基于化工竞赛的化工原理实验教学创新探讨
摘 要：该文将从开展化工原理实验教学的主要目的出发，对以化工竞赛为基础的化工原理实验教学创新策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地创新化工原理实验教学。
关键词：实验教学 化工原理 化工竞赛
通常来讲，化工原理实验属于化学工程与工艺、轻化工程、生物技术、环境工程、食品工程和科学、生物工程、高分子材料、应用化学等专业必修的一门实验课，其工程特征十分明显，与化工生产的具体实际联系紧密，是一门有很强实践性的课程。
1 开展化工原理实验教学的主要目的
开展化工原理实验教学主要有两个目的：一方面，化工原理实验教学能够对学生寻找具体工程问题实质、提出相应问题、解决对应问题的能力进行培养。另一方面，化工原理实验教学能够让学生逐渐形成主动思考的良好习惯，帮助学生拥有实验技能并将其用于实际问题的解决。
2 以化工竞赛为基础的化工原理实验教学创新策略
2.1 化工原理实验教学现状
现阶段，化工原理实验教学存在很多问题，具体表现为：化工竞赛要求与思想不明确、化工原理实验教学观念落后、学生化工原理实验技能与操作较弱、开放性实验未全面推广、缺乏自主创新能力、学生得不到有效示范和激励。这些问题的存在，使得化工原理实验教学无法发挥出应有的教学效果，需要针对性地创新化工原理实验教学。
2.2 创新化工原理实验教学的途径
由于化工原理实验教學过程之中，教师受高等教育模式与传统教育思想所影响，只重视课堂理论知识的传授，忽略了培养学生的化工原理实验能力，从而出现了理论知识占据主要地位而教学实践占据次要地位的现象[1]。长期以来，教师用这种教育理念指导学生，仅传授教材上的知识，并把关注的重点放在书面成绩上，学生也使用大量的题海战术进行练习，将较高的分数当成学习目标。因此，学生的创造性思维没有得到有效训练，缺少创造性的思维，没有较强的继续学习能力与动手能力，无法全面结合实践经验与书本知识，无法符合当前社会社会发展与经济发展具体需求。从这个角度来看，有必要通过化工竞赛来创新化工原理实验教学。
2.2.1 明确化工竞赛要求与思想
教师应明确化工竞赛的要求和思想，按照当前教育观念与办学条件，整合并优化化工原理实验教学的各种资源，对实验手段、方法与条件进行积极改善，将学生的工程实践能力、创新精神、系统设计能力、运用知识能力等内容的培养凸显出来，从而让化工原理实验教学创新和化工竞赛二者相辅相成，把化工竞赛的具体要求用于化工原理实验教学创新的引导，全面服务于创新型人才的培养[2]。
2.2.2 改变化工原理实验教学观念
教育实践在很大程度上受教学观念的指导，然而，要想在短时间内改变教育理念具有一定难度，需要通过教师与学生亲身体会特定教育观念后才可以有效改变，并进行大量的实践，加深教师与学生理解该教育观念的程度。学校建设化工实验室是一种与时俱进的行为，符合当今时代潮流，只有明确了这一教学理念，把握社会发展的趋势与经济发展的脉搏，才能让建设出的化工实验室更加适合化工原理实验教学创新的需求。与此同时，学校应按照自身情况，包括人才结构、学科方向、学科特点等来因地制宜地布局化工实验室，在化工竞赛的活动之中动员全体学生与化工教师的思想。学生在参加化工竞赛之时，教师应积极提供指导与帮助，深化在化工原理实验教学方面的认识，并意识到实践教学重要的意义，从而让化工原理实验教学的观念得以逐渐转变，并让化工原理实验教学紧紧围绕实验实践这一中心。
2.2.3 强化学生化工原理实验技能与操作
教师在化工原理实验教学之中应注重学生基础技能与操作的创新，加强其基本实验技能与基本操作等方面的测试与引导，积极培养学生问题解决能力、知识运用能力、问题分析能力、动手能力等，让化工原理实验教学的教学改革与科学培训通过化工竞赛不断减少验证试验与单一实验等性质，逐渐增加实验的设计性与全面性等内容，让化工原理实验成为接近专业、接近工程的实验。
2.2.4 全面推广开放性实验
学校在建设化工实验室时需要不断增加投入，让化工原理实验教学的基本条件得到改善[3]。学校应从创新成果、创新人才培养、建设实验室等方面出发，将化工原理实验教学的多种功能有效发挥出来，从这个意义上讲，学校可以在发展之中充分地体现出化工实验室价值。与此同时，学校应对建设、发展化工实验室给予大力支持与关心，对化工实验室实施规范化的管理，完善与优化各项化工实验室制度与条例，建立健全化工原理实验教学之中管理实验室人员的体制，明确化工实验室内部不同岗位人员的具体职责，从而实现规范化的管理。
2.2.5 提升自主创新能力
教师应按照化工竞赛主要特点来展开化工原理实验教学，并按照化工原理实验基础特性设计综合性的实验内容，给学生相似竞赛的参与奠定坚实基础，实现从要求学生学习到学生想要学习的转变。在化工竞赛过程之中，应为学生提供必要的实验场所等条件支持。由于化工原理实验教学是以学生整体素质、创新意识、实践能力的培养为目的，且此过程为渐进过程，因此，不但对学生主观努力有较高的要求，而且还需要化工实验室能为学生创新能力的培养与发展提供机会，帮助学生进行工程经验的大量积累，经过一系列的实践与学习，让知识在实践之中内化为自己的能力，通过发现问题、解决问题来培养创新的能力、增强创新的意识。这样一来，教师能够帮助学生有效提高动手能力与创新意识。
2.2.6 发挥化工竞赛示范和激励作用
除以上几点外，教师还应通过化工大赛对学生进行示范和激励。通过化工大赛这一形式，让学生对基础实验技能的学习更为努力，积极进行工程开发设计能力、创新能力、动手能力的培养。化工竞赛应根据初赛-复赛-决赛形式来进行。其中，初赛是设计方案的阶段，参赛选手在完成资料查阅工作后，彼此进行深入的交流，对详细流程进行设计，明确具体实验步骤，使实验方案得以最终确定，从而对学生的灵活性、创新性、专业知识得到全面检验。复赛时需要参赛选手在化工竞赛现场借助相应实验装置来设计实验方案并组织实验，对相应数据进行测取，然后把实验研究最终结果以书面报告的完整形式进行整理，从而对学生寻找问题、分析问题、解决问题、团队合作、实际动手等多种能力进行综合考察。决赛时需要参赛选手对自己的实验方案进行进一步优化，让实验操作各个环节更加完善，随后进入答辩的环节，让现场的专家与学生一同评审参赛选手的参赛作品，对于优秀的作品因给予充分的肯定和奖励，将其作为其他学生的示范，以兹鼓励。
3 结语
总而言之，研究以化工竞赛为基础的化工原理实验教学创新策略具有十分重要的意义。教师应对开展化工原理实验教学的主要目的有一个全面了解，认识化工原理实验教学现状，通过明确化工竞赛要求与思想、改变化工原理实验教学观念、强化学生化工原理实验技能与操作、全面推广开放性实验、提升自主创新能力、发挥化工竞赛示范和激励作用等多种途径来创新化工原理实验教学。
参考文献
[1] 张翔，孙怀宇，王明艳，等.化工原理实验教学改革对学生综合素质和创新能力培养的实践与研究[J].山东化工，2018，47(9)：124-125.
