【正文】 確、充分?；ぴ韺嶒灳哂酗@著的工程性，屬于工程技術(shù)科學(xué)的范疇，它研究的對象是復(fù)雜的實際問題和工程問題，因此化工原理的實驗報告可以按傳統(tǒng)實驗報告格式或小論文格式撰寫。又例如，管內(nèi)磨擦系數(shù)λ值的計算，由直管阻力計算公式得　　　 　　　式中常數(shù)　又實驗中流體壓降，用U型壓差計讀數(shù)測定，則　式中常數(shù)　　　將代入上式整理為　　　　　　 　式中常數(shù)為　僅有變量和，這樣λ的計算非常方便。中間運算表之后應(yīng)附有計算示例，以說明各項之間的關(guān)系。實驗完畢，須將原始數(shù)據(jù)記錄表格交指導(dǎo)教師檢查并簽字，認(rèn)為準(zhǔn)確無誤后方可結(jié)束實驗。碰到有些參數(shù)在讀數(shù)過程中波動較大，首先要設(shè)法減小其波動。（d）所記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)是直接讀取的原始數(shù)值，不要經(jīng)過運算后記錄，例如秒表讀數(shù)1分23秒，應(yīng)記為1＇23〃，不要記為83〃。其分割值與實驗預(yù)定的測定次數(shù)以及其最大、最小的控制量之間的關(guān)系如下：（a）對于直角坐標(biāo)系：　　　　　　　　 （b）對于雙對數(shù)坐標(biāo)：　　　　　　　　 　　　　　　　　∴ （3）讀數(shù)與記錄（a）待設(shè)備各部分運轉(zhuǎn)正常，操作穩(wěn)定后才能讀取數(shù)據(jù)，如何判斷是否已達(dá)穩(wěn)定？一般是經(jīng)兩次測定其讀數(shù)應(yīng)相同或十分相近。例如水的粘度、密度等物理性質(zhì)，一般只要測出水溫后即可查出，因此不必直接測定水的粘度、密度，而應(yīng)該改測水的溫度。3． 測定、記錄和數(shù)據(jù)處理（1）確定要測定哪些數(shù)據(jù)凡是對實驗結(jié)果有關(guān)或是整理數(shù)據(jù)時必需的參數(shù)都應(yīng)一一測定。（2）操作過程中設(shè)備及儀表有異常情況時，應(yīng)立即按停車步驟停車并報告指導(dǎo)教師，對問題的處理應(yīng)了解其全過程，這是分析問題和處理問題的極好機會。（5）實驗預(yù)習(xí)報告，主要內(nèi)容如下：a實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容b實驗基本原理和方案c實驗裝置及流程圖（包括實驗設(shè)備的名稱、規(guī)格與型號等）d實驗操作步驟e實驗布點及實驗原始數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計2．實驗操作環(huán)節(jié)一般以3～4人為一小組合作進行實驗，實驗前必須作好組織工作，做到既分工、又合作，每個組員要各負(fù)其責(zé)，并且要在適當(dāng)?shù)臅r候進行輪換工作，這樣既能保證質(zhì)量，又能獲得全面的訓(xùn)練。（2）為培養(yǎng)能力，應(yīng)試圖對每個實驗提出問題，帶著問題到實驗室現(xiàn)場預(yù)習(xí)。Xi12345Yi468[解] 根據(jù)所給數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上標(biāo)出，由圖可見實驗點可擬合成一條直線，擬合方程為：f（x）＝b+mx計算結(jié)果列于下表：141424936918481632525m=例題1 附圖[例題2] 測定空氣在圓形直管中作湍流流動時的傳熱膜系數(shù)所獲得的實驗數(shù)據(jù)如下表所列，若下述實驗數(shù)據(jù)可用準(zhǔn)數(shù)式關(guān)聯(lián)：Nu=aRem 試求式中的a與m值Re104104104104104104Nu7078[解]Nu=aRem lgNu=lga+mlgRe令 y=lgNu，b=lga，x=lgRe有 y=b+mx數(shù)據(jù)整理列于表中：XlgReYlgNux2(lgRe)2x假設(shè)有一組實驗數(shù)據(jù)（xi,yi）（i=1,2…n）且此n個點落在一條直線附近。