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绪论 1

第1章 实验误差的估算与分析 5

1.1 实验数据的误差 5

1.1.1 实验数据的测量 5

1.1.2 实验数据的真值和平均值 5

1.1.3 误差的定义及分类 7

1.1.4 误差的表示方法 8

1.1.5 精密度、正确度和准确度 11

1.2.1 有效数字 12

1.2.2 数字舍入规则 12

1.2 实验数据的有效数字和记数法 12

1.2.3 直接测量值的有效数字 13

1.2.4 非直接测量值的有效数字 14

1.3 随机误差的正态分布 15

1.3.1 误差的正态分布 15

1.3.2 随机误差的基本特性 15

1.3.3 正态分布数值表和图 15

1.4 系统误差的检验和消除 19

1.4.1 清除系统误差的必要性和重要性 19

1.4.2 系统误差的简易判别准则 19

1.4.3 消除或减小系统误差的方法 21

1.4.4 系统误差消除程度的判别准则 22

1.5.1 粗大误差的判别准则 23

1.5 粗大误差的判别与剔除 23

1.5.2 判别粗大误差注意事项 28

1.6 直接测量值的误差估算 28

1.6.1 一次测量值的误差估算 28

1.6.2 多次测量值的误差估算 30

1.7 间接测量值的误差估算 30

1.7.1 误差传递的一般公式 30

1.7.2 几何合成法一般公式的应用 31

1.7.3 误差分析的应用举例 33

2.1.1 实验数据表的分类 40

2.1.2 设计实验数据表应注意的事项 40

第2章 实验数据处理 40

2.1 列表法 40

2.2 图示法 41

2.2.1 坐标纸的选择 41

2.2.2 坐标分度的确定 43

2.2.3 其他必须注意的事项 44

2.3 经验公式的选择 45

2.3.1 经验公式的选择 45

2.3.2 常见函数的典型图形及线性化方法 46

2.4.1 幂函数的线性图解 47

2.4 图解法求经验公式中的常数 47

2.4.2 指数或对数函数的线性图解 49

2.5 实验数据的回归分析法 49

2.5.1 变量类型 49

2.5.2 回归分析法的含义和内容 50

2.5.3 线性回归分析法 51

2.5.4 非线性回归 64

2.5.5 逐步回归法 79

第3章 试验设计方法 93

3.1.1 正交试验设计方法的优点和缺点 94

3.1 正交试验设计方法 94

3.1.2 因素之间的交互作用 96

3.1.3 正交表 98

3.1.4 正交试验的操作方法 102

3.1.5 正交试验结果的极差分析方法 103

3.1.6 正交试验结果的方差分析方法 107

3.1.7 正交试验结果的回归分析方法 117

3.1.8 正交试验法在化工基础实验中的应用举例 119

3.2 均匀试验设计方法 124

3.2.1 均匀试验设计方法的特点 124

3.2.2 均匀试验设计的几个问题 127

3.3.1 单纯形优化法 134

3.3 其他设计方法简介 134

3.3.2 双水平单纯形优化法 137

3.3.3 回归正交设计法 139

3.3.4 序贯试验设计 141

第4章 化工实验参数测量方法 144

4.1 测量技术基础知识 144

4.1.1 测量仪表的基本技术性能 144

4.1.2 非电量测量方法和传感器 147

4.1.3 仪表电路的抗干扰措施 150

4.2 压力差测量 155

4.2.1 压力计和压差计 156

4.2.2 压力差传感器 157

4.2.3 压差计的校验和标定 162

4.2.4 压差计安装和使用中的一些技术问题 164

4.3 流量流速测量技术 169

4.3.1 体积流量的测量 169

4.3.2 质量流量的测量 189

4.3.3 流速测量技术 194

4.3.4 流量计的检验和标定 198

4.4 温度测量技术 201

4.4.1 热电偶温度计 202

4.4.2 热电阻温度计 210

4.4.3 非接触式温度计 214

4.4.4 各种温度计使用范围的选择和比较 218