[2] 杨培培，陈惜明，陈菲菲，等.基于创新性应用型人才培养的化工原理实验教学探索与改革[J].高师理科学刊，2017，37(4)：101-104.
[3] 黎载波，张永平.在化工原理实验教学中培养学生工程素质及创新能力的改革与实践[J].广东化工，2014，41(12)：218-219.
作者：王超
【摘要】目前化工原理课程存在内容陈旧、教学方法单一、手段落后等问题。为符合劳动力市场对人才的要求，在化工原理教学中应精选教材内容、因材施教;加强实践教学经验，培养能够适应现代化化工技术要求的专门人才。
【关键词】化工原理 实验创新 课程改革
为深化教学改革，加强课程建设，适应我国社会主义市场经济和现代化建设对职业技术人才的需求，全面提高教学质量，是我们每位教师所面临的一项重要课题。
化工原理(又称单元操作)是实践性很强的技术基础课，也是一门主干课程，是用自然科学的基本原理来分析和处理化工生产中的物理过程。化工原理既包括理论教学又包括实验和课程设计两个实践性教学环节，在化工及相关专业人才培养中起着举足轻重的作用。笔者认为，要培养高素质的职业技术人才，应从这类实践性很强的课程作为教学改革的突破口。化工原理实验创新，主要应从以下几方面着手：
一、实验创新
创新能力具有很大作用。但目前化工原理实验教学在教学方法、技术上和测试手段上仍有许多问题。教学方法上，还主要以教师讲，学生照着做为主，实验成绩仍采用学生单纯做实验定成绩的教学模式;测试手段和技术比较落后，尤其是在运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制方面。为此我们要加大实验教学改革力度，进行实验创新。
1.严格实验教学管理，实行结构成绩制
教师要认真组织好实验教学，严格教学管理，严格考核制度。实验课采取课前预习、现场提问、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式， 由以上各环节的执行情况来全面评定学生的实验成绩，既实行结构成绩制。
2.将计算机引入实验教学
开发与实验装置相配套的化工原理仿真系统软件，运用仿真实验的计算技术、图像和图形技术，可方便、迅速、形象地再现教学实验装置、实验过程、实验结果，学生在计算机上可完成实验前预习，提高实验效率和实验效果，同时利用计算机进行实验数据处理，可节省学生繁杂和大量重复性计算时间，使学生有更多时间和精力撰写实验报告，提高实验报告质量。
运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制。现代化工生产的一个显著特点是集成化、大型化和自动化，其实质就是用计算机进行生产过程的自动控制。我们在有些实验装置上采用计算机进行数据采集、处理和控制，不仅可以模拟实际生产过程，还可以使学生对计算机在工程上的应用有进一步的认识。
二、教学内容改革
对于中职学校学生，本门课教学内容多，教师要精選授课内容，加强对单元操作和基础理论共性的分析。同时要注重理论联系实际，这样有利于提高学生分析问题、解决问题的能力;对于教材中散、乱、杂的内容，教师要仔细归纳， 为学生理清思路，突出主线;另外教学内容要更新，教师可利用讲座或其它形式向学生介绍当代化工最新进展，如膜分离技术、热板换热器、静态混合等内容，使学生有机会接触更多技术发展的新成果，扩大学生的知识面。
三、教学方法改革
1.因材施教、分层教学
学生的学习基础、学习成绩有差异，学习兴趣也有所不同，教师应根据学生的这些差异因材施教，对学习成绩较差的学生，教师应个别辅导，帮助他们掌握已学内容。对学习成绩优秀的学生，有条件的可举办加强班，该班的授课主要以多媒体课件为主，增加课容量，增加新的知识点，采用启发式教学，加强教师与学生教学中的研讨，积极引导学生自学，注意学生综合能力、创新能力、工程能力的培养。分层次教学，对于成绩差的学生把教学内容做的简单些，容易理解，使学生在学习中能体会到快乐。对学习能力强、动手能力强的学生，可利用第二课堂，教师帮助他们选择题目或学生根据自己兴趣选题，可利用学校实验室的仪器、设备，在教师指导下完成一些实验研究、产品开发或设计一些综合实验项目，增进学生对本专业的热爱，培养学生独立的工作能力。
2.习题课与作业布置
对每章的重点内容，教师通过习题课及布置适当的作业，可强化教学效果。对本门课中讲解的各种单元操作的计算方法以及一些工程实际问题，主要以习题形式出现，这样可以帮助学生复习、理解、巩固和运用所学知识，独立解决工程问题。对典型的单元操作过程，教师还可布置1-2个综合性强、结合工程实际的独立课外作业，使学生从查找数据、确定计算方法、过程计算、对计算结果进行分析等方面得到锻炼，提高学生的综合能力和工程能力。
