化工原理實(shí)驗(yàn)講義東北大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系2016年3月6日第一章 化工原理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)1.1 緒論化工原理主要研究生產(chǎn)過程中各種單元操作的規(guī)律，并利用這些規(guī)律解決實(shí)際生產(chǎn)中的過程問題。該課程緊密聯(lián)系實(shí)際，實(shí)踐性很強(qiáng)，是化工、環(huán)工、生物化工等工科專業(yè)學(xué)生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。作為一門研究化工生產(chǎn)過程的工程學(xué)科，它已形成了完整的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系。化工原理實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用這門課程必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。它與課堂講授、習(xí)題課和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。化工原理實(shí)驗(yàn)屬于工程實(shí)驗(yàn)范疇，具有典型的工程特點(diǎn)。每一個(gè)單元操作按照其操作原理設(shè)置，工藝流程、操作條件和參數(shù)變量等都比較接近于工業(yè)應(yīng)用，因此，一個(gè)單元操作實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于化工生產(chǎn)中的一個(gè)基本過程，通過它能建立起一定的工程概念。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，會(huì)遇到大量的工程實(shí)際問題，對(duì)學(xué)生來說，可以在實(shí)驗(yàn)過程中更實(shí)際、更有效地學(xué)到更多的工程實(shí)驗(yàn)方面的原理和測(cè)試手段，可以看到復(fù)雜的真實(shí)設(shè)備與工藝過程同描述這一過程的數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系。學(xué)習(xí)和掌握化工原理的實(shí)驗(yàn)及其研究方法，是學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到工程應(yīng)用的一個(gè)重要實(shí)踐過程。長(zhǎng)期以來，化工原理實(shí)驗(yàn)常以驗(yàn)證課堂理論為主，教學(xué)安排上也僅作為化工原理課程的一部分。近20年來，由于化學(xué)工程、石油化工、生物工程的飛躍發(fā)展，要求研制新材料，尋找新能源，開發(fā)高新科技產(chǎn)品，對(duì)化工過程與設(shè)備的研究提出了格外能夠高的要求，新型高效率低能耗的化工設(shè)備的研究也更為迫切。為適應(yīng)新形勢(shì)的要求，化工原理實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，指定實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的教育，培養(yǎng)有創(chuàng)造性和有獨(dú)立的科技人才，從而確立化工原理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生中應(yīng)有地位。1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和要求1.2.1 化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的 為提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，我們?cè)谡{(diào)整理論課教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，編寫了實(shí)驗(yàn)課教材-化工實(shí)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)。按照實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱的基本要求，針對(duì)學(xué)生普遍存在的實(shí)踐薄弱環(huán)節(jié)，在內(nèi)容編排上，我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了考慮：1鞏固和深化課堂所學(xué)的理論 根據(jù)全國(guó)高?；ぴ斫虒W(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的規(guī)定，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、裝置流程、數(shù)據(jù)處理等方面，組織各單元操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣，通過實(shí)驗(yàn)可進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用學(xué)過的基礎(chǔ)理論，加深對(duì)化工單元操作的理解，鞏固和深化所學(xué)的理論知識(shí)。例如離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，第一步改變閥門開度，可以測(cè)得一組定轉(zhuǎn)速下的特性曲線。第二步固定管路中閥門的開度，改變泵的轉(zhuǎn)速可以得到一條管路特性曲線。再改變管路中閥門的開度，就可以測(cè)得改變管路阻力得一系列管路特性曲線。也就是說通過實(shí)驗(yàn)改變管路得閥門開度可得到泵的特性曲線；改變泵的轉(zhuǎn)速可測(cè)得管路的特性曲線。使學(xué)生進(jìn)一步了解泵性能和管路性能的各種影響因素，幫助學(xué)生理解從書本誰(shuí)較難弄懂的概念。 2培養(yǎng)基本的實(shí)驗(yàn)和科研能力對(duì)于化工類專業(yè)來說，化工原理實(shí)驗(yàn)之前有物理、化學(xué)、物化等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，其后有專業(yè)實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，從教學(xué)角度，應(yīng)從縱的方向培養(yǎng)和逐步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和科研能力。所謂實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，是指?1)為了完成一定的研究課題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力；(2)實(shí)驗(yàn)過程中,觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力；(3)正確選擇和使用測(cè)量?jī)x表的能力；(4)利用實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力；(5)運(yùn)用文字表達(dá)技術(shù)報(bào)告的能力。這些能力是科學(xué)研究的基礎(chǔ)，學(xué)生只有反復(fù)訓(xùn)練才能掌握。而化工原理實(shí)驗(yàn)往往規(guī)模較大，接近工程實(shí)際，是多因子影響的綜合實(shí)驗(yàn)。所以，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課打下一定的基礎(chǔ)，將來參加實(shí)際工作就可以獨(dú)立地設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)和從事科研和開發(fā)。 