《化工原理》课程教学大纲

合用专业：工艺类专业有化学工程工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物工程、食品工程、轻化工工程，非工艺专业有工份子材料、安全工程、生物技术、过程装备与控制；对非工艺类专业，带*部份不做要求，也可根据专业特点选择下册中的气体吸收和塔设备等部课程性质：技术基础课一、目的及任务第一部份教学基本要求化工原理是化学工程与工艺及相关专业最重要的技术基础课之一。通过这门课程的学单元操作中各种问题的能力。突出课程的实践性，使学生受到利用自然科学的基本原理解决实际工程问题的初步训练，提高学生的定量运算能力、实验技能、设计能力、单元操作的分析与调节能力。二、本课程的先行课程三、各章节具体内容要求掌握的内容：1、掌握单位换算方法；：1、熟悉单元操作的概念及其在化工过程中的地位。第一章流体流动掌握的内容：1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据获取；义、表达方法、单位换算；4、流体的流动类型及其判断、蕾诺准数的物理意义、计算；5、流体阻力产生的原因、流体在管内流动的机械能损失计算；7、液柱式压差计、测速管、孔板流量计和转子流量计的工作原理、基本结构、安装要求和：2、层流与湍流的特征；律，牛顿流体与非牛顿流体；2、边界层的概念、边界层的发展、层流底层、边界层分离。第二章流体输送机械1、离心泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线及应用；2、影响离心泵性能的主要因素，离心泵特性曲线测定；3、管路特性曲线，离心泵的工作点及流量调节；4、允许吸上真空高度、允许气蚀余量，确定泵的安装高度；5、离心泵的设计型计算与操作型计算、离心泵的操作要点；2、往复泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线、操作要点与应用。；第三章机械分离和固体颗粒流态化1、颗粒特性与表征、颗粒群的性质；6、旋风分离器的临界直径、分离效率、压降；分离器的分离原理、结构、选用；剂的作用与选用；2、床层特性与表征；3、流态化的定义、分类，流化床的特征。第四章传热2、对流传热基本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因素；4、传热计算：传热速率方程与热负荷的计算、平均温差推动力、总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热面积、加热程度和冷却程度计算、强化传热的途径；法；2、蒸汽冷凝、液体沸腾对流传热系数计算；3、传热效率、传热单元数及其在传热操作型计算中的应用；4、热辐射的基本概念、两灰体间辐射传热计算；的结构及选型计算。；构特点及应用；第五章气体吸收；2、气体在液体中的溶解度、亨利定律表达式及相互关系、相平衡与吸收、解吸的关系；4、对流传质、双膜模型要点、总传质速率方程表达式、总传质系数与膜传质系数、传质阻力分析、气膜控制与掖膜控制；均推动力法、解吸因数法)；7、吸收塔操作分析、设计型计算和操作型计算；1、均相物系分离的分类与特征、吸收的分类、吸收剂选用的基本原则；3、吸收与解吸的比较；4、传质单元数的图解积分法和梯级图解法。2、吸收基本方程式推导；第六章蒸馏1、双组分理想体系的汽液平衡：拉乌尔定律、泡点方程、露点方程、汽液平衡图、挥发度与相对挥发度定义及应用、相平衡方程及应用；q用；4、双组分连续精馏塔计算及操作调节、分析：恒摩尔流假设、理论板、等板高度、汽液两相的摩尔流率、回流比选用与最小回流比、加料热状况影响及选择、全塔效率、单板效率、数的确定。、平衡蒸馏与简单蒸馏的流程、特点、计算；3、非常见的二元连续精馏塔计算：直接蒸汽加热、多股进料与多股出料、提馏塔、塔顶采1、非理想物系的汽液平衡]；算步骤及应用；第七章蒸馏和吸收塔设备2、板式塔和填料塔的典型结构、性能、特征和选用原则。1、板式塔水力学性能、不正常操作状况、塔板结构参数的影响与选择；2、填料塔水力学性能、不正常操作状况、填料特性的影响与选用；3、常用塔板和填料的类型、特点及使用场合。1、塔板上气液两相接触工况、塔板负荷性能图、板式塔工艺计算方法；2、填料塔内气、液两相流动的相互作用、填料塔的工艺计算方法。第八章干燥2、干燥过程的物料衡算3、干燥过程的热量衡算4、恒定干燥条件下干燥速率与干燥时间1、物料中所含水分的性质及干燥机理；3、恒速干燥与降速干燥的特点及强化途径；4、干燥器的热效率及提高干燥过程经济型的途径。五、建议教材与教学参考书理.