【正文】 差的原因：a、儀器不良，如刻度不準，儀表未經(jīng)校正或標準表本身存在偏差等；b、周圍環(huán)境的改變，如外界溫度、壓力、風速等；c、實驗人員個人的習慣和偏向，如讀數(shù)的偏高或偏低等引入的誤差。標準誤差的大小說明，在一定條件下等精度測量的數(shù)據(jù)中每個觀測值對其算術(shù)平均值的分散程度。（4）算術(shù)平均誤差 （1－4）（5）標準誤差標準誤差稱為標準差或稱為均方根誤差。（2）相對誤差為了比較不同被測量的測量精度，引入了相對誤差。在一般情況下，觀測值的分布屬于正態(tài)類型，即正態(tài)分布。所以 實驗科學中定義：無限多次的觀測值的平均值為真值。為了提高實驗的精度，縮小實驗觀測值與真值之間的差值，需要對實驗的誤差進行分析和討論。（2） 實驗報告質(zhì)量占30％。每個實驗均安排現(xiàn)場預(yù)習（包括仿真實驗）和實驗操作兩個單元時間。（2）計算機仿真實驗包括仿真運行、數(shù)據(jù)處理和實驗測評三部分。部分實驗設(shè)備采用計算機在線數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，引入先進的測試手段和數(shù)據(jù)處理技術(shù)；實驗室開放，除完成實驗教學基本內(nèi)容外，可為對化工原理實驗感興趣的同學提供實驗場所，培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新精神。4．培養(yǎng)科學的思維方法、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的科學作風，提高自身素質(zhì)水平。 第二節(jié) 實驗教學目的化工原理實驗教學的目的主要有以下幾點：1．鞏固和深化理論知識在學習化工原理課程的基礎(chǔ)上，進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。實驗后根據(jù)原始實驗數(shù)據(jù)記錄，處理數(shù)據(jù)、分析問題及時作好實驗報告。2011年9月于斛兵塘83 / 86目 錄前 言 2目 錄 1第一篇　實驗基礎(chǔ)知識 1第一節(jié) 學生實驗守則 1第二節(jié) 實驗教學目的 1第三節(jié) 實驗的特點 2第四節(jié) 實驗教學內(nèi)容與方法 2第五節(jié) 實驗的誤差分析 3第六節(jié) 實驗數(shù)據(jù)的處理 9第七節(jié) 實驗各環(huán)節(jié)要求 16第二篇 演示型實驗 22實驗一 靜力學實驗 22實驗二 柏努利實驗 24實驗三 邊界層演示實驗 26實驗四 塔板水力學性質(zhì)演示實驗 28第三篇 驗證型實驗 30實驗一 流體流型的觀察與測定 30實驗二 流體流動阻力的測定 32實驗三 離心泵特性曲線的測定 38實驗四 過濾常數(shù)的測定 43實驗五 傳熱系數(shù)的測定 47實驗六 填料吸收塔流體力學性能的測定 50實驗七 填料吸收塔體積傳質(zhì)系數(shù)的測定 52實驗八 板式塔精餾實驗 55實驗九 干燥實驗 59第四篇 綜合型實驗 62實驗一 無機膜分離實驗 62實驗二 離心泵計算機采集及自動控制實驗 66實驗三 微粉的粒度分級及粒度測定 69實驗四 液液萃取塔的操作及其傳質(zhì)單元高度的測定…………...........................……75實驗五 流化床干燥器的操作及其干燥速率曲線的測定………………………………79 第一篇　實驗基礎(chǔ)知識第一節(jié) 學生實驗守則遵守紀律不遲到不早退，在實驗室內(nèi)保持安靜，不大聲談笑，遵守實驗室的一切規(guī)章制度，聽從教師指導(dǎo)。，學會如何控制和測量操作參數(shù)，如何獲得準確、完整的數(shù)據(jù)，以及如何整理、分析實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果，從而使學生掌握科學實驗的全過程，提高學生獨立分析與解決問題的能力，為今后從事科學研究活動打下良好的基礎(chǔ)?；ぴ碚n程要求理論聯(lián)系實際，其發(fā)展離不開實驗研究與數(shù)學模型分析，所以化工原理實驗是化工原理課程的一個重要教學環(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)教學計劃中的一門必修課程，屬于工程實驗范疇，與一般化學實驗相比，其不同之處在于它具有工程特點，每個實驗項目都相當于化工生產(chǎn)中的一個單元操作，通過實驗?zāi)芙⑵鹨欢ǖ墓こ谈拍?，同時，隨著實驗課的進行，會遇到大量的工程實際問題，對理工科學生來說，可以在實驗過程中更實際、更有效地學到更多工程實驗方面的原理及測試手段，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的真實設(shè)備與工藝過程同描述這一過程的數(shù)學模型之間的關(guān)系，也可以認識到對于一個看起來似乎很復(fù)雜的過程，一經(jīng)了解，可以只用最基本的原理來解釋和描述。因此，在實驗課的全過程中，學生在思維方法和創(chuàng)新能力方面都得到培養(yǎng)和提高，為今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。