3培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng) 通過誤差分析及數(shù)據(jù)整理，使學(xué)生嚴(yán)肅對(duì)待參數(shù)測(cè)量、取樣等各個(gè)環(huán)節(jié)，注意觀察實(shí)驗(yàn)中的各種現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)的理論去分析實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)、操作等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，集中精力進(jìn)行觀察、記錄和思考。掌握數(shù)據(jù)處理方法，分析和歸納實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)事求是地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，通過與理論比較，提出自己的見解，分析誤差的性質(zhì)和影響程度。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，為將來從事科學(xué)研究和解決工程實(shí)踐問題打好基礎(chǔ)。 4豐富化學(xué)工程的實(shí)際知識(shí) 在化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，經(jīng)常測(cè)量的物理量有溫度、壓力、流量等，保證測(cè)量值達(dá)到所要求的精度，涉及到測(cè)量技術(shù)問題。增加常用測(cè)試儀器的基本原理和使用方法，豐富學(xué)生的實(shí)踐知識(shí)。此外，化學(xué)工程類實(shí)驗(yàn)不同于普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)，為了安全成功地完成實(shí)驗(yàn)，除每個(gè)實(shí)驗(yàn)的特殊要求外，學(xué)生必須遵守注意事項(xiàng)和具備一定的安全知識(shí)。如泵、風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，高壓鋼瓶的安全，化學(xué)藥品和氣體的使用和防護(hù)措施等等?？傊ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)的目的著重于實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。這種能力的培養(yǎng)是書本學(xué)習(xí)所無法替代的。1.2.2 化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求化工原理實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來說是第一次接觸到用工程裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往感到陌生，無法下手。有的學(xué)生又因?yàn)槭菐讉€(gè)人一組而有依賴心理，為了切實(shí)收到教學(xué)效果，要求每個(gè)學(xué)生必須做到以下幾點(diǎn)。1. 課前預(yù)習(xí)(1) 認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，復(fù)習(xí)課程教材有關(guān)內(nèi)容。清楚地掌握實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求，實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理，實(shí)驗(yàn)步驟及所需測(cè)量的參數(shù)。熟悉實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x表的使用方法，掌握其操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng)。(2) 到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備和流程，摸清測(cè)試點(diǎn)和控制點(diǎn)位置。確定操作程序、所測(cè)參數(shù)項(xiàng)目、所測(cè)參數(shù)單位及所測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)如何分布等。(3) 具有CAI-計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段時(shí)，可讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真練習(xí)。通過計(jì)算機(jī)仿真練習(xí)，熟悉各個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作步驟和注意事項(xiàng)，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。(4) 在預(yù)習(xí)和計(jì)算機(jī)仿真練習(xí)基礎(chǔ)上，寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、流程、操作步驟、注意事項(xiàng)等。準(zhǔn)備好原始數(shù)據(jù)記錄表格，并標(biāo)明各參數(shù)的單位。 (5) 特別要考慮一下設(shè)備的哪些部分或操作中哪個(gè)步驟會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，如何防護(hù)？以保證實(shí)驗(yàn)過程中人身和設(shè)備安全。不預(yù)習(xí)者不準(zhǔn)作實(shí)驗(yàn)。預(yù)習(xí)報(bào)告經(jīng)指導(dǎo)教師檢查通過后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2. 實(shí)驗(yàn)中的操作訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)開始前，小組成員應(yīng)根據(jù)分工的不同，明確要求，以便實(shí)驗(yàn)中協(xié)調(diào)工作。設(shè)備啟動(dòng)前必須首先檢查，調(diào)整設(shè)備進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，然后再進(jìn)行送電、通水或蒸汽等啟動(dòng)操作。(1) 實(shí)驗(yàn)操作是動(dòng)手動(dòng)腦的重要過程，一定要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。安排好測(cè)量范圍、測(cè)量點(diǎn)數(shù)目、測(cè)量點(diǎn)的疏密等。(2) 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，操作要平穩(wěn)、認(rèn)真、細(xì)心。詳細(xì)觀察所發(fā)生的各種現(xiàn)象，記錄在記錄本上，例如精餾實(shí)驗(yàn)篩板塔的氣液流動(dòng)狀態(tài)變化等，有助于對(duì)過程的分析和理解。對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)要判別其合理性，如果遇到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性差或規(guī)律性差等情況，應(yīng)首先分析實(shí)驗(yàn)中的問題，找出原因進(jìn)行解決實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要記錄在備好的表格內(nèi)。