《化工原理》Ⅱ教学大纲

《化工原理》Ⅱ教学大纲

PrinciplesofChemicalEngineering

Ⅱ一、课程基本信息学

时：88

上册48

下册40学

分：5.5考核方式：闭卷考试。本课程总评成绩构成：考试卷面成绩占70%，平时成绩占30%。中文简介：化工原理课程是我校化学工程与工艺专业的一门必修课，是综合性技术学科的一个基础组成部分，是学习后继专业课的基础。通过这门课的学习，学生应掌握常见单元操作的基本原理及典型化工单元设备的结构、造型、及工艺尺寸的计算，逐步培养学生的工程观念，提高学生处理工程问题的能力。二、

教学目的与要求化工原理课程属化学工程技术科学学科，是化工类及相近专业必修的一门化工基础技术课程。本课程的主要任务是用自然科学方法考察、解释和处理化工生产中单元操作的基本原理、典型设备及其计算（包括选型）方法，以培养学生分析和解决有关工程实际问题的能力。本课程强调工程观点、定量计算和工程设计（研究）能力的训练，强调处理工程问题的方法论，强调理论与实践的结合，除了为后续课程的学习打下必要的工程知识基础外，对培养学生具有正确的方法论和辨证唯物主义观点也有重要的作用。

三、教学方法与手段

讲授、课堂讨论。四、

教学内容及目标

教学内容教学目标学时分配

上册48绪论21.

课程的性质、研究对象、任务与基本内容理解0.52.

课程的特点及学习方法；因次、单位制和单位换算了解0.53.

物料衡算与能量衡算方法掌握1第一章

流体流动141．流体密度、压力表示方法、流体静力学方程推导、流体静力学方程的应用。掌握22．流体流动基本概念、质量衡算-连续性方程、机械能衡算方程推导与应用掌握33．流动形态的基本概念、管内流动的分析、边界层与边界层分离了解14．沿程损失的计算通式及其用于层流、量纲分析法、湍流的摩擦系数、非圆形管内的沿程损失、局部损失、管内流动总阻力损失的计算掌握35．简单管路特点与计算、复杂管路特点与计算掌握36．变压头的流量计与变截面流量计结构、工作原理与使用掌握2重点与难点:

重点是流体静力学方程式、连续性方程式、柏努利方程式和机械能衡算的内容及其应用难点是管路阻力的计算、机械能衡算式理解和应用衡量学习是否达到目标的标准；能用静力学方程进行测压元件的计算，能用机械能衡算关系式进行测流元件计算与管路阻力损失计算。能独立完成课后习题第二章流体输送设备61．离心泵的操作原理与构造、离心泵的理论压头与实际压头、离心泵的主要性能参数、离心泵的特性曲线及其应用、离心泵的工作点与流量调节、离心泵的安装高度、离心泵的类型、选用、安装与操作。掌握42．往复泵、旋转泵、计量泵、旋涡泵了解13．通风机、鼓风机、压缩机和真空泵了解1重点与难点:

重点是离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线与管路特性曲线的应用。难点：管路计算衡量学习是否达到目标的标准；能正确使用离心泵，能结合离心泵特性曲线与管路特性曲线进行流体管路输送的计算。能独立完成课后习题第三章非均相物系的分离81．颗粒的特性、颗粒群的特性、筛分了解12．重力沉降原理、重力沉降分离设备、离心沉降原理、离心沉降分离设备掌握23．滤饼过滤、过滤介质、过滤设备、过滤基本理论、衡压过滤方程、过滤常数测定、滤饼洗涤、过滤机生产能力。掌握44．流化床形态、流化床主要特性、起始流化速度、带出速度理解1重点与难点:

重点是离心沉降速度、沉降室的计算，过滤计算难点是过滤基本方程式推导衡量学习是否达到目标的标准；能计算沉降速度，会沉降室、恒压板框过滤机的计算。能独立完成课后习题第四章

传热121．传热在工业生产中的应用、传热的三种基本方式、传热速率与热阻。理解12．傅里叶定律、热传导、平壁的稳定热传导、圆筒壁的稳定热传导。掌握23．两流体通过间壁传热分析、传热速率与传热系数、传热温差与热量衡算、平均温差、传热效率与传热单元数法、壁温计算。掌握44．给热系数的影响因素和数值范围、给热系数与量纲分析、流体作强制对流的给热系数、流体作自然对流的给热系数、蒸汽冷凝时的给热系数、液体沸腾时的给热系数。了解25．物体的发射能力与斯蒂芬-波尔茨曼定律、克希夫定律、两固体间的相互辐射理解26．换热器的类型和特征；列管式换热器的基本型式和设计计算；强化传热过程的途径了解1重点与难点:

