化工原理试讲讲义
化工原理实验讲义.doc
实验一 雷诺演示实验一、 实验目的1. 了解流体圆管内的流动形态及其与雷诺数Re 的关系；2. 观察流体在圆管内作稳定层流及湍流两种情况下的速度分布及湍流时壁面处的层流内层；3. 观察并测定流动形态发生临界变化时流量、流速与雷诺数。
二、 实验原理雷诺数μρdu =Re ，一般情况下Re ＜（2000～3000）时，流动形态为层流，Re ＞4000时，流动形态为湍流。
μπρμπρπμρd q d du d du 44141Re =∙∙==测定流体1升水所需时间，计算出q ，然后可计算出对应的Re 。
三、 实验装置在1700⨯500⨯500mm 的玻璃水箱内安装有一根内径为28mm 、长为1450mm 的长玻璃管，玻璃管进口做成喇叭形以保证水能平稳的流入管内，在进口端中心处插入注射针头，通过小橡皮管注入显色剂——红墨水。
水由水箱底部进入，并从上部溢流口排出，管内水流速可由管路下游的阀门控制。
本装置玻璃水箱主体由15mm的钢化玻璃粘接而成，所连接上下水管道均有不锈钢材质，下边的轮为能承重的加强轮，在做实验时，需要将轮刹车。
本实验其他设施：水、红墨水、秒表:1块、量筒：1000ml 1个四、实验步骤与现象观察1.开启上下阀门至溢流槽出现溢流。
2.缓和开启实验玻璃管出口阀门，为保证水面稳定，应维持少量溢流。
3.徐徐打开显示剂橡皮管上夹管，调整显示剂流速与管内水流速一致，观察显示剂流线，并记录一定时间内通过的水量和水温。
4.自小到大再自大到小调节流量，计算流型转变的临界雷诺数。
5.观察层流和湍流时速度分布侧形的差别。
6.观察湍流时壁面处的层流内层。
五、注意事项1．由于红墨水的密度大于水的密度，因此为使从给针头出来的红墨水线不发生沉降，需要红墨水用水稀释50％左右。
2．在观察层流流动时，当把水量调得足够小的情况下（在层流范围），禁止碰撞设备，甚至周围环境的震动、以及水面风的吹动均会对线型造成影响。
为防止上水时造成的液面波动，上水量不能太大，维持少量溢流即可。
化工原理实验讲义（应化）
化⼯原理实验讲义（应化）实验⼀雷诺实验⼀、⽬的与要求1、通过实验了解圆管内流体流动情况，建⽴流型概念。
2、通过流量的测定、雷诺数的计算和圆管内流线的特征，判断流体的流动型态，并测定临界雷诺数。
3、测定流体在圆形直管中层流、湍流的速度分布图。
⼆、实验原理流体作稳态流动时，其流动型态基本分为滞流（层流）、湍流两种，这两种流型的过渡状态称为过渡流。
流体流动的型态与流体的密度、粘度及流道的直径有关。
这可⽤雷诺准数来判断，⼀般为：Re≤2000为滞流Re≥4000为湍流2000三、实验主要仪器及主要技术数据实验主要仪器：雷诺仪、秒表、量筒实验主要数据：实验管道有效长度L=600mm外径d =30mm内径d i=26mm四、实验⽅法1、准备⼯作（1）向墨⽔储瓶中加⼊适量的⽤⽔稀释过的墨⽔。
（2）调整墨⽔细管出⼝的位置，使它位于实验管道的中⼼线上。
（3）轻轻打开墨⽔流量调节夹，使墨⽔从墨⽔咀流出，排出墨⽔管内空⽓，关闭调节夹。
2、雷诺实验过程（1）关闭流量出⼝调节阀，打开储⽔槽进⽔阀，使⾃来⽔充满⽔槽，并使槽内溢流堰具有⼀定的溢流量。
（2）轻轻打开管道出⽔阀门，使流体缓慢流过实验管道，排出管内⽓体。
（3）调节储⽔槽下部的出⽔阀开度，调节储⽔槽液位，使其保持恒定。
（4）缓慢地适当打开墨⽔流量调节夹，墨⽔⾃墨⽔咀流出，待墨线稳定后，即可看出当前⽔流量下实验管道中墨⽔的流线。
根据流线判断流型，并⽤秒表、量筒测定流体流量。
（5）适当的增⼤管道出⽔阀开度，通过调节储⽔槽下部的出⽔阀和进⽔阀控制储⽔槽液位，并维持⼀定的⽔槽溢流板溢流量。
