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化工原理实验课程教学大纲课程编号:化工专业:05310121;应用化学专业:05210191课程性质化工专业专业必修课;应用化学专业限制性选修课总学时数40学分1适合专业化学工程与工艺、应用化学专业先修课程高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化工原理
一、开设本实验课程的目的与要求
1、开设本实验课程的目的化工原理实验课与课堂教学相比,从形式到内容都更为多样化、更生动活泼在实验前为了搞清楚将要使用的实验装置和仪器、仪表的基本原理及操作方法时和在实验进行过程中、处理实验数据及分析实验结果时,都会遇到各种各样急待思考和处理的问题为了解决问题,既要动手,更要动脑,促进分析和解决问题能力的提高化工原理实验属于工程实验,具有由此及彼、由小见大两个功能需要运用数学模型法和因次分析法去研究工程问题通过化工原理实验的教学可以达到以下目的
(1)在学习化工原理课程的基础上,进一步了解和理解一些比较典型的已被或将被广泛应用的化工过程与设备的原理和操作
(2)提供一个理论联系实际的机会实习运用所学的关于化工原理等化学化工理论知识去解决实验中遇到的各种实际问题,同时学习在化工领域内如何通过实验获得新的知识和信息
(3)进行化工实验基本技能的训练,学习化工实验的基本方法和测量技术,培养从事化工科学实验研究的能力
(4)培养发现问题、分析问题和解决问题的能力以及清楚、正确表达实验结果、进行技术交流的能力
(5)培养科学的思维方法、科学态度和科学作风,提高自身素质水平
(6)随着科技的发展,不断引进新的化工技术和实验技术,开阔眼界,启发创新意识
2、开设本实验课程的要求为了适应21世纪化学工业科技发展的要求,应该尽快地将化学、化工知识与计算机技术紧密地结合起来化工原理实验课,在完成传统的各类单元操作实验的同时,应增设计算机数据采集、计算机过程控制和计算机仿真实验的教学内容在有限的学时数下,运用新技术不仅可完成单元设备的操作型实验,还可能引入简单的化工流程实验和设计型实验,提高综合素质和工作效率,对提高学生的创造性和动手能力都是十分有利的化工原理实验课程要求学生通过实验学习,掌握处理化学工程问题的两种基本实验研究方法;熟悉化工数据的基本测试技术;熟悉并掌握化工典型设备的操作,了解有关影响操作的参数,能在现有设备中完成指定的工艺要求,并能预测某些参数的变化对设备能力的影响
3、本课程开设的实验个数与总学时本实验课程开设10—12个实验,学生选做10个实验,总学时40学时
二、面向年级三年级
三、实验课程标准内容状况;掌握影响产品质量因素的判断及调节方法;掌握理论板数、塔板效率的测定方法观察板式塔正常操作时气液两相在塔板上的接触情况;了解板式塔内不正常操作现象及其调操4节方法;熟悉作型板式塔不正常操作的判断方法;测定两相流体在塔板上的流动特性,寻求适宜操作范围了解外加能量的液一液萃取设备的构操4造、流程及正作型常操作状况;掌握液一液萃取的操作方1210正设取效果的准数关联式,并进行分析测定一定条件下变色硅胶的干燥速率曲线和临界含水量,并进行分析提供实验设备流程,分组设计孔板流量计、涡轮流量计的流量系数测定方案,并在实验设备上实施;做出各种流量计的校正曲线,集中各组进行分析、比较、讨论交试验计型掌握恒压统一选择合5过滤常数的测适的正交表,分小组进行实验,测定每个实验条件下的过滤常数,对试验指标进行极差分析、方差分析和逐步回归分析,讨论试验指标随影响因素的变化趋势,以提高过滤速度为目标,确定适宜的操作条件备注表中带“火”的为任选实验,其它为必选实验
四、教学原则和教学方法本课程内容强调实践性、注意工程观点,在教学过程中应做到以下几个结合,
①验证化工原理课程中最基本的理论与培养学生掌握实验研究方法、提高分析和解决实际问题的能力相结合;
②单一验证性实验与综合操作性、设计性实验相结合,训练独立思考、综合分析处理问题的能力;
