【正文】 差的原因：a、儀器不良，如刻度不準(zhǔn)，儀表未經(jīng)校正或標(biāo)準(zhǔn)表本身存在偏差等；b、周圍環(huán)境的改變，如外界溫度、壓力、風(fēng)速等；c、實(shí)驗(yàn)人員個(gè)人的習(xí)慣和偏向，如讀數(shù)的偏高或偏低等引入的誤差。標(biāo)準(zhǔn)誤差的大小說(shuō)明，在一定條件下等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)中每個(gè)觀測(cè)值對(duì)其算術(shù)平均值的分散程度。（4）算術(shù)平均誤差 （1－4）（5）標(biāo)準(zhǔn)誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差稱為標(biāo)準(zhǔn)差或稱為均方根誤差。（2）相對(duì)誤差為了比較不同被測(cè)量的測(cè)量精度，引入了相對(duì)誤差。在一般情況下，觀測(cè)值的分布屬于正態(tài)類型，即正態(tài)分布。所以 實(shí)驗(yàn)科學(xué)中定義：無(wú)限多次的觀測(cè)值的平均值為真值。為了提高實(shí)驗(yàn)的精度，縮小實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值與真值之間的差值，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差進(jìn)行分析和討論。（2） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量占30％。每個(gè)實(shí)驗(yàn)均安排現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)（包括仿真實(shí)驗(yàn)）和實(shí)驗(yàn)操作兩個(gè)單元時(shí)間。（2）計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)包括仿真運(yùn)行、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)三部分。部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，引入先進(jìn)的測(cè)試手段和數(shù)據(jù)處理技術(shù)；實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，除完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本內(nèi)容外，可為對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)感興趣的同學(xué)提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神。4．培養(yǎng)科學(xué)的思維方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)作風(fēng)，提高自身素質(zhì)水平。 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的主要有以下幾點(diǎn)：1．鞏固和深化理論知識(shí)在學(xué)習(xí)化工原理課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解和理解一些比較典型的已被或?qū)⒈粡V泛應(yīng)用的化工過(guò)程與設(shè)備的原理和操作，鞏固和深化化工原理的理論知識(shí)。實(shí)驗(yàn)后根據(jù)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，處理數(shù)據(jù)、分析問(wèn)題及時(shí)作好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2011年9月于斛兵塘83 / 86目 錄前 言 2目 錄 1第一篇　實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 1第一節(jié) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則 1第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的 1第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn) 2第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法 2第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)的誤差分析 3第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 9第七節(jié) 實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)要求 16第二篇 演示型實(shí)驗(yàn) 22實(shí)驗(yàn)一 靜力學(xué)實(shí)驗(yàn) 22實(shí)驗(yàn)二 柏努利實(shí)驗(yàn) 24實(shí)驗(yàn)三 邊界層演示實(shí)驗(yàn) 26實(shí)驗(yàn)四 塔板水力學(xué)性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn) 28第三篇 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn) 30實(shí)驗(yàn)一 流體流型的觀察與測(cè)定 30實(shí)驗(yàn)二 流體流動(dòng)阻力的測(cè)定 32實(shí)驗(yàn)三 離心泵特性曲線的測(cè)定 38實(shí)驗(yàn)四 過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定 43實(shí)驗(yàn)五 傳熱系數(shù)的測(cè)定 47實(shí)驗(yàn)六 填料吸收塔流體力學(xué)性能的測(cè)定 50實(shí)驗(yàn)七 填料吸收塔體積傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定 52實(shí)驗(yàn)八 板式塔精餾實(shí)驗(yàn) 55實(shí)驗(yàn)九 干燥實(shí)驗(yàn) 59第四篇 綜合型實(shí)驗(yàn) 62實(shí)驗(yàn)一 無(wú)機(jī)膜分離實(shí)驗(yàn) 62實(shí)驗(yàn)二 離心泵計(jì)算機(jī)采集及自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn) 66實(shí)驗(yàn)三 微粉的粒度分級(jí)及粒度測(cè)定 69實(shí)驗(yàn)四 液液萃取塔的操作及其傳質(zhì)單元高度的測(cè)定…………...........................