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化工原理实验讲义化工与环境学院化学工程与控制系化工原理实验室编写说明近几年来，本实验室的实验装置中的大部分都进行了更新或改造。过去编写的实验讲义已经不能适应目前的状况，兄弟院校的相关实验教程也由于装置、内容、重点等方面的差异而有一定的局限。所以有必要重新编写一本适用的实验讲义。这有助于提高实验教学质量，改善教学效果。本实验讲义的大部分内容，曾经以补充讲义电子版的形式提供给2003和2004级两个年级的本科生700多名同学试用，取得了比较满意的效果。此次正式交付印刷，又增补了一些必要的基础知识，各个实验项目的思考题，以及选修实验项目的内容。第一、第二章由毋俊生执笔，其余章节由邓文生，康惠宝执笔，全书由刘文芳排版编辑。本次又根据2011年更换的设备，对流体阻力测定、干燥实验、雷诺实验部分进行了修订，并对其它部分的一些笔误进行了更正。虽然编者都具有较长期指导本实验课程的经历，但受知识结构、理解深度、认识水平等方面的局限，不当之处在所难免。期望使用本讲义的老师和同学提出您的意见、建议和指正。2007年7月编2012年4月修订1目录第1章化工基础实验技术...............................................................................................................................21.1温度的测量...........................................................................................................................................21.2压力的测量...........................................................................................................................................31.3流量的测量...........................................................................................................................................5第2章实验数据分布及基本数据处理...........................................................................................................92.1实验数据的分布...................................................................................................................................92.2实验数据的基本处理...........................................................................................................................92.3实验报告的基本要求.........................................................................................................................10第3章化工原理基本实验.............................................................................................................................123.1流体流动阻力的测定.........................................................................................................................123.2离心泵特性曲线的测定.....................................................................................................................163.3对流传热系数的测定.........................................................................................................................203.4填料塔压降曲线和吸收系数的测定.................................................................................................233.5精馏塔效率的测定.............................................................................................................................283.6干燥速率曲线的测定.........................................................................................................................323.7扩散系数的测定.................................................................................................................................353.8液—液萃取塔的操作.........................................................................................................................39第4章演示实验.............................................................................................................................................424.1雷诺实验.............................................................................................................................................424.2机械能守恒与转换.............................................................................................................................454.3边界层形成与分离.............................................................................................................................47第5章化工流动过程综合实验.....................................................................................................................48第1章化工基础实验技术2第1章化工基础实验技术1.1温度的测量1.常用的温度计形式（1）膨胀式温度计实用的膨胀式温度计有玻璃管液体温度计，双金属片温度计和压力表式温度计。（2）玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计利用液体的体积与温度之间的关系，用毛细管内液体上升的高度来指示被测温度。一般测量范围在−100℃~+600℃。这种温度计结构简单，使用方便，测量精度较高（0.1~2.5级）。工作液体多使用汞和酒精，封装时充入惰性气体，以防止液柱断开。（3）双金属片温度计双金属片温度计制作成表盘指针形式。双金属片结合成一体，一端固定，另一端自由。由于不同金属的热膨胀系数的差异而产生弯曲变形，带动指针的位移。一般测量范围在−80℃~+600℃。这种温度计结构简单，使用方便，但测量精度不高（1~2.5级）。（4）压力表式温度计压力表式温度计的工作原理与机械式压力表相同。被封装在测温元件内的液体或气体，在定容条件下当温度变化时压力随着变化，带动与弹性元件相联接的指针的位移。一般测量范围在0℃~+300℃。这种温度计结构也比较简单，但测量精度不高（1~2.5级）。（5）热电偶温度计电偶是由两种不同的导体在两端相联接组成的回路。两种导体之间的接触电势随温度的变化而变化，同一种导体的两端温度不同时也会产生温差电势。当组成电偶的两种导体一定时，回路中的电势由电偶两联接点的温度差决定，在电势与温度差之间建立起确定的关系。用来测定温度差的电偶称作热电偶。在热电偶回路中接入测量电势的仪表就组成热电偶温度计。多数热电偶的电势与温度差之间成近似线性关系。这种温度计一般测量范围在-200℃~+1800℃，精度较高（0.5~1.0级）。低温时也可使用，但精度较差。使用时稍微麻烦一点，需要提供一个冷端参考温度（恒温低温热源）以及测量电势的外加电路。这类温度计有的直接输出电压值，有的经过仪表换算（模数转换）输出摄氏温度值。也可以把电压信号输出到其它模数转换接口（如微机接口）进行处理或显示。（6）热电阻温度计利用导体或半导体的电阻值与温度之间的确定关系制作的温度计。它也需要外加电路来测量电阻。比如用标准电压源测电流或用标准电流源测电压。但是不需要提供参考温度。这种温度计一般测量范围在−200℃~+650℃，精度较高（0.5~3.0级）。低温测量精度高于热电偶温度计。与热电偶相比，测温元件体积较大，响应较慢，抗冲击性较差。这类温度计一般经过仪表换算（模数转换）输出摄氏温度值。也可以把电压信号输出到其它模数转换接口（如微机接口）进行处理或显示。（7）非接触式温度计非接触式温度计采用检测热辐射强度的方法，用来测量高温对象。又可区分为检测单色辐射或全辐射。由于在被测对象和检测元件之间的介质对辐射的吸收和反射的影响，会产生相应的测量误差。测量精度的分级（1.0~1.5级）并不是很确切。通常用来测量600℃以上的高温。2.温度计读数的校正由温度计本身的特点所决定，需要对读数进行校正的主要是玻璃管液体温度计和热电偶温度计。（1）玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计的刻度虽然有半浸入、全浸入和整体浸入三种标定方式，但最常见的是全浸入标定，第1章化工基础实验技术3即温度计浸入被测介质的深度正好与毛细管内的液位对齐。这样的条件在测量过程中往往难以满足，所以在对温度测量精度要求较高时，需要对温度计读数进行修正。按照温度计测量原理：V=V0K(t-t0)（1-1）式中：V—液体在温度为t时的体积，V0—温度为t0时的体积，K—工作液体相对于玻璃的体积热膨胀系数（液体与玻璃的体积热膨胀系数之差）若环境温度为t1，则温度