3.加强认识实习环节
认识实习教学环节对化工原理课程的学习有一定的促进作用，是对课堂教学的一种补充。为提高认识实习教学效果，避免学生到工厂去走过场，教师可在实习前，利用多媒体课件进行演示教学，将单元操作过程在课堂上先演示，让学生到生产现场后进行比较，加深学生对单元操作过程的理解和认识，使本门课的教学不再抽象。
四、教学手段的改革
传统的化工原理教学，教师仅用粉笔、黑板和教师的语言表达教学内容，教学方式抽象、静止、平面，费时费事，这对于实践性很强的课程，教学效果不理想。运用现代教学手段，采用多媒体技术的活动视频、图像、动画等手段进行教学，可以形象逼真地重现设备内部结构和设备操作现象，使得抽象概念简单化，复杂结构直观化，在课堂上就可以给学生一种很强的实物感，课堂内容既生动又丰富。同时通过采用多媒体技术辅助教学，促进了教学内容的更新和发展，增大了课堂信息量，使学生有机会接触更多技术发展的新成果，扩大了学生的知识面。
总之，提高教学质量的一个关键方面是建设好课程，本文就化工原理课程建设从内容的改革、教材体系的更新、教学方法和实验教学等方面进行了探讨，并采取相应措施，取得了一定的成效。
参考文献：
[1]王晓红. 化工原理. 化学工业出版社. 2009-6-1
[2]陈小琼.对高职教育课程改革的思考.职业教育研究. 2009-3
[3]蒋乃平.课程模式选择的重要性[J].职业技术教育.2001(34)
作者：尚衍
摘要：为提高民办高校“化工原理”实验课程的教学质量，分析现行教学过程中存在的问题，并针对问题结合学校教学的实际情况，从编写教材、增加设备数量与种类、调整实验课开设时间、改革考核方式、引进仿真模拟软件等方面进行了初步探索与实践。关键词：民办高校;化工原理;实验教学;教学改革
文献标志码：A
doi：10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2018.07.064
“化工原理”實验课程在教学过程中存在的问题1.1
学生基础较差，缺乏学习兴趣与热情“化工原理”实验课程的授课对象为生物工程专业的学生，从课程体系整体上来看，工程类基础课较少，工程实践环节较薄弱，学生的工程观念基本是从头开始塑造的[3]。而学生缺乏学习热情的原因也有如下几个方面。首先，实验教材和讲义的内容冗长且学生无心进行课前预习。如今，学生大多较浮躁且沉迷于手机等电子产品，面对晦涩难懂的实验内容、繁琐的实验步骤和复杂的实验设备仪器，多数学生存在畏难心理，干脆放弃预习环节，完全依赖于教师的课堂讲解，导致在实验过程中仅凭借课堂上教师所讲授的内容来进行操作，从始至终都处于一个被动学习而没有思考过程的恶性循环中。其次，实验条件受限也是一个长久存在的大问题。每个实验的实验仪器和设备只有1套，而一个课堂基本是30人，每次13～15人分为1组，在工程类实验中真正动手操作的学生也就3～5人，那么大多数学生在一次实验课上基本就是处于围观状态而并未真正参与到实验中去，这样导致学生失去积极性和兴趣，处于一种得过且过的状态。而且，理论课与实验课的开展不同步。尽管在教学计划中理论课应先于实验课的开设，但是在真正实施过程中可能会存在理论知识还没完全结束就开始了章节实验，那么学生就出现了“把事情留给明天去做”的拖延心理，实验课上不认真准备，打算在理论课结束后再好好琢磨实验，这样错过了对照实物巩固知识的时机，导致实验课效果不理想。1.2
实验条件有限，实验课课时较少，学生的实践能力得不到培养根据教学大纲，生物工程专业“化工原理”课程的理论课时量为84学时，而实验课仅30学时，其中还包括2学时的期末考核。在短短的7次实验中，教师讲授和演示占了近1/3的时间，真正留给学生操作的时间本就不多，而且分组人数较多，学生也只是在一知半解的状态下按照教师预设好的实验步骤来验证某理论结果，可能在实验做完以后也不知道自己理解了多少，收获了什么。1.3
实验课程考核机制不够完善“化工原理”实验课程的考核机制不够完善，平时实验报告成绩占了较大比例，而实验报告抄袭现象非常严重，很多时候一个班就3～5个版本，虽然也会根据实验课上的表现给定平时评定成绩，但是人数太多教师不可能对每一位学生都会有一个客观的评价，导致实验报告的书写成了平时表现的一面镜子，而这样的评定方式实际上是不公平合理的。1.4
与生产实践联系不够紧密实验课的目的是巩固理论知识，增强对典型设备的感性认识，以期在未来的工作中能更好地指导生产实践[4]。然而，现行的实验课遵从的实验模式就是验证化工过程理论，实验步骤和实验结果的突出明显高于对理论生产融合的强调，这样学到的知识没有“活”起来。2