……75實(shí)驗(yàn)五 流化床干燥器的操作及其干燥速率曲線的測(cè)定………………………………79 第一篇　實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則遵守紀(jì)律不遲到不早退，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)保持安靜，不大聲談笑，遵守實(shí)驗(yàn)室的一切規(guī)章制度，聽(tīng)從教師指導(dǎo)。，學(xué)會(huì)如何控制和測(cè)量操作參數(shù)，如何獲得準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)，以及如何整理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果，從而使學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，提高學(xué)生獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能力，為今后從事科學(xué)研究活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)?；ぴ碚n程要求理論聯(lián)系實(shí)際，其發(fā)展離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)學(xué)模型分析，所以化工原理實(shí)驗(yàn)是化工原理課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是化工、制藥、環(huán)境、食品、生物工程等院系或?qū)I(yè)教學(xué)計(jì)劃中的一門必修課程，屬于工程實(shí)驗(yàn)范疇，與一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，其不同之處在于它具有工程特點(diǎn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都相當(dāng)于化工生產(chǎn)中的一個(gè)單元操作，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)芙⑵鹨欢ǖ墓こ谈拍睿瑫r(shí)，隨著實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)行，會(huì)遇到大量的工程實(shí)際問(wèn)題，對(duì)理工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中更實(shí)際、更有效地學(xué)到更多工程實(shí)驗(yàn)方面的原理及測(cè)試手段，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的真實(shí)設(shè)備與工藝過(guò)程同描述這一過(guò)程的數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系，也可以認(rèn)識(shí)到對(duì)于一個(gè)看起來(lái)似乎很復(fù)雜的過(guò)程，一經(jīng)了解，可以只用最基本的原理來(lái)解釋和描述。因此，在實(shí)驗(yàn)課的全過(guò)程中，學(xué)生在思維方法和創(chuàng)新能力方面都得到培養(yǎng)和提高，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃的變更和化學(xué)工程與工藝專業(yè)認(rèn)證對(duì)化工原理課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的要求，我室在原有實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上新添置了“液液萃取塔的操作及其傳質(zhì)單元高度的測(cè)定”和“流化床干燥器的操作及其干燥速率曲線的測(cè)定”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，各套實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用計(jì)算機(jī)處理，可直接得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果與圖表，以直觀地驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，作好預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)教師提問(wèn)通過(guò)后，方可準(zhǔn)予參加實(shí)驗(yàn)。愛(ài)護(hù)儀器、注意安全、水，電，煤氣，藥品要節(jié)約使用。2．提供一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)將所學(xué)的化工原理等化學(xué)化工的理論知識(shí)去解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)學(xué)習(xí)在化工領(lǐng)域內(nèi)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得新的知識(shí)和信息。5．隨著科技的發(fā)展，不斷引進(jìn)新的化工技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，開(kāi)闊眼界，啟發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。本課程的部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用小論文形式撰寫，這類實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫是提高學(xué)生寫作能力、綜合應(yīng)用知識(shí)能力和科研能力的一個(gè)重要手段，可為畢業(yè)論文環(huán)節(jié)和今后工作所需的科學(xué)研究和科學(xué)論文的撰寫打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（3）典型單元操作實(shí)驗(yàn)典型單元操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和地點(diǎn)如下表所示。化工原理實(shí)驗(yàn)工程性較強(qiáng)，有許多問(wèn)題需事先考慮、分析，并做好必要的準(zhǔn)備，因此必需在實(shí)驗(yàn)操作前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)和仿真實(shí)驗(yàn)。（3） 期末筆試成績(jī)占50％。