重点是热传导、热对流计算，换热器的计算难点是换热器的计算、给热系数计算衡量学习是否达到目标的标准；能对套管式换热器、列管式换热器进行设计计算与操作定性分析；能独立完成课后习题第五章蒸发61．蒸发基本流程、单效蒸发物料衡算与热量衡算、传热面积计算、温差损失、沸点升高与杜林规则22．多效蒸发流程、蒸发器的生产能力、生产强度与效率、多效蒸发的计算、提高经济程度的措施23．蒸发器的结构与特点、蒸发器辅助设备、蒸发器生产强度2重点与难点；单效蒸发的物料衡算、热量衡算、传热面积计算衡量学习是否达到目标的标准；能进行单效蒸发的计算，能独立完成课后习题下册40第六章吸收121．相组成表示、传质速率、分子扩散与菲克定律；气相中的稳定分子扩散--等分子反向扩散和一组分通过另一停滞组分的扩散；液相中的稳定分子扩散；扩散系数。掌握22．吸收操作的依据、分类和流程。吸收过程的相平衡；亨利定律；相平衡曲线；吸收剂的选择；双膜理论。界面浓度、总吸收系数及相应的吸收速率方程式；气膜阻力和液膜阻力；吸收过程的气相控制和液相控制。掌握33．填料吸收塔的物料衡算和操作线方程式；吸收剂进口浓度和最高允许浓度；最小液气比；操作液气比和吸收剂用量的确定掌握34．填料层高度的计算方法--传质单元、传质单元高度和传质单元数的计算；吸收操作型问题的分析方法与计算。掌握35．多组分吸收、化学吸收、非等温吸收。了解1重点与难点:

重点是吸收过程及基本理论、吸收塔的计算难点:

吸收塔的计算衡量学习是否达到目标的标准：能对吸收塔进行设计计算与操作定性分析；能独立完成课后习题第七章蒸馏121．双组分溶液的汽液平衡拉乌尔定律和相律；理想溶液和非理想溶液；双组分理想溶液汽液平衡相图--t-x-y图和x-y图；泡点方程和露点方程；挥发度和相对挥发度；以相对挥发度表示的相平衡方程式。掌握22．蒸馏操作在化工生产中的应用；蒸馏过程的依据和分类。精馏原理；多次部分汽化和多次部分冷凝；精馏塔和精馏操作流程；精馏段和回流的作用；提馏段和再沸器的作用。掌握23．双组分连续精馏塔的计算理论板的概念及衡摩尔流假定；全塔物料衡算；精馏段和提馏段的物料衡算--操作线方程的推导；进料热状况的影响--进料段的物料衡算和热量衡算、q线方程式及不同进料状态下q线的特征。掌握24．理论塔板数的计算方法--逐板计算法和图解法；回流比的确定及其对理论板数的影响--全回流和最少理论板数、最少回流比、适宜回流比；简捷法求理论板数。掌握35．全塔效率与单板效率；塔高和塔径计算；精馏塔操作型问题的分析方法与计算掌握26．间歇蒸馏、恒沸蒸馏、萃取蒸馏和反应蒸馏。了解1重点与难点:

重点是二元物系的汽液相平衡和二元连续精馏计算难点是二元连续精馏计算衡量学习是否达到目标的标准：能对蒸馏塔进行设计计算与操作定性分析；能独立完成课后习题第八章

蒸馏和吸收塔设备31．板式塔的结构和特点、板式塔的水力学性能、板效率。了解1.52．填料塔与填料、填料塔的水力学性能和传质性能、设备比较与选用掌握1.5重点与难点:

重点塔结构、水力学性能难点是：塔板设计计算衡量学习是否达到目标的标准：能计算板式塔的负荷性能曲线和吸收塔的水力学性能曲线；能独立完成课后习题第九章萃取61．萃取基本概念、三角形相图、萃取剂选择了解22．单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取、萃取过程的流程和计算掌握23．重力流动萃取塔、输入机械能量萃取塔、萃取设备选用理解2重点与难点：三角形相图在萃取计算中应用、单级萃取计算衡量学习是否达到目标的标准：会单级萃取的计算；能独立完成课后习题第十章干燥71．湿空气的性质、空气湿度图、湿度图的用法理解22．湿物料的含水率的表示方法、空气干燥器的物料衡算、空气干燥器的热量衡算、干燥过程图解。掌握23．水分在空气与物料间的平衡关系、恒定干燥条件下的干燥速度、恒定干燥条件下的恒速阶段干燥时间的计算、恒定干燥条件下的降速干燥阶段干燥时间的计算。掌握24．各种形式的干燥器了解1重点与难点:

重点空气湿度图及应用、干燥机理、干燥速率及干燥时间的计算难点：干燥机理、干燥速率及干燥时间的计算衡量学习是否达到目标的标准：会湿空气性质的计算与干燥过程的计算；能独立完成课后习题

高分子、应用化学、材料化学等专业72学时分配

教学内容学时分配绪论2第一章

流体流动14第二章

流体输送设备6第三章

非均相物系的分离6第四章

传热12第六章

吸收12第七章

蒸馏12第八章

蒸馏和吸收塔设备3第十章

干燥5五、推荐教材和教学参考资源使用教程[1]

谭天恩、周明华等.化工原理（上、下册）第四版.北京：化学工业出版社，2013.教学参考资源[1]

赵汝溥、管国锋.化工原理.北京：化学工业出版社，1999.[2]

陈敏恒、丛德滋等.化工原理.北京：化学工业出版社，2001.[3]赵文、王晓红等.