本虚拟实验室利用虚拟现实技术,以3D形式模拟化工原理设备,为用户提供360度、全方位的感官体验,通过声、光等辅助效果提供立体感受,真正使用户实现身临其境的学习体验。软件利用动态数学模型实时模拟真实实验现象和过程,通过3D仿真实验装置交互式操作,产生和实际一致的实验现象和结果。每位学生都能亲自动手操作,观察现象,记录数据,数据处理,验证公式,原理定理,打印报告。能够体现化工原理装置数据处理等基本过程,满足工艺操作训练要求,满足流程操作训练要求,能够安全、长周期运行。集“教-学-练-考”于一身,方便教师教学。
实验一 传热实验3D软件
一、实验内容
1、通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究,掌握对流传热系数的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解。
2、通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究,掌握对流传热系数的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解。
3、学会并应用线性回归分析方法,确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值,强化管关联式Nu=BRem中常数B、m的值。
4、根据计算出的Nu、Nu0求出强化比Nu/Nu0,比较强化传热的效果,加深理解强化传热的基本理论和基本方式。
5、通过变换列管换热器换热面积实验测取数据计算总传热系数K,加深对其概念和影响因素的理解。
6、认识套管换热器(光滑、强化)、列管换热器的结构及操作方法,测定并比较不同换热器的性能。
实验二 食工流动过程综合实验3D仿真软件
一、实验内容
流体阻力测量,流量计、离心泵性能测定、管路特性测量
l 测定直管(光滑直管、粗糙直管)摩擦阻力△Pf。
l 计算流体流动直管摩擦系数λ与雷诺数Re。绘制流体流动直管摩擦系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。
l 测定并绘制节流式流量计的流量标定曲线(流量-压差关系曲线),确定流量系数Co。
l 测定并绘制离心泵在一定转速下的特性曲线。
l 测定并绘制流量调节阀在某一开度下的管路特性曲线
实验三 精馏综合拓展3D虚拟仿真实验软件
(一)实验内容
l 设备介绍,包含板式塔文字介绍及拆解动画、填料塔文字介绍及拆解动画、换热器介绍及拆解动画、再沸器(立式和卧式)文字介绍及拆解动画、离心泵文字介绍及拆解动画。提供现场演示。
l 实验室安全知识,包括实验室安全管理制度、实验室灭火方法及实验室急救。
l 精馏单元基础操作包含:操作指导模式(操作步骤按照一个顺序操作,并配有文字及语音说明)、正常开车、正常运行、正常停车。
l 异常情况及事故的紧急处理:精馏塔的液泛、雾沫夹带、严重漏液,换热器结垢,离心泵气蚀等异常事故的3D特效,产生原因及处理方法的文字说明,以及处理事故的操作。
l 考察精馏塔操作参数回流比、进料温度、加热量对精馏塔分离效果的影响。
l 考察精馏塔的操作压力常压、减压和加压等操作条件下对精馏塔分离效果的影响。
l 考察设备参数,包括精馏塔类型、塔板数、换热器列管数、离心泵扬程、离心泵最大流量。
l 精馏塔的实验物系可选择:乙醇—正丙醇、乙醇—水、苯—甲苯等。
l 精馏塔塔顶温度曲线、塔釜温度曲线、塔釜压力曲线、塔釜液位曲线、原料罐液位曲线、回流罐液位曲线实时监控精馏塔操作过程中的各个参数的变化。
精馏单元基础操作、异常情况处理、操作参数、操作压力、设备参数、实验物系选择可采用闯关解锁模式进行操作