《过程工程原理实验》实验课程简介

《过程工程原理实验》实验课程简介

总学时：32    总学分：1    实验学时：30

一、基本信息

课程名称：过程工程原理实验

英文名称：Process Engineering Principle Experiment

课程性质：专业实践

先修课程：过程工程原理等

开课单位：化工学院

实验类型：独立设课

适用专业：过程装备与控制工程专业

应开学期：5学期

二、课程简介

本课程属于工程实验范畴，是一门过程装备与控制工程类专业基础课。包括了过程工程原理等课程典型的实验项目，是基础课程中理论联系实践的重要环节之一，属于工程性质的实验。实验除了验证过程装备与控制工程过程的一些基本理论外，还与工程问题紧密结合。通过实验教学要求达到通过实验教学让学生学习化工过程基础基本理论知识，理解实验原理及实验方案，掌握正确操作规程，得到理论运用于实践的训练；培养过程装备与控制工程实验技能以及测定参数和分析、整理数据和撰写工程试验报告的能力；培养严肃、认真和实事求是的科学态度和爱护实验设备、热爱劳动的良好品德。为达上述目的，要求学生必须严肃认真地对待实验教学中的每一环节，按照实验的目的和内容，主动、积极地进行实验；培养学生运用所学理论，分析和解决实际问题的能力。

三、课程质量标准

1.课程目标

（1）通过实验教学使学生加深对过程装备与控制工程基本理论的理解；能基于专业理论，根据既定目标选择研究路线，设计可行的实验方案，并能选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法，安全的开展实验；能正确整理实验数据，对实验结果进行关联、建模、分析和解释，获取合理有效的结论。（支撑毕业要求4）

（2）学习典型过程装备与控制工程过程的特点及设备的结构性能，掌握各种仪器的使用，理解实验原理及实验方案；掌握正确操作规程，得到理论运用于实践的训练；培养组织、协调、沟通能力，能够合理分工，组织团队成员开展工作，形成和谐高效地工作气氛，完成团队任务。（支撑毕业要求9）    

2.基本要求

实验内容分为三个层面：即基础性验证实验、综合性和设计研究型实验，同时提供了选做实验。采用开放式实验教学，在教师指导下由学生自主完成实验。

要求学生实验前预习，了解实验原理、内容、方法和基本的注意事项，对实验中的有关问题预先进行思考和分析，做出预习报告。实验中进一步完善对实验装置流程的了解，认真记录原始数据、观察实验现象，经教师检查后签字。每人整理一份按规定格式书写的内容清晰的实验报告。

3.课程体系概况

4.实验内容与要求

实验编号：01

项目名称：过滤实验

实验内容：（1）设计满足悬浮液压滤过程操作实验；

（2）根据实验需要测定过滤常数K、qe、τe,；

（3）实验优化过滤操作条件。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

不同组设计各自压滤实验方案，根据实验环境设计料浆液浓度合理；均一稳定输送；设计压滤过程压力等系统参数；滤布安装、板框的排布、滤液特征及过程控制，滤饼的形成及固液分离特点。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：02

项目名称：传热实验

实验内容：测定普通直管及不同强化管传热及阻力系数α对实验数据进行回归，确定关联式并求强化比Nu/Nu0。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

会用孔板流量计及漩涡气泵，理解原理，确定不同管传热系数规律及对流传热关联式常数。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：03

项目名称：筛板塔性能测定及精馏实验

实验内容：（1）测定板式精馏塔总板效率；

（2）确定板式精馏实验适宜的回流比；

（3）测定精馏塔理论板数；能够精确操作阿贝折射仪。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

精馏板数、回流比、全塔效率、进料状况及阿贝折射仪的熟练操作及数据测定，理论板数图线求解，自动操作。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：04

项目名称：吸收实验

实验内容：观察液体在填料的空隙间的分布情况，测定△P/Z—u、液泛气速、液泛时间及规律、特点，空塔气速与压强降的关系等。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

根据液体在填料的空隙间的分布情况，测定△P/Z~u、液泛气速；能够正确调整压力、流量等实验参数，测定实验条件下规律。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：05

项目名称：萃取实验

实验内容：测定不同转速下的萃取效率，传质单元高度；最佳转速下实验装置的最大通量等参数。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