實(shí)驗(yàn)有異常的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)向指導(dǎo)教師報(bào)告。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真、整齊清楚。 記錄數(shù)據(jù)應(yīng)是直接讀取原始數(shù)據(jù)，不要經(jīng)過計(jì)算后在記錄，例如U型壓差計(jì)的兩端液柱高度差，應(yīng)分別讀取記錄，不應(yīng)讀取或記錄液柱的差值。 對(duì)穩(wěn)定的操作過程，在改變操作條件后，一定要等待達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，方可讀取數(shù)據(jù)；對(duì)于連續(xù)的不穩(wěn)定操作，要在實(shí)驗(yàn)前充分熟悉方法并計(jì)劃好記錄的位置或時(shí)刻等。 根據(jù)測(cè)量?jī)x表的精度，正確讀取有效數(shù)字，最后一位是帶有讀數(shù)誤差的估計(jì)值，在測(cè)量時(shí)應(yīng)進(jìn)行估計(jì)，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理的誤差分析。 對(duì)待實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)取科學(xué)態(tài)度，不能憑主觀臆測(cè)隨意修改記錄，也不能隨意棄舍數(shù)據(jù)，對(duì)可疑數(shù)據(jù)，除有明顯的原因外（如讀錯(cuò)，誤記等），一般應(yīng)在數(shù)據(jù)處理時(shí)檢查處理。 記錄數(shù)據(jù)應(yīng)書寫清楚，字跡工整。記錯(cuò)的數(shù)字應(yīng)劃掉，避免涂改的方法，容易造成誤讀或看不清。要注意保存原始數(shù)據(jù)，以便檢查核對(duì)。學(xué)生應(yīng)注意培養(yǎng)自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，養(yǎng)成良好的習(xí)慣。(3) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束整理好原始數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀表恢復(fù)原狀，切斷電源，清掃衛(wèi)生，晶教師允許后方可離開實(shí)驗(yàn)室。3. 實(shí)驗(yàn)工作的總結(jié)-編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的全面總結(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告是一份技術(shù)文件，是技術(shù)部門對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估的文字材料。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須寫得簡(jiǎn)明、數(shù)據(jù)完整、結(jié)論明確，有討論、有分析，得出的公式或圖線有明確的使用條件。編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力也需要經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，為今后寫好研究報(bào)告和科學(xué)論文打下基礎(chǔ)。因此要求學(xué)生各自獨(dú)立完成這項(xiàng)工作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)時(shí)間、報(bào)告人、同組人等。實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求等。實(shí)驗(yàn)基本原理。實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介、流程圖及主要設(shè)備的類型和規(guī)格。實(shí)驗(yàn)操作步驟。原始數(shù)據(jù)記錄表格。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理就是把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過歸納、計(jì)算等方法整理出一定的關(guān)系（或結(jié)論）的過程。應(yīng)有計(jì)算過程舉例，即以一組數(shù)據(jù)為例從頭到尾把計(jì)算過程一步一步寫清楚。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用圖示法、列表法或方程表示法進(jìn)行歸納，得出結(jié)論。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及問題進(jìn)行分析討論。參考文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須力求簡(jiǎn)明、書寫工整、文字通順、數(shù)據(jù)完全、結(jié)論明確。圖形圖表的繪制必須用直尺、曲線板或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須采用學(xué)校統(tǒng)一印制的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙編寫。報(bào)告應(yīng)在指定時(shí)間交給指導(dǎo)老師批閱。1.3 實(shí)驗(yàn)室操作基本知識(shí)化工實(shí)驗(yàn)與一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較起來，有共同點(diǎn)，也有其本身的特殊性。為了安全成功地完成實(shí)驗(yàn)，除了每個(gè)實(shí)驗(yàn)的特殊要求外，在這里提出一些化工實(shí)驗(yàn)中必須遵守的注意事項(xiàng)和一些必須具備的安全知識(shí)。1.3.1 化工實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 設(shè)備啟動(dòng)前必須檢查（1）泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，用手使其運(yùn)轉(zhuǎn)，從感覺及聲響上判別有無異常；檢查潤(rùn)滑油位是否正常。（2）設(shè)備上各閥門的開、關(guān)狀態(tài)。（3）接入設(shè)備的儀表開、關(guān)狀態(tài)。（4）擁有的安全措施，如防護(hù)罩、絕緣墊、隔熱層等。2.儀器儀表使用前必須做到(1) 熟悉原理與結(jié)構(gòu)。(2) 掌握連接方法與操作步驟。(3) 分清量程范圍，掌握正確的讀數(shù)方法。(4) 接入電路前必須經(jīng)教師檢查。 3. 操作過程中注意分工配合，嚴(yán)守自己的崗位，精心操作。關(guān)心和注意這個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，隨時(shí)觀察儀表指示值的變動(dòng)，保證操作過程在穩(wěn)定條件下進(jìn)行。產(chǎn)生步合規(guī)律現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)觀察研究，分析其原因，不要輕易放過。4. 操作過程中設(shè)備及儀表發(fā)生問題應(yīng)立即按停車步驟停車，報(bào)告指導(dǎo)教師。同時(shí)應(yīng)自己分析原因供教師參考。未經(jīng)教師同意不得自行處理。在教師處理問題時(shí)，學(xué)生應(yīng)了解其過程，這是學(xué)習(xí)分析問題與處理問題的好機(jī)會(huì)。5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先將有關(guān)的熱源、水源、氣源、儀表的閥門或電源關(guān)閉，然后再切斷電機(jī)電源。6. 化工實(shí)驗(yàn)要特別注意安全。