《化工原理II 》課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE 11化工原理教學(xué)大綱課程編號(hào)：02120051課程性質(zhì)：核心必修課課程名稱：化工原理學(xué)時(shí)/ 學(xué)分：64/4英文名稱：Principle of Chemical Engineering 考核方式：閉卷筆試選用教材：化工原理(下冊(cè))夏清等 天津大學(xué)出版社大綱執(zhí)筆人：先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，物理化學(xué)，化工原理大綱審核人：適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝及相近專業(yè)教學(xué)目標(biāo) 通過本課程學(xué)習(xí),學(xué)生掌握蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥四個(gè)單元操作的基本概念、模型公式、相關(guān)設(shè)備和應(yīng)用，使學(xué)生具備以下能力：目標(biāo)1：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理和物化知識(shí)表達(dá)單元操作的問題，掌握蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥等單

2、元操作的數(shù)學(xué)模型，利用行模型推演和分析復(fù)雜化工過程中的相關(guān)單元操作，根據(jù)推演和分析的結(jié)果進(jìn)行復(fù)雜化工過程中相關(guān)單元過程的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型以及操作分析（1.3）目標(biāo)2：能運(yùn)用化工原理的基本知識(shí)分析、識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問題中蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的影響因素，能運(yùn)用化工原理的基本知識(shí)表達(dá)上述影響因素，將上述表達(dá)結(jié)合文獻(xiàn)研究，分析和比較化工復(fù)雜工程問題的多種方案，獲得有效結(jié)論。 (2.2)目標(biāo)3：能夠結(jié)合數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)的基本知識(shí)，運(yùn)用蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的基本概念、原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行典型蒸餾設(shè)備、吸收設(shè)備、萃取設(shè)備和干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型。（3.2）目標(biāo)4：能夠在課堂學(xué)習(xí)過程

3、中了解當(dāng)前化工單元操作的最新進(jìn)展，以及這些進(jìn)展對(duì)化工行業(yè)的意義，認(rèn)識(shí)到知識(shí)更新需要通過自主和終身學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)，在課程學(xué)習(xí)過程中通過查閱資料、獨(dú)立閱讀、理解原理和技術(shù)等手段解決復(fù)雜化工過程的技術(shù)問題以適應(yīng)化工行業(yè)發(fā)展需求。（12.1）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)內(nèi)容指標(biāo)點(diǎn)解釋畢業(yè)要求目標(biāo)1能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理和物化知識(shí)表達(dá)單元操作的問題，掌握蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的數(shù)學(xué)模型，利用單元操作的模型推演和分析復(fù)雜化工過程中的相關(guān)單元操作，根據(jù)推演和分析的結(jié)果進(jìn)行復(fù)雜化工過程中相關(guān)單元過程的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型以及操作分析。1.3能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)、化工專業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法運(yùn)用于

4、推演和分析化工單元及化工過程變化畢業(yè)要求1.工程知識(shí)目標(biāo)2能運(yùn)用化工原理的基本知識(shí)分析、識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問題中蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的影響因素，能運(yùn)用化工原理的基本知識(shí)表達(dá)上述影響因素，分析和比較化工復(fù)雜工程問題的多種方案，獲得有效結(jié)論。2.2能運(yùn)用相關(guān)科學(xué)原理、工程基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法，分析化工單元及化工過程等復(fù)雜化學(xué)工程問題的影響因素、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、參數(shù)和邊界條件，正確表達(dá)化工單元設(shè)計(jì)及化工過程設(shè)計(jì)等復(fù)雜化學(xué)工程問題畢業(yè)要求2.問題分析目標(biāo)3能夠結(jié)合數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)的基本知識(shí)，運(yùn)用蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的基本概念、原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的設(shè)計(jì)和

5、選型。3.2能夠針對(duì)特定化工單元需求，完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計(jì)畢業(yè)要求3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案目標(biāo)4能夠在課堂學(xué)習(xí)過程中了解當(dāng)前化工單元操作的最新進(jìn)展，以及這些進(jìn)展對(duì)化工行業(yè)的意義，認(rèn)識(shí)到知識(shí)更新需要通過自主和終身學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)，在課程學(xué)習(xí)過程中通過查閱資料、獨(dú)立閱讀、理解原理和技術(shù)等手段解決復(fù)雜化工過程的技術(shù)問題以適應(yīng)化工行業(yè)發(fā)展需求。12.1能在社會(huì)發(fā)展的大背景下，認(rèn)識(shí)到自主和終身學(xué)習(xí)的必要性畢業(yè)要求12.終身學(xué)習(xí)三、教學(xué)活動(dòng)對(duì)教學(xué)目標(biāo)支撐矩陣教學(xué)活動(dòng)課堂講授課堂研討考核方式目標(biāo)1作業(yè)、考試目標(biāo)2作業(yè)、考試目標(biāo)3作業(yè)、考試目標(biāo)4作業(yè)、考試四、教學(xué)基本內(nèi)容一級(jí)知識(shí)點(diǎn)二級(jí)知識(shí)點(diǎn)目標(biāo)支撐說明達(dá)

