化工原理理論與實驗

HYPERLIＮK＂httｐ：//www.cｎshu．cｎ／＂化工原理課程手冊（教學規(guī)范）江蘇工業(yè)學院化工原理教研室第一部分：化工原理理論課課程手冊……………1第二部分：化工原理設計教學手冊………………9第三部分：化工原理實驗教學手冊………………1２第四部分：化工原理教學參考資料………………１5第一部分：化工原理理論課課程手冊課程：化工原理英文譯名:PｒincipｌesofChemicalＥｎginｅeriｎｇ

課程性質：技術基礎課,必修

適應專業(yè)與年級：化學工程、應化、制藥、材化、生化、輕化工和類似專業(yè)

開課教研組：化工原理教研組?學分：6—7

學時：96－１12

先修課程：高等數(shù)學、物理、物理化學、計算技術

教材：《化工原理（第二版)》陳敏恒、叢德滋、方圖南、齊鳴齋編,化學工業(yè)出版社19９9多媒體教學光盤四張

參考書：叢德滋、叢梅、方圖南《化工原理祥解與應用》，化學工業(yè)出版社20０2

?一、本課程的地位、作用和任務：

化工原理課程是化學工程、化工工藝類及相近專業(yè)的一門主干課,學生在具備了必要的高等數(shù)學、物理、物理化學、計算技術等基礎知識之后必修的技術基礎課。?化工原理的主要研究內容是以化工生產中的物理加工過程為背景,按其操作原理的共性歸納成的若干“單元操作”.

化工原理屬工科科學，用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實際問題.研究方法主要是理論解析和在理論指導下的實驗研究。本課程強調工程觀點、定量運算和設計能力的訓練。強調理論和實際相結合、提高分析問題，解決問題的能力。?二、教學基本要求：

緒論?典型化工產品生產實例；化工單元操作的歷史梗概；本課程的性質及要回答的問題。

第一章流體流動?概述流體流動的兩種考察方法；流體的作用力和機械能;牛頓粘性定律。

靜力學靜止流體受力平衡的研究方法；壓強和勢能的分布；壓強的表示方法和單位換算；靜力學原理的工程應用。?守恒原理質量守恒；流量，平均流速；流動流體的機械能守恒(柏努利方程）；壓頭;機械能守恒原理的應用;動量守恒原理及其應用.?流體流動的內部結構層流和湍流的基本特征;定態(tài)和穩(wěn)態(tài)的概念;湍流強度和尺度的概念；流動邊界層及邊界層分離現(xiàn)象；管流數(shù)學描述的基本方法;剪應力分布.

流體流動的機械能損失沿程阻力損失(湍流阻力)的研究方法-—“黑箱法”;當量的概念(當量直徑，當量長度，當量粗糙度)；局部阻力損失。?管路計算管路設計型計算的特點、計算方法（參數(shù)的選擇和優(yōu)化,常用流速);管路操作型計算的特點、計算方法；阻力損失對流動的影響;可壓縮流體管路阻力的計算方法；簡單的分支管路和匯合管路的計算方法。

流量和流速的測量畢托管、孔板流量計、轉子流量計的原理和計算方法.?非牛頓流體的流動非牛頓流體的基本特性；流動阻力計算。?第二章流體輸送機械

管路特性被輸送流體對輸送機械的能量要求；管路特性方程;帶泵管路的分析方法——過程分解法。

離心泵泵的輸液原理；影響離心泵理論壓頭的主要因素（流量、密度及氣縛現(xiàn)象等);泵的功率、效率和實際壓頭;離心泵的工作點和流量調節(jié)方法；離心泵的并聯(lián)和串聯(lián);離心泵的安裝高度，汽蝕余量；離心泵的選用。?其它泵容積式泵的工作原理、特點和流量調節(jié)方法（以往復泵為主)。?氣體輸送機械氣體輸送的特點及全風壓的概念；氣體輸送機械的主要特性；風機的選擇;壓縮機和真空泵的工作原理,獲得真空的方法。

第三章液體攪拌

典型的工業(yè)攪拌問題;攪拌的目的和方法；攪拌裝置，常用攪拌漿的型式,擋板及其它構件；混合效果的度量(均勻性的標準偏差、分割尺度和分割強度）；混合機理；攪拌功率;攪拌器經驗放大時需要解決的問題.?其它混合設備介紹.

第四章流體通過顆粒層的流動

固定床當量和平均的方法；顆粒和床層的基本特性;固定床壓降的研究方法——數(shù)學模型法；影響壓降的主要因素。?過濾過濾方法及常用過濾機的構造;過濾過程數(shù)學描述(物料衡算和過濾速率方程)，過濾速率、推動力和阻力的概念；過濾速率方程的積分應用——間接實驗的參數(shù)綜合法;洗滌時間;過濾機的生產能力；加快過濾速率的途徑。?第五章顆粒的沉降和流態(tài)化

繞流基礎兩類流動(內部流動和外部流動)問題；表面曳力和形體曳力;球形顆粒的曳力系數(shù)及斯托克斯定律。?自由沉降沉降運動-——極限處理方法；沉降速度及其計算；降塵室的流量、沉降面積和粒徑的關系;顆粒分級概念;旋風分離器的工作原理及影響性能的主要因素，粒級效率的概念。