适当调整墨⽔流量，使墨线清晰，稳定后，测定较⼤流量下实验管内的流动状况。
如此反复，可测得⼀系列不同流量下的流型，并判断临界流型。
3、速度分布图的测定与上述雷诺数测定相似，通过流量调节及墨线线形的判断，分别判定流型为层流、湍流时对应的管道出⽔阀的开度范围。
⾸先使储⽔槽液位恒定（此时，可通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀使液位稳定），瞬时开关墨⽔流量调节夹，在墨⽔咀出⼝处形成⼀个墨团，观察墨团端⾯特征，打开管道出⽔阀（使出⽔阀开度在所测定流型的开度范围），观察墨团端⾯随流体流动时的变化，记下管道末端墨团端⾯的形态后，通过调节储⽔槽的进⼝阀和出⼝阀调节储槽液位，使其恒定。
化工原理讲义
化工原理绪论一、《化工原理》课程的性质、地位和作用(一)是化工类及其相近专业的一门基础技术课程和主干课程，是由理及工的桥梁，又是各种化工专业课程的基础。
《化工原理》则属于工程技术科学的范畴。
(二)从学科性质看，本课程是化学工程学的一个分支，主要研究化工过程中各种操作，它来自化工生产实践，又面向化工生产实践。
进行化工技术和化工过程的开发、设计、生产及单元操作。
(三)课程具有显著的工程性，要解决的问题是多因素、多变量的综合性的工业实际问题。
因此，分析和处理问题的观点和方法也就与理科课程不同，应首先从实际出发考虑问题。
需从课程学习中得到工程设计的实际训练。
二、化工过程与单元操作(一)化工过程的特征与构成化工过程可以看成是由原料预处理过程、反应过程和反应产物后处理过程三个基本环节构成的。
反应过程是在各种反应器中进行的，它是化工过程的中心环节。
反应过程必须在某种适宜条件下进行，例如，反应物料要有适宜的组成、结构和状态，反应要在一定的温度、压强和反应器内的适宜流动状况下进行等。
而进入化工过程的初始料通常都会有各种杂质并处于环境状态下，必须通过原料预处理过程使之满足反应所需要的条件。
同样，反应器出口的产物通常都是处于反应温度、压强和一定的相状态下的混合物，必须经过反应产物的后处理过程，从中分离出符合质量要求的、处于某种环境状态下的目的产品，并使排放到环境中去的废料达到环保的规定要求；后处理过程的另一任务是回收未反应完的反应物、催化剂或其它有用的物料重新加以利用。
可见，在原料预处理和反应产物后处理过程中都要进行一系列的物理变化过程，如加热、冷却、增减压、使物料发生相变化(如汽化、冷凝、结晶、溶解等)、使均相物料中各组分进行分离、使不同相态的物料彼此分离等。
即使在反应器中，为了维持适宜的反应条件，也需组织一系列物理过程，如加入或移走热量、混合、搅拌等。
经过长期的化工生产实践发现，各种化工产品的生产过程所涉及的各种物理变化过程都可归纳成为数不多的若干个单元操作。
化工课程试讲教案模板及范文
课程名称：化工原理与应用授课教师： [教师姓名]授课班级： [班级名称]授课时间： [具体日期和时间]教学目标：1. 知识目标：使学生掌握化工生产的基本原理和常用技术。
2. 能力目标：培养学生分析和解决化工生产中实际问题的能力。
3. 素质目标：提高学生的安全意识、环保意识和团队协作能力。
教学内容：1. 化工生产概述2. 化工反应原理3. 化工工艺流程4. 化工设备与操作5. 化工安全管理教学过程：一、导入1. 教师简要介绍化工行业的现状和发展趋势。
2. 提出问题：化工生产中存在哪些安全问题？如何预防？3. 学生分组讨论，每组选出代表进行汇报。
二、讲授新课1. 化工生产概述- 化工生产的定义和分类- 化工生产的特点和重要性2. 化工反应原理- 化学反应速率和平衡- 催化剂的作用3. 化工工艺流程- 常见的化工工艺流程- 工艺流程图分析4. 化工设备与操作- 常用化工设备介绍- 化工设备操作注意事项5. 化工安全管理- 化工生产安全的重要性- 常见安全事故案例分析- 安全生产措施三、课堂练习1. 学生分组进行案例分析，找出案例中的安全隐患并提出改进措施。