在擬合中并不要求曲線經(jīng)過所有的實驗點，只要求對于給定的實驗點其誤差δi=yif(xi)按某一標(biāo)準(zhǔn)為最小。b值亦可用計算方法求出，即在直線上任取一組（x,y）數(shù)據(jù)，代入y=bxm 方程中，用已求得的m值代入即可算出b值。把實驗點標(biāo)成直線圖形，求得該直線的斜率m和截距b，便可得到直線的方程表示式：y=b+mx（1）直角坐標(biāo)直線的斜率可由圖中直角三角形Δy/Δx之比值求得,即也可選取直線上兩點，用下式計算：直線的截距b可以直接從圖上讀得，當(dāng)b不易從圖上讀得時可用下式計算：b=(y1x2y2x1)/(x2x1)（2）雙對數(shù)坐標(biāo)對于冪函數(shù)方程y=bxm 在雙對數(shù)坐標(biāo)表示為一直線：lgy=lgb+mlgx令Y=lgy；B=lgb；X=lgx上式該寫成：Y=B+mX上式表示若對原式x、y取對數(shù)，而將Y=lgy對X=lgx在直角坐標(biāo)上可得一條直線，直線的斜率：m=Δy/Δx=(Y2Y1)/(X2X1)=(lgy2 lgy1)/(lgx2lgx1)為了避免將每個數(shù)據(jù)都換算成對數(shù)值，可以將坐標(biāo)的分度值按對數(shù)繪制（即雙對數(shù)坐標(biāo)），將實驗x、y標(biāo)于圖上，則與先取對數(shù)再標(biāo)繪迪卡兒直角坐標(biāo)上所得結(jié)果是完全相同的。④曲線一般不應(yīng)具有含糊不清的不連續(xù)點或其它奇異點。（5）繪制曲線繪制曲線應(yīng)遵循以下原則：①曲線應(yīng)光滑均整，盡量不存在轉(zhuǎn)折點，必要時也可以有少數(shù)轉(zhuǎn)折點。②坐標(biāo)的分度不應(yīng)過細(xì)或過粗，應(yīng)與實驗數(shù)據(jù)的精度相匹配，一般最小的分度值為實驗數(shù)據(jù)的有效數(shù)字最后第二位，即有效數(shù)字最末位在坐標(biāo)上剛好是估計值。根據(jù)預(yù)測的函數(shù)形式選擇不同形式。（3） 數(shù)據(jù)較大或較小時就用浮點數(shù)表示，階數(shù)部分（即177。流體流動阻力實驗的運算表格形式如下：表1—3序號流量m3/s流速m/sRe104沿程損失mH2O摩擦系數(shù)λ102局部損失mH2O阻力系數(shù)ξ為了得到關(guān)于實驗研究結(jié)果的完整概念，表中所列數(shù)據(jù)應(yīng)該是足夠和必須的。實驗原始數(shù)據(jù)記錄表是根據(jù)實驗內(nèi)容而設(shè)計的，必須在實驗正式開始之前列出表格。（4）乘除法運算兩個量相乘（或相除）的積（或商），與其有效數(shù)字位數(shù)量少的相同。例如有效數(shù)字是三位時，；；；。1500米代表四位有效數(shù)字，104則只代表兩位有效數(shù)字，104表示四位有效數(shù)字，“0”不能省去，表示這個數(shù)值與實際值只相差不過10米。為了獲得唯一解，假定各變量的誤差對函數(shù)的影響相同，這種設(shè)計的原則稱為等效應(yīng)原則或等傳遞原則，即： （1－28）或 （1－29）第六節(jié) 實驗數(shù)據(jù)的處理一、有效數(shù)字的處理有效數(shù)字及其表示方法所謂有效數(shù)字是指一個位數(shù)中除最末一位數(shù)為欠準(zhǔn)或不確定外，其余各位數(shù)都是準(zhǔn)確知道的，這個數(shù)據(jù)由幾位數(shù)，我們就說這個數(shù)據(jù)有幾位有效數(shù)字。由于誤差傳遞系數(shù)為： （1－23）函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差為： （1－24）ⅴ）算術(shù)平均值的誤差由算術(shù)平均值的定義知：其誤差傳遞系數(shù)為 i=1,2,…,n則算術(shù)平均值的誤差 （1－25）算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 （1－26）當(dāng)M1，M2，…，Mn是同組等精度測量值，它們的標(biāo)準(zhǔn)誤差相同，并等于σ。