发的原理，掌握单效蒸发器和多效蒸发器的基本操作，学习评估蒸发器的经济性。 实验内容： 操作单效或双效蒸发器，在特定操作条件下，测定原料液量、蒸发水量、消耗蒸汽量，并计算蒸发器的传热量和操作费用。 关键知识点： 蒸发、汽化、沸点升高、操作依数定律、蒸汽、冷凝水、有效温差、蒸发器类型（如升膜式、降膜式、强制循环式）、经济性。 深入探究： 探讨在化工生产中，如何选择合适的蒸发器类型以适应不同物料的性质和处理量。 实验六：干燥过程与干燥设备 实验目的： 了解不同干燥方式的原理，掌握干燥曲线的绘制与分析，学习选择合适的干燥设备。 实验内容： 使用鼓风干燥箱、喷雾干燥器或盘式连续干燥器等设备，对一定湿度的物料进行干燥。绘制物料含湿量随时间变化的干燥曲线，分析恒定速率期和降速干燥期的特点。 关键知识点： 干燥、水分活度、干燥速率、干燥曲线（恒定速率期、降速期）、临界含湿量、平衡含湿量、干燥设备（如烘箱、喷雾干燥器、流化床干燥器）。 深入探究： 讨论不同物料（如膏状物、粉末状物、块状物）适合的干燥方法和设备。 第三章 传质过程：物质的迁移与分离 传质是化工过程中实现物质分离、净化和混合的核心。本章将引导您探索物质在不同相之间的迁移规律，掌握各种分离技术的原理与操作，并学会如何高效地进行物质的传递与分离。 实验七：吸收过程与填料塔的吸收效率 实验目的： 理解吸收的传质机理，掌握填料塔的吸收过程，并学习评估吸收塔的吸收效率。 实验内容： 利用填料吸收塔，通入一定浓度的气体（如氨气）和吸收剂（如水），测量进口和出口气液相的浓度。计算吸收率和传质单元高度（HETP）。 关键知识点： 吸收、传质、传质系数、气相传质单元、液相传质单元、传质单元高度、填料塔、板式塔、吸收率、平衡关系。 深入探究： 思考如何优化填料塔的设计（如选择合适的填料、优化填料床高度）以提高吸收效率。 实验八：精馏过程与塔板效率 实验目的： 学习精馏分离二元混合物的原理，掌握精馏塔的操作，并了解塔板效率的概念。 实验内容： 在固定床精馏塔上，对乙醇-水混合物进行精馏。通过控制回流比和操作压力，改变塔顶和塔底的产品组成，并进行物料衡算和能量衡算。 关键知识点： 精馏、相对挥发度、塔板、理论板、回流比、总回流、部分回流、塔顶、塔底、汽液平衡、塔板效率。 深入探究： 讨论在实际精馏操作中，如何根据物料性质和产品要求选择合适的精馏塔类型和操作参数。 实验九：萃取过程与萃取效率 实验目的： 理解液-液萃取的原理，掌握单级萃取和多级逆流萃取的操作，并学习评估萃取效率。 实验内容： 利用萃取设备，对水溶液中的某种溶质进行萃取。通过改变溶剂用量、接触时间和级数，测量出口相的浓度，计算萃取率和溶剂回收率。 关键知识点： 萃取、溶剂、分配系数、相平衡、萃取率、溶剂用量、逆流萃取、级数。 深入探究： 探讨在化工生产中，选择合适的萃取剂以及优化萃取工艺对提高分离效率和降低成本的重要性。 第四章 化学反应工程基础：催化与转化 化学反应是化工生产的灵魂，而化学反应工程则致力于理解、控制和优化化学反应过程。本章将带您领略反应器设计的奥秘，掌握不同反应器的工作特点，并学习如何通过催化剂的使用来提高反应效率。 实验十：固定床催化反应器的操作与动力学研究 实验目的： 学习固定床催化反应器的操作，理解催化反应的动力学规律，并初步了解催化剂的失活与再生。 实验内容： 在固定床反应器中，进行某一气相催化反应（如乙烯氧化制环氧乙烷）。通过改变反应温度、压力、进料速率，测量反应产物的转化率和选择性，绘制反应速率曲线。 关键知识点： 化学反应器、催化剂、固定床反应器、转化率、选择性、反应速率、反应级数、表观活化能、催化剂失活。 深入探究： 思考在实际催化反应中，如何通过优化催化剂的制备、反应器结构以及操作条件来提高反应效率和催化剂寿命。 实验十一：间歇反应器的动力学分析 实验目的： 掌握间歇反应器中反应速率的测定方法，理解反应级数、反应速率常数和活化能的概念。 实验内容： 在实验室的间歇反应釜中，进行某一液相反应。通过定时取样并测定反应物或产物的浓度，绘制浓度随时间变化的曲线，并根据不同的动力学模型（如积分法、微分法）来确定反应级数和反应速率常数。 关键知识点： 间歇反应器、反应动力学、反应速率、反应级数、反应速率常数、阿伦尼乌斯方程、活化能。 深入探究： 讨论在工业生产中，间歇反应器适用于哪些类型的反应，以及其优缺点。 结语 《化工原理实验指南：探究物质转化的奥秘》不仅仅是一本教材，更是一位经验丰富的向导，引领您在广阔的化学工程世界中探索前行。我们希望通过本书，您能够： 掌握核心理论： 将抽象的化工原理具象化，深刻理解流体流动、传热、传质和化学反应的内在规律。 锤炼实践技能： 熟练掌握各种实验仪器的操作，培养严谨细致的实验态度，学会数据采集、处理和分析。 培养科学思维： 激发探索精神，学会提出问题、分析问题和解决问题，形成独立思考和创新的能力。 建立安全意识： 深刻认识实验安全的重要性，掌握基本的安全防护措施，将安全理念贯穿于整个实验过程。 化工技术的未来充满了无限可能，而扎实的理论基础和精湛的实践技能是您实现梦想的翅膀。愿本书能成为您学习道路上的得力助手，陪伴您在探究物质转化奥秘的旅程中，收获知识，增长才干，为化工行业的进步贡献您的力量。愿您在实验的每一个瞬间，都能感受到科学的魅力，体验到探索的乐趣！

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