實(shí)驗(yàn)后要搞清楚總電閘的位置和滅火器材的安放地點(diǎn)。 1.3.2 化工材料安全知識(shí)為了確保設(shè)備和人身安全，從事化工原理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)者必須具備以下安全知識(shí)。1. 危險(xiǎn)藥品分類實(shí)驗(yàn)室常用的危險(xiǎn)品必須合理地分類存放。易燃物品不能與氧化劑放在一起，以免發(fā)生著火燃燒的危險(xiǎn)。對(duì)不同的危險(xiǎn)的藥品，在為撲救火災(zāi)選擇滅火劑時(shí)，必須針對(duì)藥品進(jìn)行選用，否則不僅不能取得預(yù)期效果，反而會(huì)引起其他的危險(xiǎn)。例如，著火處有金屬鉀、鈉存放，不能用水進(jìn)行滅火，因?yàn)樗c金屬鉀、鈉等劇烈反應(yīng)，會(huì)發(fā)生爆炸，十分危險(xiǎn)；輕質(zhì)油類著火時(shí)，不能用水滅火，否則會(huì)使火災(zāi)蔓延；若著火處有氰化鉀，則不能使用泡沫滅火劑，因?yàn)闇缁饎┲械乃崤c氰化鉀反應(yīng)生成劇毒的氰化氫。因此了解危險(xiǎn)品性質(zhì)與分類十分必要。危險(xiǎn)藥品大致分為下列幾種類型：（1）爆炸性物品常見的爆炸性物品有硝酸銨（硝銨炸藥的主要成分）、雷酸鹽、重氮鹽、三硝基甲苯（TNT）和其他含有三個(gè)硝基以上的有機(jī)化合物等。這類化合物對(duì)熱和機(jī)械作用（研磨、撞擊等）很敏感，爆炸威力都很強(qiáng)特別是干燥的爆炸物爆炸時(shí)威力更強(qiáng)。對(duì)少量潮濕的爆炸物（2）氧化劑氧化劑包括高氯酸鹽、氯酸鹽、次氯酸鹽、過氧化物、過硫酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽及重鉻酸鹽、硝酸鹽、溴酸鹽、碘酸鹽、亞硝酸鹽等。它本身一般不能燃燒，但在受熱、受陽(yáng)光直曬或與其他藥品（酸、水等）作用時(shí)，能產(chǎn)生氧，起助燃作用并造成猛烈燃燒。如過氧化鈉與水作用，反映劇烈并能引起猛烈燃燒。強(qiáng)氧化劑與還原劑或有機(jī)藥品混合后，能因受熱、摩擦、撞擊發(fā)上爆炸。如氯酸鉀與硫混合可因撞擊而爆炸；過氯酸鎂是很好的干燥劑，若被干燥的氣流中存在烴類蒸汽時(shí)，其吸附烴類后就有爆炸危險(xiǎn)。通常，人們對(duì)氧化劑的危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足，這常常是發(fā)生事故的原因之一，必須予以足夠的重視。（3）自燃物品帶油污的廢紙、廢橡膠、硝化纖維、黃磷等，都屬于自燃性物品。它們?cè)诳諝庵心芤蛑饾u氧化而自燃，如果熱量不能及時(shí)散失，溫度會(huì)逐漸升高到該物品的燃點(diǎn)，發(fā)生燃燒。因此，對(duì)這類自燃性廢棄物，不要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)堆方，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清除，以防意外。（4）遇水燃燒物鉀、鈉、鈣等輕金屬遇水時(shí)能產(chǎn)生氫和大量的熱，以至發(fā)生爆炸。電石遇水能產(chǎn)生乙炔和大量的熱，不能即使冷卻有時(shí)也能著火，甚至?xí)鸨?。?）易燃液體和可燃?xì)怏w易燃液體和可燃?xì)怏w在有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室內(nèi)大量接觸，容易揮發(fā)和燃燒，達(dá)到一定濃度遇明火即著火。若在密封容器內(nèi)著火，甚至?xí)斐扇萜鞒瑝浩屏讯āＲ兹家后w的蒸汽一般比空氣重，當(dāng)它們?cè)诳諝庵袚]發(fā)時(shí)，常常在低處或地面上漂浮。因此，可能在距離存放這種液體的地面相當(dāng)遠(yuǎn)的地方著火，著火后容易蔓延并回傳，引燃容器中的液體。所以使用這種物品時(shí)必須嚴(yán)禁明火、遠(yuǎn)離電熱設(shè)備和其他熱源，更不能同其他危險(xiǎn)品放在一起，以免引起更大危害。（6）易燃固體松香、石蠟、硫、鎂粉、鋁粉等都屬于易燃固體。它們不自燃，但易燃。燃燒速度一般較快。這類固體若以粉塵懸浮物分散在空氣中，達(dá)到一定濃度時(shí)，遇有明火就可能發(fā)生爆炸。（7）毒害性物品 凡是少量就能使人中毒受害的物品都稱為毒品。中毒途徑有誤服、吸入呼吸道或皮膚被沾染等。其中有的蒸汽有毒，如汞；有的固體或液體有毒，如鋇鹽、農(nóng)藥。根據(jù)毒品對(duì)人身的危害程度分為劇毒藥品（氰化鉀、砒霜等）和有毒藥品（農(nóng)藥）。使用這類物質(zhì)應(yīng)十分小心，以防止中毒。實(shí)驗(yàn)室所用毒品應(yīng)有專人管理，建立保存與使用檔案。（8）腐蝕性物品這類物品有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。如硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸、苯酚、氫氧化鉀、氫氧化鈉等。它們對(duì)皮膚和衣物都有腐蝕作用。特別是在濃度和溫度都較高的情況下，作用更甚。使用中防止與人體（特別是眼睛）和衣物直接接觸。滅火時(shí)也要考慮是否有這類物質(zhì)存在，以便采取適當(dāng)措施。（9）壓縮氣體與液化氣體該類物品有三種：可燃性氣體（氫、乙炔、甲烷、煤氣等）；助燃性氣體（氧、氯等）；不燃性氣體（氮、二氧化碳等）。該類物品的使用和操作有一定要求，有關(guān)內(nèi)容在安全使用壓縮氣體一節(jié)中專門介紹。2. 安全使用危險(xiǎn)藥品實(shí)驗(yàn)用的毒品必須按規(guī)定手續(xù)領(lǐng)用與保管。劇毒品要登記注冊(cè)，并有專人管理。使用后的廢液必須妥善處理，不允許到入下水道和酸缸中。凡是產(chǎn)生有害氣體的實(shí)驗(yàn)操作，必須在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。但應(yīng)注意不使毒品灑落在實(shí)驗(yàn)臺(tái)或地面上，一旦灑落必須徹底清理干凈。絕不允許實(shí)驗(yàn)室內(nèi)任何容器作食具，也不準(zhǔn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)吃食品，實(shí)驗(yàn)完畢必須多次洗手，確保人身安全。對(duì)具有污染性質(zhì)的化學(xué)藥品不能與一般化學(xué)試劑反在儀器。對(duì)有污染性物質(zhì)的操作必須在規(guī)定的防護(hù)裝置內(nèi)進(jìn)行。違反規(guī)程造成他人的人身傷害應(yīng)負(fù)法律責(zé)任。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)防毒防污染的操作往往離不開防毒面具、防護(hù)罩及其他的工具，在此不一一介紹。對(duì)于易燃易爆藥品應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需用量和按照規(guī)定數(shù)量領(lǐng)取。不能在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所存放大量該類物品。存放易燃品應(yīng)嚴(yán)禁明火，遠(yuǎn)離熱源，避免日光直射。有條件的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)專用貯放室或存放柜。危險(xiǎn)性物品在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)具體情況，制定出安全操作規(guī)程。在進(jìn)行蒸餾易燃液體、有機(jī)物品或在高壓釜內(nèi)進(jìn)行液相反應(yīng)時(shí)，加料的數(shù)量絕不允許超過容器的三分之二。在加熱和操作過程中，操作人員不得離崗，不允許在無操作人員監(jiān)視下加熱。對(duì)沸點(diǎn)低的易燃有機(jī)物品整理時(shí)，不應(yīng)使用直接明火加熱，也不能加熱過快，致使急劇汽化而沖開瓶塞，引起火災(zāi)或造成爆炸。