（2）某些函數(shù)誤差的計算ⅰ）設(shè)函數(shù)，變量X、Z的標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為σx、σz。其測量誤差是各原函數(shù)。表11 t值及相應(yīng)的概率不超過的概率超過的概率測量次數(shù)n超過的測量次數(shù)n123423223701562611111由上表可知，當(dāng)，時，在370次觀測中只有一次絕對誤差超出3σ范圍，由于在測量中次數(shù)不過幾次或幾十次，因而可以認(rèn)為的誤差是不會發(fā)生的，通常把這個誤差稱為單次測量的極限誤差，這也稱為3σ規(guī)則。當(dāng)σ值愈大時，就會經(jīng)常碰到大的偶然誤差，也就是說，測定的精度也就愈差。此誤差分布曲線完全反映了偶然誤差的上述特點。也就說明在測定次數(shù)無限多時，算術(shù)平均值就等于測定量的真值。系統(tǒng)誤差愈小，測到數(shù)據(jù)的精確度愈高；又隨機誤差愈小，測到數(shù)據(jù)的精確度愈高。所以，多次測量結(jié)果的算術(shù)平均值將更接近于真值。隨機誤差的大小反映了精密程度的高低。系統(tǒng)誤差的大小反映了實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的高低。 Xm表示n次測量值的算術(shù)平均值。比如1級精度儀表，即為：在化工領(lǐng)域中，通常用算術(shù)平均誤差和標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示測量數(shù)據(jù)的誤差。但在實際工作中，以平均值（即最佳值）代替真值，把觀測值與最佳值之差稱剩余誤差，但習(xí)慣上稱絕對誤差?；ぶ谐Ｓ玫钠骄涤校核阈g(shù)平均值： （1－1）均方根平均值： （1－2）幾何平均值： （1－3）計算平均值方法的選擇，取決于一組觀測值的分布類型。因此，在不存在系統(tǒng)誤差的前提下，它們的平均值就相當(dāng)接近于這物理量的真值。第五節(jié) 實驗的誤差分析由于實驗方法和實驗設(shè)備的不完善，周圍環(huán)境的影響，以及人的觀察力，測量程序限制等，實驗觀察值和真值之間總是存在一定的差異，在數(shù)值上即表現(xiàn)為誤差?；ぴ韺嶒灣煽儗嵭邪俜种?，分為三部分：（1） 預(yù)習(xí)情況、仿真實驗、現(xiàn)場提問、實驗操作共占20％，每項各占5％。為了切實加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，將實驗課單獨設(shè)課。（1）實驗理論教學(xué)主要講述化工原理實驗教學(xué)的目的、要求和方法；化工原理實驗的特點；化工原理實驗的研究方法；實驗數(shù)據(jù)的誤差分析；實驗數(shù)據(jù)的處理方法；與化工原理實驗有關(guān)的計算機數(shù)據(jù)采集與控制基本知識等。圍繞《化工原理》課程中的基本理論，開設(shè)有演示型、驗證型和綜合型實驗，培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗研究方法，訓(xùn)練其獨立思考、綜合分析問題和解決問題的能力。學(xué)生只有通過一定數(shù)量的實驗訓(xùn)練，才能掌握各種實驗技能，為將來從事科學(xué)研究和解決工程實際問題打好堅實的基礎(chǔ)。實驗完畢記錄數(shù)據(jù)須經(jīng)教師審查簽字，做好實驗室的清潔工作，恢復(fù)儀器設(shè)備原狀，關(guān)好門窗，和檢查水，電，氣源是否關(guān)好，方可離開實驗室。儀器設(shè)備發(fā)生故障嚴(yán)禁擅自處理，應(yīng)立即報告教師。本實驗教程由魏鳳玉、劉雪霆、何兵、路緒旺、姚路路等編寫，由于時間倉促，作者水平有限，文中不妥之處，懇請指正。、性能，掌握測試方法，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作技能?；ぴ韺嶒灲坛毯戏使I(yè)大學(xué)2011年9月前 言化工原理是一門工程應(yīng)用科學(xué)，它利用自然科學(xué)的原理來考察、研究化工單元操作中的實際問題，研究強化過程的方法，尋找開發(fā)新技術(shù)的途經(jīng)。