化工基础及实验教学大纲

化工基础及实验教学大纲课程编号：095024,095025课程名称：化工基础及实验学时/学分：(64+48)/(4+3)适用专业：化学先修课程：高等数学，普通物理，物理化学开设系或教研室：化学化工系一、课程的性质与任务1．课程性质：化学工程基础是工程技术的一个分支，是一门探讨化工生产过程的基本规律、并应用这些规律解决生产实际问题的专业基础学科。2．课程任务：使学生理解化学工程规律在化工生产中的应用，获得化工计算及设计的基础训练，培养学生分析和解决有关化工操作中各种问题的能力，以便在化工生产、科研和设计工作中达到强化生产过程、提高产品质量、提高设备生产能力和效率、降低设备投资及产品成本、节能、防止污染及加速新技术开发等方面的目的。二、课程教学基本要求化学工程基础是理论性和实践性都很强的学科，课堂教学采用多媒体方式，尽量系统而清晰地讲授重要单元操作的基本原理、典型设备及计算方法，同时配合一定的教学模型、实验等，做到理论联系实际，使学生将掌握的知识向实践能力转化；培养化学专业的学生用工程技术的观点和方法研究应用科学、尤其是科技开发中出现的问题。本课程课堂教学54学时，习题讨论课10学时，实验教学48学时，闭卷考试。考核方式为：总成绩=期末考试（90%）+平时成绩（10%）三、课程教学内容（一）化学工业与化学工程1．化学工业的发展趋势、特点及分类；2.化工生产工艺及流程；※3.实验室研究和工业生产的差别。（二）流体流动与输送1.密度、压强、流量和流速、粘度、动量传递、流动边界层等基本概念；2.流体静力学方程式、流体动力学方程及其在化工生产中的应用，简单管路的计算；※3.流体输送设备的原理及结构；4.量纲分析方法。（三）传热过程

1.付立叶定律、单层和多层平壁及圆筒壁的定常态热传导；※2.牛顿冷却定律、有效膜的概念、量纲分析法求传热膜系数α；3.热交换计算、传热系数、传热平均温度差；※4.辐射传热的基本知识；5.常见和新型间壁式热交换器，红外和微波加热技术。（四）传质过程

1.分子扩散；2.双膜理论。※（五）精馏

1.气液平衡相图，气液平衡线方程；2.精馏原理和流程；精馏段、提馏段及全塔物料衡算；加料板的物料衡算和热量衡算；逐板计算法、图解法和简捷法求理论塔板数；最小回流比和适宜回流比；塔板效率；※3.间歇精馏、多组分精馏，共沸精馏和萃取精馏；4.填料塔、泡罩塔、筛板塔和浮阀塔。（六）吸收1.气体在液体中溶解度、亨利定律、相平衡与吸收和解吸的关系；双膜理论、相间传质速率方程、总传质系数与分传质系数；※2.吸收过程机理；吸收速率方程式；3.填料吸收塔的计算：吸收剂用量和填料层高度的计算；※4.填料塔及其流体力学性能和设计要点。（七）新型分离技术

1.反渗透，超滤，电渗析，气体膜分离，液膜分离。

2.超临界萃取，反应精馏，反应萃取，变压吸附。（八）化学反应工程学基本原理

1.反应进度，转化率，收率和选择性2.气相反应的膨胀因子，总物质的量发生变化的气相反应速率方程。※3.停留时间分布函数的概念，停留时间分布函数的测定，停留时间分布函数的数字特征，几种流动模型的停留时间分布函数。※（九）均相反应过程

1.间歇操作反应器计算，连续操作管式反应器计算，连续釜式反应器计算，混合状态对反应转化率的影响，多釜串联反应器的计算。※2.简单反应过程优化，平行反应、串联反应过程优化。（十）气—固相催化反应过程

1.表面反应动力学模型，外、内扩散的影响。

2.绝热反应器，换热反应器，绝热反应器计算。流化床反应器。※

3.最佳温度和平衡温度，最佳温度分布的实施。※

4.生热曲线，去热曲线，反应器热稳定性判据，工业生产上保证热稳定性的措施。（十一）生化反应器1.生物和酶催化反应的特点，酶的分类和用途；2.酶催化反应动力学，影响酶催化反应的因素，生物反应动力学；※3.生化反应器类型，生化反应器计算。四、学时分配表章节主要内容课时备注（一）化学工业与化学工程2（二）流体流动与输送10（三）传热过程6（四）传质过程2（五）精馏8（六）吸收6（七）新型分离技术6（八）化学反应工程学基本原理8（九）均相反应过程4（十）气固相催化反应过程6（十一）生化反应器6合计64五、教材及参考书教材：《化学工程基础》．武汉大学．高等教育出版社，2005教学参考书：1.《化工原理》(上、下册)．陈敏恒．第二版．化学工业出版社，19992.《化工原理》(上、下册)．谭天恩.第二版.化学工业出版社，19983．《化学工程基础学习指导》.杨国泰，杨继红.化学工业出版社，20034.《化学工程基础》．北京大学