2. 教师对学生的答案进行点评和总结。
四、课堂小结1. 教师总结本节课的重点内容。
2. 强调化工生产安全的重要性。
3. 鼓励学生在课后加强学习和实践。
教学方法：1. 讲授法：系统讲解化工生产的基本原理和常用技术。
2. 讨论法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的思维能力和团队协作能力。
3. 案例分析法：通过案例分析，使学生深入了解化工生产中的安全问题。
教学工具：1. 多媒体课件2. 案例资料3. 化工设备模型教学评价：1. 课堂表现：学生的参与度、发言积极性等。
2. 课后作业：学生对所学知识的掌握程度。
3. 期末考试：全面评估学生对化工原理与应用课程的理解和应用能力。
范文：化工课程试讲教案课程名称：化工原理与应用授课教师： [教师姓名]授课班级： [班级名称]授课时间： 2023年3月15日 14:00-16:00教学目标：1. 知识目标：使学生掌握化工生产的基本原理和常用技术。
化工原理讲义(2-2)
(2)改变泵的转速
H H C a A
实质是改变泵的特性曲线。 注：改变转速时，不得 超过泵的额定转速，以 免叶轮强度和电动机负 荷超过允许值。
n' Q
n
Q
这种变速调节流量的方法，没有节流引起的附加能量 损失，流量从A 变到C ，比较经济。但需要变速装置或价 格昂贵能变速的电动机（如调速电动机、变频器等）。
四 离心泵的安装与使用 1. 汽蚀现象和汽蚀余量 汽蚀现象 离心泵的吸入管路如图 以贮液槽的液面为基准， 在贮液面s-s与泵进口1-1 截面间列柏努力方程，得
p1 ps u12 Zs H f g g 2g
P1为泵入口处压力 Ps为大气压力
离心泵能把液体吸入泵内，主要是靠真空度作 用，即泵的入口为负压。
为了避免出现汽蚀现象，安装高度必须小于某一值， 确保叶轮内各处压力均高于液体饱和蒸汽压。
而测定吸入口压力处与叶轮还有一定距离，即吸入口 到叶轮之间还有阻力损失，那么吸入口处压力应高于液体 工作温度下的饱和蒸汽压一定值，这一部分叫汽蚀余量， 用公式表示为：
p1 u pV Δ ha g 2 g g
2. 串联操作
串联后输送流量Q与扬程H由合成特性曲线与管路 特性曲线的交点A决定，串联后总效率与每台泵的效 率相同。由此可见，由于管路阻力的增加，两台泵串 联的总输送量Q串与原单泵流量相近，但扬程H大提高 但不成倍增加，即H并<2H。
3. 组合方式的选择
当单泵不能满足管路的H时，选用串联。 对于低阻力输送管路a，管路特性曲线较平坦，有Q并>Q串； 对于高阻力输送管路b，管路特性曲线较陡峭，有Q并<Q串。 对于压头也有类似的情况 结论 对于低阻力输送管路，并联优于串联； 对于高阻力输送管路，串联优于并联。
化工原理实验讲义
目录实验守则 (2)前言 (3)实验一、流体流动型态及临界雷诺数的测定 (8)实验二、伯努利实验 (12)实验三、管路流体阻力的测定 (17)实验四、套管换热器液-液热交换实验 (24)实验五、纯净水的生产 (31)附录 (32)实验守则1、实验前应认真准备，弄清实验目的、任务和实验方法，写出预习报告，做好实验前的一切准备，以保证实验任务的胜利完成。
2、按时进入实验室，进入后要严肃认真，不得喧哗、嬉笑、打闹，不得抽烟和随地吐痰。
3、注意安全，不得赤足或穿拖鞋进入实验室，谨防触电，有辫子的女生应将辫子扎好，以防机械扎住，造成事故。
4、听从教师及工作人员指导。