進(jìn)行這類實(shí)驗(yàn)的操作人員，必須熟悉實(shí)驗(yàn)室中滅火器材存放地點(diǎn)及使用方法。在化工實(shí)驗(yàn)中，往往被人們所忽視的毒物，是壓差計(jì)中的水銀。如果操作不慎，壓差計(jì)中的水銀可能被沖灑出來。水銀是一種累計(jì)性的毒物，水銀進(jìn)入人體不易被排除沒，累計(jì)多了就會(huì)中毒。因此，一方面裝置中竭力避免采用水銀；另一方面要謹(jǐn)慎操作，開關(guān)閥門要緩慢，防止沖走壓差計(jì)中的水銀。操作過程要小心，不要碰破壓差計(jì)。一旦水銀沖灑出來，一定要認(rèn)真地盡可能地將它收集起來。實(shí)在無法收集的細(xì)粒，也要用硫磺粉和氯化鐵溶液覆蓋。因?yàn)榧?xì)粒水銀蒸發(fā)面積大，易于蒸發(fā)汽化，不易采用掃帚一掃或用水一沖的自欺欺人辦法。3. 易燃物品的安全使用各種易燃液體、有機(jī)化合物蒸汽和易燃?xì)怏w在空氣中含量達(dá)到一定濃度時(shí)，就能與空氣（實(shí)際是氧）構(gòu)成爆炸性的混合氣體。這種混合氣體若遇到明火就發(fā)生閃燃爆炸。任何一種可燃?xì)怏w在空氣種構(gòu)成爆炸性混合氣體時(shí)，該氣體所占的最低體積百分比稱爆炸下限；該氣體所占的最高體積百分比稱爆炸上限。在下限與上限之間稱爆炸范圍。低于爆炸下限或高于爆炸上限的可燃性氣體和空氣構(gòu)成的混合氣體都不會(huì)發(fā)生爆炸。但對(duì)體積比超過上限的混合氣遇明火會(huì)發(fā)生燃燒，但不會(huì)爆炸。例如甲苯蒸汽在空氣中的濃度為1.2%1.7%時(shí)就構(gòu)成爆炸性的混合氣體。在這個(gè)溫度范圍遇明火（火紅的熱表面、火花等各種火源）即發(fā)生爆炸。低于1.2%，7.1%都不會(huì)發(fā)生爆炸。當(dāng)某些可燃性氣體或蒸汽遇空氣混合進(jìn)行燃燒時(shí)，也可能突然發(fā)生爆炸。這是由于該氣體在空氣中所占的體積比逐漸升高或降低，濃度由爆炸限以外進(jìn)入爆炸限以內(nèi)所致。反之，爆炸性的混合氣體由于成分的變化也可以從爆炸限內(nèi)逐漸變至爆炸限范圍以外，稱為非爆炸性氣體。這類具有爆炸性的混合氣體在使用時(shí)應(yīng)倍加重視，但也并不可怕。若能認(rèn)真而嚴(yán)格地按照安全規(guī)程操作，是不會(huì)有危險(xiǎn)的。因?yàn)闃?gòu)成爆炸應(yīng)具備兩個(gè)條件：（1）可燃物在空氣中的濃度落在爆炸限范圍內(nèi)；（2）有明火存在。故防止方法就是不使?jié)舛冗M(jìn)入爆炸極限以內(nèi)。在配氣時(shí)，必須嚴(yán)格控制。使用可燃?xì)怏w時(shí)，必須在系統(tǒng)中充氮吹掃空氣，同時(shí)還必須保證裝置嚴(yán)密不漏氣。實(shí)驗(yàn)室要保證有良好通風(fēng)，并禁止在室內(nèi)有明火和敞開式的電熱設(shè)備，也不能讓室內(nèi)有產(chǎn)生火花的必要條件存在等。此外，應(yīng)注意某些劇烈的放熱反應(yīng)操作，避免引起自燃或爆炸?？傊灰獓?yán)格掌握和遵守有關(guān)安全操作規(guī)程就不會(huì)發(fā)生事故。1.3.3 高壓鋼瓶的安全使用在化工實(shí)驗(yàn)中，另一類需要引起特別注意的東西，就是各種高壓氣體?；?shí)驗(yàn)中所用的氣體種類較多，一類是具有刺激性的氣體，如氨、二氧化硫等，這類氣體的泄露一般容易被發(fā)覺。另一類是無色無味，但有毒性或易燃、易爆的氣體，如一氧化碳等，不僅易中毒，在室溫下空氣中的爆炸范圍為12%-74%。當(dāng)氣體和空氣的混合物在爆炸范圍內(nèi)，只要有火花等誘發(fā)，就會(huì)立即爆炸。氫在室溫下空氣中的爆炸范圍為4%75.2%（V%）。因此使用有毒或易燃易爆氣體時(shí)，系統(tǒng)一定要嚴(yán)密不漏，尾氣要導(dǎo)出室外，并注意室內(nèi)通風(fēng)。高壓鋼瓶是一種貯存各種壓縮氣體或液化氣體的高壓容器。鋼瓶容積一般為4060L，最高工作壓力為15MPa，最地的也在0.6MPa以上。瓶?jī)?nèi)壓力很高，以及貯存的氣體本身某些又是有毒或易燃易爆，故使用氣瓶一定要掌握氣構(gòu)造特點(diǎn)和安全知識(shí)，以確保安全。氣瓶主要有筒體和瓶閥構(gòu)成，其他附件還有保護(hù)瓶閥的安全帽、開啟瓶閥的手輪、使運(yùn)輸過程站部首震動(dòng)的橡膠圈。另外，在使用時(shí)瓶閥出口還要連接減壓閥和壓力表。標(biāo)準(zhǔn)高壓氣瓶是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制造的，并經(jīng)有關(guān)部門嚴(yán)格檢驗(yàn)方可使用。各種氣瓶使用過程中，還必須定期送有關(guān)部門進(jìn)行水壓試驗(yàn)。經(jīng)過檢驗(yàn)合格的氣瓶，在瓶肩上用鋼印打上下列資料： （1）制造廠家； （2）制造日期； （3）氣瓶型號(hào)和編號(hào)； （4）氣瓶重量； （5）氣瓶容積； （6）工作壓力； （7）水壓試驗(yàn)壓力，水壓試驗(yàn)日期和下次試驗(yàn)日期。各類氣瓶的表面都應(yīng)涂上一定的顏色的油漆，其目的不僅是為了防銹，主要是能從顏色上迅速辨別鋼瓶中所貯存氣體的種類，以免混淆。常用的各類氣瓶的顏色及其標(biāo)識(shí)如表所示。表常用的各類氣瓶的顏色及其標(biāo)識(shí)氣體種類工作壓力MPa水壓試驗(yàn)壓力MPa氣瓶顏色文 字文字顏色閥門出口螺紋氧氫氮氦壓縮空氣二氧化碳氨氯乙炔二氧化硫151515151512.5(液)3(液)3(液)3(液)0.6(液)22.522.522.522.522.5196661.2淺藍(lán)色暗綠色黑色棕色黑色黑色黃色草綠色白色黑色氧氫氮氦壓縮空氣二氧化碳氨氯乙炔二氧化硫黑色紅色黃色白色白色黃色黑色白色紅色白色正扣反扣正扣正扣正扣正扣正扣正扣反扣正扣為了確保安全，在使用鋼瓶時(shí)，一定要注意以下幾點(diǎn)： （1）當(dāng)氣瓶受到明火或陽(yáng)光等熱輻射的作用時(shí)，氣體因受熱而膨脹，使瓶?jī)?nèi)壓力增大。當(dāng)壓力超過工作壓力時(shí)，就有可能發(fā)生爆炸。因此，在鋼瓶運(yùn)輸、保存和使用時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離熱源（明火、暖氣、爐子等），并避免長(zhǎng)期在日光下爆曬，尤其在夏天更應(yīng)注意。 （2）氣瓶即使在溫度布告的情況下受到猛烈撞擊，或不小心將其碰倒跌落，都有可能引起爆炸。因此，鋼瓶在運(yùn)輸過程中，要輕搬輕放，避免跌落撞擊，使用時(shí)要固定牢靠，防止碰倒。更不允許用錐子、搬手等金屬器具打鋼瓶。 （3）瓶閥是鋼瓶中關(guān)鍵部件，必須保護(hù)好，否則將會(huì)發(fā)生事故。若瓶?jī)?nèi)存放的是氧、氫、二氧化碳和二氧化硫等，瓶閥應(yīng)用銅和鋼制成。當(dāng)瓶?jī)?nèi)存放的是氨，則瓶閥必須用鋼制成，以防腐蝕。使用鋼瓶時(shí)，必須用專用的減壓閥和壓力表。尤其是氫氣和氧氣不能互換，為了防止氫和氧兩類氣體的減壓閥混用造成事故，氫氣表和氧氣表的表盤上都注明有氫氣表和氧氣表的字樣。氫及其他可燃?xì)怏w瓶閥，連接減壓閥的連接管為左旋螺紋；而氧等不可燃燒氣體瓶閥，連接管為右旋螺紋。氧氣瓶閥嚴(yán)謹(jǐn)接觸油脂。因?yàn)楦邏貉鯕馀c油脂相遇，會(huì)引起燃燒，以至爆炸。開關(guān)氧氣瓶時(shí)，切莫用帶油污的手和搬子。要注意保護(hù)瓶閥。開關(guān)瓶閥時(shí)一定要搞清楚方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤和用力過猛會(huì)使螺紋受損，可能沖脫而出，造成重大事故。關(guān)閉瓶閥時(shí)，不漏氣即可，不要關(guān)得過緊。用畢和搬運(yùn)時(shí)，一定要安上保護(hù)瓶閥的安全帽。瓶閥發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即報(bào)告指導(dǎo)教師。嚴(yán)緊擅自拆卸瓶閥上任何零件。 （4）當(dāng)歸納鋼瓶安裝好減壓閥和連接管線后，每次使用前都要在瓶閥附近用肥皂水檢查，確認(rèn)不漏氣才能使用。對(duì)于有毒或易燃易爆氣體的氣瓶。