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1、化工原理课程手册江苏工业学院化工原理教研室第二部分：化工原理设计教学手册9第三部分:化工原理实验教学手册12课程：化工原理 英文译名：Principles of Chemical Engineering课程性质：技术基础课，必修适应专业与年级：化学工程、应化、制药、材化、生化、轻化工和类似专业开课教研组：化工原理教研组学分：6-7学时：96-112先修课程：高等数学、物理、物理化学、运算技术教材：化工原理（第二版）陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社1999 多媒体教学光盘四张参考书：丛德滋、丛梅、方图南化工原理祥解与应用，化学工业出版社2002一、本课程的地位、作用和任务：化工原
2、理课程是化学工程、化工工艺类及相近专业的一门主干课，学生在具备了必要的 高等数学、物理、物理化学、运算技术等基础知识之后必修的技术基础课。化工原理的要紧研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，按其操作原理的共性归纳 成的若干“单元操作”。化工原理属工科科学，用自然科学的原理考察、讲明和处理工程实际咨询题。研究方法 要紧是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的 训练。强调理论和实际相结合、提高分析咨询题，解决咨询题的能力。二、教学差不多要求：绪论典型化工产品生产实例；化工单元操作的历史梗概；本课程的性质及要回答的咨询题。第二章流体输送机械管路特性被输送流体
3、对输送机械的能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法一一过 程分解法。离心泵泵的输液原理；阻碍离心泵理论压头的要紧因素（流量、密度及气缚现象等）；泵 的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调剂方法；离心泵的并联和串联；离心泵 的安装高度，汽蚀余量；离心泵的选用。其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调剂方法（以往复泵为主）。气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的要紧特性；风机的选择； 压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。第三章液体搅拌典型的工业搅拌咨询题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构 件；混合成效的度量（平均性的标准偏差、分割尺度和分
4、割强度）；混合机理；搅拌功率;搅拌器体会放大时需要解决的咨询题。 其它混合设备介绍。第五章颗粒的沉降和流态化绕流基础两类流淌（内部流淌和外部流淌）咨询题；表面曳力和形体曳力；球形颗粒的曳力 系数及斯托克斯定律。自由沉降沉降运动 极限处理方法；沉降速度及其运算；降尘室的流量、沉降面积和 粒径的关系；颗粒分级概念；旋风分离器的工作原理及阻碍性能的要紧因素，粒级效率的概 念。流态化流化床的工业应用和典型结构；流化床的要紧特性；流化床的操作范畴（起始流化速 度和带出速度）。气力输送的实际应用第八章气体吸取概述 工业吸取过程；气体吸取的目的、原理及实施方法；吸取过程的经济性与吸取剂的选 择原则。气液相平
5、稳亨利定律，温度、总压对平稳的阻碍；相平稳与吸取过程的关系。扩散与单相传质分子扩散与费克定律，扩散系数；等分子反向扩散、单向扩散的概念；对 流传质与传质分系数；传质与动量、热量传递的类比；对流传质与有效膜模型（双膜理论）。 相际传质相际传质速率方程，传质分系数和总系数的关系；传质推动力与传质系数的关系 传质速率的工程处理方法；溶解度对两相传质阻力分配的阻碍。吸取过程数学描述低浓度气体吸取的假定；物料衡算、传质速率吸取过程数学描述方法；HOG,NOG的分解变量分离法；运算NOG的对数平均推动力法和吸取因数法；物料衡算及操作线的含义。吸取过程设计吸取过程设计中参数的选择，指定分离要求下的最小液气比