5、遵守实验设备、仪器的操作规程，在弄清其流程和用法后，经教师同意方可启用。
6、节约水、电、汽及化学药品等物，爱护仪器设备。
7、如损坏仪器设备等，应立即报告教师，登记在册，按学校规定制度处理。
8、实验结束后，清理仪器设备，使之复原，并打扫场地。
前言化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，是建立在实践基础上的科学。
它不仅有完整的理论体系，而且具有独特的实验方法。
让学生直接观察到某些生动现象，直接体验某些理论和规律，直接测取某些设备的性能参数，不仅是帮助加深对理论知识的理解和获得实践知识的重要手段，也是应用实验研究的独特方法和处理技巧以培养学生分析问题和实际操作能力的重要手段。
化工原理实验是教学过程中的重要环节。
一、化工原理实验的目的1、验证有关的化工单元操作的理论，巩固和加深对理论的认识和理解。
2、熟悉实验装置的结构、性能和流程，并通过实验操作和对实验现象的观察，使学生掌握一定的基本实验技能。
二、化工原理实验的要求为达到上述目的，要求学生做到以下几点：1、根据实验的要求，参照实验指导、教材，复习好有关的原理，了解实验目的要求、方法和步骤、设备的流程、仪器的使用方法，写出实验预习报告。
2、经教师考查达到要求后，方可进行实验，要认真进行操作，细心观察实验现象，如实记录实验数据，注意可能出现的问题，深入思考和分析。
化工原理概况讲义
3、吸收
吸收分离操作：利用混合气体中各组分在液体中溶解度差
异，使某些易溶组分进入液相形成溶液，不溶或难溶组分仍 留在气相，从而实现混合气体的分离。
吸收剂
气体吸收是混合气体 中某些组分在气液相 界面上溶解、在气相 和液相内由浓度差推 动的传质过程。
y x
界面
气体
煤气脱苯
洗油 脱苯煤气
苯
系 统 ∑Q入 积累 Q ∑Q出
图1-3 热量衡算示意图
热量衡算式： ∑Q入 ＝ ∑Q出 ＋ Q 稳定的连续性操作：∑Q入 ＝ ∑Q出
(1-3) (1-4)
3、平衡关系：
平衡关系可以确定过程进行的方向、程度， 平衡状态是过程进行的极限。 例如：
气相摩尔分率
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
2）按单元操作遵循的基本规律分： 动量传递过程：
遵循流体力学基本规律的单元操作： 流体输送、沉降、过滤和离心分离等
热量传递过程：
遵循热交换基本规律的单元操作： 如传热、蒸发等
质量传递过程：
遵循通过扩散，从一相转移到另一相的过程： 吸收、吸附、蒸馏、萃取、离子交换、膜分离等
• 化工计算的基本原则
直接接触式换热器(混和式换热器)
蓄热式换热器(回流式换热器、蓄热器)
沉浸式蛇管换热器
使用：沉浸在盛有被加热或被冷却介质容器中，两种流 体分别在管内、外进行换热。
喷淋式蛇管换热器
将蛇管成排地固定在钢架上，被冷却的流体在管内 流动，冷却水由管排上方的喷淋装置均匀淋下。
套管式换热器
大学试讲教案模板化工原理
一、课程基本信息课程名称：化工原理授课对象：化工专业本科生授课时间：2课时授课地点：教室/实验室二、教学目标1. 理解化工原理的基本概念和基本定律。
2. 掌握流体流动、传热和传质的基本原理及其在化工过程中的应用。
3. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
三、教学内容第一课时1. 流体流动- 流体力学基本概念：流体、流速、流量、压强等。
- 流体流动的基本定律：连续性方程、伯努利方程、动量方程。
- 流体流动的典型现象：层流与湍流、流线、流场等。
2. 传热- 传热的基本方式：传导、对流、辐射。