一、誤差的基本概念真值與平均值真值是一個(gè)理想的概念，一般是不可能觀測(cè)到的。由于是實(shí)驗(yàn)工作中觀測(cè)的次數(shù)總是有限的。因此，算術(shù)平均值作為最佳值使用最為普遍。（3）引用誤差引用誤差（或相對(duì)示值誤差）指的是一種簡(jiǎn)化和實(shí)用方便的儀器儀表指示值的相對(duì)誤差，它是以儀器儀表的滿刻度示值為分母，某一刻度點(diǎn)示值誤差為分子，所得比值的百分?jǐn)?shù)。當(dāng)測(cè)量次數(shù)為無(wú)窮時(shí)，其定義為： （1－5）當(dāng)測(cè)量次數(shù)為有限時(shí)，常用下式表示： （1－6）其中：n表示觀測(cè)次數(shù)。如果測(cè)的數(shù)值小，該測(cè)量列數(shù)據(jù)中相應(yīng)小的誤差占優(yōu)勢(shì)，任一單次觀測(cè)值對(duì)其算術(shù)平均值的分散程度就小，測(cè)量的精度高；反之，精度就低。系統(tǒng)誤差可針對(duì)上述諸原因分別改進(jìn)儀器和實(shí)驗(yàn)裝置以及提高實(shí)驗(yàn)技巧予以清除。但是倘若對(duì)某一量值作足夠多次數(shù)的等精度測(cè)量時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)隨機(jī)誤差完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，誤差的大小和正負(fù)的出現(xiàn)完全由概率決定的。存在過(guò)失誤差的觀測(cè)值在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理時(shí)必須剔除，因此測(cè)量或?qū)嶒?yàn)時(shí)只要認(rèn)真負(fù)責(zé)是可以避免這類誤差的。二、誤差的基本性質(zhì)實(shí)測(cè)到數(shù)據(jù)的可靠程度如何？又怎樣提高它們的可靠性？這些都要求我們應(yīng)了解在給定條件下誤差的基本性質(zhì)和變化規(guī)律。上式稱為高斯誤差分布定律。圖1－2對(duì)三種不同的σ值（σ值為1單位，σ值為3單位，σ值為10單位）給出了偶然誤差的分布曲線?？梢傻膶?shí)驗(yàn)觀測(cè)值的舍棄由概率積分知，偶然誤差正態(tài)分布曲線下的全部面積，相當(dāng)于全部誤差同時(shí)出現(xiàn)的概率，即： （1－9）若隨機(jī)誤差在－σ～＋σ范圍內(nèi)，概率則為： （1－10）令，則 （1－11）即誤差在的范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為，而超出這個(gè)范圍的概率則為（）。函數(shù)誤差上述討論主要是直接測(cè)量的誤差計(jì)算問(wèn)題，但在許多場(chǎng)合下，往往涉及間接測(cè)量的變量，所謂間接測(cè)量是通過(guò)直接測(cè)量與被測(cè)的量之間有一定函數(shù)關(guān)系的其他量，并根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量，如流體流速等測(cè)量變量。由泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)得： （1－13）或 （1－14）它的極限誤差為： （1－15）其中：為誤差傳遞系數(shù)；Δx為直接測(cè)量值的誤差；Δy為間接測(cè)量值的極限誤差或稱函數(shù)極限誤差。由于誤差傳遞系數(shù)分別為： 則函數(shù)的相對(duì)誤差為 （1－19）函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差為： （1－20）ⅲ）設(shè)函數(shù)，變量x的標(biāo)準(zhǔn)誤差為σx，a、b、n為常數(shù)。在實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)時(shí)，如何去選擇儀表的精度，即由預(yù)先給定的函數(shù)誤差（實(shí)驗(yàn)裝置允許的誤差）求取各測(cè)量值（直接測(cè)量）所允許的最大誤差。例如分度值為1℃的溫度計(jì)，℃，則三個(gè)數(shù)字都是有效數(shù)字（其中末位是許可估計(jì)數(shù)），而記為25℃℃都是不正確的。（2）當(dāng)有效數(shù)字確定后，其余數(shù)字一律棄去，舍棄的辦法是四舍五入，偶舍奇入?！妗?。（6）對(duì)數(shù)運(yùn)算對(duì)數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與其真數(shù)相同。當(dāng)實(shí)驗(yàn)完成時(shí)得到一張完整的原始數(shù)據(jù)記錄表。擬制實(shí)驗(yàn)表時(shí)，應(yīng)該注意下列事項(xiàng)：（1） 列表的表頭要列出變量名稱、單位的因次。圖形法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在一定坐標(biāo)紙上繪成圖形，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀，便于比較，容易看出數(shù)據(jù)間的聯(lián)系及變化規(guī)律，查找方便。（2）坐標(biāo)的分度習(xí)慣上橫坐標(biāo)是自變量x，縱坐標(biāo)表示因變量y，坐標(biāo)分度是指x、y軸每條坐標(biāo)所代表數(shù)值的大小，它以閱讀、使用、繪圖以及能真實(shí)反映因變關(guān)系為原則。（3）坐標(biāo)分度值的標(biāo)記在坐標(biāo)紙上應(yīng)將主坐標(biāo)分度值標(biāo)出，標(biāo)記時(shí)所有有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與原始數(shù)據(jù)的有效數(shù)字相同，另外每個(gè)坐標(biāo)軸必須注明名稱、單位和坐標(biāo)方向。③曲線不必通過(guò)圖上各點(diǎn)以及兩端任一點(diǎn)。方程法在化工原理實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常將獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或所繪制的圖形整理成方程式或經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式表示，以描述過(guò)程和現(xiàn)象及其變量間的函數(shù)關(guān)系。坐標(biāo)的原點(diǎn)為x=1，y=1，而不是零。（4）y=a/x在直線坐標(biāo)上為雙曲函數(shù)，若以y～x1作圖形，在直角坐標(biāo)上就為線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)與曲線的偏差平方和為：（2）最小二乘法的應(yīng)用在工程中一般希望擬合曲線呈線性函數(shù)關(guān)系，因?yàn)榫€性關(guān)系最為簡(jiǎn)單。