“化工原理”实验教学改革的探索与具体措施结合民办高校特征，针对教学中遇到的以上问题，拟定如下措施以提高教学效果，实现教学改革。首先，集中精力编写教材，结合学校学生具体情况和往年教学中学生反映的问题，除了实验目的、实验方法、实验步骤等之外，归纳总结出注意事项和往年实验中易出错部分的操作和相关原理，删减无需验证的实验部分，以增加学生在预习阶段的教材可读性，并提高学习兴趣。其次，增加实验室设备数量和种类。现行实验室含流体流动阻力测定、离心泵特性曲线测定、干燥、精馏、过滤和传热实验装置各1套，并增加自主设计型实验设备和综合型实验设备[4]，以锻炼学生解决实际生产问题的能力。再次，严格遵从实验课开设在理论课之后，给学生足够的时间消化理论知识，尽可能多地开展现场教学，增强工程观念。目前，除了在实验室的6个基础实验之外，借助外校场地还开设了4学时的果汁果酱中试生产线的参观教学，在实际生产线上认识生产设备，并熟悉生产流程的方式引起了学生的兴趣，也真正地将理论与生产实际紧密联系。另外，针对实验课程考核方式做出了一些改变，平时评定成绩除了实验报告的书写和数据处理过程之后，还包括课堂分工表现和考勤，另外在学期末安排了2学时的面试考核，每名学生从预先准备的30余份试题库中随机抽取一套进行数据处理的演示、实验原理的讲述、实验步骤的还原或实验过程的操作。这种改革方式给了学生一定的学习紧迫感，从而更全面地掌握了实验内容。最后，为适应现代实验教学的大趋势，课题组受首届全国大学生化工实验大赛的启发，正努力筹备引进化工原理实验仿真模拟软件，让学生从理论入手先熟悉实验流程并建立工程思维再应用于实践或者生产实际中。3
结语“化工原理”实验课程教学是培养学生实践能力、创新水平、团队协作精神和综合素质的重要环节。了解高校实验教学中存在的问题并提出有效的改进措施是提高教学质量培养优质人才的必要方法。认识民办高校生源的特殊性并了解“化工原理”实验过程中存在问题的一般性，从教材入手规范教学并以社会需求为导向引领实验教学不断改革和完善，力求培养和输送高素质强动手能力的新型人才是民办高校教师不懈努力的方向。参考文献：马少玲，董洁，彭璟，等. 独立学院化工原理实验教学改革探讨[J]. 化工高等教育，2014(6)：60-63.姚玉英. 化工原理[M]. 天津：天津科学技术出版社，1992：83-90.武卫荣. 工科化工原理实验教学改革探索和实践[J]. 济宁学院学报，2013，34(3)：33-34.刘放，张振坤，王卫东. 卓越计划下的化工原理实验教学改革与实践[J]. 广州化工，2017，45(17)：181-182.
作者：陈思 沈瑞敏 郑妍
南京工业大学化工原理实验复习重点：
1. P4实验目的的(2)(3)(4)，前两个是实验要得出结果，第三个是测量方法。
2. p6流程图中，标号为14,15,16,20的要注意一下。
3. p9实验目的的(2)(3)(4)
4. p9基本原理中，1，流量v的测定与计算;2，扬程的测定与计算(这个公式要记住);3，
轴功率测定与计算(注意测量方法);4，转换公式要牢记
5. p11流程图中注意真空表和涡轮流量计
6. p12实验步骤中第二步是关键，灌泵是为了防止有空气发生气缚现象。
7. p14图1-5要牢记
8. p14实验目的的前三条
9. p17实验步骤的(5)(6)(7)
10. p20实验目的的(2)(3)
11. p20基本原理的第一段话和1-21,1-22,1-23
12. p21实验装置的第一段话
13. p23仪表盘上数字取前十个
14. p31实验目的的(1)(2)(3)(5)
15. p31基本原理中的两个公式(注意理论塔板数的计算)
16. p32实验过程中如果液泛，将压力调高;如果液漏，将压力调低
17. 关键温度：灵敏板温度
18. p36基本原理的第一段话，以及1-33和1-36
19.p37流程图
20. p42实验目的的前三条
21. p43实验装置的①③④
22. p44毛毡上大约10g左右的水，和下面的注意事项。
8、吸收(气液)
实验内容：测定填料吸收塔气—液传质系数，考察气体流量、吸收剂流量和温度的变化对吸收效果和传质系数的影响。
1、要求熟悉填料吸收塔的基本结构、装置流程和正常的水力学操作状况;
收集塔壁附近的液体
空气穿越丙酮，使其溶解在液膜(液体在填料表面形成)，溶解过程放热，所以低温，高压。
2、了解工业常用散堆填料和规整填料的基本性能;
填料分类：散堆填料(拉西环、阶梯环、鲍尔环、矩鞍形、环矩鞍)
规整填料(孔板波纹填料、丝网波纹填料
填料的作用：增大汽液接触面积;增大汽液接触面的湍动程度。 填料性能评价指标：比表面积↑、空隙率↑、压降↓
3、掌握并分析吸收剂的三要素(流量、温度、组成)对吸收效果的影响规律 高流量G，低温，低浓度，有利!