6、成途徑學(xué)時(shí)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4蒸餾蒸餾操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用、蒸餾分離的依據(jù)、蒸餾過程的分類。掌握蒸餾分離的依據(jù)、理想溶液的氣液平衡及應(yīng)用、精餾原理、物料衡算與操作線方程、進(jìn)料熱狀況、回流比的影響及選擇、理論板數(shù)的計(jì)算、精餾塔的操作與分析；理解簡(jiǎn)單蒸餾與平衡蒸餾、理論板與恒摩爾流概念；了解特殊蒸餾。作業(yè)、單元測(cè)試、期末考試18理想溶液的氣液平衡和非理想溶液的氣液平衡。簡(jiǎn)單蒸餾與平衡蒸餾，精餾原理和流程。理論板與恒摩爾流概念、物料衡算與操作線方程、進(jìn)料熱狀況的影響、理論板數(shù)的計(jì)算、回流比的影響及選擇、特殊蒸餾過程計(jì)算、精餾塔的操作與分析。間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾。吸收吸收操作的依據(jù)、吸收

7、操作的分類和流程。掌握亨利定律及應(yīng)用、物料衡算和操作線方程、吸收劑用量的確定、傳質(zhì)速率方程、填料層高度的計(jì)算；理解溶劑選擇的原則、傳質(zhì)過程的推動(dòng)力與阻力、氣膜控制與液膜控制、傳質(zhì)單元高度及總傳質(zhì)單元數(shù)的概念；了解菲克定律與分子擴(kuò)散和傳質(zhì)機(jī)理。作業(yè)、單元測(cè)試、期末考試16氣體溶解度、 亨利定律及其應(yīng)用。傳質(zhì)機(jī)理和吸收速率方程。物料衡算與操作線方程、 吸收劑用量的確定和填料層高度的計(jì)算。吸收系數(shù)的測(cè)定和吸收系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)式。*脫吸過程和其他吸收過程。*塔設(shè)備塔板類型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、塔板水力學(xué)性能、板塔板的工藝設(shè)計(jì)方法。掌握塔內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)狀況和傳質(zhì)特性、氣體通過填料層的壓力降、塔設(shè)備的設(shè)計(jì)方法；理解塔式

8、塔的負(fù)荷性能圖的意義、泛點(diǎn)氣速、填料塔和板式塔的主要結(jié)構(gòu)；了解常見的不正常操作情況和評(píng)價(jià)設(shè)備的基本性能。作業(yè)、單元測(cè)試、期末考試6填料塔的結(jié)構(gòu)、性能及類型，填料層的流體力學(xué)性能，填料塔的工藝設(shè)計(jì)方法。液-液萃取萃取分離的依據(jù)、萃取分離流程、萃取劑的選擇。掌握萃取分離的依據(jù)、三角形相圖、部分互溶物系的相平衡、杠桿規(guī)則、單級(jí)萃取流程與計(jì)算、分配系數(shù)與選擇性系數(shù)；理解萃取劑的選擇原則；了解多級(jí)萃取流程與計(jì)算、萃取設(shè)備。作業(yè)、單元測(cè)試、期末考試12液液相平衡和杠桿規(guī)則。單級(jí)萃取流程與計(jì)算、多級(jí)萃取流程與計(jì)算。萃取設(shè)備介紹和萃取設(shè)備的選擇。*干燥除濕方法和燥過程進(jìn)行的條件。掌握濕空氣的性質(zhì)及濕度圖、干燥

9、過程物料衡算和熱量衡算、濕物料中水分存在形態(tài)與分類、恒定干燥條件下干燥速率與干燥時(shí)間的計(jì)算、常用干燥器的結(jié)構(gòu)與原理；理解、干燥過程進(jìn)行的條件、空氣通過干燥器時(shí)的狀態(tài)變化、干燥器的熱效率；了解除濕方法和干燥機(jī)理和干燥器類型。作業(yè)、單元測(cè)試、期末考試12濕空氣的性質(zhì)和濕度圖。干燥過程的物料衡算、干燥過程的熱量衡算和空氣通過干燥器時(shí)的狀態(tài)變化。物料中的水分和干燥時(shí)間的計(jì)算干燥器的類型和干燥器的選擇與設(shè)計(jì)。*合計(jì)64注：表示重點(diǎn)內(nèi)容，表示難點(diǎn)內(nèi)容，*表示選講或自學(xué)內(nèi)容。課外時(shí)間為課內(nèi)時(shí)間1.0倍。五、教學(xué)方法與考核方式（一）、教學(xué)環(huán)節(jié)要求本課程的基本理論部分進(jìn)行系統(tǒng)講授。講課的內(nèi)容注意系統(tǒng)性和邏輯性。

