《化學工程核心課程實驗與設計》包括了七個模塊,分別為化工原理實驗與設計、化工熱力學實驗、化學反應工程實驗、化工儀表及自動化實驗、工程圖學實訓、化工設備機械基礎課程設計、化工過程初步設計。每個模塊均含有概述和實驗(或實訓或設計/與設計)兩部分。其中,化工原理按照“化工原理實驗與設計”模塊以組合項目形式分成三部分,分別為基礎實驗、強化實驗與課程設計。其他科目均屬單一環(huán)節(jié)。本書的亮點是集七門化學工程核心課程實驗、(課程)設計、實訓內容于一體,以模塊形式編序。各模塊項目由易到難,多為相關課程具有代表性的實驗或設計或實訓項目。既簡化了教師對實驗、設計或實訓教材的選擇,又為學生使用提供了方便。同時,對化學工程與工藝專業(yè)以外的其他化工類專業(yè)而言,不具有統(tǒng)一平臺的課程可以根據需要選擇模塊數及項目數;對于具有統(tǒng)一平臺的化學工程核心課程(有相同的課程名稱及代碼、課程性質、學時數和相同教學大綱)來說,本書也為實施教師掛牌授課、學生選課等提供了前提條件。
《化學工程核心課程實驗與設計》可作為化學工程與工藝、應用化學、生物工程、環(huán)境工程和制藥工程等本科專業(yè)的化學工程基礎課程實驗、實訓或課程設計的教材或教學參考書。也可作為從事輕化工程、染整工程等化工相關專業(yè)的技術人員和科研人員的參考用書。
現代化工在近年來發(fā)展非常迅速,給人類的生活帶來了極大的便利,對人類生活方式產生了深遠影響。與此同時,它也對適應現代大化工發(fā)展所需要的工程技術人才提出了更高的要求。目前,許多高校在試行按大類招生,同時逐步實施在人才培養(yǎng)模式上的結構轉變以適應這種新的需求。但是,由于歷史原因造成相同課程有不同的課程性質、不同學時、甚至不同名稱等問題,致使大類招生后無法統(tǒng)一教材,學生選課難,無法實施教師掛牌授課,部分課程缺少實踐訓練環(huán)節(jié),影響人才培養(yǎng)質量的提升。
本書作為化學工程基礎實踐教材,在一定程度上彌補了上述缺陷。本書在原有實驗講義基礎上,充實了七門核心課程即化工原理、化工熱力學、化學反應工程、化工儀表及自動化、化工設計、工程圖學、化工設備機械基礎的實踐環(huán)節(jié)和內容,特別是增設了多種類型的化工設計訓練項目,為全面地指導與實施化學工程實驗、實訓與(課程)設計訓練,提高學生工程實踐能力提供了有力支撐。本書集七門核心課程實驗、實訓或(和)設計內容于一體,簡化了教師對教材的選擇,便于學生對化學工程基礎實驗、實訓或課程設計教材的選擇與使用。同時,在統(tǒng)一了課程平臺(有相同課程名稱、課程性質、學時數和教學大綱)前提下,為按大類招生后實施教師掛牌授課、學生選課等提供了可行條件。
本書內容根據化學工程知識結構的多學科性、學科體系的相對獨立性、學科內容的復雜性、設備成本的高投入性與實驗技術的可操作性等,結合編者的實際經驗進行編寫。
本書可作為化學工程與工藝、應用化學、生物工程、環(huán)境工程和制藥工程等本科專業(yè)的化學工程基礎課程實驗、實訓或課程設計的教材或教學參考書。也可作為從事輕化工程、染整工程等化工相關專業(yè)的技術人員和科研人員的參考用書。
為貫徹因材施教原則,使用本書時可根據專業(yè)特點、課程性質及實驗學時數等具體情況從中選做部分項目。特別是“化工過程初步設計”模塊,每個設計項目完成時間根據設計規(guī)模與參與人數的不同分別需要1~3周不等。使用時可根據實驗條件及具體情況選做。