除了保證嚴(yán)密不漏外，最好單獨(dú)放置在遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)室的小屋里。 （5）鋼瓶中氣體不要全部用凈。一般鋼瓶使用到壓力為0.5Mpa時(shí)，應(yīng)停止使用。因?yàn)閴毫^低會(huì)給充氣帶來不安全因素，當(dāng)鋼瓶?jī)?nèi)壓力與外界大氣壓力相同時(shí)，會(huì)造成空氣的進(jìn)入。對(duì)危險(xiǎn)氣體來說，由于上述情況在充氣時(shí)發(fā)生爆炸事故已有許多教訓(xùn)。乙炔鋼瓶規(guī)定剩余壓力與室溫有關(guān)(詳見表)。表2 乙炔鋼瓶的剩余壓力與室溫關(guān)系室溫（）-5-5551515252535余壓（Mpa）0.050.10.150.20.3（6）氣瓶必須嚴(yán)格按期檢驗(yàn)。1.3.4 實(shí)驗(yàn)室消防實(shí)驗(yàn)操作人員必須了解消防致使。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)準(zhǔn)備一定數(shù)量的消防器材。工作人員應(yīng)熟悉消防器材的存放位置和使用方法，絕不允許將消防器材移作他用。實(shí)驗(yàn)室常用的消防器材包括以下幾種。火砂箱易燃液體和其它不能用水滅火的危險(xiǎn)品，著火時(shí)可用砂子來?yè)錅纭Ｋ芨魯嗫諝獠⑵鸾禍刈饔枚鴾缁?。但砂中不能混有可燃性雜物，并且要干燥些。潮濕的砂子遇火后因水分蒸發(fā)，致使燃著的液體飛濺。砂箱中存砂有限，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)又不能存放過多砂箱，故這種滅火工具只能撲滅局部小規(guī)模的火源。對(duì)于不能覆蓋的大面積火源，因砂量太少而作用不大。此外還可用不燃性固體粉末滅火。石棉布、毛氈或濕布這些器材食欲迅速撲滅火源區(qū)域不大的火災(zāi)，也是撲滅衣服著火的常用方法。其作用是隔絕空氣達(dá)到滅火目的。泡沫滅火器實(shí)驗(yàn)室多用手提式泡沫滅火器。它的外殼用薄鋼板制成。內(nèi)有一個(gè)玻璃膽，其中盛有硫酸鋁。膽外裝有碳酸氫鈉溶液和發(fā)泡劑（甘草精）。滅火液由50份硫酸鋁和50份碳酸氫鈉及5份甘草精組成。使用時(shí)將滅火器倒置，馬上有化學(xué)反應(yīng)生成含CO2的泡沫。6NaHCO2 +Al2(SO4)33Na2SO4+Al2O3+3H2O+6CO2此泡沫粘附在燃燒物表面上，形成與空氣隔絕的薄層而達(dá)到滅火目的。它適用于撲滅實(shí)驗(yàn)室的一般火災(zāi)。油類著火在開始時(shí)可使用，但不能用于撲滅電線和電器設(shè)備火災(zāi)。因?yàn)榕菽旧硎菍?dǎo)電的，這樣會(huì)造成撲火人觸電事故。四氯化碳滅火器該滅火器是在鋼筒內(nèi)裝有四氯化碳并壓入0.7Mpa的空氣，使滅火器具有一定的壓力。使用時(shí)將滅火器倒置，旋開手閥即噴出四氯化碳。它是不燃液體。其蒸汽比空氣重，能覆蓋在燃燒物表面與空氣隔絕而滅火。它適用于撲滅電器設(shè)備的火災(zāi)。但使用時(shí)要站在上風(fēng)側(cè)，因四氯化碳是有毒的。室內(nèi)滅火后應(yīng)打開門窗通風(fēng)一段時(shí)間，以免中毒。二氧化碳滅火器鋼筒內(nèi)裝有壓縮的二氧化碳。使用時(shí)，旋開手閥，二氧化碳就能急劇噴出，使燃燒五與空氣隔絕，同時(shí)降低空氣中含氧量。當(dāng)空氣中含有12%15%的二氧化碳時(shí)，燃燒即停止。但使用時(shí)要注意防止現(xiàn)場(chǎng)人員窒息。其它滅火劑干粉滅火劑可撲滅易燃液體、氣體、帶電設(shè)備引起的火災(zāi)。1211滅火器適用于撲救油類、電器類、精密儀器等火災(zāi)。在一般實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用不多，對(duì)大型及大量使用可燃物的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所應(yīng)備用此類滅火劑。1.4 實(shí)驗(yàn)室安全用電1.4.1 保護(hù)接地和保護(hù)接零在正常情況下電器設(shè)備的金屬外殼是不導(dǎo)電的，但設(shè)備內(nèi)部的某些絕緣材料若損壞，金屬外殼就會(huì)導(dǎo)電。當(dāng)人體接觸到帶電的金屬外殼或帶電的導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)有電流流過人體。帶電體電壓越高，流過人體的電流就越大，對(duì)人體的傷害也越大。當(dāng)大于10mA的交流電或大于50mA的直流電流過人體時(shí)，就可能危及生命安全。我國(guó)規(guī)定36V（50Hz）的交流電是安全電壓。超過安全電壓的用電就必須注意用電安全，防止觸電事故。為防止發(fā)生觸電事故，要經(jīng)常檢查實(shí)驗(yàn)室用的電器設(shè)備，尋找是否有漏電現(xiàn)象。同時(shí)要檢查用電導(dǎo)線有無裸露和電器設(shè)備是否有保護(hù)接地或保護(hù)接零措施。設(shè)備漏電測(cè)試檢查帶電設(shè)備是否漏電，使用試電筆最為方便。它是一種測(cè)試導(dǎo)線和電器設(shè)備是否帶電的常用電工工具，由筆端金屬體、電阻、氖管、彈簧和筆端金屬體組成。大多數(shù)將筆尖作成改錐形式。如果把試電筆極端金屬體與帶電體（如相線）接觸，筆尾金屬端與人的受部接觸，那么氖管就會(huì)發(fā)光，而人體并無不適感覺。氖管發(fā)光說明被測(cè)物帶電。這樣，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電器設(shè)備有無漏電。一般使用前要在帶電的導(dǎo)線上預(yù)測(cè)，以檢查是否正常。用試電筆檢查漏電，只是定性的檢查，欲知電器設(shè)備外殼漏電的程度還必須用其他儀表檢測(cè)。保護(hù)接地保護(hù)接地是用一根足夠粗的導(dǎo)線，一段接在設(shè)備的金屬外殼上，另一端接在接地體上（專門埋在底下的金屬體），使與大地連成一體。一旦發(fā)生漏電，電流通過接地導(dǎo)線流入大地，降低外殼對(duì)地電壓。當(dāng)人體觸及外殼時(shí)，流入人體電流很小而不致觸電。電器設(shè)備接地的電阻越小則越安全。如果電路由保護(hù)熔斷絲，會(huì)因漏電產(chǎn)生電流而使保護(hù)熔斷絲熔化并自動(dòng)切斷電壓。一般的實(shí)驗(yàn)室用電采用這種接地方式已較少，大部分用保護(hù)接零的方法。保護(hù)接零保護(hù)接零是把電器設(shè)備的金屬外殼接到供電線路系統(tǒng)中的中性線上，而不需專設(shè)接地線和大地相連。這樣，當(dāng)電器設(shè)備因絕緣損壞而碰殼時(shí)，相線（即火線）、電器設(shè)備的金屬外殼和中性線就形成一個(gè)“單相短路”的電路。由于中性線電阻很小，短路電流很大，會(huì)使保護(hù)開關(guān)動(dòng)作或使電路保護(hù)熔斷絲斷開，切斷電源，消除觸電危險(xiǎn)。在保護(hù)接零系統(tǒng)內(nèi)，不應(yīng)再設(shè)置外殼接地的保護(hù)方法。因?yàn)槁╇姇r(shí)，可能由于接地電阻比接零電阻大，致使保護(hù)開關(guān)或熔斷絲不能及時(shí)熔斷，造成電源中性點(diǎn)電位升高，使所有接零的電器設(shè)備外殼都帶電，反而增加了危險(xiǎn)。保護(hù)接零是由供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地所決定的。對(duì)中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng)采用保護(hù)接零是既方便又安全的辦法。但保證用電安全的根本方法是電器設(shè)備絕緣性良好，不發(fā)生漏電現(xiàn)象。因此，注意檢測(cè)設(shè)備的絕緣性能是防止漏電造成觸電事故的最好方法。設(shè)備絕緣情況應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查。