10、講課時(shí)做到概念準(zhǔn)確，重點(diǎn)突出，板書清楚，層次清晰，條理分明，并能承前啟后，適當(dāng)介紹實(shí)際應(yīng)用的科研與工程實(shí)例。課程教學(xué)形式采用多媒體課件與黑板講授相結(jié)合的教學(xué)方式，運(yùn)用案例教學(xué)，按照“過程分析-數(shù)學(xué)描述-實(shí)例分析”的方式展開，體現(xiàn)“定性-定量-應(yīng)用”三個(gè)不同層次，使學(xué)生掌握單元操作的基本原理、過程計(jì)算和工程應(yīng)用；運(yùn)用研討教學(xué)，幫助學(xué)生逐步樹立工程意識(shí)和解決工程問題的一般處理方法，使學(xué)生初步具備一定的化工知識(shí)去分析、解決工程實(shí)際問題的能力。本課程完整的教學(xué)過程包括：理論教學(xué)、作業(yè)兩部分；理論講解采用課堂教學(xué)方式，以作業(yè)形式完成習(xí)題的練習(xí)。（二）、教學(xué)方式 以課堂講授為主，輔以多媒體課件。每個(gè)單元操

11、作內(nèi)容按照“基本原理、數(shù)學(xué)模型、應(yīng)用及設(shè)備”的邏輯順序構(gòu)建。（三）、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定 本課程成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、期末考試組合而成，采用百分計(jì)分制。各部分所占比例如下：平時(shí)成績(jī)占總評(píng)50%，平時(shí)分值為100分，其中作業(yè)40分、占總評(píng)20%，單元測(cè)試60分、占總評(píng)30%。平時(shí)作業(yè)和單元測(cè)試的評(píng)價(jià)指標(biāo)見下表。平時(shí)成績(jī)支持教學(xué)目標(biāo)1、2、3、4。評(píng)價(jià)評(píng)分說明及方法權(quán)重平時(shí)作業(yè)平時(shí)作業(yè)布置時(shí)要盡量關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，平時(shí)作業(yè)和習(xí)題考核時(shí)則要求學(xué)生認(rèn)真、獨(dú)立、按時(shí)完成老師布置的作業(yè)。A (95分)：所有題目答題正確（允許有少量錯(cuò)誤）；B (85分)：80%以上題目答題正確；C (75分)：70%以上題目答題正

12、確；D (65分)：50%以上題目答題正確；E (55分)：50%以下題目答題正確；F( 0分 )：未上交作業(yè)。占總評(píng)20%單元測(cè)試單元測(cè)試試題要突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，單元測(cè)試采用閉卷的形式進(jìn)行，試卷滿分分值為100分。占總評(píng)30%期末考試占總評(píng)50%，采用考試的考核方式，考試采用閉卷形式。題型為填空題、選擇題、計(jì)算選擇題和計(jì)算題等。考核內(nèi)容包括動(dòng)量傳遞與熱量傳遞的各個(gè)單元操作的基本原理、基本規(guī)律及其分析計(jì)算等。期末成績(jī)支持教學(xué)目標(biāo)1、2、3。平時(shí)成績(jī)與教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系表教學(xué)目標(biāo)作業(yè)單元測(cè)試總計(jì)40分60分100目標(biāo)106060目標(biāo)2000目標(biāo)3000目標(biāo)440040教學(xué)目標(biāo)及考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系表教學(xué)

13、目標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)考核方式總貢獻(xiàn)度及分值平時(shí)貢獻(xiàn)度(50)期末考試貢獻(xiàn)度(50)期末考試分值分布(100)作業(yè)貢獻(xiàn)度作業(yè)占比%單元測(cè)試貢獻(xiàn)度單元測(cè)試占比%目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1.30030100102040目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2.20000255025目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)3.20000153015目標(biāo)4指標(biāo)點(diǎn)12.120100000020小計(jì)201003010050100100分目標(biāo)達(dá)成值=0.2（分目標(biāo)作業(yè)占比分/分目標(biāo)作業(yè)占比總分）+0.3（分目標(biāo)單元測(cè)試占比分/分目標(biāo)單元測(cè)試占比總分）+0.5（分目標(biāo)期末考試分/分目標(biāo)期末考試總分）六、持續(xù)改進(jìn)本課程根據(jù)學(xué)生平時(shí)作業(yè)、考勤等情況反饋，對(duì)學(xué)生課業(yè)成績(jī)進(jìn)行中期檢查，對(duì)可能