r的絕對(duì)值總小于1，即。lgNu)b=lga= a= Nu= 例題2 附圖第七節(jié) 實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)要求化工原理實(shí)驗(yàn)包括①實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)；②實(shí)驗(yàn)操作；③測(cè)定、記錄和數(shù)據(jù)處理；④實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫等四個(gè)主要環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)的具體要求如下：1．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)課工程性很強(qiáng)，有許多問(wèn)題需事先考慮、分析，并做好必要的準(zhǔn)備。（3）明確操作程序與所要測(cè)定參數(shù)的項(xiàng)目，了解相關(guān)儀表的類型和使用方法以及參數(shù)的調(diào)整、實(shí)驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)的分配等。（b）設(shè)備、管道上各個(gè)閥門的開(kāi)、閉狀態(tài)是否合乎流程要求。出現(xiàn)不符合規(guī)律的現(xiàn)象時(shí)應(yīng)注意觀察研究，分析其原因，不要輕易放過(guò)。原始數(shù)據(jù)應(yīng)包括工作介質(zhì)性質(zhì)、操作條件、設(shè)備幾何尺寸及大氣條件等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果又往往要把這些所測(cè)的數(shù)據(jù)標(biāo)繪在各種坐標(biāo)系上，為了使所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上得到分布均勻的曲線，這里就涉及到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均勻分割的問(wèn)題。（b）同一操作條件下，不同數(shù)據(jù)最好是數(shù)人同時(shí)讀取，若操作者同時(shí)兼讀幾個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)盡可能動(dòng)作敏捷?！妫鏁r(shí)，℃。（f）不要憑主觀臆測(cè)修改記錄數(shù)據(jù)，也不要隨意舍棄數(shù)據(jù)，對(duì)可疑數(shù)據(jù)，除有明顯原因，如讀錯(cuò)、誤記等情況使數(shù)據(jù)不正?？梢陨釛壷?，一般應(yīng)在數(shù)據(jù)處理時(shí)檢查處理。經(jīng)判斷確實(shí)為過(guò)失誤差造成的不正確數(shù)據(jù)須注明后可以剔除不計(jì)入結(jié)果。例如流體阻力實(shí)驗(yàn)，計(jì)算Re和λ值，可按以下方法進(jìn)行。列表法、圖示法和回歸分析法詳見(jiàn)第三章實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?jiǎn)明扼要地說(shuō)明為什么要進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題。標(biāo)出設(shè)備、儀器儀表及調(diào)節(jié)閥等的標(biāo)號(hào)，在流程圖的下方寫出圖名及與標(biāo)號(hào)相對(duì)應(yīng)的設(shè)備、儀器等的名稱。（6）原始數(shù)據(jù)記錄記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中從測(cè)量?jī)x表所讀取的數(shù)值?；ぴ韺?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均可采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)處理，只要求學(xué)生以某一組原始數(shù)據(jù)為例，列出計(jì)算過(guò)程，以掌握本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理表中的結(jié)果是如何得到的。對(duì)于綜合性、提高性實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求以小論文形式。工作單位寫在作者名下?？蛇x3－8個(gè)關(guān)鍵詞。 （c）相關(guān)領(lǐng)域里前人的工作和知識(shí)空白：實(shí)事求是地交代前人已做過(guò)的工作或是前人并未涉足的問(wèn)題，前人工作中有什么不足并簡(jiǎn)述其原因。前言貴在言簡(jiǎn)意明，條理清晰，不與摘要雷同。　?。╞）實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備、裝置和儀器等。在此詳細(xì)說(shuō)明本文的研究工作過(guò)程，包括理論分析和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可根據(jù)論文內(nèi)容分成若干個(gè)標(biāo)題來(lái)敘述其演變過(guò)程或分析結(jié)論的過(guò)程，每個(gè)標(biāo)題的中心內(nèi)容也是本文的主要結(jié)果之一。分析是指從理論（機(jī)理）上對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果加以解釋，闡明自己的新發(fā)現(xiàn)或新見(jiàn)解。　?。╞）對(duì)圖和表，要精心設(shè)計(jì)、制作，圖要能直觀地表達(dá)變量間的相互關(guān)系；表要易于顯示數(shù)據(jù)的變化規(guī)律及各參數(shù)的相關(guān)性。據(jù)此可以看出研究成果的水平。一般來(lái)說(shuō)，前言部分所列的文獻(xiàn)都應(yīng)與主題有關(guān)；在方法部分，常需引用一定的文獻(xiàn)與之比較；在討論部分，要將自己的結(jié)果與同行的有關(guān)研究進(jìn)行比較，這種比較都要以別人的原始出版物為基礎(chǔ)。對(duì)于某些數(shù)量較大的重要原始數(shù)據(jù)、篇幅過(guò)大不便于作正文的材料、對(duì)專業(yè)同行有參考價(jià)值的資料等可作為附錄，放在論文的最后（參考文獻(xiàn)之后）。 用論文形式撰寫《化工原理實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可極大地提高學(xué)生寫作能力、綜合應(yīng)用知識(shí)能力和科研能力。第二篇 演示型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1. 熟悉流體靜力學(xué)基本方程式的意義；2. 了解差壓計(jì)測(cè)量壓強(qiáng)和真空度的原理；3