《化工原理C》課程教學(xué)大綱（本科）

1、化工原理cPrinciples of Chemical Engineering C課程代碼：13410059學(xué) 分：3學(xué) 時(shí)：48學(xué)時(shí)（其中課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：42實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6上機(jī)學(xué)時(shí)：0課程實(shí) 踐學(xué)時(shí):0）先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、普通物理、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)等適用專業(yè)：平安工程教 材：化工原理（上、下），陳敏恒主編 化學(xué)工業(yè)出版社，2015年 第四版一、課程性質(zhì)和課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)化工原理是化學(xué)工程與工藝類及其相近專業(yè)的一門主干課，屬于基礎(chǔ)技術(shù)課程。它在基礎(chǔ)課 和專業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用。它是以化工類型生產(chǎn)過(guò)程中的物理加工過(guò) 程為背景，講授按其操作原理的共性歸納成的假設(shè)干

2、“單元操作“?；ぴ韺俟た瓶茖W(xué)，用自然 科學(xué)的原理考察、解決和處理工程實(shí)際問(wèn)題，研究方法主要是理論解析和在理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn) 研究。本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的結(jié) 合，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:掌握運(yùn)用化工單元操作的基本原理，根據(jù)各單元操作在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的特 點(diǎn)，進(jìn)行工藝路線的選擇，以適應(yīng)指定物系的特征。課程目標(biāo)2：掌握典型設(shè)備的構(gòu)造、性能及操作原理，根據(jù)設(shè)備在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的特 點(diǎn)，進(jìn)行適用設(shè)備的最正確選擇，經(jīng)濟(jì)而有效地滿足工藝要求。課程目標(biāo)3：掌握化工單元操作過(guò)程的基本計(jì)算和典型設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，能夠進(jìn)行過(guò)程及 設(shè)備

3、的工藝計(jì)算。在缺乏數(shù)據(jù)的情況下，能夠組織實(shí)驗(yàn)以取得必要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。課程目標(biāo)4：能夠?qū)ふ疫m宜的操作條件以適應(yīng)生產(chǎn)的不同要求，探索強(qiáng)化過(guò)程的方向及改 進(jìn)設(shè)備的途徑，在操作發(fā)生故障時(shí)如何尋找分析故障的緣由并解決產(chǎn)生的問(wèn)題。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-1、1-2、1-3、1-4。畢業(yè)要求1-1:能夠針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)或過(guò)程建立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用適宜的邊界條件求解畢業(yè)要求1-2:能夠?qū)⒆匀豢茖W(xué)知識(shí)用于工程問(wèn)題的分析與表述畢業(yè)要求1-3:能夠?qū)⒐こ袒A(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于尋找工程問(wèn)題的解決途徑并加以改進(jìn)畢業(yè)要求1-4:能夠?qū)I(yè)知識(shí)知識(shí)用于過(guò)程極限的判別和

4、途徑優(yōu)化畢業(yè)要求磊課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4畢業(yè)要求1-1LHML畢業(yè)要求1-2HLLL畢業(yè)要求1-3LLHH畢業(yè)要求1-4LLLH二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求緒論（一）課程內(nèi)容L化工生產(chǎn)過(guò)程介紹,化工單元操作及其分類A.物料的增壓、減壓和輸送；例：流體流動(dòng)及流體輸送機(jī)械。B.物料的混合或分散；例：液體攪拌、固體溶解、氣體擴(kuò)散。C.物料的加熱或冷卻；例：傳熱、蒸發(fā)、冷卻等。D.非均相混合物的別離；例：過(guò)濾、沉降、干燥等。E.均相混合物的別離；例：精儲(chǔ)、吸收、結(jié)晶等。.化工原理課程的兩條主線A.傳遞過(guò)程：質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動(dòng)量傳遞；B.研究方法：實(shí)驗(yàn)研究方法、數(shù)學(xué)模型方法；（二）教學(xué)要