4、规划组织实验测定传质系数并分析判断传质阻力的控制步骤。
9、精馏(液液)
实验内容：在全回流操作条件下测定精馏塔的全塔效率，在部分回流的情况下连续操作，分离乙醇体积浓度为15%的乙醇——水混合液，要求获得500mL 合格的塔顶流出产品(乙醇体积浓度大于93%)，塔釜排出的残液中乙醇体积浓度要小于2%。
1、要求熟悉板式塔的基本结构、装置流程和正常的水力学操作状况;
总体逆流，板上错流。 避免漏液，液泛。
利用液相中不同组分挥发度不同。物料守恒，能量守恒，气液复合
精馏操作稳定的因素主要有回流比;塔顶温度、压力;进料温度，组分组成;塔底再沸器回流温度，组分组成;整体塔的塔板数;中间循环回流及抽出物料等等，但最主要因素有下面几点： (1).物料平衡的影响和制约
在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。 (2)、塔顶回流的影响
回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量 (3).进料热状况的影响
当进料状况(xF和q)发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精馏塔的适宜位置进料。 (4).塔釜温度的影响
釜温是由釜压和物料组成决定的。精馏过程中，只有保持规定的釜温，才能确保产品质量。 (5).操作压力的影响
在精馏操作中，常常规定了操作压力的调节范围。塔压波动过大，就会破坏全塔的气液平衡和物料平衡，使产品达不到所要求的质量。
2、了解工业常用塔板的基本性能;
3、分析判断影响精馏塔正常操作和分离能力的各种因素并掌握相应的调节方法，
物料不平衡：a、塔顶采出率D/F过大：釜温合格，顶温上升---》不变T，减小D，加大W和F
b、塔底采出率W/F过大：釜温下降，顶温合格—》不变回流量，加大D，加大T 分离能力不够：塔顶温度升高，塔底温度降低。调节方法：加大回流比R。
4、了解灵敏板温度和塔釜压力作为操作和控制参数的重要作用;
对于物料不平衡和分离能力不够造成的产品不合格现象，可早期通过灵敏板温度的变化得到预测。因为中段塔板分离度大。
突变：回流比(能量)缓变：采出率(物质)
压降反应塔内气液两相的流体力学状况。P大，液泛，P小，漏液。 增大回流比R=L/D：D-,T↑-L+D↑
5、掌握精馏塔效率的测定方法。
测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样;同时还应已知相平衡关系，全塔实际板数。
部分回流单板效率要测定yn、yn+
1、xn;分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样;同时还应已知相平衡关系。
10、萃取(液液)
实验内容：测定振动筛板萃取塔在不同振动频率下的传质单元高度。
1、要求熟悉萃取塔的基本结构、装置流程和正常的操作状况; 安全：接通电源前关调速器、泵。 物料衡算通过界面恒定来调控。
液液萃取设备的特点：液液系统比重差小，界面张力小导致强化过程的惯性力不大，分散的两相分离困难，因此需要外加能量以及分层空间。
362S45xCxD1FxF1 加料磁力泵 2 水槽 3 煤油槽 4 转子流量计 5 振动筛板塔 6 振动泵
2、掌握萃取过程分散相和连续相的选择原则，
分散相的选择：流量大;不润湿设备;成本高，易燃;表面张力正系统，选择传质方向从分散相到连续相的。
直流调速电源---油。泵---水。
3、掌握萃取塔的操作和测定传质单元高度的方法;
萃取塔的操作萃取塔在开车时，应首先将连续相注满塔中，然后开启分散相，分散相必须经凝聚后才能自塔内排出。
NA=KymxAxC
4、分析外加能量对液—液相传质效果以及塔的通量的影响规律。
合适的外加能量：有利于液滴分散，提高相际接触面积，有利于传质。
过量的外加能量：轴向混合增加，且液滴尺寸过小，内循环消失，传质系数下降，不利于传质。易发生液泛。
在连续逆流萃取操作中，萃取塔的通量取决于连续相的流速，其上限为最小的分散相液滴处于相对静止状态时的连续相速度。这时塔刚处于液泛点。
往复振动筛板塔外加能量大小的标志是振幅与振动频率的乘积。Af。
11、干燥(固液) 实验内容：在一定的操作条件下，测定变色硅胶的干燥速率曲线。
1、要求了解流化床干燥实验设备的流程和工作原理;
如果先开电热器，产生的热量如果没有鼓风机吹，将会使设备烧坏。
2、掌握干燥过程各阶段的特征和影响干燥速率的各种因素，了解测定干燥速率的工程意义; 预热段：物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度tW
恒速：该段物料水分不断汽化，含水率不断下降，物料表面始终保持为湿球温度tW。
干燥速率与空气的温度湿度气速、流动方式及物料表面水分的汽化速率有关。应减小干燥面积，提高空气传给物料的总热量。
降速：物料内部水分移动到表面的速度赶不上表面水分的气化速率。
干燥速率受物料本身的形状，结构大小等影响，与外部干燥条件无关。
研究干燥速率曲线,可以据此使干燥速度控制在恒定干燥阶段,防止被干燥物开裂等不希望出现的情况发生。
3、规划组织实验测定变色硅胶的干燥曲线并对实验数据进行必要处理获得干燥速率曲线。
进口温度：在同一湿度下，t1上升，则相对湿度↑，有利于干燥。 有利于干燥：增加进口温度，增加空气流量，增加接触面积。 放大到工业：
1、设备相似、
2、戒指了条件相似、
3、物系相同
干燥曲线的意义：1据此使干燥速度控制在恒定干燥阶段，防止被干燥物的开裂等。
吸收实验
?
一、 实验目的
1、? 熟悉填料吸收塔结构和流程
2、? 观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线
3、? 掌握气相总体积系数kYa和气相总传质单元高度HOG的测定方法。
?