天津：天津大学出版社,2005.书版社.1992.12学工业出版社.1999.062[6].WarrenL.McCabe,JulianC.Smith,PeterHarriott.UnitOperationsofChemicalEngineering学出版社.2003.10二部份教学大纲一、课程开设对象化学工程与工艺、应用化学、制药工程、环境工程、生物工程、食品工程、轻化工程、生物制药、生物技术、过程装备与控制、安全工程、食品质量与安全等本科专业。二、教学总学时专业类别理论学时上册学时时工艺类各专业非工艺类各专业三、各章内容及参考学时(一)内容概要一、本课程的研究对象、目的二、化学工程发展简介三、单位制与单位换算基本概念第一章流体流动(参考学时：16~20学时)(一)内容概要(二)参考学时安排章节名称参考学时分配2342311第二章流体输送机械(一)内容概要(二)参考学时分配章节名称参考学时分配1第三章*机械分离和固体颗粒流态化(一)内容概要(二)参考学时安排章节名称章节名称参考学时分配35第四章传热(参考学：16~20学时)(一)内容概要§4-1-2传热过程中热、冷流体(接触)热交换的方式(二)参考学时分配章节名称第五章气体吸收(参考学时：24~28学时)参考学时分配13242(一)内容概要(二)参考学时分配参考学时分配126参考学时分配12612第六章蒸馏(参考学时：18~22学时)(一)内容概要(二)参考学时分配章节名称第七章蒸馏和吸收塔设备(一)内容概要(二)参考学时分配章节名称参考学时分配21121参考学时分配132第八章干燥(一)内容概要(二)参考学时分配章节名称§8-3固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系参考学时分配4431第三部份教学实施细则一、课程重点、难点及处理方法绪论重点：化工原理的工程性及研究方法。点：物、热衡算。主要知识点：化工原理的性质、内容、任务和研究方法；物、热衡算，平衡及速率关系；单位及单位换算；因次及因次式。第一章流体流动重点：连续性方程；机械能衡算式。难点：柏努利方程式的应用；边界层的形成与分离。主要知识点：流体的性质(密度、重度、比重、比容、粘度)；流体的静压强、静力学方程体的概念；流动类型及特点；边界层的概念(形成、发展与分离)；管内流速分布；管路能耗的原因、计算及影响因素(粗糙度的概念、磨擦系数、因次分析法)；管路计算的方法；流量、流速的测量方法(测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计的结构和原理)。第二章流体输送设备重点：离心泵的特性和选用。难点：离心泵的基本方程式；离心泵的安装高度；离心泵的组合操作。主要知识点：离心泵的结构(主要部件及其作用)；工作原理；类型；气缚现象产生的原因选择原则；正位移式输送设备的特点及操作要点。第三章机械分离及固体流态化主要知识点：颗粒及颗粒群的性质(体积、表面积、比表面积、空隙率及平均自由截面积)；沉降的基本概念(重力沉降、离心沉降、自由沉降和干扰沉降)；沉降速度的计算；旋风分离器的性能参数(临界直径、分离效率、粒级率、分割直径)；降沉室的结构与设计，旋风滤机)的结构特点；过滤常数的测定方法。第四章传热常导热的计算(平壁圆筒壁及球壁)；导热系数及其影响因素；对流传热过程分析，牛顿冷透热体和灰体，普郎克定律，斯蒂芬-波尔茨曼定律，克希霍夫定律，两物体间的辐射传热第五章吸收难点：单向扩散；操作型问题定性分析扩散，单向扩散，总体流动；浓度的不同表示法及其关系，膜模型，相内传质速率式；相平衡关系，传质的方向、限度和推动力、双膜模型及传质理论简介；相际传质速率式，传质阻力，气膜控制、液膜控制；吸收操作的基本概念，典型吸收设备与流程，吸收过程的相平衡关系(溶解度曲线，亨利定律)，影响平衡的主要因素；吸收过程的物料衡算，操作线方程，收因子(解吸因子)的概念，低浓吸收填料层高度的计算(平衡线为直线及曲线两种情况)；定。第六章蒸馏重点：两组分的相平衡关系；两组分联系精馏的计算；影响精馏过程的主要因素。难点：单板效率，确定回流比，间歇精馏。第八章塔设备的流体力学特性，填料塔的设计原则及步骤；板式塔与填料塔的比较，塔的选用原则。第九章固体干燥构特点及设计原则。一)、作业要求：4.在每学期末，主讲教师必须将平时成绩登记册、试卷、参考答案与评分标准、试卷分析、成绩分析等教学资料交资料室存档。。2.每次所批改作业按五级分给出成绩，对作业中普遍存在的问题进行评讲。)、作业次数、作业量次数1习题量2~3第一章流体流动0第二章流体输送机械次数3习题量6~7第三章机械