《化工原理120学时》课程教学大纲

《化工原理120学时》课程教学大纲课程名称（中文/英文）：化工原理/ChemicalEngineeringPrinciple课程类别：学科基础课课程性质：必修/学位课 适用专业：化工、环工、轻化、应化学时数：120 其中：实验学时：24学分数：7 考核方式：第四学期考试，第五学期考查预修课程：高等数学、物理、物理化学教学参考书：陈敏恒等编.化工原理.化学工业出版社.2006年5月第三版.何潮洪冯霄主编.化工原理.科学出版社.2007年8月第二版.管国锋赵汝博主编.化工原理.化学工业出版社.2008年7月第三版.王国栋等主编.化工原理.吉林人民出版社.2006年1月第三版.开课单位：轻工与化学工程学院化工原理教研室课程简介：化工原理是工科院校化工及相近专业的学科基础课。教学内容包括动量传递、热量传递及质量传递的理论与设备，采用理论教学、实验教学、课程设计三个教学环节。课程主要介绍化工生产常用的单元操作理论及典型设备的工作原理、过程计算、设备结构与选型、设计方法等。为学生学习专业课打下基础。本门课程对学生知识、能力和素质的培养目标：通过理论学习使学生掌握常用化工单元操作的基本理论，掌握典型设备的构造及工作原理；通过实验培养学生运用基础理论综合分析、解决化工单元操作中各种实际问题的能力；通过课程设计培养学生综合运用已学基础知识，解决化工生产过程实际问题的实践能力；培养学生对事物共性研究的思维，建立工程意识与创新意识。教学目的和要求第一章 流体流动（16学时）化工生产的物料多为流体，过程多在流动条件下进行，掌握管路的设计、输送机械的选择及所需功率的确定，流量的计量，了解流动形态对传热传质的影响，流体混合过程是本章目的。要求学生通过学习，掌握机械能衡算方程及在实际中的应用，流体流动时的阻力损失，流体流量的测量方法及计算。教学重点和难点重点与难点：机械能衡算方程——伯努利方程在工程实际中的应用及流体流动阻力损失的计算。教学内容绪论一、概述流体流动的考察方法流体流动中的作用力流体流动中的机械能二、流体静力学静压强在空间的分布压强的基准与表示方法压强的测量方法三、流体流动的守恒原理1．质量守恒2．机械能守恒四、流体流动的内部结构1．流动形态边界层及边界层分离圆管内流体流动五、阻力损失1．两种阻力损失直管阻力损失的计算局部阻力损失的计算六、管路计算1．简单管路的计算2．分支与汇合管路的特点七、流速与流量的测定1．皮托管孔板流量计文丘里流量计转子流量计八、非牛顿流体简介教学目的和要求第二章 流体输送机械（8学时）了解流体输送机械的工作原理和特性，以便恰当地选择和使用这些机械。要求学生掌握离心泵的理论压头与实际压头、功率、效率、离心泵的气蚀与气缚、安装高度的概念及相关计算。各种输送机械的流量调节方法。离心式风机的性能与选择。教学重点和难点重点：掌握离心泵的性能参数及流量调节时各种参数的变化情况，离心泵工作点的确定。难点：离心泵工作点的确定，离心泵性能曲线与管路特性曲线的区别，泵的扬程与管路压头的区别与联系。教学内容一、概述二、离心泵离心泵工作原理离心泵特性曲线离心泵流量调节和组合操作离心泵安装高度离心泵类型和选用三、往复泵1．往复泵的工作原理2．往复泵的流量调节四、其他化工用泵1．正位移泵非正位移泵各类化工用泵的比较五、气体输送机械1．通风机2．鼓风机3．压缩机4．真空泵教学目的和要求第三章 流体通过颗粒层的流动（8学时）了解颗粒层的特性，流体通过颗粒层的流动，要求学生熟练掌握恒压、恒速过滤过程的计算，掌握板框压滤机的构造，了解各种过滤设备的特点。教学重点和难点重点：恒压过滤计算难点：过滤设备结构、当量滤液概念、洗涤与过滤的关系。