化工原理-湖北大学生命科学学院.docx

湖北大学

化工原理实验

〔0703300201〕

实验教学大纲

〔第1版〕

生命科学学院

生物学试验教学中心

2025年7月

前言

课程名称：化工原理试验 试验学时：16学时

适用专业：生物技术；生物工程 课程性质：专业核心〔根底〕必修

一、试验课程简介

本课程的教学对象是生物工程专业及生物技术专业〔本科〕学生。化工原理试验是一个重要的实践教学环节，针对相关专业学生进展动量传递、热量传递、质量传递等方面工程实验的系统训练，使学生把握工程问题的处理和争论方法，把握典型单元装置的根本操作技能，了解工程试验设计的根本原则，了解工程试验中参数测量仪表的选用原则及流程组织的根本原则。从而培育学生严谨的科学态度和工程观念；培育学生分析问题和解决问题的力量；提

高学生的独立思考力量和创力量。

二、课程目的

通过本课程的学习，使学生了解各化工单元操作的原理、流程，把握试验仪器的特点、性能和根本操作，了解仪器常见故障的推断和处理方法，加深对化工原理根底理论、根本知识的理解；提高学生联系实际分析问题和解决问题的力量，培育学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，为将来的科学争论及实际工作打下良好的根底。

三、考核方式及成绩评定标准

每个试验完毕后，要求学生认真写出试验报告，试验成绩评定依据：

①试验态度、试验纪律。②试验操作技能状况。③试验结果及试验报告书。

四、试验指导书及主要参考书

化工根底试验 武汉大学化学与分子科学学院试验中心编 武汉大学出版社，2025.1化工根底试验冯亚云主编 北京：化学工业出版社2025.2

化工原理 蒋维钧，戴猷元，顾惠君编 北京：清华大学出版社，2025.

五、试验工程

试验工程一览表

序号

试验工程名称 试验类型

试验学时

必做/选做

试验一

雷诺试验

设计性

2学时

必做

流体流淌沿程阻力系数、局部阻 必做

试验二 设计性 3学时

力系数测定

试验三

风机性能曲线测试试验

设计性

3学时

必做

试验四

离心泵综合性能试验

综合性

4学时

必做

试验五

换热器性能综合试验

综合性

4学时

必做

合计

16学时

试验类型：演示性、验证性、综合性、设计性、其它

试验一、雷诺试验〔2课时〕

试验类型：综合性

试验目的：

1、观看液体在不同流淌状态时的流体质点的运动规律。

2、观看液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。

3、测定液体在园管中流淌时的上临界雷诺数Rec和下临界雷诺数Rec。

1 2

试验内容：

流体在管道中流淌，有两种不同的流淌状态，其阻力性质也不同。在试验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H不变。假设管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速u，这时候假设微启带色水阀门，带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流淌，带色水成一条带色直线，其流淌质点没有垂直于主流方向的横向运动，带色水线没有与四周的液体混杂，层次清楚的在管道中流淌。此时，在速度较小而粘性较大和惯性力较小的状况下运动，为层流运动。假设将出口阀门渐渐开大，管路中的带色直线消灭脉动，流体质点还没有消灭相互交换的现象，流体的运动成临界状态。假设将出口阀门连续开大，消灭流体质点的横向脉动，使色线完全集中与无色水混合，此时流体的流淌状态为紊流运动。

雷诺数：Re?u?d

?

连续性方程：A?u=Q u=Q/A

流量Q用体积法测出，即在时间t内流入计量水箱中流体的体积ΔV。

?V ??d2

Q? t A? 4

式中：A-管路的横截面积 u-流速

d-管路直径 γ-水的粘度

试验要求：

设备器材预备：雷诺试验装置〔套〕；蓝、红墨水各一瓶；秒表、温度计各一只；卷尺等。要求学生认真观看试验现象，记录试验数据，按时完成试验报告。

试验二、流体流淌沿程阻力系数、局部阻力系数测定〔3课时〕

试验类型：综合性

试验目的：

1、观看流体稳定流淌时在长为L等直管以及通过阀门时的能量损失状况。

2、生疏液体在管道中流淌时的能量损失计算方法，并对能量损失有一个数量上的概念。

3、把握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法。

试验内容：

沿程阻力系数：流体在等直管道中流淌，由于摩擦阻力引起能量损失。对距离为L的两断面列能量方程可求得L长度上的沿程阻力损失。

P2h ? 1?P

P

2

f ?

??h

由达西公式：h

???L?u2 ??2gdh

得f

得

?2gd?h

，并计算对应雷诺数Re。

f d 2g Lu2

Lu2

??d2

其中，Δh由U型侧压管测得，u用体积法测得流量并由u=Q/A,A? 4 计算得之。

局部阻力系数ξ：在紊流状况下，因局部