6、；返混及其对过 程的阻碍。吸取操作操作型咨询题的命题和解法，阻碍吸取结果的操作因素分析。化学吸取 化学反应对吸取相平稳的阻碍；化学反应对吸取速率的阻碍，增强因子。第九章精馏概述典型工艺过程中的精馅操作，蒸馅操作的目的、原理及实施方法，蒸馅操作的经济性。 双组分溶液的汽液相平稳相律的应用；理想溶液的汽液相平稳及泡、露点运算；相对挥发 度；非理想物系的活度系数运算（范拉方程，马古斯方程）；平稳蒸馅与简单蒸馅。精馅用传质观点分析精馅原理；精馅过程数学描述 元过程法；恒摩尔流的简化假设， 理论板和板效率工程简化处理方法；加料板上的过程分析；操纵体物料衡算和操作线方程。双组分精馅的设计型运算精馅设计型运
7、算的命题；理论板数的逐板运算法；用图解法分析 精馅过程的方法；全回流和最少理论板数，最小回流比;加料热状态和回流比的选择；双组 分精馅过程的其它类型。双组分精馅的操作型咨询题讨论精馅操作型咨询题的命题；分离能力和物料衡算对精馅操 作的制约和调剂；灵敏板的概念。间歇精馅间歇精馅过程的特点及应用场合。恒沸精馅与萃取精馅的差不多概念。多组分精馅基础流程方案的选择；泡露点运算；关键组分和物料衡算（清晰分割法、全回流近似法）；最小回流比及塔板数捷算法。第十章气液传质设备气液传质过程对塔设备的要求。板式塔板上的气液接触状态；塔内非理想流淌及其改善；漏液、液泛及有效操作范畴（负荷 性能图）；常用塔板型式及其
8、要紧特性；筛板塔的运算方法及结构参数的调整；板式塔的效 率。填料塔常用填料及其特性（比表面、间隙率、填料因子等）；气液两相在填料塔内的流淌、 压降、最小喷淋密度和液泛现象；塔径运算方法；填料塔内的传质（传质系数和HETP）。第十一章液液萃取概述液液萃取的工业实例；萃取的目的、原理和实施方法。相平稳三角形相图；物料衡算与杠杆定律；部分互溶物系的相平稳；分配系数与选择性系 数。萃取过程的运算单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取的解析运算方法；完全不互溶物 系萃取操作的运算。萃取设备常用萃取设备的工作原理。超临界萃取和液膜萃取超临界萃取的原理、实施方法及工业实例；液膜萃取的原理、实施 方法及应用实例
9、。第十二章其它传质分离方法结晶结晶原理；晶习；溶解度曲线；形成过饱和度的方法；结晶速率及阻碍因素；物料衡 算和热量衡算；结晶设备。吸附吸附原理；常用吸附剂；吸附相平稳；吸附机理及吸附速率；固定床吸附过程分析和 床高运算；吸附设备。膜分离 反渗透原理及工业应用；超滤原理及工业应用；电渗析原理及工业应用；气体膜分 离原理；膜分离设备。第十三章热质同时传递的过程热、质同时传递过程的工业实例；热、质同时传递过程的要紧特点；过程的极限湿球温度与绝热饱和温度。第十四章固体干燥概述化工产品干燥实例；固体干燥的目的、原理及实施方法。干燥静力学湿空气的状态参数及其运算；I-H图及其应用；水分在气固两相间的平稳。
10、干燥动力学恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。干燥过程运算间歇干燥过程的干燥时刻；连续干燥过程的特点，物料衡算，热量衡算及热 效率。常用干燥设备选型原则；常用干燥设备的要紧组成部分及特性。三、授课内容学时分配四、外语学习和运算机辅助教学的要求课程教学中表达外语学习不断线的要求：课堂教学中，讲课提纲和要紧专业名词提倡以外文书写，以增加学生专业外语词汇量。对多学时化工工程和工艺类专业和试点班学生鼓舞采纳部分原版教材，将化工原理与专 业外语教学结合起来。在课堂中用中文和英文相交替的方式讲授，指导学生阅读和明白得原 版教材。由于阅读和翻译的材料即是教材，提高了学生阅读爱好和学习积极性，改善了学习