通過教學(xué)實驗，達(dá)到以下目的：，將書本知識轉(zhuǎn)變?yōu)楦行灾R，并使學(xué)生在運用理論對實驗進行分析的過程中鞏固和加深對課程教學(xué)內(nèi)容的理解。由于各專業(yè)教學(xué)要求有所不同，實驗內(nèi)容也可有不同，但至少要選做五至七個實驗，即使同一個實驗，其具體的實驗任務(wù)也可有所側(cè)重，每個實驗全過程包括四個環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)處理與實驗報告編寫等四個環(huán)節(jié)，每個學(xué)生均必須嚴(yán)格按照要求保質(zhì)保量完成實驗。實驗時要嚴(yán)格遵守儀器、設(shè)備、電路的操作規(guī)程，不得擅自變更，操作前須經(jīng)教師檢查同意后方可接通電路和開車，操作中仔細(xì)觀察，如實記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。保持實驗室整潔，廢品，廢物丟入垃圾箱內(nèi)。3．培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實驗的能力實驗?zāi)芰χ饕ǎ孩贋榱送瓿梢欢ǖ难芯空n題，設(shè)計實驗方案的能力；②進行實驗，觀察和分析實驗現(xiàn)象的能力和解決實驗問題的能力；③正確選擇和使用測量儀表的能力；④利用實驗的原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理以獲得實驗結(jié)果的能力；⑤運用文字表達(dá)技術(shù)報告的能力等。第三節(jié) 實驗的特點本課程內(nèi)容強調(diào)實踐性和工程觀念，并將能力和素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于實驗課的全過程。第四節(jié) 實驗教學(xué)內(nèi)容與方法　　1.　化工原理實驗教學(xué)內(nèi)容 化工原理實驗教學(xué)內(nèi)容主要包括實驗理論教學(xué)、計算機仿真實驗和典型的單元操作實驗三大部分。實驗內(nèi)容實驗地點阻力實驗離心泵實驗過濾實驗傳熱實驗吸收實驗精餾實驗干燥實驗?zāi)し蛛x實驗化工原理實驗室化工原理實驗室化工原理實驗室化工原理實驗室化工原理實驗室化工原理實驗室化工原理實驗室化工原理實驗室　　2．化工原理實驗教學(xué)方法由于工程實驗是一項技術(shù)工作，它本身就是一門重要的技術(shù)學(xué)科，有其自己的特點和系統(tǒng)?；ぴ韺嶒炇覍嵭虚_放制度，學(xué)生實驗前必須預(yù)約。 期末筆試為閉卷考試，主要考核學(xué)生對工程實驗研究方法掌握和應(yīng)用的程度，包括以下幾方面的內(nèi)容：實驗方法、實驗原理、實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、實驗分析、工程實踐等幾方面的內(nèi)容。但是若對某一物理量經(jīng)過無限多次的測量，出現(xiàn)誤差有正有負(fù)，而正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率是相同的。由這些有限的觀測值的平均值，只能近似于真值，故稱這個平均值為最佳值。誤差表示法某測量點的誤差通常由下面三種形式表示：（1）絕對誤差某量的觀測值與真值的差稱為絕對誤差，通稱誤差。儀器儀表的精度用此誤差來表示。 Xi表示第i次的測量值。誤差的分類（1）系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，多次測量同一量時，誤差的數(shù)值和符號保持恒定，或在條件改變時，按某一確定的規(guī)律變化的誤差。（2）隨機誤差（或稱偶然誤差）在已經(jīng)消除系統(tǒng)誤差的前提下，隨機誤差是指在相同條件下測量同一量時，誤差的絕對值時大時小，其符號時正時負(fù)，沒有確定規(guī)律的誤差。因此隨著測量次數(shù)的增加，隨機誤差的算術(shù)平均值必趨近于零。顯然，實測到數(shù)據(jù)的精確程度是