本書由謝亞杰擔任主編,由劉丹、胡萬鵬擔任副主編。全書共分7個模塊。具體編寫成員及編寫內容如下:模塊1由陳樹大(概述)、李以名(基礎實驗1、2、6,強化實驗1、2,課程設計1)、劉丹(基礎實驗3,強化實驗3、6,課程設計2)、李雷(基礎實驗4,強化實驗4、5,課程設計3)、王娟(基礎實驗5,課程設計4)、周大鵬(課程設計5)等編寫;模塊2由謝亞杰編寫;模塊3由孫萍編寫;模塊4由沈紅霞編寫;模塊5由屠曉華編寫;模塊6由江華生編寫;模塊7由胡萬鵬編寫。劉丹負責對全書的重復率檢查及模塊1部分的審稿、修改;謝亞杰負責模塊2、3、4的審稿;胡萬鵬負責模塊5、6、7的審稿、修改。全書由謝亞杰統(tǒng)稿。
限于編者水平以及時間倉促,疏漏與不妥之處尚祈讀者批評指正。
編者
無
模塊1化工原理實驗與設計1
1.1概述1
1.2實驗與設計部分2
組合項目1基礎實驗2
實驗1液體流動阻力的測定2
實驗2傳熱膜系數測定實驗5
實驗3吸收操作及氧解吸實驗8
實驗4精餾塔的操作及效率測定13
實驗5雷諾演示實驗16
實驗6液體機械能轉換實驗18
組合項目2強化實驗20
實驗1離心泵特性曲線的測定20
實驗2板框過濾機過濾常數測定22
實驗3流化床干燥實驗25
實驗4萃取實驗30
實驗5溫度、流量、壓力校正實驗32
實驗6計算機數據采集與控制系統(tǒng)的使用35
組合項目3課程設計39
設計1篩板式精餾塔的設計任務書39
設計2填料吸收塔的設計任務書40
設計3列管式換熱器的設計任務書41
設計4干燥器的設計任務書51
設計5化工管路設計與計算任務書52
參考文獻53
模塊2化工熱力學實驗55
2.1概述55
2.2實驗部分56
實驗1二元系統(tǒng)氣液平衡數據的測定56
實驗2氨-水系統(tǒng)氣液相平衡數據的測定59
實驗3氣相色譜法測定無限稀釋活度系數63
實驗4混合工質熱力學性質計算67
實驗5甲醇-水體系的泡點計算77
實驗6液化石油氣露點計算的程序設計79
實驗7環(huán)己烷-乙醇恒壓氣液平衡相圖繪制83
參考文獻87
模塊3化學反應工程實驗88
3.1概述88
3.2實驗部分88
實驗1連續(xù)流動反應器中的返混測定88
實驗2鼓泡反應器中汽泡比表面及氣含率的測定91
實驗3乙苯脫氫制苯乙烯94
實驗4均相反應過程多功能實驗97
實驗5組合式反應器返混性能測試實驗99
實驗6乙酸乙酯水解實驗101
參考文獻102
模塊4化工儀表及自動化實驗104
4.1概述104
4.2實驗部分104
實驗1化工儀表認識實驗104
實驗2單圈彈簧管壓力表實驗106
實驗3熱電偶測溫實驗及熱電偶標定108
實驗4水箱液位定值控制111
參考文獻112
模塊5工程圖學實訓113
5.1概述113
5.2實訓部分113
實訓1繪圖界面與基礎知識的認識113
實訓2圖形繪圖命令115
實訓3圖形編輯命令117
實訓4圖層與塊的認識與繪制119
實訓5尺寸的標注120
實訓6平面圖形繪圖示例122
實訓7綜合練習一123
實訓8綜合練習二123
參考文獻124
模塊6化工設備機械基礎課程設計125
6.1概述125
6.2典型化工設備的機械設計126
設計1塔設備的機械設計任務書126
設計2夾套反應釜的機械設計任務書127
設計3固定管板式換熱器的設計任務書129
設計4臥式儲罐的機械設計任務書130
參考文獻131
模塊7化工過程初步設計132
7.1概述132
7.2化工過程初步設計132
設計1丙烯酸氧化反應器設計任務書132
設計2U形管換熱器設計任務書134
設計3廠區(qū)布置設計任務書136
設計4丙烷-丙烯熱泵精餾過程模擬任務書137
設計5氣體吸收塔制作與性能測定140
設計6化工過程初步訓練任務書141
參考文獻143
附錄145
附錄A苯甲酸在水和煤油中的平衡濃度145
附錄B苯甲酸的測定——滴定法145
附錄C醋酸-水二元系統(tǒng)氣液平衡數據的關聯146
附錄D醋酸-水二元系統(tǒng)氣液平衡數據148
附錄E純物質的正常沸點、臨界參數和偏心因子148
附錄F環(huán)己烷-乙醇溶液折射率-組成數據149