预设计萃取实验参数，根据不同的萃取环境，设定不同的转盘萃取塔实验参数值，对萃取相及萃余相作实验过程预估计、预测萃取过程可能的参数变化；会对萃取分批取样结果作现场滴定分析，要求滴定实验分组完成，结果体现不同传质单元数及传质单元高度；会做高等数学相关数据处理。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：06

项目名称：干燥测定实验

实验内容：测定实验条件下某物料干燥曲线，测定干燥速率曲线和通过实验确定物料临界含水量；学会相关数据处理方法及物料装填取得技术过程。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：设计常压干燥实验方案，根据干燥实验环境进行参数预设，实验中会处理相关数据变化，汇出相关图及做表，干燥速率曲线及干燥过程反应实验规律，会分析相关干燥运行因素影响及数据结果分析。操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：07

项目名称：流量计的标定实验

实验内容：测定文丘里和孔板流量计C0-Re；对转子、文丘里、涡轮和孔板流量计进行标定。

实验要求：必做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

正确识别及正确操作转子、文丘里、涡轮和孔板流量计；科学测定校核文丘里、孔板等流量计C0-Re，数据合理。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

实验编号：08

项目名称：流化床基本特性实验

实验内容：观察聚式、散式流化现象；测定流化规律和临界流化速度。

实验要求：选做实验。开放性试验，要求学生提前预约、预习，积极准备，认真操作，结果数据要科学合理，图表规范，实验原始数据必须经任课老师当堂签字确认实验才能结束。

预习要求：要求提前预习相关内容，书写预习报告，熟知相关原理，了解设备操作过程、技术要点、安全规范等。

操作与观察：测定流化床床层高度，床层压强降对流化床表观流速的变化关系；测定流化规律和临界流化速度，临界点的观察测定，观察聚式、散式流化现象。

操作分组进行，根据实验内容分工合作，实验现象记录及时，数据可靠，图表规范，能正确体现实验过程规律及实验内容要求，实验结果科学合理。

实验报告要求：根据实验操作过程及数据记录及时整理实验内容，实验报告工整认真书写，能够进行复杂数据处理，实验图表规范美观清洁，实验结果合理，要求及时完成实验报告，并完成实验教材思考题部分作业。

5.课程考核

考核方式：实验报告50% （支撑课程目标1）+平时成绩50%（辅助测试由教师任选：开卷考试、测验、提问或操作检查等形式）（支撑课程目标1和2）。

四、课程师资队伍

课程负责人：由具有丰富实验教学经验的高级职称教师负责，能够准确科学把握实验教学的运行规律和发展方向。

实验教师：由具有实验教学经验的教师担任或具有博士学历经过试讲试做实验的老师担任；平时实验课积极负责；严格把控实验现场学生实验操作质量；严格管理，及时解答学生疑问；批改实验报告客观合理。能够组织实验教学法讨论与学习，积极学习先进实验教学管理经验，不断提高教育教学及管理质量。

实验技术人员：由实验室有相关经验的老师担任。

五、教学资源要求

实验室名称：化工学院化工基础实验室

主要仪器设备及材料：相关实验配备4-8台套，实验材料分学期提前采购满足实验教学要求。

虚拟仿真资源名称：化工基础仿真实验

实验教材：

刘建周化工基础实验，中国矿业大学出版社， 2009.12。

指导书及主要参考书：

1.张兴晶，王继库，化工基础实验，北京大学出版社，2013.3

2.郭庆丰，彭勇，化工基础实验，清华大学出版社，2004.5

六、说明

1. 本课程标准适用于过程装备与控制工程专业，课程标准的变更需由课程负责人提出申请，报过程装备与控制工程专业教学指导委员会及主管教学副院长审批。本课程标准由承担此课程的主讲教师负责执行。

2.课程实验内容可随理论课课程内容和实验条件的改变而适当调整，部分综合性实验和选做实验亦可作为第二课堂实验。

3.大纲提供的实验教学总学时为32学时，其中实验理论教学不超过4学时，可根据教学实际情况需要调整，贯穿于实验教学。

制定者：巩冠群

审定者：李海生