14、出現(xiàn)不及格的學(xué)生進(jìn)行課業(yè)成績(jī)預(yù)警；根據(jù)學(xué)生期中教學(xué)檢查座談內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)中不足之處，并在后面的課程教學(xué)中改進(jìn)提高；本課程根據(jù)學(xué)生期末考試情況反饋，改進(jìn)教學(xué)。確保相應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成。七、教學(xué)參考書1化工原理何潮洪主編.北京：科學(xué)出版社，20012化工原理?xiàng)钭鏄s主編. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20043化工原理李鳳華主編. 大連：大連理工大學(xué)出版社，20054化工原理（第二版）蔣維鈞主編北京：清華大學(xué)出版社，20035化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)丁忠偉主編. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20066化工原理的教學(xué)與實(shí)踐丁惠華主編北京：化學(xué)工業(yè)出版社1992九、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-10075-8960-74

15、0-59優(yōu)良中/及格不及格目標(biāo)1：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理和物化知識(shí)表達(dá)單元操作的問題，建立流體流動(dòng)、非均相物系分離和傳熱過程的數(shù)學(xué)模型，利用建立的模型推演和分析復(fù)雜化工過程中的相關(guān)單元操作，根據(jù)推演和分析的結(jié)果進(jìn)行復(fù)雜化工過程中相關(guān)單元過程的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型以及操作分析。能夠準(zhǔn)確的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)表達(dá)化工單元操作問題，系統(tǒng)地掌握各類化工單元過程數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)方法，并正確求解能夠合理的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)表達(dá)化工單元操作問題，掌握各類化工單元操作的建構(gòu)方法，并求解方法基本正確。能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)表達(dá)化工單元操作問題，掌握各類化工單元操作的建構(gòu)方法，并求解方法但不夠準(zhǔn)確。表達(dá)化工單元操作問題出現(xiàn)基本概念錯(cuò)誤，部分

16、了解化工單元操作的建構(gòu)和求解方法，但不會(huì)合理運(yùn)用。目標(biāo)2：能運(yùn)用化工原理的基本知識(shí)分析、識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問題中流體流動(dòng)、非均相物系分離和傳熱過程的影響因素，能運(yùn)用化工原理的基本知識(shí)表達(dá)上述影響因素，將上述表達(dá)結(jié)合文獻(xiàn)研究，分析和比較化工復(fù)雜工程問題的多種方案，獲得有效結(jié)論。能靈活運(yùn)用化工單元操作的思維方法，準(zhǔn)確識(shí)別過程的關(guān)鍵參數(shù)，分析判斷化工單元設(shè)備變量對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，提出優(yōu)化的解決方案。能運(yùn)用化工單元操作的思維方法，識(shí)別化工單元操作過程的關(guān)鍵參數(shù)，能夠分析判斷化工單元設(shè)備的變量對(duì)結(jié)果的影響，提出合理的解決方案。具有化工單元操作的思維方法，能識(shí)別化工單元操作的關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)要求分析判斷化工

17、單元設(shè)備變量對(duì)結(jié)果的影響，但不夠準(zhǔn)確，能提出的解決方案但存在缺陷。未很好掌握化工單元操作的思維方法，對(duì)化工單元操作的分析不著要領(lǐng)，能夠說明化工單元操作設(shè)備的變量對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，但存在概念錯(cuò)誤，不能提出解決方案。目標(biāo)3：能夠結(jié)合數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)的基本知識(shí)，運(yùn)用流體流動(dòng)、非均相物系分離和傳熱過程的基本概念、原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行管道設(shè)計(jì)和選型、泵選型、過濾和沉降設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型、換熱器的設(shè)計(jì)和選型。能靈活運(yùn)用化工單元操作的思維方法， 能夠準(zhǔn)確針對(duì)特定化工單元需求，完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計(jì)。能正確運(yùn)用化工單元操作的思維方法， 能夠合理針對(duì)特定化工單元需求，完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計(jì)。具有運(yùn)用化工單元操作的思維方法，能夠合理針對(duì)特定化工單元需求，但不夠準(zhǔn)確地完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計(jì)但存在缺陷。未很好運(yùn)用化工單元操作的思維方法，不能夠合理針對(duì)特定化工單元需求，無法確地完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計(jì)。目標(biāo)4：能夠在課堂學(xué)習(xí)過程中了解當(dāng)前化工單元操作的最新進(jìn)展，以及這些進(jìn)展對(duì)化工行業(yè)的意義，認(rèn)識(shí)到知識(shí)更新需要通過自主和終身學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)，在課程學(xué)習(xí)過程中通過查閱資料、獨(dú)立閱讀、理解原理和技術(shù)等手段解決復(fù)雜化工過程的技術(shù)問題以適應(yīng)化工行業(yè)發(fā)展需求。能夠利用文獻(xiàn)資料獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)公式，分析和運(yùn)用上述數(shù)據(jù)和公式解決復(fù)雜化工過程中的單元操作