福州大学化工原理实验指导.doc

化工2004/02
化工原理实验

福州大学化工原理实验室
二〇〇四年二月
前言
实施科教兴国战略和可持续发展战略,迎接知识经济时代的到来,建设面向知识经济时代的国家创新体系,要求造就一支庞大的高素质的创造性人才队伍。因此,作为高级人才的培养基地,高等院校应当把创造力的教育和培养贯穿于各门课程教学及实践性教学环节中。实践性教学环节相对于课堂理论教学环节,更能贯穿对学生创造力的开发,其教学内容、方法、手段如何能适应创造性人才的培养要求尤为重要。传统的大学实验教学,其内容是以验证前人知识为主的验证型实验,其方法是教师手把手地教,这些都不利于培养学生的主动性和创造性。当今,大学实验教学改革中,普遍开设综合型、设计型、研究型实验,是对学生进行创造教育的重要思路和做法。在“211工程”重点建设的大学必须通过的本科教学评优工作指标中就明确要求综合型、设计型、研究型实验应占70%以上。
《化工原理实验》是一门技术基础实验课,在培养化工类及相关专业的高级人才中起举足轻重的作用,被学校确定为我校参加本科教学评优工作重点建设的基础课程之一。福州大学投入247万元用于建设以“三型”实验为主的现代化的具有的化工原理实验室。目前,第一期投入100万元的化工原理实验室建设工作已经完成,第二期投入147万元的建设工作正在进行中。已建成具有的实验装置18套,其中有6套是我校与北京化工大学、天津大学共同联合研制的,有2套是我们自行研制的。这些装置将化工知识与计算机技术紧密地结合起来,同时还融合了化学、电工电子、数学、物理及机械等多学科的知识,具有计算机数据采集、处理和控制等功能,能够针对不同专业的要求开出不同类型的“三型”实验。有了这些高新技术装备的实验装置,我们还必须花大力气进行化工原理实验内容、方法的改革,必须以当代教育思想、教育方法论及教育心理学为指导,研究以学生自主学习为主的启发式、交互式、研讨式、动手式的实验教学方法,从实验方案拟定、实验步骤设计、实验流程装配、实验现象观察、实验数据处理和实验结果讨论等方面有效地培养学生的创造性思维和实践动手能力。《化工原理实验讲义》就是为了适应化工原理实验教学内容、方法、手段的改革要求而编写的。
《化工原理实验讲义》由施小芳高级实验师执笔主编,李微高级实验师、林述英实验师参与编写工作,阮奇教授主审。叶长燊等老师参加了编写讲义的讨论,并提出许多宝贵意见。在此,对本讲义在编写过程中给予热心帮助和支持的老师,表示衷心的感谢。
本讲义在编写过程中,参阅了有关书籍、杂志、兄弟院校的讲义等大量资料,由于篇幅所限,未能一一列举,谨此说明。本讲义难免存在不妥之处,衷心地希望读者给予指教,使本讲义日臻完善。
福州大学化工原理实验室

目录
第一篇化工原理实验基础知识
绪论…………………………………………………………………………………
1
第1章化工原理实验的研究方法………………………………………………
10
直接实验法…………………………………………………………………
10
因次分析法…………………………………………………………………
10
数学模型法…………………………………………………………………
12
第2章实验数据的误差分析……………………………………………………
15
误差的基本概念……………………………………………………………
15
误差的表示方法……………………………………………………………
17
“过失”误差的舍弃………………………………………………………
20
间接测量中的误差传递……………………………………………………
20
误差分析在阻力实验中的具体应用………………………………………
22
第3章实验数据处理……………………………………………………………
25
列表法………………………………………………………………………
25
图示法………………………………………………………………………
26
实验数据数学方程表示法…………………………………………………
29
第4章计算机数据采集与控制…………………………………………………
39
概述…………………………………………………………………………
39
计算机数据采集和控制的原理及构成……………………………………
39
智能仪表……………………………………………………………………
41
变频器………………………………………………………………………
43
第5章正交试验设计方法………………………………