4.4.5 温度计的校验和标定 220

4.4.6 影响温度测量粗度的因素和改善措施 222

4.5 成分分析简介 224

4.5.1 色谱法 224

4.5.2 阿贝折射仪 229

4.5.3 热导式气体分析仪 230

4.5.4 红外线气体分析仪 232

4.5.5 热磁式氧分析仪 234

4.5.6 氧化锆式氧分析仪 236

5.1 计算机采集与控制 241

5.1.1 概述 241

第5章 计算机测控与仿真技术 241

5.1.2 计算机数据采集和控制的构成 243

5.1.3 计算机数据采集和控制在化工基础实验中的应用举例 244

5.2 集散型控制系统 250

5.2.1 集散型控制系统的产生 250

5.2.2 系统的组成 251

5.2.3 系统的基本功能 253

5.2.4 集散系统的优越性 254

5.3 智能仪表 255

5.3.1 智能仪表的结构和工作方式 255

5.3.2 智能仪表的主要优点 256

5.3.4 应用举例 257

5.3.3 智能仪表的发展趋势 257

5.4.1 概述 260

5.4 计算机仿真的基本概念和步骤 260

5.4.2 内容简介 261

5.4.3 化工过程模拟 264

5.4.4 间歇精馏过程的模拟计算 269

5.4.5 商用软件简介 273

第6章 化工基础实验内容与流程 280

6.1 化工过程基本实验 280

6.1.1 流体阻力测定实验 280

6.1.2 离心泵性能测定实验 281

6.1.4 传热系数及其准数关联式常数的测定 282

6.1.3 注量计性能测定实验 282

6.1.5 精馏塔实验 284

6.1.6 填料吸收塔实验 284

6.1.7 萃取塔实验 284

6.1.8 洞道干燥速率曲线测定实验 285

6.1.9 流化床干燥操作实验 286

6.2 设计型、研究型实验 287

6.2.1 正交试验法在过滤研究实验中的应用 287

6.2.2 均匀设计试验法在多相搅拌研究实验中的应用 288

6.2.4 精馏塔计算机数据采集及过程控制实验 289

6.2.3 离心泵计算机数据采集及控制实验 289

6.2.5 稳态传热的计算机仿真实验 290

6.2.6 温度测量技术与传热系数分布的测定 290

6.3 化工新技术实验 291

6.3.1 膜分离实验 291

6.3.2 变压吸附实验 292

6.3.3 产品成型实验(喷雾干燥实验) 292

6.3.4 动态膜过滤实验 293

6.3.5 离子交换实验 294

6.4 单元操作组合及流程型实验 294

6.4.1 多组分连续精馏分离实验 294

6.4.2 流程优化仿真实验 295

第7章 化工过程与设备的实验技术问题 296

7.1 实验装置设计技术 296

7.1.1 实验装置的总体设计 296

7.1.2 实验装置的零部件设计 298

7.2 过程参数测定内容 305

7.3 实验操作的一些问题 306

7.3.1 化工实验操作的安全问题 306

7.3.2 数据范围与数据点的数目和分布 306

7.3.3 传感器--显示器系统的使用 308

7.3.4 对传热传质操作的基本要求 309

7.3.5 何时读取数据 310

7.3.6 精馏塔的进料量 311

7.3.7 注意良好习惯的培养 312

7.4 实验数据的处理、分析和评价 313

7.4.1 引出结论要看误差 313

7.4.2 实验值、回归值和其他数据的比较 313

7.4.3 回归式间的相互比较 314

7.4.4 判断实验数据正确性的方法 314

7.5 实验中异常现象处理方法举例 316

7.5.1 流体流动过程 316

7.5.2 热量交换过程 327

7.5.3 质量交换过程 335

附录 346

附录1 实验预习与报告的书写 346

附录2 实验室的防火、用电等安全知识简介 351

附录3 练习题 354

附录4 相关系数检验表 362

附录5 F分布数值表 363

附录6 正交多项式表 367

附录7 计算程序 370

附录8 常用正交表 391

附录9 均匀设计表 400

参考文献 405