根據(jù)教學計劃的變更和化學工程與工藝專業(yè)認證對化工原理課程和實驗教學新的要求，我室在原有實驗裝置的基礎(chǔ)上新添置了“液液萃取塔的操作及其傳質(zhì)單元高度的測定”和“流化床干燥器的操作及其干燥速率曲線的測定”兩個實驗，各套實驗數(shù)據(jù)均采用計算機處理，可直接得到實驗結(jié)果與圖表，以直觀地驗證實驗過程的準確性。實驗前要認真預(yù)習，作好預(yù)習報告，經(jīng)教師提問通過后，方可準予參加實驗。愛護儀器、注意安全、水，電，煤氣，藥品要節(jié)約使用。2．提供一個理論聯(lián)系實際的機會將所學的化工原理等化學化工的理論知識去解決實驗中遇到的各種實際問題，同時學習在化工領(lǐng)域內(nèi)如何通過實驗獲得新的知識和信息。5．隨著科技的發(fā)展，不斷引進新的化工技術(shù)和實驗技術(shù)，開闊眼界，啟發(fā)創(chuàng)新意識。本課程的部分實驗報告采用小論文形式撰寫，這類實驗報告的撰寫是提高學生寫作能力、綜合應(yīng)用知識能力和科研能力的一個重要手段，可為畢業(yè)論文環(huán)節(jié)和今后工作所需的科學研究和科學論文的撰寫打下堅實的基礎(chǔ)。（3）典型單元操作實驗典型單元操作實驗內(nèi)容和地點如下表所示?；ぴ韺嶒灩こ绦暂^強，有許多問題需事先考慮、分析，并做好必要的準備，因此必需在實驗操作前進行現(xiàn)場預(yù)習和仿真實驗。（3） 期末筆試成績占50％。一、誤差的基本概念真值與平均值真值是一個理想的概念，一般是不可能觀測到的。由于是實驗工作中觀測的次數(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（或相對示值誤差）指的是一種簡化和實用方便的儀器儀表指示值的相對誤差，它是以儀器儀表的滿刻度示值為分母，某一刻度點示值誤差為分子，所得比值的百分數(shù)。當測量次數(shù)為無窮時，其定義為： （1－5）當測量次數(shù)為有限時，常用下式表示： （1－6）其中：n表示觀測次數(shù)。如果測的數(shù)值小，該測量列數(shù)據(jù)中相應(yīng)小的誤差占優(yōu)勢，任一單次觀測值對其算術(shù)平均值的分散程度就小，測量的精度高；反之，精度就低。系統(tǒng)誤差可針對上述諸原因分別改進儀器和實驗裝置以及提高實驗技巧予以清除。但是倘若對某一量值作足夠多次數(shù)的等精度測量時，就會發(fā)現(xiàn)隨機誤差完全服從統(tǒng)計規(guī)律，誤差的大小和正負的出現(xiàn)完全由概率決定的。存在過失誤差的觀測值在實驗數(shù)據(jù)整理時必須剔除，因此測量或?qū)嶒灂r只要認真負責是可以避免這類誤差的。二、誤差的基本性質(zhì)實測到數(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。可疑的實驗觀測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，相當于全部誤差同時出現(xiàn)的概率，即： （1－9）若隨機誤差在－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，而超出這個范圍的概率則為（）。函數(shù)誤差上述討論主要是直接測量的誤差計算問題，但在許多場合下，往往涉及間接測量的變量，所謂間接測量是通過直接測量與被測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)系計算出被測量，如流體流速等測量變量。由泰勒級數(shù)展開得： （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為直接測量值的誤差；Δy為間接測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)的相對誤差為 （1－19）函數(shù)的標準誤差為： （1－20）ⅲ）設(shè)函數(shù)，變量x的標準誤差為σx，a、b、n為常數(shù)。在實驗裝置設(shè)計時，如何去選擇儀表的精度，即由預(yù)先給定的函數(shù)誤差（實驗裝置允許的誤差）求取各測量值（直接測量）所允許的最大誤差。例如分度值為1℃的溫度計，℃，則三個數(shù)字都是有效數(shù)字（其中末位是許可估計數(shù)），而記為25℃℃都是不正確的。（2）當有效數(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。℃℃。（6）對數(shù)運算對數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與其真數(shù)相同。當實驗完成時得到一張完整的原始數(shù)據(jù)記錄表。擬制實驗表時，應(yīng)該注意下列事項：（1） 列表的表頭要列出變量名稱、單位的因次。圖形法實驗數(shù)據(jù)在一定坐標紙上繪成圖形，其優(yōu)點是簡單直觀，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）坐標的分度習慣上橫坐標是自變量x，縱坐標表示因變量y，坐標分度是指x、y軸每條坐標所代表數(shù)值的大小，它以閱讀、使用、繪圖以及能真實反映因變關(guān)系為原則。