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1、化工原理课程教学大纲一、说明部分1课程性质化工原理是化学工程专业的一门重要的专业基础课，它的内容是讲述化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。化工单元操作是组成各种化工生产过程、完成一定加工目的的基本过程，其特点是化工生产过程中以物理为主的操作过程，包括流体流动过程、传热过程和传质过程。2课程教学目的及意义本课程的研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调理论和实际相结合，提高分析和解决工程实际问题的能力。主要任务是培养学生具有运用基础理论，分析和解决化工生产中各种实际问题的能力。1.掌握各单元操作的基本原理，并具有一定的“过程与设备”的选择能力。2.
2、掌握各单元操作的基本计算方法，包括过程计算和设备的设计计算或选型计算。3.根据生产上不同要求，能进行操作和调节，在操作发生故障时，能够寻找生产故障的原因并具有一定的排除故障的能力。4.了解过程强化的方向及改进设备的途径。3教学内容及教学要求3.1教学基本要求：1.课堂教学：通过课堂教学，学生应掌握流体流动、传热和传质的基础理论、主要单元操作的基本原理和典型设备的工艺计算。2.实验教学：通过实验教学，学生应能巩固和加深对课堂教学内容的理解并得到化工实验技能的基本训练。3.课程设计：是综合应用本门课堂和有关先修课程所学知识，完成以单元为主的一次设计实践。通过设计，使学生掌握化工设计的基本程序和方法
3、，并在查阅技术资料、计算机编程、选用公式、数据，用简捷文字、图表表达设计结果及制图能力方面得到一次基本训练。在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。32教学内容3.2.1理论课教学内容 106学时绪论要求:介绍化工原理课程所涉及的内容及其特点以及与后述课程的关系,尤其强调该课程研究方法与基础课程的不同点,突出工程观,强化其工程研究方法,使学生从思想上，思维方式处理、分析问题的能力上，有一新的起点，新的认识。第一章、流体流动要求：1、要求学生能明确各个基本概念，对连续流动过程中各个系统能进行物料、热量衡算；2、流体在流动过程中的机械能消耗，了解压力和流量的测定原
4、理。3、了解因次分析法的过程。内容：1、密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法，流体静止的基本方程；U型管压差计、毕托管、液位计、液封、流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；2、粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、边界层分离。3、直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。4、简单管路计算，复杂管路计算，各流量计的结构及测定原理。重点：连续性方程，柏努里方程，流动型态，边界层概念，因次分析法，阻力损失计算通式。难点：机械能的守恒和转换；边界层分离。第二章、流体输送要求：要求学生了解离心泵的操作原理，构造，工作曲线，安装高度。内容：1、离心泵构造和操作
5、原理，离心泵的特性曲线及其应用；2、离心泵的工作点与流量调节，离心泵的安装高度，气蚀余量，允许吸上真空度。3.鼓风机，压缩机，通风机，真空泵重点：离心泵操作原理，离心泵的特性和选用难点：离心泵的基本方程；离心泵的安装高度。第三章：机械分离要求：1、要求学生能明确气固混合物，液固混合物的各种分离方法和分离原理。2、了解主要分离设备的结构，分离原理及有关计算。内容：1、筛分原理，筛的规格，重力沉降速度，降尘室，悬浮液的沉聚过程，沉降槽构造。2、离心分离原理，离心沉降速度、旋风分离器、旋液分离器、离心机。3、过滤速度、过滤方程、板框过滤机、真空过滤机重点：沉降速度的概念和计算；过滤理论和恒压过滤计算
6、；固体的流态化和不正常的流态化现象。难点：过滤速率方程及其应用。第四章 传热要求：1、明确传热的基本方式，掌握付立叶定律，间壁两侧热量的传递，辐射传热；2、掌握付立叶定律，掌握传热中各项指标的计算。3、要求学生了解各种换热器的构造和特点内容：1、传热的三种方式，付立叶定律，导热系数，平壁的稳定热传导，圆筒壁的稳定热抟导。2、间壁两侧流体热交换过程分析，总传热系数，热量衡算式，传热速率方程间的关系，平均温度差的计算，壁温的计算。3、对流、对流传热系数，影响对流传热系数的因素，因次分析在对流传热中的应用。4、辐射传热的基本概念及计算。5、夹套式换热器，蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器、板式
7、换热器、螺旋式换热器，换热器强化途径。重点：1. 付立叶定律，圆筒壁的稳定热传导。 2. 对流传热和对流传热膜系数；传热速率方程；列管换热器的结构特点和设计方法；各类换热器的特点和选用。难点：对流传热的概念；对流传热膜系数的研究方法；传热速率方程和热量恒算式之间的关系；列管换热器的设计方法。第五章 传质过程导论要求：了解传质理论及传质速度计算内容：1.分子扩散与菲克定律，单向扩散，等摩尔反向扩散； 2. 质量传递，热量传递，动量传递。第六章 吸收要求：1、要求学生了解吸收在工业生产中的应用，掌握吸收的原理和影响因素；2、熟练进行吸收操作的各项计算。内容：1、吸收流程，气体在液体中的溶解度，平衡