1.4.2 實(shí)驗(yàn)室用電的導(dǎo)線選擇實(shí)驗(yàn)室用電或?qū)嶒?yàn)流程中的電路配線，設(shè)計(jì)者要提出導(dǎo)線規(guī)格，有些流程要親自安裝，如果導(dǎo)線選擇不當(dāng)就會(huì)在使用中造成危險(xiǎn)。導(dǎo)線種類很多，不同導(dǎo)線和不同配線條件下都有安全截流值規(guī)定，在有關(guān)手冊(cè)中可以查到。表列舉了塑料和橡膠絕緣電線的安全截流值，供配線時(shí)參考。表3 塑料絕緣電線和橡膠電線（銅、鋁）安全截流量（A）標(biāo)稱截面mm2塑料絕緣線明線敷設(shè)穿管敷設(shè)護(hù)夸線二根三根四根二芯三及四芯銅鋁銅鋁銅鋁銅鋁銅鋁銅鋁0.23320.354.530.477.550.588.560.6108.560.7121080.81511.51011815141314111.522171813161215111814121022620201517131612201614122.53023262025192317221919153322429222720251925222217440303829332530233325252054534423137283425372828226503944344131372841313124863485643493943345140403010755568515642493763484837標(biāo)稱截面 mm2橡膠絕緣線明線敷設(shè)穿管敷設(shè)護(hù)夸線二根三根四根二芯三及四芯銅鋁銅鋁銅鋁銅鋁銅鋁銅鋁0.2320.3430.45.53.50.574.50.685.50.797.50.810.5911714131212101.52015161215111410151211822418181416121511171512102.52821241823172116191616133302227202518231721181914437283526302327212821211754131392834283023332424196463640313829342635262621858445040453640314433342610695163475039453454414132在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮電源導(dǎo)線的安全截流量。不能任意增加負(fù)載而倒置電源導(dǎo)線發(fā)熱造成火災(zāi)或短路的事故。合理配線的同時(shí)還應(yīng)注意保護(hù)熔斷絲選配切當(dāng)，不能過大也不應(yīng)小。過大失去保護(hù)作用；過小則在正常負(fù)荷下會(huì)熔斷而影響工作。熔斷絲的選擇要根據(jù)負(fù)載情況而定，可參看有關(guān)電工手冊(cè)。1.4.3 實(shí)驗(yàn)室安全用電注意事項(xiàng)化工原理實(shí)驗(yàn)中電器設(shè)備較多，某些設(shè)備的電負(fù)荷也較大。在接通電源之前，必須認(rèn)真檢查電器設(shè)備和電路是否符合規(guī)定要求，對(duì)于直流電設(shè)備應(yīng)檢查正負(fù)極是否接對(duì)。必須搞清楚整套實(shí)驗(yàn)裝置的啟動(dòng)和停車操作順序，以及緊急停車的方法。注意安全用點(diǎn)極為重要，對(duì)電器設(shè)備必須采取安全措施。操作者必須嚴(yán)格遵守下列操作規(guī)定：（1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前必須了解室內(nèi)總電閘與分電閘的位置，以便出現(xiàn)用電事故時(shí)及時(shí)切斷各電源。（2）電器設(shè)備維修時(shí)必須停電作業(yè)。（3）帶金屬外殼的電器設(shè)備都應(yīng)該保護(hù)接零，定期檢查是否聯(lián)結(jié)良好。（4）導(dǎo)線的接頭應(yīng)緊密牢固。接觸電阻要小。裸露的接頭部分必須用絕緣膠布包好，或者用絕緣管套好。（5）所有的電器設(shè)備在帶電時(shí)不能用濕布擦拭，更不能有水落于其上。電器設(shè)備要保持干燥清潔。（6）電源或電器設(shè)備上的保護(hù)熔斷絲或保險(xiǎn)管，都應(yīng)按規(guī)定電流標(biāo)準(zhǔn)使用。嚴(yán)禁私自加粗保險(xiǎn)絲或用銅或鋁絲代替。當(dāng)熔斷保險(xiǎn)絲后，一定要查找原因，消除隱患，而后再換上新得保險(xiǎn)絲。（7）電熱設(shè)備不能直接放在木制實(shí)驗(yàn)臺(tái)上使用，必須用隔熱材料墊架，以防引起火災(zāi)。（8）發(fā)生停電現(xiàn)象必須切斷所有的電閘。防止操作人員離開現(xiàn)場(chǎng)后，因突然供電而導(dǎo)致電器設(shè)備在無人監(jiān)視下運(yùn)行。（9）合閘動(dòng)作要快，要合得牢。合閘后若發(fā)現(xiàn)異常聲音或氣味，應(yīng)立即拉閘，進(jìn)行檢查。如發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲熔斷，應(yīng)立刻檢查帶電設(shè)備上是否有問題，切忌不經(jīng)檢查便換上熔斷絲或保險(xiǎn)管就再次合閘，這樣會(huì)造成設(shè)備損壞。（10）離開實(shí)驗(yàn)室前，必須把分管本實(shí)驗(yàn)室的總電閘拉下。67化工原理實(shí)驗(yàn)講義 第二章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析和數(shù)據(jù)處理第二章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析和數(shù)據(jù)處理2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析由于實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不完善，周圍環(huán)境的影響，以及人的觀察力，測(cè)量程序等限制，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值和真值之間，總是存在一定的差異。人們常用絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差或有效數(shù)字來說明一個(gè)近似值的準(zhǔn)確程度。為了評(píng)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性或誤差，認(rèn)清誤差的來源及其影響，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差進(jìn)行分析和討論。由此可以判定哪些因素是影響實(shí)驗(yàn)精確度的主要方面，從而在以后實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，縮小實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值和真值之間的差值，提高實(shí)驗(yàn)的精確性。2.1.1 誤差的基本概念測(cè)量是人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)所不可缺少的手段。通過測(cè)量和實(shí)驗(yàn)?zāi)苁谷藗儗?duì)事物獲得定量的概念和發(fā)現(xiàn)事物的規(guī)律性?？茖W(xué)上很多新的發(fā)現(xiàn)和突破都是以實(shí)驗(yàn)測(cè)量為基礎(chǔ)的。測(cè)量就是用實(shí)驗(yàn)的方法，將被測(cè)物理量與所選用作為標(biāo)準(zhǔn)的同類量進(jìn)行比較，從而確定它的大小。1.真值與平均值真值是待測(cè)物理量客觀存在的確定值，也稱理論值或定義值。通常真值是無法測(cè)得的。若在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量的次數(shù)無限多時(shí)，根據(jù)誤差的分布定律，正負(fù)誤差的出現(xiàn)幾率相等。再經(jīng)過細(xì)致地消除系統(tǒng)誤差，將測(cè)量值加以平均，可以獲得非常接近于真值的數(shù)值。但是實(shí)際上實(shí)驗(yàn)測(cè)量的次數(shù)總是有限的。