（3）坐標分度值的標記在坐標紙上應(yīng)將主坐標分度值標出，標記時所有有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與原始數(shù)據(jù)的有效數(shù)字相同，另外每個坐標軸必須注明名稱、單位和坐標方向。③曲線不必通過圖上各點以及兩端任一點。方程法在化工原理實驗中，經(jīng)常將獲得的實驗數(shù)據(jù)或所繪制的圖形整理成方程式或經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式表示，以描述過程和現(xiàn)象及其變量間的函數(shù)關(guān)系。坐標的原點為x=1，y=1，而不是零。（4）y=a/x在直線坐標上為雙曲函數(shù)，若以y～x1作圖形，在直角坐標上就為線性關(guān)系。實驗點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，因為線性關(guān)系最為簡單。r的絕對值總小于1，即。lgNu)b=lga= a= Nu= 例題2 附圖第七節(jié) 實驗各環(huán)節(jié)要求化工原理實驗包括①實驗預(yù)習；②實驗操作；③測定、記錄和數(shù)據(jù)處理；④實驗報告編寫等四個主要環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)的具體要求如下：1．實驗預(yù)習本實驗課工程性很強，有許多問題需事先考慮、分析，并做好必要的準備。（3）明確操作程序與所要測定參數(shù)的項目，了解相關(guān)儀表的類型和使用方法以及參數(shù)的調(diào)整、實驗測試點的分配等。（b）設(shè)備、管道上各個閥門的開、閉狀態(tài)是否合乎流程要求。出現(xiàn)不符合規(guī)律的現(xiàn)象時應(yīng)注意觀察研究，分析其原因，不要輕易放過。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。實驗結(jié)果又往往要把這些所測的數(shù)據(jù)標繪在各種坐標系上，為了使所測數(shù)據(jù)在坐標上得到分布均勻的曲線，這里就涉及到實驗數(shù)據(jù)均勻分割的問題。（b）同一操作條件下，不同數(shù)據(jù)最好是數(shù)人同時讀取，若操作者同時兼讀幾個數(shù)據(jù)時，應(yīng)盡可能動作敏捷。℃，℃時，℃。（f）不要憑主觀臆測修改記錄數(shù)據(jù)，也不要隨意舍棄數(shù)據(jù)，對可疑數(shù)據(jù)，除有明顯原因，如讀錯、誤記等情況使數(shù)據(jù)不正常可以舍棄之外，一般應(yīng)在數(shù)據(jù)處理時檢查處理。經(jīng)判斷確實為過失誤差造成的不正確數(shù)據(jù)須注明后可以剔除不計入結(jié)果。例如流體阻力實驗，計算Re和λ值，可按以下方法進行。列表法、圖示法和回歸分析法詳見第三章實驗數(shù)據(jù)處理。（2）實驗?zāi)康暮喢鞫笠卣f明為什么要進行本實驗，實驗要解決什么問題。標出設(shè)備、儀器儀表及調(diào)節(jié)閥等的標號，在流程圖的下方寫出圖名及與標號相對應(yīng)的設(shè)備、儀器等的名稱。（6）原始數(shù)據(jù)記錄記錄實驗過程中從測量儀表所讀取的數(shù)值?；ぴ韺嶒灁?shù)據(jù)均可采用實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行自動處理，只要求學生以某一組原始數(shù)據(jù)為例，列出計算過程，以掌握本實驗數(shù)據(jù)整理表中的結(jié)果是如何得到的。對于綜合性、提高性實驗報告要求以小論文形式。工作單位寫在作者名下。可選3－8個關(guān)鍵詞。 （c）相關(guān)領(lǐng)域里前人的工作和知識空白：實事求是地交代前人已做過的工作或是前人并未涉足的問題，前人工作中有什么不足并簡述其原因。前言貴在言簡意明，條理清晰，不與摘要雷同?！　。╞）實驗所用設(shè)備、裝置和儀器等。在此詳細說明本文的研究工作過程，包括理論分析和實驗過程，可根據(jù)論文內(nèi)容分成若干個標題來敘述其演變過程或分析結(jié)論的過程，每個標題的中心內(nèi)容也是本文的主要結(jié)果之一。分析是指從理論（機理）上對實驗所得的結(jié)果加以解釋，闡明自己的新發(fā)現(xiàn)或新見解?！　。╞）對圖和表，要精心設(shè)計、制作，圖要能直觀地表達變量間的相互關(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。一般來說，前言部分所列的文獻都應(yīng)與主題有關(guān)；在方法部分，常需引用一定的文獻與之比較；在討論部分，要將自己的結(jié)果與同行的有關(guān)研究進行比較，這種比較都要以別人的原始出版物為基礎(chǔ)。對于某些數(shù)量較大的重要原始數(shù)據(jù)、篇幅過大不便于作正文的材料、對專業(yè)同行有參考價值的資料等可作為附錄，放在論文的最后（參考文獻之后）。 用論文形式撰寫《化工原理實驗》的實驗報告，可極大地提高學生寫作能力、綜合應(yīng)用知識能力和科研能力。第二篇 演示型實驗實驗一 靜力學實驗一、 實驗?zāi)康呐c要求1. 熟悉流體靜力學基本方程式的意義；2. 了解差壓計測量壓強和真空度的原理；3