③理论与实践相结合;
④传统的与近代的实验方法、测试手段及数据处理技术相结合;
⑤注意当前和发展相结合,将完成实验教学基本内容与因材施教、拓宽加深实验教学内容和方法、培养创新精神相结合;
⑥引入新的化工技术和科学的实验技术与当今化工行业研究热点内容相结合通过本实验课的教学应使学生掌握科学实验的全部过程,包括实验前的准备实验时的操作,正确记录和分析、处理实验数据,撰写实验报告这四个方面是实验课的主要环节,为此在实验前原则上应安排2-4学时的实验理论课教学,进行实验方法论、实验误差分析和数据处理、流体压强、流量、温度三大参数的测量技术等的强化训练为使学生对于实验有严肃的态度、严格的要求和严密的作风,建议较典型的实验程序如下
①认真阅读实验指导书和化工原理教材,了解实验目的和要求;
②进行实验室现场预习,了解实验装置、实验流程、测试点、操作控制点和所使用的检验仪器、仪表等
③预先分好实验小组,讨论并拟定实验方案,写出实验预习报告,实验前交实验指导教师审阅,获准后方可参加实验
④实验操作如实地记录实验原始数据,操作中要积极地理论联系实际,实验记录经指导教师签字认可后方可离开实验室
⑤实验数据处理建议用计算机处理实验数据,但学生需有一组手算的计算示例
⑥撰写实验报告,并注意实验结果的分析讨论
五、成绩考核实验平时成绩按各项实验内容由指导教师根据实验预习、提问、实验态度、协作精神、实验操作、实验报告等方面评分,然后取平均,占课程总成绩50%;实验考试分笔试或和操作考试一种或两种方式,占课程总成绩50%
六、学生选做实验个数及分组情况每位学生选做10个实验,每组实验10人
七、参考书目.冯亚云主编,化工基础实验,化学工业出版社,200年第一版.华东理工大学化工原理教研室主编,化工原理实验讲义.信阳师范学院化工原理教研室自编,化工试验讲义力系数人与雷诺数Re和相对粗糙度之间关系的测定方法及其变化规律;学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的技巧;掌握对数坐标系的使用方法实验管路内流体流动的直管摩擦系数Z与雷诺数Re和相对粗糙度之间关系曲线和关系式,并进行分析3离心泵的特性ilii线测定操作型4熟悉离心泵的操作、使用方法;掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法,加深对离心泵性能的了解熟悉离心泵的结构、特性及操作;掌握真空表、压力表、流量计、功率表的正确使用;测定一定转速下离心泵的特性曲线,并进行分析4过滤实验操作型4了解过滤设备的构造和操作,掌握过滤原理及数学模型法解决过滤问题的实验方法熟悉板框过滤机的结构和组装;测定恒压操作下的过滤常数K和滤布阻力qe并进行分析5传热实验操作型4掌握间壁式传热设备的构造、原理和给热系数测定的实验组织方法;了解强化传热的途径;了解热电偶线路的连接方法并掌握热电偶测量壁温的方法测定间壁换热器的给热系数和总传热系数K;对测得的实验数据进行多元非线性回归,确定对流传热系数的准数关联式Nu=ARemPrn中的常数A、m、n并进行分析6填料塔气体吸收实验综合型4了解填料吸收塔的结构、流程和正常操作的水力学状况;理解吸收剂进口条件对吸收结果的影响;学会气体吸收过程中控制步骤的判断方法;掌握吸收塔传质系数的测定方法测定实验塔在一定操作条件下的传质能力(传质单元数)与传质效率(传质单元高度和体积传质总系数);测定体积传质总系数随气体流量和液体流量的变化规律,并进行分析;确定吸收准数关联式7板式塔精储实验操作型5熟悉板式塔的结构、流程及正常操作在全回流和某一回流比的实验条件下,测定实法;学会强化传质的途径;掌握萃取塔性能的测定方法流化干燥实验操作型7了解流化干燥设备的流程、工作原理及实验方法;学习物料含水量测定方法;理解影响干燥速率曲线的因素;掌握流化床操作的特点流量计的校正和使用设计型3设计各种流量计的校核方案,了解孔板流量计或文丘里流量计或涡轮流量计的流量系数变化规律。