化工原理Ⅰ课程教学大纲

1、化工原理课程教学大纲（Principles of Chemical Engineering I）一、课程概况课程代码：2501007学 分：3.0学 时：48先修课程：高等数学、大学物理、大学化学、物理化学等。适用专业：化学工程与工艺 教 材：化工原理，王志魁，化学工业出版社，2019课程归口：化工与材料学院课程团队：刘宝亮、曹桂萍、董爽、蒋夫花课程的性质与任务：化学工业是将自然界的各种物质，经过化学和物理方法处理，制造成生产资料和生活资料的工业。一种产品的生产过程中，从原料到成品往往需要几个或几十个加工过程。化工原理是化工各专业学生必修的一门基础技术课程，其主要任务是培养学生运用基础理论分析

2、和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力。化工原理的主要任务就是介绍流体流动、传热、传质的基本原理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算及选型。将化工原理单元操作分析的方法与工程实践相结合，培养学生具有辩证思维能力，树立理论联系实际的科学观，为学生毕业后从事相关工作打下良好的基础。二、课程目标及对毕业要求观测点的支撑序号课程目标支撑毕业要求观测点毕业要求1目标1：能够运用数学、物理和物化知识表达单元操作的问题，掌握流体流动、非均相物系分离和传热过程的数学模型，利用单元操作的模型推演和分析复杂化工过程中的相关单元操作，根据推演和分析的结果进行复杂化工过程中相关单元过程的工艺设计、设备选型

3、以及操作分析。观测点1.2：掌握化学和化工基础知识毕业要求1工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决化学工程与工艺领域复杂工程问题。2目标2：能运用化工原理的基本知识分析、识别和判断化工过程问题中流体流动、非均相物系分离和传热过程的关键环节和影响因素，并增强工程观点，在此基础上去分析与解决传热和动量传递方面的工程实际问题。观测点2.1：能够识别和判断复杂化学工程问题的关键环节和参数。毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析化学工程与工艺领域复杂工程问题，以获得有效结论。三、教学内容及要求序号教学内容思政元素预期学习成果教学

4、学时教学方式支撑课程目标1绪论：化工过程：概念；单元操作：分类和内容；化工原理课程的两条主线：传递过程和研究方法论重点和难点：介绍化工原理课程的性质、内容及任务，单元操作在生产中的重要性及普遍性。首先，立足单元操作基本知识，加强对单元操作的原理、过程分析和实际工程应用案例的掌握和认识，夯实进一步学习相关专业课程的基础，在此过程中融入家国情怀、理想塑造等德育元素。 其次，能综合利用数学、物理等学科知识，分析并研究单元操作及其设备的计算、设计、操作、优化及过程强化，厚植工程伦理、意志品格、职业素养、耐挫能力、饱满人格等德育元素。 第三，让学习者充分领悟化工原理的科学思维和科学研究方法。通过知识的获

5、取，强化归纳和演绎推理等能力的培养，并掌握量纲分析法、数学模型法、分解与综合法等科学研究方法，融入逻辑思辨、创新精神的德育元素。了解化工过程的基本概念掌握单元操作的分类方法和主要内容理解动量、热量和物质传递这三种传递过程，了解两种研究方法论：实验研究方法和数学模型法。2讲授/讨论等目标1目标22流体流动：概述：考察方法、作用力、机械能；流体静力学：静压强在空间的分布、压强能与位能、测量方法；流体流动中的守恒原理：质量守恒、机械能守恒、动量守恒；流体流动的内部结构：流动类型、湍流的基本特征、圆管内流动的数学描述；阻力损失：层流和湍流时直管阻力计算、局部阻力分类和计算；流体输送管路的计算：阻力对流

6、动的影响、简单和复杂管路计算；流速和流量的测定：测速管、孔板与文丘里流量计和转子流量重点和难点：能量守衡控制体的选取因次分析方法边界层概念等我国华东理工大学顾毓珍先生早年曾在美国 MIT 深入研究上述经验方程关系，得到著名的顾毓珍公式，后顾先生获博士学位，学成后回国报效国家，这个典型，可用作爱国主义、理想信念和科学精神教育的德育元素。流体流动章节的静力学方程和动力学方程(机械能守恒方程)，可以抽提出“运动的绝对性和静止的相对性”哲学元素。了解流体流动的考察方法、作用力分类和机械能种类；理解流体静力学中静压强的分布规律、压强能和位能的物理意义，了解静压强的测量方法；理解流体流动中的三种守恒原理，

7、熟练掌握伯努利方程的推导及应用；掌握流体流动类型的分类、基本特征和圆管内不同流动状态的数学描述；熟练掌握层流和湍流时直管阻力计算方法，了解局部阻力一般性分类和计算方法；理解阻力对流动的影响规律、熟练掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法；掌握几种流量计的测量原理和使用条件。14讲授/讨论/实例教学等目标1目标23流体输送机械：离心泵：工作原理、特性曲线、流量调节方法、安装高度、类型与选用；往复泵：作用原理和类型、流量调节；其他化工用泵：非正位移泵、正位移泵；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、离心泵重点和难点：离心泵工作原理与气缚现象、气蚀现象与离心泵的安装高度等。在爱国主义、理想信念、使命