教学内容一、概述二、颗粒层特性三、流体通过固定床的压降四、过滤原理及设备1．过滤原理2．过滤设备五、过滤过程计算1．过滤过程的数学描述2．间歇过滤计算3．洗涤计算六、强化过滤速率的途径教学目的和要求第四章 传热（16学时）了解传热过程和设备，掌握换热器的设计型和操作型计算。要求掌握热传导、对流传热、换热器传热过程计算，分析传热影响因素。教学重点和难点重点：传热过程计算，传热影响因素分析。难点：传热设备结构、总传热系数与对流传热系数关系，对数平均传热温差。教学内容一、概述二、热传导傅立叶定律和导热系数平壁定态导热圆筒壁定态导热多层壁定态导热三、对流给热1．对流给热过程分析2．无相变对流给热系数经验关联式四、沸腾给热与冷凝给热1．沸腾给热2．沸腾给热过程的影响因素与强化措施3．冷凝给热4．冷凝给热过程的影响因素与强化措施五、传热过程计算传热过程数学描述传热过程基本方程式换热器设计型计算换热器操作型计算六、换热器1．间壁式换热器的类型2．管壳式换热器教学目的和要求第五章 蒸发（4学时）了解蒸发过程和设备，掌握单效蒸发器设计型计算。了解多效蒸发的特点，分析蒸发影响因素。教学重点和难点重点：单效蒸发过程计算，蒸发影响因素分析。难点：蒸发的温差损失。教学内容一、概述蒸发操作的目的和方法蒸发操作的特点二、蒸发设备1．蒸发器的种类蒸发操作的辅助设备三、单效蒸发计算1．物料衡算2．热量衡算传热温度差单效蒸发过程计算四、蒸发操作经济性和多效蒸发1．蒸发操作经济性的评价指标蒸发操作的节能方法多效蒸发的特点教学目的和要求第六章 气体吸收（12学时）了解吸收过程和设备，掌握吸收塔的设计型和操作型计算。要求掌握传质单元数、传质单元高度计算，分析吸收影响因素。教学重点和难点重点：吸收过程计算，吸收影响因素分析。难点：总传质系数与传质系数关系，传质单元数计算。教学内容一、概述二、气液相平衡1．平衡溶解度2．相平衡与吸收过程的关系扩散与单相传质1．双组份混合物中的分子扩散2．扩散系数3．对流传质4．对流传质理论四、相际传质五、低含量（浓度）气体吸收1．吸收过程数学描述传质单元数的计算方法吸收塔的设计型计算吸收塔的操作型计算六、气液传质设备1．填料塔结构和填料特性气液两相在填料层内的流动板式塔的结构特点筛板上气液两相接触状态板式塔的不正常操作状态填料塔与板式塔比较教学目的和要求第七章 液体精馏（16学时）了解精馏过程和设备，掌握精馏塔的物料衡算和设计型计算。分析精馏影响因素。教学重点和难点重点：双组份精馏过程计算，精馏影响因素分析。难点：物料衡算，最小回流比计算，精馏塔操作型分析。教学内容一、蒸馏概述二、双组份溶液气液相平衡1．理想物系的气液相平衡2．非理想物系的气液相平衡三、平衡蒸馏和简单蒸馏四、精馏1．精馏过程2．精馏过程的操作方程五、双组分精馏设计型计算1．理论板计算回流比选择加料热状况选择双组分精馏其他类型六、双组分精馏操作型七、间歇精馏1．间歇精馏的特点馏出液组成恒定回流比恒定八、特殊精馏1．恒沸精馏2．萃取精馏3．恒沸精馏与萃取精馏的比较九、多组分精馏简介教学目的和要求第八章 液液萃取（6学时）了解萃取过程和设备，掌握萃取过程液液平衡关系和过程计算。分析萃取影响因素。教学重点和难点重点：部分互溶物系的相平衡，单级萃取过程计算。难点：相平衡的表达，萃取过程计算。教学内容一、概述二、液液相平衡三角形相图部分互溶物系的相平衡液液相平衡与萃取操作的关系三、萃取过程计算1．单级萃取2．多级萃取简介四、萃取设备与新型萃取方法1．萃取设备的类型与选择2．超临界萃取与液膜萃取s教学的目的和要求第九章 固体干燥（10学时）了解干燥过程和设备，掌握干燥过程物料衡算和热量衡算。分析干燥影响