具体描述
《化工原理实验及仿真操作实训》是大庆油田有限责任公司科研项目《校企联合培养化工专业应用型人才》的研究成果之一。全文分三大部分：化工原理实验、化工单元仿真操作实训、大型生产仿真操作实训。应用型本科人才的培养注重应用性和实践性，在对化学工程与工艺专业应用型本科的实践教学改革过程中，编者从实验、实习、实训三个方面入手，加强学生的实践能力培养。
《化學原理實驗與仿真操作實訓》是一本專為化學工程專業學生及從業人員設計的實踐性指導書籍。本書旨在結合傳統實驗操作與現代仿真技術，全面提升讀者在化工領域的實際操作能力和對化工原理的深入理解。 本書核心內容概覽： 本書共分為幾個主要部分，每一個部分都緊密圍繞著化工原理的關鍵概念和實際應用展開。 第一部分：化工單元操作實驗詳解 此部分詳細介紹了化工生產中最基礎、最核心的幾大單元操作的實驗原理、操作步驟、儀器設備、數據記錄與分析方法。 流體輸送與混合： 涵蓋泵的選型與操作、管道流動阻力計算、不同類型混合器的選用與操作效果評估。實驗部分將指導學生搭建簡易的流體迴路，測量壓降，觀察不同流速下的混合效果，並通過仿真軟件對比和優化混合器設計。 熱量傳遞： 深入講解傳導、對流、輻射三種傳熱方式的原理，並著重於實際的熱交換器操作。學生將學習如何操作不同類型的熱交換器（如管殼式、板式），測量進出口溫度、流量，計算傳熱係數，並探討影響傳熱效率的因素。仿真部分將模擬熱交換器的傳熱過程，分析溫度分佈和壓力降，進而優化操作條件。 質量傳遞（蒸餾、吸收、萃取）： 這是化工分離的核心。本書將詳細介紹多種蒸餾操作（如簡單蒸餾、分餾、塔釜操作）和吸收、萃取過程的實驗裝置及操作要點。學生將親手搭建簡易蒸餾裝置，分離混合物，並利用色譜儀等分析儀器測定產品純度。吸收塔和萃取塔的操作也將得到詳盡指導，包括溶劑選擇、氣液/液液接觸方式、填料/塔盤選擇對分離效率的影響。仿真部分將利用專業軟件（如Aspen Plus, HYSYS）建立相應的單元操作模型，預測分離效果，優化操作參數，深入理解影響傳質效率的微觀機制。 固體處理： 涵蓋過濾、沉降、乾燥等操作。實驗部分將指導學生操作不同類型的過濾器（如板框壓濾機、真空過濾器），研究過濾速率與壓力、濾餅厚度的關係。沉降實驗將探討粒子沉降速度與粒徑、密度、流體粘度的關係。乾燥實驗將涉及不同乾燥方法（如烘箱乾燥、噴霧乾燥）的操作，分析乾燥速率曲線，並學習如何選擇合適的乾燥條件以避免產品質量下降。仿真部分可模擬固體在流體中的運動，或模擬乾燥過程中的傳熱傳質。 第二部分：化工原理仿真操作實訓 此部分強調現代仿真技術在化工過程中的應用，將理論與實踐無縫結合。 仿真軟件介紹與入門： 簡要介紹主流的化工仿真軟件（如Aspen Plus, HYSYS, ChemCAD等）的基本界面、功能模塊和建模思路。重點講解如何建立物性數據庫、選擇熱力學模型、搭建進料和單元操作模塊。 典型化工流程仿真： 以一些常見的化工生產過程為例，指導學生進行全流程的仿真。例如，將會詳細講解如何構建一個簡單的合成氨裝置仿真，包括反應器、壓氣機、冷凝器、分離器的集成，並進行靈敏度分析，研究操作參數（如溫度、壓力、進料比）對產率和能耗的影響。 過程優化與故障診斷： 通過仿真軟件，學生可以練習如何對化工過程進行參數優化，以達到最佳的經濟效益或環保標準。同時，也將探討如何模擬設備故障，並學習通過數據分析和流程調整來進行故障診斷和排除。 安全與環境模擬： 仿真還可應用於安全洩漏模擬、污染物擴散模擬等。學生將學習如何利用仿真軟件預測事故發生時的影響範圍，並制定相應的應急預案。 第三部分：綜合性實驗與案例分析 綜合性實驗設計： 安排一些需要整合多個單元操作的綜合性實驗，例如，一個小型精餾裝置的設計與操作，或者一個簡單的化工廠的物料衡算與能量衡算練習。 實際生產案例解讀： 選擇幾個現實中的化工生產案例，分析其工藝流程、關鍵操作參數、存在的問題及解決方案，引導學生將書本知識應用於解決實際問題。 本書特色： 理論與實踐並重： 既有對化工原理的深入闡述，又提供了詳細的實驗步驟和仿真操作指導。 仿真技術前沿： 引入最新的化工仿真軟件，幫助讀者掌握行業內關鍵的工程化技能。 圖文並茂，條理清晰： 大量插圖、流程圖和表格，使複雜的知識易於理解和掌握。 案例豐富，貼近實際： 實驗設計和仿真案例均源於實際生產，有很強的應用性。 培養解決問題的能力： 通過實驗和仿真，鍛煉讀者分析、判斷和解決工程問題的能力。 總而言之，《化學原理實驗與仿真操作實訓》是一本能夠幫助學生扎實掌握化學工程基礎知識，熟練運用現代工程技術，為未來從事化工設計、生產、運行和管理打下堅實基礎的實用手冊。
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