二、 实验原理
1、? 填料塔流体力学特性
图2-73 填料层压降-空塔气速关系示意图填料塔的压降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数，气体通过填料层引起的压降与空塔气速关系如图2-73所示：
当无液体喷淋时，干填料层压降Dp对气速u的关系在双对数坐标中可得斜率为1.8~2的直线，(图中aaˊ线)。当有液体喷淋时，在低气速下，(c点以前)对填料表面覆盖的液膜厚度无明显影响，填料层内的持液量与空塔气速无关，仅随喷淋量的增加而增大，压降正比于气速的1.8~2次幂，由于持液使填料层的空隙率减少，因此，压降高于相同气速下的干填料层压降，是图中bc段为恒持液区。随气速的增加液膜增厚，出现填料层持液量增加的“拦液状态”(或称载液现象)，此时的状态点，图中的c点称载点或拦液点。气速大于载点气速后，填料层内的持液量随气速的增大而增加，压降与气速关系线的斜率增大，图中cd段为载液区段。当气速继续增大，到达图中d点，该点成为泛点，泛点对应的气速称为液泛气速或泛点气速。此时上升气流对液体产生的曳力使液体向下流动严重受阻，积聚的液体充满填料层空隙，使填料层压降急剧上升，压降与气速关系线变陡，图中d点以上的线段为液泛区段。填料塔实际操作的气速控制在接近液泛但又不发生液泛时的气速，此时传质效率最高。一般操作气速取液泛气速的60%~80%。
2、? 气相总体积吸收系数kYa的测定
(1)?? 气相总体积吸收系数
?? (2—63)
式中：V ——惰性气体流量，kmol/s;
z ——填料层的高度，m;
W——塔的横截面积，m2;
Y
1、Y2——分别为进塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比，kmol(溶质)/kmol(惰性组分); ——塔顶与塔底两截面上吸收推动力与的对数平均值，称为对数平均推动力。
?? (2—64)
在本实验中，由测定进塔气体中的氨量和空气量求出Y1，由尾气分析器测出Y2，再由平衡关系求出Y*。数据整理步骤如下：
(1)?? 空气流量
标准状态的空气流量为V。用下式计算：
? (2—65)
式中：V1——标定状态下的空气流量，(m3/h);
T0、P0——标准状态下空气的温度和压强，kPa;
T
1、P1——标定状态下空气的温度和压强， kPa;
T
2、P2——使用态下空气的温度和压强， kPa;
(2)?? 氨气流量
标准状态下氨气流量 用下式计算：
(2—66)
式中：——氨气流量计示值，(m3/h);
——标准状态下空气的密度,kg/m3;
——标准状态下氨气的密度, kg/m3。
若氨气中含纯氨为98%，则纯氨在标准状态下的流量V0〞用下式计算：
??? ?(2—67)
(3)?? 混合气体通过塔截面的摩尔流速：
(2—68)
式中：d——填料塔内径，m。
(4)?? 进塔气体浓度
?? (2—69)
式中：n1——氨气的摩尔分率。
n2——空气的摩尔分率。
根据理想气体状态方程式：
∴? ?(2—70)
(5)?? 平衡关系式
如果水溶液<10%的稀溶液，平衡关系服从亨利定律，则：
Y*=mx??? (2—71)
式中：m——相平衡常数，
?? (2—72)
H——亨利系数，Pa;
p——系统总压强，Pa.
? (2—73)
?
式中：p*——平衡时的氨气分压,(mmHg或Pa)，其数值可从附录5.1氨气的平衡分压表查得。
(6)?? 出塔气体(尾气)浓度
出塔气体(尾气)浓度由尾气分析仪测得，具体见附录5.4，尾气浓度的测定方法。 尾气中氨的浓度由下式计算：
??? (2—74)
式中：T
1、p1——空气流经湿式气体流量计的压强和温度;
T0、p0——标准状态下空气的温度和压强;
V1——湿式气体流量计所测得的空气体积，ml;
Vs——硫酸体积，L;
Cs——硫酸浓度，mol/L;
rs——反应式中硫酸配平系数，本实验rs =1;
r2——反应式中氨配平系数，本实验r2=2。
(7)?? 出塔液相浓度
根据物料平衡方程：
(2—75)
因进塔液相为清水，即X2=0，则
? (2—76)
(8)?? 计算
由对数平均推动力公式计算，其中∵X2=0∴Y*=0
(9)?? 求气相总体积吸收系数KYa
3、? 传质单元高度HOG的测定
? (2—77)
式中：HOG——气相总传质单元高度，m;
NOG——气相总传质单元数，无因次。
z已知，NOG求出后，则HOG可求得。
?
三、 实验装置及流程
图2-74 吸收装置流程图
l—风机;2—空气调节阀;3—油分离器;4—转子流量计;5—填料塔;6—栅板;7—排液管; 8—喷头;9—尾气调压阀;10—尾气取样管;11—稳压瓶;12—旋塞;13—吸收盒;14—湿式气体流量计;
15—总阀;16—水过滤减压阀;17—水调节阀;18—水流量计;19—压差计;20、21—表压计;
22—温度计;23—氨瓶;24—氨瓶阀;25—氨自动减压阀;
26、27—氨压力表;28—缓冲罐; 29—膜式安全阀;30—转子流量计;31—表压计;32—闸阀
四、 实验步骤及注意事项
1、? 实验步骤
(1)?? 填料塔流体力学测定操作
1)? 先全开叶氏风机的旁通阀，然后再启动叶氏风机，风机运转后再逐渐关小旁通阀调节空气流量。做无液体喷淋时，干填料层压降Dp对应气速u的关系。
2)? 全开旁通阀，再打开供水系统在一定液体喷淋量下，缓慢调节加大气速到接近液泛，使填料湿润，然后再回复到预定气速进行正式测定。
3)? 正式测定时固定某一喷淋量，测量某一气速下填料的压降，按实验记录表格记录数据。
4)? 实验完毕停机时，必须全开空气旁通阀，待转子降下后再停机。
(2)?? 气相总体积吸收系数测定的操作
1)? 实验前确定好操作条件(如氨气流量、空气流量、喷淋量)准备好尾气分析器。
2)? 按前述方法先开动水系统和空气系统，再开动氨气系统，实验完毕随即关闭氨气系统，尽可能节约氨气。
2、? 注意事项
(1) 填料塔流体力学测定操作，不要开动氨气系统，仅用水与空气便可进行操作。
(2) 正确使用供水系统滤水器，首先打开出水端阀门，再慢慢打开进水阀，如果出水端阀门关闭情况下打开进水阀，则滤水器可能超压。
(3) 正确使用氨气系统的开动方法，事先要弄清氨气减压阀的构造。开动时首先将自动减压阀的弹簧放松，使自动减压阀处于关闭状态，然后打开氨瓶顶阀，此时自动减压阀的高压压力表应有示值，关好氨气转子流量计前的调节阀，再缓缓压紧减压阀的弹簧，使阀门打开，低压氨气压力表的示值达到5ⅹ104Pa或8ⅹ104Pa时即可停止。然后用转子流量计前的调节阀调节氨气流量，便可正常使用。关闭氨气系统的步骤和开动步骤相反。
(4) 尾气浓度的测定，详见附录5.4。
?