- 传热的基本定律：傅里叶定律、牛顿冷却定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
- 传热过程的典型设备：热交换器、冷却器、加热器等。
第二课时1. 传质- 传质的基本概念：传质系数、扩散、传质速率等。
- 传质的基本定律：菲克定律、扩散定律、Nernst扩散定律。
- 传质过程的典型设备：吸收塔、蒸馏塔、萃取塔等。
四、教学方法1. 讲授法：通过教师讲解，使学生掌握化工原理的基本概念、基本定律和典型应用。
2. 案例分析法：通过分析典型化工过程，让学生理解化工原理在实际工程中的应用。
3. 讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高学生的思维能力和表达能力。
4. 实验演示法：通过实验演示，让学生直观地理解化工原理的实验现象。
五、教学过程第一课时1. 导入：介绍流体流动和传热的基本概念，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：详细讲解流体流动的基本定律和传热的基本定律。
3. 案例分析：分析典型化工过程中的流体流动和传热问题。
4. 讨论：组织学生讨论流体流动和传热的实际应用。
5. 实验演示：演示流体流动和传热的实验现象。
第二课时1. 导入：回顾上一节课的内容，引导学生思考传质的基本概念。
2. 讲解：详细讲解传质的基本定律和典型应用。
3. 案例分析：分析典型化工过程中的传质问题。
4. 讨论：组织学生讨论传质的实际应用。
5. 实验演示：演示传质的实验现象。
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非金属液体以水的导热系数最大。
三．气体的导热系数
气体的导热系数很小，不利于导热。
第三节平壁的稳定热传导
一.单层平壁的稳定热传导。
将傅立叶定理推导，积分后为 (R= )，并通过例题来讲解公式的应用。
二.多层平壁的稳定热传导
将傅立叶定理推导，积分后为 ( )，并通过例题来讲解公式的应用。
等温面：温度相同的点组成的面。
二．温度梯度：
温度梯度：两等温面的温度差 与其间的垂直距离 之比在 趋于零时的极限,即
三．傅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ叶定理
傅立叶定理是用以确定在物体各点间存在温度差时，因热传导而产生的热流大小定律
第二节导热系数
一．固体的导热系数
大多数均一的固体，其导热系数在一定范围内与温度约成直线关系，即用下式表示。
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班 级
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学 科
《化工原理》
授课教师
课 题
第五章第二节热传递
教 材
《化工原理》第2版.谭天恩主编.化学工业出版社出版.
教学目标
知识目标：
1. 理解：温度场、等温面和温度梯度等概念；
2. 熟悉和运用：傅立叶定理的计算；
能力目标：
通过学习，要求学生能够通过傅立叶定理来熟练的计算平壁等温热传导。
小 结
1.了解温度场、等温线、温度提取和传热导数等的概念
2.熟悉傅立叶定律并能熟练运用计算。
教
学
后
记
教学重点
1.傅立叶定理的导出
2.傅立叶定理的实际应用
教学难点
傅立叶定理及其展开式的理解
教学关键
利用公式和例题来介绍各种热传递方法
课 型
讲授新知识的课
教学方法
讲授法
教
学
过
程
教
学
过
程
讲授新课
第一节傅立叶定理
（从学生的认识实习说起，开始导入所要讲授的内容）
一．温度场和等温面：
温度场：物体（或空间）各点温度在时空中的分布。