《化工原理实验技术》:
化工原理主要是研究化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算的学科,是化学、化工、环境、轻工等专业的重要技术基础课。由于化工原理的自身特点,在其自身发展过程中,形成了以实验方法和数学模型为主的研究方法。实验方法系直接通过各种实验或在因次分析方法指导下进行实验,直接测定并将各变量之间的关系,以图表或经验公式的形式表示出来。数学模型方法,首先是对复杂的实际问题在深刻理解了其内部规律的基础上,提出一个比较接近实际问题的物理模型,建立描述这个物理模型的数学方程,然后确定方程的初始条件,并求解方程。虽然随着计算机技术的发展,人们求解数学方程的能力得到很大提高,但由于化工过程的复杂性,建立物理模型及数学方程的难度仍然很大,使其应用受到了限制。另外,数学模型法也是离不开实验的,只有通过实验,了解了其内部规律,才能提出不失真的模型,而且最后也还是要依靠实验来检验其模型的等效性并确定模型参数,所以,化工原理是建立在实验基础上的学科,化工原理的发展离不开实验技术的发展。
化工原理课程向同学们展示了一系列化工生产过程中特有的现象、规律以及化工设备。长期以来,化工原理实验常以验证课堂理论为主,在教学安排上,常常作为化工原理课程的一部分,但近些年来,随着石油化工、生物化工、环境化工等学科的高速发展,对化工过程与设备的研究,提出了更高的要求,研究新型高效率、低能耗的化工设备也更为迫切,为了适应这种形式的需要,国内外高等化工教育界,纷纷出现了大量加强实验教学的趋势,许多高校,已单独设立化工原理实验课,以培养有创造性的新型科技人才。化工原理实验课程的目的和任务如下。
1.巩固和加深对化工单元操作的理解,培养和提高在实践中运用理论知识分析问题、解决问题的能力
化工原理课程中所讲授的内容,对多数学生来说,是比较生疏的,对内容的理解往往也比较肤浅,对各种过程的影响因素了解的还不够深刻。通过化工原理实验,可使学生直接观察到某些生动的现象,如雷诺实验中,可观察到流体流动的层流和湍流型态;通过实验可直接验证某些重要的理论和规律,如柏努利方程实验中可使学生直接验证能量守恒及各种能量之间的相互转化;通过实验可直接测取某些设备的性能,如离心泵实验中,可直接测得代表离心泵性能的特性曲线,并对泵的使用方法及特性曲线的实际应用有了深刻的认识。如果没有这些实验,虽然学生们也可以学习化工原理,但那只能迫使他们单纯地接受书本上的陈述及老师们的讲解,并只能依此来作为判断正误的标准,这样就会使学生们失去大胆探索创新的要求和能力,只能盲目地接受前人的知识而难以有所创新和突破,正是通过实验,使学生们更贴近实际问题而提高分析和解决实际问题的能力。
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