8、感和科学精神等育德教学上具有极强的感召力。理解离心泵的工作原理，熟练掌握离心泵的特性曲线、安装高度的计算，了解离心泵基本类型与选用标准理解往复泵的工作原理，了解往复泵的分类，掌握往复泵的流量调节方法了解非正位移泵和正位移泵的差异及选用掌握几种气体输送机械的的工作原理、特点及主要性能参数。8讲授/讨论/实例教学等目标1目标24沉降与过滤：重力沉降的基本计算及降尘室的构造、操作和计算；离心沉降的基本计算及旋风分离器的构造；过滤：原理、设备、过滤过程的计算重点和难点： 重力沉降速度、降尘室的计算、过滤基本方程式推导过滤常数的测定等沉降等单元操作过程，涉及环保、健康和安全以及法律规范等育德元素，藉这些

9、教学内容渗透环保、健康、安全和法律等化工过程的理念，结合化工过程废弃物排放的严格规范和法律法规，达到培养学生环保、安全和法律道德意识的培养。掌握重力沉降的原理及降尘室的设计计算了解离心沉降的原理及旋风分离器的构造和选型理解过滤的基本概念、原理，熟练掌握过滤过程的计算，了解过滤设备的结构和特点。8讲授/讨论/实例教学等目标1目标25传热：热传导：傅里叶定律、平壁、圆筒壁和多层壁的定态导热过程对流给热：过程分析、数学描述有相变时的给热：沸腾给热、冷凝给热热辐射：固体辐射、气体辐射传热过程的计算：传热速率方程式、传热量、平均温度差、总传热系数的计换热器：间壁式、管壳式重点和难点：对流传热机理分析；牛

10、顿冷却定律；对流传热系数及其主要影响因素传热单元操作设备发展史和科学家传记等素材，教学过程对学生可以进行隐性渗透式的理想信念、使命感和科学精神等思政教育。科学家传记以普朗特为例。他在大学任教长达 45 年，培养了不少杰出科学家，如冯卡门、布劳修斯、许利庆格等都是他的高足。普朗特在边界层 理论以及机翼理论方面起到了决定性的推进作用，并且他的研究成果成为气体力学的基本资料。了解三种传热基本方式的基本定律和计算方法；重点掌握对流给热和传热过程计算；了解换热器的类型， 掌握管壳式换热器的设计及选用。16讲授/讨论/实例教学等目标1目标2四、课程实施（一）教学方法与教学手段1.把握主线，引导学生掌握重要

11、的化工原理概念、基本定律和基本公式，熟悉处理各种化工工程问题的方法，并学会灵活运用所学知识处理实际化工生产过程中所遇到问题及实验数据的归纳和分析方法，教学内容的选取，包括流体流动、流体输送机械、沉降与过滤和传热，使学生了解化工单元操作概貌。2.采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。3.采用案例式教学，引进化工生产和设计过程中的实际案例，使学生不但解决课本上的问题而且能够通过在实际操作训练的基础上，能对化工原理知识有较为系统的概括了解。（二）课程实施与保障主要教学环节质量要求1备课（1）掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进

12、行课程教学内容的组织。（2）熟悉教材各章节，借助专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划，编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、教法设计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面。（3）根据各部分教学内容，构思授课思路、技巧，选择合适的教学方法。2讲授（1）要点准确、推理正确、条理清晰、重点突出，能够理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。（2）采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、多媒体示范教学等），注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。（3）能够采用现代信息技术辅助教学。（4）表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的

13、过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：（1）按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。（2）书写规范、清晰。（3）解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：（1）学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。（2）教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。（3）学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课外答疑为了解学生的学习情况，帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，任课教师需每周安排一定时间进行课外答疑与辅导。5成绩考核本课程考核的方式为闭卷笔试

14、。考试采取教考分离，监考由学院统一安排。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：（1）缺交作业次数达1/3以上者。（2）缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。（3）课程目标小于0.6。五、考核方式（一）课程考核包括期末考试、平时及作业情况考核，期末考试采用闭卷笔试。（二）课程成绩=平时成绩10%+作业成绩20%+单元测试20%+期末考试成绩50%。具体内容和比例如表所示。考核环节成绩比例考核内容与评价细则支撑目标目标1目标2平时成绩10%按时完成网络课堂教学视频观看，并完成学习笔记，通过学习笔记的工整、全面、重点是否突出等情况并百分制打分。5%5%作业成绩20%每章节对应有思考题和习题，考核学

15、生对每节课知识点的复习、理解和掌握度。对每次作业完成情况做记录并百分制打分。10%10%单元测试20% 在每章结束之后进行测验，考察学生对每个教学单元的掌握情况，以百分制打分。10%10%期末试卷50% 题型考核内容及相应试题选择题主要考核流体流动、流体输送机械、沉降与过滤和传热的基本概念和定律。15%填空题主要考核流体流动、流体输送机械、沉降与过滤和传热的基本概念和定律。10%计算题主要考核流体流动、流体输送机械、沉降与过滤和传热定律的应用计算。25%合 计100%50%50%备注：1. 课程目标达成度计算方法如下：2. 作业包括课后习题、思考题、单元测试、笔记、网络课堂学习等。六、有关说明（一）持续改进本