11、 成效。关于运算机辅助教学的要求：1. 化工原理教学要尽量使用多媒体教室，采纳多媒体电子教案，使用投影、模型、录像 片、CAI软件进行化工原理理论教学。2. 在课堂教学中注意引用运算框图讲授设计步骤，以培养学生运用程序设计方法的能 力。五、课程作业、考核和记分1. 本课程作业量大而且贯穿课堂教学的全过程，课内外学时比为1： 2,其中用于完成 作业的时刻约占70-80%课余学时，每次课后，教师应依照当堂课的内容和要求学生把握的 深度广度布置一定类型和一定量的课外作业，平均每次课外作业量为2-4题。2. 对学生的要求是：按时完成作业，不得抄袭，要按一定格式书写，应做在装订成册的 作业本上。关于与流
12、程和设备有关的习题，应在作业本上画出流程和设备示意图，对读数精 度要求较高的图线应画在正规的方格纸上。一样每周至少交一次，不得迟交。3. 对教师批改作业的要求是：每次作业应全部批改，并即使发给学生。批改是应指明错 误之处，并要求学生订正。在每次批改后应对学生讲解作业中的典型错误，作业应记成绩。 可按五级记分。4. 本课程分两个学期教学，每学期期末按教学打算要求进行考试，一样都以笔试形式进 行。5. 考核方式:教考分离，统一考试，以期末考试成绩作为学生的课程成绩。第二部分：化工原理设计教学手册课程：化工原理课程设计英文译名：Principles of Chemical Engineering课程
13、性质：技术基础课，必修适应专业与年级：化学工程、应化、制药、材化、生化、轻化工和类似专业开课教研组：化工原理教研组学分：1-2学时：1-2周先修课程：化工原理、高等数学、物理、物理化学、运算技术教材：化工原理课程设计，本院自编化工原理课程设计CAD课件，本院自编一、本课程设计的地位、作用和任务：化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课 程所学知识，完成以某一单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，应培养学生的独立工作能力，培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃认确实工作作风。二、教学差不多要求：通过课程设计应使学生在下列几个方面能力上得到较好的培养和训
14、练：1. 查阅资料，使用有关手册、图表和收集合适的数据及正确选用运算公式的能力；2. 正确选择设计参数，具有从技术上可行和经济上合理两方面分析咨询题的工程观点和能 力；3. 正确、迅速地进行要紧设备及某些辅助设备运算的能力；4. 把握化工设计的差不多程序和方法，具有用简洁的文字和适当的图表来表达自己设计思 想的能力。三、教学差不多内容：1. 设计方案的选定对给定或选定的工艺流程、要紧设备的型式进行简要的论述；2. 工艺设计选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺运算并绘制相应的工艺流程图，标出 物流量及要紧测量点；3. 设备设计设备的结构设计和工艺尺寸的设计运算，并绘制设备的工艺条件图
15、。图面应包括设备的要紧 工艺尺寸、技术特性和接管表；4. 辅助设备选型典型辅助设备要紧工艺尺寸的运算，设备规格、型号的选定；5. 设计讲明书的编写设计讲明书的内容应包括：设计任务书；名目；设计方案简介；工艺运算及要紧设备设计; 工艺流程图和要紧设备的工艺条件图；辅助设备的运算和选型；设计结果汇总；设计评述; 参考文献。6. 带操纵点的工艺流程图的绘制，塔板布置图的绘制。四、设计项目及要紧内容：列管换热器的设计(一) 、设计内容1依照生产任务的要求确定设计方案(1) 换热器类型的选择(2) 换热器内流体流入空间的选择2 化工运算(1) 传热面积的运算(2) 管数、管程数及管子排列，管间距的确定(3) 壳体直径及壳体厚度的确定3换热器尺寸的确定及有关构件的选择4换热器流体阻力的运算及其输送机械的选择5绘制流程图及换热器的装配图6 编写讲明书(二) 、设计要求：1在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。2在化工运算时要求把握传热的差不多理论，有关公式，要明白查哪些资料，如何样使用算 图以及如何样选择体会公式，并进行优化设计。3要求依照国家有关标准来选择换热器的构
