1.3　化工原理实验的教学要求

化工原理实验对于大部分学生来说是第一次用工程装置进行实验，学生往往会感到陌生甚至无从下手，同时由于实验大多是3～4人一组，部分学生会产生依赖思想而影响教学效果。因此，为了切实收到良好的教学效果，学生要做到实验前预习、实验操作过程中严肃认真、实验结束后认真进行总结。

1.3.1　实验预习

预习工作是任何实验课程的必要前提，由于化工原理实验的特殊性，更要在实验之前进行认真的预习和对单元操作设备、流程、测控点、安全要点等问题的了解和熟悉。具体要求如下：

①认真阅读实验指导书，复习理论教材以及相关的参考书，明确所做实验的目的、任务和要求；根据实验任务，分析实验的理论依据；构思实验流程、实验装置；明确实验中应该测取哪些数据；拟定出初步的实验方案等。

②熟悉实际的实验装置和流程，明确测控点，了解设备和相关仪表的类型、启动程序及调节方法，清楚操作要点和注意事项等。

③为了使实验数据点在坐标轴上分布均匀，初步确定出被测参数的间隔，并预估实验数据的变化规律。

④写出预习报告，预习报告中要明确实验目的和任务、实验原理、装置流程示意图、实验步骤及注意事项等；在实验前设计好原始数据记录表，在表格中应该记下各项物理量的名称、符号和单位等。

⑤特别要思考一下设备的哪些部件是关键部件、哪些操作步骤可能产生危险以及如何避免，以保证实验过程的安全性。

1.3.2　实验数据测定、记录和数据处理

（1）确定要测定哪些数据

凡是与实验结果有关或是整理数据时必需的参数都应一一测定。原始数据记录表格的设计应在实验前完成。原始数据应包括工作介质性质、操作条件、设备几何尺寸及大气条件等。并非所有的数据都是能够直接测取的，如水的黏度、密度等，可通过测得实验条件下的温度后查阅相关的文献资料后得到。

（2）实验数据的分割

一般来说，实验时要测的数据尽管有许多个，但常常选择其中一个数据作为自变量来控制，而把其他受影响或控制的随之而变的数据作为因变量，如离心泵特性曲线就把流量选择作为自变量，而把其他同流量有关的扬程、轴功率、效率等作为因变量。实验结果又往往要把这些所测的数据标绘在各种坐标系上，为了使所测数据在坐标上得到分布均匀的曲线，这里就涉及实验数据均匀分割问题。化工原理实验最常用的有两种坐标：直角坐标和对数坐标，坐标不同所采用的分割方法也不同。其分割值x与实验预定的测定次数n以及其最大、最小的控制量xmax、xmin之间的关系如下：

①对于直角坐标系：

　　（1-1）

②对于双对数坐标系：

　　（1-2）

所以

　　（1-3）

（3）读数与记录

①待设备各部分运转正常、操作稳定后才能读取数据，如何判断是否已达稳定？一般是经两次测定其读数应相同或十分相近。当变更操作条件后各项参数达到稳定需要一定的时间，因此也要待稳定后方可读数，否则易造成实验结果无规律甚至反常。

②同一操作条件下，不同数据最好是数人同时读取，若操作者同时兼读几个数据时，应尽可能动作敏捷。

③每次读数都应与其他有关数据及前一点数据对照，看看相互关系是否合理？如不合理应查找原因，是现象反常还是读错了数据？并要在记录上注明。

④所记录的数据应是直接读取的原始数值，不要经过运算后记录。

⑤读取数据必须充分利用仪表的精度，读至仪表最小分度的下一位数，这个数应为估计值。碰到有些参数在读数过程中波动较大，首先要设法减小其波动。在波动不能完全消除情况下，可取波动的最高点与最低点两个数据，然后取平均值，在波动不很大时可取一次波动的高低点之间的中间值作为估计值。

⑥不要凭主观臆测修改记录数据，也不要随意舍弃数据，对可疑数据，除有明显原因，如读错、误记等情况使数据不正常可以舍弃之外，一般应在数据处理时检查处理。

⑦记录完毕要仔细检查一遍，有无漏记或错记之处，特别要注意仪表上的计量单位。实验完毕，需将原始数据记录表格交指导教师检查签字，认为准确无误后方可结束实验。

（4）数据的整理及处理

①原始记录只可进行整理，绝不可以随便修改。经判断确实为过失误差造成的不正确数据需注明后可以剔除，不计入结果。

②采用列表法整理数据清晰明了，便于比较，一张正式实验报告一般要有四种表格：原始数据记录表、中间运算表、综合结果表和结果误差分析表。中间运算表之后应附有计算示例，以说明各项之间的关系。

③运算中尽可能利用常数归纳法，以避免重复计算，减少计算错误。

④实验结果及结论用列表法、图示法或回归分析法来说明都可以，但均需标明实验条件。

1.3.3　实验报告

按照一定的格式和要求，表达实验过程和结果的文字材料，称为实验报告。实验报告是实验工作的全面总结和系统概括，是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分。写实验报告的过程，就是对所测取的数据加以处理，对所观察的现象加以分析，从中找出客观的规律和内在联系的过程。

完整的实验报告一般应包括以下几方面的内容。

①基本项目　实验名称，报告人姓名、班级及同组实验人姓名，实验地点，指导教师，实验日期，上述内容作为实验报告的封面。

②实验目的及内容　简明扼要地说明为什么要进行本实验，实验要解决什么问题，常常是列出几条。

③实验的理论依据（实验原理）　简要说明实验所依据的基本原理，包括实验涉及的主要概念，实验依据的重要定律、公式及据此推算的重要结果，要求准确、充分。

④实验装置流程示意图　简单地画出实验装置流程示意图和测试点、控制点的具体位置及主要设备、仪表的名称。标出设备、仪器仪表及调节阀等的标号，在流程图的下方写出图名及标号相对应的设备、仪器等的名称。

⑤实验操作要点　根据实际操作程序，按时间的先后划分为几个步骤，以使操作更为条理和清晰。对于操作过程的说明应简单、明了。

⑥注意事项　对于容易引起设备或仪器仪表损坏、容易发生危险以及一些对实验结果影响比较大的操作，应在注意事项中注明，引起注意。

⑦原始数据记录　记录实验过程中从测量仪表所读取的数值。读数方法要正确，记录数据要准确，要根据仪表的精度决定实验数据的有效数字的位数。

⑧数据处理　数据处理是实验报告的重点内容之一，要求将实验原始数据经过整理、计算、加工成表格或图的形式。表格要易于显示数据的变化规律及各参数的相关性；图要能直观地表达变量间的相互关系。

⑨数据处理计算过程举例　以某一组原始数据为例，把各项计算过程列出，以说明数据整理表或图中的结果是如何得到的。小组各成员应约定采用不同组别的实验数据进行举例，不要重复。

⑩实验结果的分析与讨论　实验结果的分析与讨论是作者理论水平的具体体现，也是对实验方法和结果进行的综合分析研究，是工程实验报告的重要内容之一，主要内容如下。

a.从理论上对实验所得结果进行分析和解释，说明其必然性。

b.对实验中的异常现象进行分析讨论，说明影响实验的主要因素。

c.分析误差的大小和产生的原因，指出提高实验结果的途径。

d.将实验结果与前人和他人的结果对比，说明结果的异同，并解释这种异同。

e.本实验结果在生产实践中的价值和意义，推广和应用效果预测等。

f.由实验结果提出进一步的研究方向或对实验方法及装置提出改进建议等。

实验结论　结论是根据实验结果所做出的最后判断，得出的结论要从实际出发，要有理论依据。