8、分压，享利定律。2、物料衡算，传质单元，传质单元高度，传质单元数，理论塔板数，实际塔板数，传质总系数，气膜控制，液膜控制；3.最小液气比，吸收操作线方程。重点：组成表示法和换算；气体在液体中的溶解度；吸收速率方程；吸收塔计算。难点：分子扩散和对流扩散；吸收速率方程；总传质系数和传质分系数的关系。第七章 蒸馏要求：1、要求学生掌握蒸馏方法原理和影响因素；2、掌握精馏段、提馏段，进料处的操作线方程；3、熟练进行精馏过程的计算。内容：1、气-液平衡，理想溶液、拉乌尔定律，道尔顿定律，简单蒸馏、间歇蒸馏、平衡蒸馏、平衡级、精馏；2、精馏塔的物料衡算，挥发度；相对挥发度，精馏段，提馏段，进料口的操作线方
9、程。3、理论塔板数、实际塔板数，塔板效率，回流比，最小回流比，填料层高度，逐板计算法，图解法，提算法。重点：1. 精馏塔的各项计算 2. 理论塔板数的计算难点：精馏原理第八章 气-液传质设备内容：板式塔结构类型及特点，板式塔的水力学性能，板效率，填料塔，填料分类及结构，填料塔的水力学性能，板式塔与填料塔的设计计算。重点：板式塔和填料塔的流体力学性能，操作极限和设计方法。难点：板式塔和填料塔的操作极限第九章 干燥要求：1、要求学生了解干燥原理，干燥器的构造2、掌握干燥器的物料衡算和能量衡算内容：1、湿度、湿空气的性质，湿度图2、空气干燥器的操作原理，物料衡算，能量衡算，图解法。3.干燥速度，干燥
10、时间及它们的计算。4.各种类型干燥器的特点及作用。重点：湿空气的性质；t-H图及其应用；物料衡算和热量衡算；恒定干燥条件下的干燥速度和干燥时间计算；干燥机理分析。难点：绝热饱和温度和湿球温度；降速干燥阶段的干燥机理。3.2.2实验课教学内容40学时实验1 流体流动阻力的测定 4学时了解流体流动阻力的测定方法，测定流体流过直管、管件摩擦阻力，确定阻力系数与雷诺数的关系。实验2、离心泵特性曲线测定 4学时了解离心的构造的操作原理，了解气浮现象，测定单级离心泵在一定的转速下的特性曲线，测定泵单级离心泵出口阀门开度一定时的管路特性曲线。实验3 过滤实验 4学时实验4 传热实验 学时掌握传热系数的测定，
11、了解换热器结构及其使用方法实验5 精馏实验了解精馏塔的操作，测定板式塔的单板效率和全塔效率 8学时实验6 填料塔流体力学特性实验 8学时观察填料塔精馏内气液两相流动情况，测定干填料及不同液体喷淋密度下的填料的阻力降与空塔速度的关系曲线。实验7 填料塔精馏实验 8学时观察填料塔精馏内气液两相流动现象，了解回流比对精馏操作的影响，了解阿贝折射仪和气相色谱测定混合物组成的方法。3.2.3课程设计教学内容（周 ） （1）接受设计任务。熟悉与设计有关的图书、资料、手册。（2）工艺设计A.选择工艺流程： 确定进、出主体设备各种物料的方式和状态。流程中设备的位置和关系。B.工艺计算： 物料衡算确定各物料的流
12、率，热量衡算确定加热介质，冷却介质的消耗。通过综合经济核算确定适宜的操作参数，计算中应尽可能让学生通过编程求取最优工艺条件（3）主体设备设计 选择合适的设备型式，计算设备的主要工艺尺寸。有条件的可让学生使用“化工原理课程设计CAD课件”进行设备优化设计，以提高设计的效率和强度。（4）附属设备设计和选用 选择合适的设备型式，计算设备主要工艺尺寸，选择设备规格和型号（5）编写设计说明书4本课程与其它课程的联系化工原理是化学化工类专业学生的主干课程，它是在学生学完高等数学、物理、化学、算法语言等数理基础课的基础上，综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工生产中各种物理过程（或单元操作）问题
13、的工程学科，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。5总学时数理论课教学 106学时实验课教学 40学时课程设计 3周总学时数 146学时 6教材及主要参考书教材： 化工原理 （上下册）谭天恩等编 化学工业出版社（第二版） 参考教材：化工原理 （上下册） 姚玉英等编 天津科学技术出版社 2002 5化工原理 （上下册） 蒋维钧等编 清华大学出版社 1992 12 化工原理 （上下册） 陈敏恒等编 高等教育出版社二、正文部分课程内容与要求绪论1、教学内容及要求了解本课程的性质、任务、研究对象和研究方法。本课程与本专业其他有关课程的关系。理解物理量的因次、单位与单位换算：单位制与因次的概念。几
14、种主要单位制(S1.COS制，MKS工程制及FPS工程单位制)及我国的法定计量单位。单位换算的基本方法。掌握物料衡算和能量衡算2教学重点和难点重点：物理量的因次、单位与单位换算、物料衡算和能量衡算 难点：单位换算、物料衡算和能量衡算3教学方法及教学手段 多媒体教学，课件与板书结合4章学时数 （4学时） 5复习、思考题第一章 流体流动1、教学内容及要求1理解流体的主要物性数据求取及不同单位之间的换算。2了解流体流动的连续性、稳定性和两种流动类型及判别。3掌握流体力学方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用。4掌握流体在管道中流动中流动阻力的计算方法，流体适宜流速的选择及管道直径的确定。5了解管道的构成，管件，阀门的作用及简单管路和复杂管路的计算要求。6掌握管路中流体的压力、流速和流量的测定原理及方法。皮托管、孔板流量计和转子流量计的测量原理，简单结构和性能。主要知识要点：1 流体的性质，连续介质的假定。密度、重度、比重、比容、牛顿粘性定律与黏