5、求.了解本課程的性質(zhì)、研究對(duì)象與方法、任務(wù)；.掌握學(xué)習(xí)本課程的幾個(gè)基礎(chǔ)概念：質(zhì)量衡算、能量衡算、過(guò)程速率.了解研究化工基本過(guò)程的意義及其在化工類型生產(chǎn)過(guò)程中的作用與分類；（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)掌握化工單元操作及其分類。第一章流體流動(dòng)（-）課程內(nèi)容.流體靜力學(xué) 流體的密度、靜壓能、流體靜力學(xué)基本方程式及其應(yīng)用；.流體動(dòng)力學(xué) 流量、流速、穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)、連續(xù)性方程式、伯努利方程式及其 應(yīng)用；.流動(dòng)類型流體粘度與牛頓粘性定律，流動(dòng)形態(tài)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、滯流與湍流；.流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力 直管阻力、層流、湍流流動(dòng)阻力、局部阻力的計(jì)算；.管路計(jì)算與流量測(cè)量 簡(jiǎn)單管路、并聯(lián)管路、單聯(lián)管路、分支管路、畢托管、

6、孔板、文 丘里管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)。（二）教學(xué)要求.了解流體流動(dòng)的基本概念：定態(tài)流動(dòng)、流線與軌線、系統(tǒng)與控制體、體積力和外表力、 壓強(qiáng)能等；.熟練地掌握流體流動(dòng)的基本規(guī)律：靜力學(xué)基本方程、連續(xù)性方程、伯努利方程、機(jī)械 能衡算及其應(yīng)用；,了解管路的材料和構(gòu)成、管件、閥門的作用和規(guī)格等實(shí)際方面的知識(shí)，了解流體的兩種 流動(dòng)類型，了解因次分析的基本概念及其應(yīng)用；.熟練掌握流體在管路中流動(dòng)的阻力損失計(jì)算以及管路計(jì)算、輸送設(shè)備的功率計(jì)算等;.了解管路中流速和流量的測(cè)定所使用儀表的原理、構(gòu)造和性能（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握流體靜力學(xué)方程、伯努利方程、阻力損失計(jì)算、管路計(jì)算。.難點(diǎn)是阻力損失計(jì)算和管路計(jì)算。第二章流

7、體輸送機(jī)械（-）課程內(nèi)容.離心泵 工作原理及主要部件，主要性能參數(shù)、特性曲線及其應(yīng)用、流量調(diào)節(jié)、運(yùn)轉(zhuǎn)與 啟動(dòng)的考前須知、安裝高度、離心泵的類型與選用；.其它類型泵簡(jiǎn)介往復(fù)泵、計(jì)量泵、旋渦泵；.氣體輸送機(jī)械簡(jiǎn)介離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、真空泵。（二）教學(xué)要求.了解流體輸送機(jī)械的作用原理、簡(jiǎn)單構(gòu)造、主要性能參數(shù)及特性曲線；.掌握離心泵的選型、安裝及使用等。.一般性了解其它類型泵及氣體輸送機(jī)械（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握離心泵工作原理及主要部件，主要性能參數(shù)、特性曲線及其應(yīng)用、流量調(diào)節(jié)、 運(yùn)轉(zhuǎn)與啟動(dòng)的考前須知、安裝高度、離心泵的類型與選用。.難點(diǎn)是離心泵特性曲線與安裝高度計(jì)算。第六章傳熱（-

8、）課程內(nèi)容.概述 傳熱過(guò)程及基本方式、典型的傳熱設(shè)備；.熱傳導(dǎo)傅立葉定律、導(dǎo)熱系數(shù)、單層及多層平壁、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)；.對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱過(guò)程分析、牛頓冷卻定律、對(duì)流傳熱系數(shù)及相關(guān)聯(lián)式、流體在圓形 直管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算；.冷凝與沸騰傳熱沸騰給熱、沸騰給熱過(guò)程的強(qiáng)化、蒸汽冷凝給熱、冷凝給熱系數(shù)、影 響冷凝給熱系數(shù)的因素及強(qiáng)化措施；.熱輻射簡(jiǎn)介固體輻射、氣體輻射，；.傳熱過(guò)程的計(jì)算傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)描述及其速率基本方程式、平均溫度差與傳熱系數(shù)的 計(jì)算、換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算及操作型計(jì)算；.換熱器間壁式換熱器的類型、管殼式換熱器的設(shè)計(jì)及選用、強(qiáng)化傳熱的措施。（二）教學(xué)要求.掌握傳熱過(guò)程的基本原