用有限測(cè)量值求得的平均值只能是近似真值，常用的平均值有下列幾種:(1) 算術(shù)平均值 算術(shù)平均值是最常見的一種平均值。設(shè)、為各次測(cè)量值，代表測(cè)量次數(shù)，則算術(shù)平均值為 (2-1)(2) 幾何平均值 幾何平均值是將一組n個(gè)測(cè)量值連乘并開n次方求得的平均值。即 (2-2)（3）均方根平均值 (2-3)(4) 對(duì)數(shù)平均值 在化學(xué)反應(yīng)、熱量和質(zhì)量傳遞中，其分布曲線多具有對(duì)數(shù)的特性，在這種情況下表征平均值常用對(duì)數(shù)平均值。設(shè)兩個(gè)量、，其對(duì)數(shù)平均值 (2-4)應(yīng)指出，變量的對(duì)數(shù)平均值總小于算術(shù)平均值。當(dāng)/2時(shí)，可以用算術(shù)平均值代替對(duì)數(shù)平均值。當(dāng)/=2，=1.443, 1.50, (-)=4.2%, 即/2，引起的誤差不超過4.2%。以上介紹各平均值的目的是要從一組測(cè)定值中找出最接近真值的那個(gè)值。在化工實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究中，數(shù)據(jù)的分布較多屬于正態(tài)分布，所以通常采用算術(shù)平均值。2.誤差的分類根據(jù)誤差的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因，一般分為三類：（1）系統(tǒng)誤差 系統(tǒng)誤差是指在測(cè)量和實(shí)驗(yàn)中未發(fā)覺或未確認(rèn)的因素所引起的誤差，而這些因素影響結(jié)果永遠(yuǎn)朝一個(gè)方向偏移，其大小及符號(hào)在同一組實(shí)驗(yàn)測(cè)定中完全相同，當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件一經(jīng)確定，系統(tǒng)誤差就獲得一個(gè)客觀上的恒定值。當(dāng)改變實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，就能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的變化規(guī)律。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因：測(cè)量?jī)x器不良，如刻度不準(zhǔn)，儀表零點(diǎn)未校正或標(biāo)準(zhǔn)表本身存在偏差等；周圍環(huán)境的改變，如溫度、壓力、濕度等偏離校準(zhǔn)值；實(shí)驗(yàn)人員的習(xí)慣和偏向，如讀數(shù)偏高或偏低等引起的誤差。針對(duì)儀器的缺點(diǎn)、外界條件變化影響的大小、個(gè)人的偏向，待分別加以校正后，系統(tǒng)誤差是可以清除的。（2）偶然誤差 在已消除系統(tǒng)誤差的一切量值的觀測(cè)中，所測(cè)數(shù)據(jù)仍在末一位或末兩位數(shù)字上有差別，而且它們的絕對(duì)值和符號(hào)的變化，時(shí)而大時(shí)而小，時(shí)正時(shí)負(fù)，沒有確定的規(guī)律，這類誤差稱為偶然誤差或隨機(jī)誤差。偶然誤差產(chǎn)生的原因不明，因而無法控制和補(bǔ)償。但是，倘若對(duì)某一量值作足夠多次的等精度測(cè)量后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)偶然誤差完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，誤差的大小或正負(fù)的出現(xiàn)完全由概率決定。因此，隨著測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨近于零，所以多次測(cè)量結(jié)果的算數(shù)平均值將更接近于真值。（3）過失誤差 過失誤差是一種顯然與事實(shí)不符的誤差，它往往是由于實(shí)驗(yàn)人員粗心大意、過度疲勞和操作不正確等原因引起的。此類誤差無規(guī)則可尋，只要加強(qiáng)責(zé)任感、多方警惕、細(xì)心操作，過失誤差是可以避免的。3、精密度、準(zhǔn)確度和精確度 反映測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值接近程度的量，稱為精度（亦稱精確度）。它與誤差大小相對(duì)應(yīng)，測(cè)量的精度越高，其測(cè)量誤差就越小?！熬取睉?yīng)包括精密度和準(zhǔn)確度兩層含義。（1）精密度：測(cè)量中所測(cè)得數(shù)值重現(xiàn)性的程度，稱為精密度。它反映偶然誤差的影響程度，精密度高就表示偶然誤差小。（2）準(zhǔn)確度 測(cè)量值與真值的偏移程度，稱為準(zhǔn)確度。它反映系統(tǒng)誤差的影響精度，準(zhǔn)確度高就表示系統(tǒng)誤差小。（3）精確度（精度） 它反映測(cè)量中所有系統(tǒng)誤差和偶然誤差綜合的影響程度。在一組測(cè)量中，精密度高的準(zhǔn)確度不一定高，準(zhǔn)確度高的精密度也不一定高，但精確度高，則精密度和準(zhǔn)確度都高。為了說明精密度與準(zhǔn)確度的區(qū)別，可用下述打靶子例子來說明。如圖2-1所示。圖2-1(a)中表示精密度和準(zhǔn)確度都很好，則精確度高；圖2-1(b)表示精密度很好，但準(zhǔn)確度卻不高；圖2-1(c)表示精密度與準(zhǔn)確度都不好。在實(shí)際測(cè)量中沒有像靶心那樣明確的真值，而是設(shè)法去測(cè)定這個(gè)未知的真值。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，往往滿足于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性，而忽略了數(shù)據(jù)測(cè)量值的準(zhǔn)確程度。絕對(duì)真值是不可知的，人們只能訂出一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)作為測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確性的參考標(biāo)準(zhǔn)。隨著人類認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)的推移和發(fā)展，可以逐步逼近絕對(duì)真值。（a） （b） （c）圖 2-1 精密度和準(zhǔn)確度的關(guān)系4、誤差的表示方法利用任何量具或儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，總存在誤差，測(cè)量結(jié)果總不可能準(zhǔn)確地等于被測(cè)量的真值，而只是它的近似值。測(cè)量的質(zhì)量高低以測(cè)量精確度作指標(biāo)，根據(jù)測(cè)量誤差的大小來估計(jì)測(cè)量的精確度。測(cè)量結(jié)果的誤差愈小，則認(rèn)為測(cè)量就愈精確。（1）絕對(duì)誤差 測(cè)量值和真值之差為絕對(duì)誤差，通常稱為誤差。記為： (2-5)由于真值一般無法求得，因而上式只有理論意義。常用高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器的示值作為實(shí)際值以代替真值。由于高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器存在較小的誤差，因而A不等于，但總比更接近于。與之差稱為儀器的示值絕對(duì)誤差。記為 (2-6)與d相反的數(shù)稱為修正值，記為 (2-7)通過檢定，可以由高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器給出被檢儀器的修正值。利用修正值便可以求出該儀器的實(shí)際值。即 (2-8)（2）相對(duì)誤差 衡量某一測(cè)量值的準(zhǔn)確程度，一般用相對(duì)誤差來表示。示值絕對(duì)誤差與被測(cè)量的實(shí)際