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化工原理是化工技術(shù)類專業(yè)課程,是目前化工專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的主干課程之一,是高校化工專業(yè)重點(diǎn)建設(shè)的課程之一,很多學(xué)者提出化工實(shí)驗(yàn)課程的新模式,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器做了很多改進(jìn),倡導(dǎo)通過實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,強(qiáng)調(diào)了化工實(shí)驗(yàn)是一門開放式、創(chuàng)新式教學(xué)活動(dòng)。液體流量計(jì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),主要是讓學(xué)生了解流量計(jì)的原理,掌握流量計(jì)的校準(zhǔn)方法原理,目前的流量計(jì)校準(zhǔn)儀在實(shí)驗(yàn)時(shí),時(shí)間和體積都很難測量,造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性差,誤差較大,基于上述情況,我們提出了改進(jìn)流量計(jì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置的思路。
1、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)思路
在化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,傳統(tǒng)液體流量計(jì)校準(zhǔn)儀的測量水箱設(shè)計(jì)為四方體,單位時(shí)間水泵輸送水的體積很難測量,主要是由于測量水箱水位波動(dòng)較大,較小的測量誤差給計(jì)算結(jié)果造成較大的誤差,其次是計(jì)時(shí)不,每次測量結(jié)果都有較大的偏差。兩個(gè)測量物理量的誤差疊加導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的重復(fù)性不好。
1-水泵;2、3-流量計(jì);4-測量水箱;5-閥門;6-原水箱
通過對(duì)傳統(tǒng)流量計(jì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置的分析,為了使測量數(shù)據(jù)有較好的重復(fù)性,對(duì)傳統(tǒng)的流量計(jì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2 所示,該實(shí)驗(yàn)裝置使用了重新設(shè)計(jì)的測量水箱,增加了液位指示系統(tǒng),使用了具有固定位置的測量電極,這樣使測量體積相對(duì)固定,只需要測量輸送固定體積水所需要的時(shí)間△t,而且根據(jù)指示燈光計(jì)時(shí),消除了人為誤差,也可以把指示燈光改成自動(dòng)計(jì)時(shí)器,從而降低了不同測量值之間的波動(dòng)性。
1、4、5-閥門;2-原水箱;3-水泵;6、7-流量計(jì);8-量筒式測量水箱;9-液位觀測管;10、11、12-電極;13、14-指示燈;15-電源
2、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的操作
由于改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置中,流量計(jì)之間是并聯(lián)結(jié)構(gòu),如果選擇一種流量計(jì)校準(zhǔn),需要調(diào)節(jié)閥門,具體操作步驟如下。
(1)如果選擇校準(zhǔn)流量計(jì)⑥,則關(guān)閉閥門⑤打開閥門④;選擇校準(zhǔn)流量計(jì)⑦,關(guān)閉閥門④打開閥門⑤。
(2)關(guān)閉閥門①,起動(dòng)水泵③,*個(gè)指示燈亮?xí)r開始計(jì)時(shí),第二個(gè)指示燈亮?xí)r結(jié)束計(jì)時(shí),計(jì)算△t。
(3)打開閥門①排去量筒式測量水箱里的水,重復(fù)步驟2 可以測得多組數(shù)據(jù)。
(4)兩個(gè)電極之間的體積為校準(zhǔn)的固定體積△V,根據(jù)測得時(shí)間△t 計(jì)算流量即可。
(5)以計(jì)算值為縱坐標(biāo),流量計(jì)顯示值為橫坐標(biāo),繪制曲線。
通過總結(jié)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題,對(duì)流量計(jì)校準(zhǔn)儀進(jìn)行了改進(jìn),與傳統(tǒng)流量計(jì)校準(zhǔn)儀相比,避免了同時(shí)測量兩個(gè)物理量的操作方法,只需要測量一個(gè)物理量,提高了測量數(shù)據(jù)的性,通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,豐富了教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。
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