9、理：熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱；.一般性了解熱輻射；.了解影響傳熱速率的因素及控制傳熱速率的一般規(guī)律；.掌握傳熱過(guò)程的計(jì)算方法及列管式換熱器的選型計(jì)算；.能夠根據(jù)生產(chǎn)要求選擇適宜的傳熱設(shè)備，強(qiáng)化或削弱熱量傳遞的途徑；（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握傅立葉定律、牛頓冷卻定律、對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算、傳熱過(guò)程的計(jì)算。.難點(diǎn)是對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算、換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算及操作型計(jì)算。第九章液體精儲(chǔ)（一）課程內(nèi)容L雙組分溶液的汽液相平衡理想物系和非理想物系的汽液相平衡、揮發(fā)度與相對(duì)揮發(fā) 度；.平衡蒸儲(chǔ)與簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ).精鐳精編過(guò)程及原理、精儲(chǔ)過(guò)程的數(shù)學(xué)描述、塔板上過(guò)程的數(shù)學(xué)描述、精儲(chǔ)過(guò)程的兩 種解法、精儲(chǔ)塔的操作方程。.雙組分精儲(chǔ)塔的計(jì)

10、算 理論塔板數(shù)的計(jì)算、回流比和加料狀態(tài)的選擇、雙組份精儲(chǔ)過(guò)程 的其它類型、平衡線為直線時(shí)理論塔板數(shù)的解析計(jì)算；.雙組份精儲(chǔ)的操作型計(jì)算.間歇精儲(chǔ) 保持儲(chǔ)出液組成恒定的間歇精儲(chǔ)、回流比保持恒定的間歇精儲(chǔ)；.恒沸精儲(chǔ)與萃取精儲(chǔ)（二）教學(xué)要求1.復(fù)習(xí)物理化學(xué)中雙組分物系的汽液相平衡內(nèi)容、溶液泡點(diǎn)溫度的計(jì)算； 2,了解簡(jiǎn)單蒸偏、平衡蒸偏過(guò)程及計(jì)算;.掌握精儲(chǔ)原理、并運(yùn)用精儲(chǔ)原理來(lái)分析精儲(chǔ)過(guò)程和設(shè)備的影響因素；.熟練掌握雙組分連續(xù)精儲(chǔ)塔的計(jì)算方法：.一般性了解間歇精儲(chǔ)、恒沸精儲(chǔ)以及萃取精儲(chǔ)等特殊精儲(chǔ)的原理及應(yīng)用場(chǎng)合;（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握閃蒸過(guò)程計(jì)算、精鐳塔的逐板計(jì)算、雙組分精儲(chǔ)的設(shè)計(jì)型計(jì)算與操作型

11、計(jì)算。.難點(diǎn)是雙組分精儲(chǔ)的設(shè)計(jì)型計(jì)算。三、本課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)工程序號(hào)實(shí)驗(yàn)工程名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課程目標(biāo)1流體流動(dòng)阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定2綜合選做流體流動(dòng)阻力摩擦系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置2離心泵特性曲線的測(cè)定3綜合選做離心泵特性曲線的測(cè)定測(cè)定裝置3過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定4綜合選做過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定裝置4流體對(duì)流給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的測(cè)定4綜合選做流體對(duì)流給熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的測(cè)定裝置5板式精播塔的操作及全塔效率的測(cè)定4綜合選做板式精鐳塔的操作及全塔效率的測(cè)定精溜裝置實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求.復(fù)習(xí)相關(guān)原理，認(rèn)真寫好預(yù)習(xí)報(bào)告，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法。.了解儀器設(shè)備的原理構(gòu)造和使用方法，正確操作實(shí)驗(yàn)裝置，平安開(kāi)展工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)。.正確

12、采集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、關(guān)聯(lián)和建模。分析并解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與 理論模型進(jìn)行比擬，并通過(guò)信息綜合得到合理結(jié)論。.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中與同組成員協(xié)調(diào)工作。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)支撐的課程目（按序填寫）課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)方法標(biāo)緒論10001講授法1、2、3第一章1200012講授法、討 論法1、3、4第二章52005講授法2、3、4第六章1220017講授法、討 論法1、 2、 3、 4第九章1220014講授法、討 論法1、3、4合計(jì)4260048五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注考勤及學(xué)習(xí)態(tài)度隨機(jī)點(diǎn)名，不得無(wú)故曠課，上課認(rèn) 真聽(tīng)講0.05平時(shí)作業(yè)、課堂討論1、作業(yè)完成情況；2、對(duì)每章概 念、原理的理解和掌握運(yùn)用程度，3、作業(yè)的認(rèn)真程度等0.05實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告操作規(guī)范，獨(dú)立認(rèn)真