五、 实验报告要求
1、? 在双对数坐标纸上绘出干填料层压降Dp与空塔气速u的关系曲线及一定液体喷淋密度下的压降Dp与空塔气速u的关系曲线。
操作条件下液体的喷淋密度 [m3/m2.h]
??? (2—78)
2、? 测定含氨空气~水系统在一定的操作条件下的气相总体积吸收系数KYa和传质单元高度HOG。
六、 思考题
1、? 阐述干填料压降线和湿填料压降线的特征。
2、? 为什么要测Dp~u的关系曲线?实际操作气速与泛点气速之间存在什么关系?
3、? 为什么引入体积吸收系数KYa?它的物理意义是什么?
混合气体经过填料塔吸收后，塔顶尾气浓度是怎样测定?
化工原理是环境工程专业必修的一门极为重要的专业基础课，化工原理实验是学习、掌握和运用这门课程的重要环节。比起我们之前做的普通实验，化工原理实验更具工程特点，要求我们对理论知识的掌握也更加严格。通过化工原理及做实验的整个过程，我不仅学到了专业知识，在理解和巩固了理论知识的同时也积累了许多生活经验，了解到生活中我们所接触的普通事物的基本原理。
每次实验之前，在我们预习了教材的有关理论，理解了实验目的、原理及要求，了解了实验流程及操作步骤基础上，会先做仿真实验具体了解实验主要操作及过程，真正做实验时老师会及其细致的再将实验原理及实验所涉及的知识讲解一遍，同时具体的介绍实验流程、装置及主要设备的结构、测控元件及仪器仪表的使用方法，介绍实验操作步骤、数据测量和整理方法，最后，辅助我们对实验数据进行正确处理。这一整套流程，保证我们实验能够顺利进行，并能够对实验中发生的现象加以分析，从而找出原因加以解决。这种手脑结合的方式，启发和诱导了我们的思维，充分调动我们的参与意识和学习积极性，同时培养我们的学习兴趣，，锻炼和培养了独立思考、分析问题和解决问题的能力，达到了高效学习的效果。
无论是化工原理课程学习中还是做实验过程中，老师都强调了伯努力方程的重要性，老师在讲到流体流动一章中的伯努利方程时，引导我们思考“人往高处走，水往低处流”的科学道理的基础上，思考着“水能不能由低处流向高处?能不能由低压容器流向高压容器呢?”。我们思维会使我们直接回答不会，但仔细思考，在无外界作用下确实不会，但如果这时把问题引到能量守恒上来，对流体做功使得流体具有能量再将能量转换成势能是完全可以的，这时又会想到引出流体的输送设备即“泵与风机”。老师在讲解原理时，将实际生活中与之紧密联系的现象，诸如飞机起飞、乒乓球的弧线球的产生与喷雾器原理等加以解释，强化我们对伯努力原理的理解，这样就可以在实际生活及科研过程中灵活地运用伯努力原理。在老师引导下， 我懂得了不仅要考虑设备费及节能降耗，还要考虑产品产量与操作稳定性等问题，从而提炼一些工程观点。我们通过这种独立思考的方式，对问题产生浓厚的兴趣，从而产生急于找出问题答案和解决问题的心理状态， 很好地培养思维能力和想象力。
这学期我们做了三个化工原理实验，每一次实验都有不足之处，理论知识的不完善导致对整个实验操作过程理解不够透彻，最后在分析实验结果时不能够准确分析出实验中所出现的问题并总结出结论，但每一次实验都比前一次实验有经验，做之前也会更注重理论知识的理解与掌握。流体流动阻力的测定实验中，我们主要研究影响流体阻力的因素，测定了在镀锌钢管、不锈钢管及突然扩大管中流体流动情况，从而推算出直管阻力和局部阻力，得出λ与Re的关系。同时联系实际我们也就懂得了泳衣，船头，模仿鲔鱼体形的核潜艇，流线型汽车的工作原理。在离心泵的性能测定实验中，不仅对离心泵的原理有了深入了解，更对离心泵的内部结构，叶轮，平衡孔，轴封装置等有了初步认识，同时知道了确定泵的最佳工作范围的方法。而传热实验更与我们生活实际密切相关。
“化工原理”是一门与生产和生活实际紧密联系的课程，其基本理论在实际生产、科研和生活中应用非常广泛。工程理论的重要性就体现在它的实用性，应用工程理论处理实际问题时，一定要明确工程理论的应用条件。因此，在学习过程中不仅要充分利用书本知识，而且应注意联系实际生活，注意将各种工程问题进行分类，培养抓住问题的本质，从根本上找出解决问题的思路、方法和步骤的能力。简单来说，化工原理是用直观的实例，来唤起联想的灵感，发挥我们的创新思维，所以学好化工原理大有益处。
，
化工原理实验论文
化工原理实验是化工原理课程中理论与实践相联系、相结合的重要教学环节之一。，其基本任务是巩固和加深对化工原理课程中基本理论知识的理解，通过实验操作和实验现象的观察，使学生掌握一定的基本实验技能。
本学期化工原理实验课堂上我们一共做了十个实验，分别为伯努利方程实验、流体流动形态的观察和测定、流体流动阻力的测定、离心泵特性曲线的测定、恒压过滤常数的测定、空气-蒸汽给热系数的测定、填料精馏塔实验、填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定、流化床干燥实验以及膜分离实验。
开始的时候，我并不是很明白许多实验仪器的使用方法以及如何通过实验验证理论知识，虽然每次实验前都会有预习，但是在没有真正接触到实验的时候还是会有一头雾水的感觉。课前老师的讲解对我来说十分重要，自己不明白的地方，在听老师讲解时有时便会豁然开朗。我知道如果不明白实验原理，不知道实验目的，我们是不会真正利用到实验的价值。
我认为做实验的过程是一个既快乐又充满理性知识的过程。就像书本上的知识跳跃了起来一样，不再那么枯燥无味，通过自己的亲手操作和认真计算将原理进行证明的过程我们仿佛能够体会以前科学家的智慧结晶，自己也可以身临其境的体会学习化工原理的快乐。
例如流体阻力的测定实验旨在让我们了解流体流动阻力的测定方法，确定摩擦系数与雷诺准数的关系以及局部阻力由于一开始对这个实验不是很了解，使得流体的流量过小达不到实验预期效果。
恒压过滤实验时，第一组实验因为没有正确装好板框导致实验重来，让我们从中吸取教训：实验一定要严格遵守实验步骤的每一个要求，否则可能前功尽弃。
还有吸收实验中，我们了解了填料塔吸收装置的基本结构及操作方法，这个实验中，我们组的进出口二氧化碳含量出现了问题。在实验的过程中，我们遇到过挫折，一开始心里还是很着急，有点不知所措，但后来我调整了心态，理性分析实验过程问题，才能使实验顺利完成。
化工原理实验最重要的就是将理论付诸实践，平时我们上化工原理课的时候，只能通过老师的讲解，自己的想象了解知识，许多时候我们甚至不能明白为什么就能有这样的结论。而化工原理实验就提供给我们一个平台，一个能更深入了解化工原理知识、更锻炼自己动手能力、在学习上更加丰富的平台。我们可以通过实验锻炼动手能力，团队合作能力，不再读死书，死读书。
化工原理实验从各个方面锻炼了我们的能力。
首先，预习是帮助理解实验原理，了解实验内容，操作步骤以及实验注意事项以利于完成实验达到较好的教学效果。 在每次实验前，我们都会写预习报告，了解实验目的，清楚实验原理，实验仪器，这培养了我们自学的能力;
其次，正确进行实验操作，是成功作好实验的关键。在实验过程中，我们需要耐心，细心，认真的完成实验步骤，掌握实际操作和掌握化工实验的基本技能，培养观察实验现象，测定化工参数的能力，掌握用计算机读数和数据记录。
最后就是实验过后的数据处理和回答思考题，这也是完成一个实验的最后一个阶段，是整个实验最终能够出结果的重要阶段，通过数据处理我们可以跟所学知识进行比较，进而提高到能应用实验误差和误差理论分析、解决化工原理实际问题，得出较正确的结论。 看是否能够验证试验原理，实验做得是否成功，而思考题更是将我们引入了一个深入思考实验的阶段，让我们对实验更加清楚。
学习化工原理实验课程，可以在学习化工原理课程的基础上，进一步理解一些比较典型的已被或将被广泛应用的化工过程与设备的原理和操作，巩固和深化化工原理的理论知识，将所学的化工原理等化学化工的理论知识去解决实验中遇到的各种实际问题，同时学习在化工领域内如何通过实验获得新的知识和信息，这学期的化工原理实验课我收获很多，了解了典型化工过程和化工设备结构的特点 也逐步对化工原理产生了更加浓厚的兴趣。
化工原理对化工专业的学生来说是一门极其重要的课，在将来的工作中扮演着不可或缺的角色，所以我们十分重视，也学到了很多东西。同样的，化工原理实验是对课程的深化，对理论的进一步实践，让我们更深刻的领悟了公式的意义，也锻炼了解决实际问题的能力。
这学期总共做了三个实验：流体阻力实验、离心泵特性曲线测定以及传热实验，基本涵盖了我们这学期化工原理课程所学内容。
绪论课上，老师讲解了实验的注意事项以及实验数据处理方法、实验报告的格式要求等，这些使我体会到想要做好化工原理实验需要严谨的态度。随后我们观看了第一个演示实验即流体流动状态的模型，直观的了解了湍流、层流以及像孔板流量计的形成原因和工作原理。让我们对流体实验有了一个初步的认识，但那时我们还对很多知识概念都很模糊。第二次做了流体阻力实验，我们了解流体流动阻力的测定方法，确定摩擦系数与雷诺准数的关系以及局部阻力。根据上机课时在电脑上的模拟与老师的讲解我们分成小组摸索着开始了实验。大家边讨论边请教老师，终于完成了实验，但是一些细节的问题还是没有注意到，比如实验的范围的选择，点的分布以及组员之间配合的问题。随着实验一次次的进行到传热试验的时候，大家也渐渐掌握了实验方法，怎样高效的合作等等。
在课下写实验报告的过程中，我也学到了很多。因为完成报告需要用到很多软件Excel，Origin，CAD等，我们又翻出书来重新学习这些软件的用法，更加熟练地掌握了它们。而且报告中有疑问的地方小组之间还会一起讨论，一起研究思考题，查阅资料等，锻炼了同学们之间的沟通合作能力。最后数据处理部分还需要根据实际情况对实验测的数据进行修正与理论进行比较，这部分老师会进行详细的讲解，让我们知道怎样排除错误的数据，也掌握了修正数据的方法。
总之，上了几节实验课我渐渐的发现，这些实验器材都和化工仪器厂或者其他工厂里边的大型器械非常相近，这为我们以后踏入社会熟悉仪器的使用有很直接的关系。化工原理实验最重要的就是将理论付诸实践，化工原理实验就提供给我们一个平台，一个能更深入了解化工原理知识、更锻炼自己动手能力、在学习上更加丰富的平台。我们可以通过实验锻炼动手能力，团队合作能力，更能够把理论上的知识在实践中具体应用，增强了理论与实际的相结合。
感谢学校开始这一门课程，作为工科生，最为重要的就是动手和根据实际情况解决实际问题的能力，我一定会好好总结经验与教训，将从化工原理实验课上所获得的种种继续应用 到以后的学习中去。
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