流態(tài)化流化床的工業(yè)應用和典型結構;流化床的主要特性；流化床的操作范圍（起始流化速度和帶出速度)。

氣力輸送的實際應用?第六章傳熱

傳熱過程加熱和冷卻方法；傳熱速率.?熱傳導傅利葉定律;常用工程材料的導熱系數(shù)；導熱問題分析方法（熱量衡算和導熱速率式)；一維導熱的計算。

對流給熱牛頓冷卻定律———變量分離法；自然對流的起因和影響因素；管內層流給熱、管內強制對流(湍流）給熱系數(shù)經驗式;沸騰給熱和沸騰曲線；蒸汽冷凝給熱。

輻射單個物體的輻射和吸收特性(StefanBoltzｍann定律，Kirｃhhofｆ定律）；黑體和灰體；兩黑體間的相互輻射；兩物體組成封閉系統(tǒng)中的輻射換熱計算。?間壁換熱過程熱量衡算和傳熱速率式———換熱過程的數(shù)學描述方法;傳熱平均溫度差，熱阻和傳熱系數(shù)—-—工程處理方法；垢層熱阻,壁溫計算方法.

傳熱計算傳熱設計型問題的參數(shù)選擇和計算方法；傳熱操作型問題的討論和計算方法(傳熱單元數(shù)）；間歇傳熱過程計算的基本方法。

換熱器列管式換熱器的設計與選型；常用換熱器的結構;換熱設備的強化和其它類型。

第七章蒸發(fā)

蒸發(fā)過程及設備工業(yè)蒸發(fā)實例；蒸發(fā)過程的目的、方法及特點；常用蒸發(fā)器的結構;管內氣液兩相流動型式；二次蒸汽和加熱蒸汽的能位差別；沸點升高和傳熱溫度差損失；加熱蒸汽的經濟性；蒸發(fā)設備的生產強度。?單效蒸發(fā)的計算物料衡算、熱量衡算和傳熱速率方程。

第八章氣體吸收

概述工業(yè)吸收過程;氣體吸收的目的、原理及實施方法；吸收過程的經濟性與吸收劑的選擇原則.?氣液相平衡亨利定律，溫度、總壓對平衡的影響;相平衡與吸收過程的關系。?擴散與單相傳質分子擴散與費克定律，擴散系數(shù)；等分子反向擴散、單向擴散的概念;對流傳質與傳質分系數(shù)；傳質與動量、熱量傳遞的類比;對流傳質與有效膜模型（雙膜理論）。

相際傳質相際傳質速率方程,傳質分系數(shù)和總系數(shù)的關系；傳質推動力與傳質系數(shù)的關系———傳質速率的工程處理方法；溶解度對兩相傳質阻力分配的影響。?吸收過程數(shù)學描述低濃度氣體吸收的假定；物料衡算、傳質速率——-吸收過程數(shù)學描述方法；HOG，NOG的分解———變量分離法；計算NOG的對數(shù)平均推動力法和吸收因數(shù)法;物料衡算及操作線的含義。?吸收過程設計吸收過程設計中參數(shù)的選擇,指定分離要求下的最小液氣比;返混及其對過程的影響。

吸收操作操作型問題的命題和解法，影響吸收結果的操作因素分析.?化學吸收化學反應對吸收相平衡的影響；化學反應對吸收速率的影響,增強因子。

第九章精餾?概述典型工藝過程中的精餾操作，蒸餾操作的目的、原理及實施方法，蒸餾操作的經濟性。?雙組分溶液的汽液相平衡相律的應用；理想溶液的汽液相平衡及泡、露點計算;相對揮發(fā)度；非理想物系的活度系數(shù)計算(范拉方程,馬古斯方程）;平衡蒸餾與簡單蒸餾。

精餾用傳質觀點分析精餾原理;精餾過程數(shù)學描述——-元過程法；恒摩爾流的簡化假設，理論板和板效率———工程簡化處理方法；加料板上的過程分析;控制體物料衡算和操作線方程。?雙組分精餾的設計型計算精餾設計型計算的命題;理論板數(shù)的逐板計算法；用圖解法分析精餾過程的方法；全回流和最少理論板數(shù)，最小回流比;加料熱狀態(tài)和回流比的選擇；雙組分精餾過程的其它類型。

雙組分精餾的操作型問題討論精餾操作型問題的命題；分離能力和物料衡算對精餾操作的制約和調節(jié)；靈敏板的概念。?間歇精餾間歇精餾過程的特點及應用場合。

恒沸精餾與萃取精餾的基本概念。?多組分精餾基礎流程方案的選擇;泡露點計算；關鍵組分和物料衡算（清晰分割法、全回流近似法)；最小回流比及塔板數(shù)捷算法。

第十章氣液傳質設備

氣液傳質過程對塔設備的要求。

板式塔板上的氣液接觸狀態(tài)；塔內非理想流動及其改善;漏液、液泛及有效操作范圍（負荷性能圖）；常用塔板型式及其主要特性；篩板塔的計算方法及結構參數(shù)的調整;板式塔的效率.

填料塔常用填料及其特性（比表面、空隙率、填料因子等);氣液兩相在填料塔內的流動、壓降、最小噴淋密度和液泛現(xiàn)象;塔徑計算方法；填料塔內的傳質（傳質系數(shù)和HEＴP）.

第十一章液液萃取?概述液液萃取的工業(yè)實例；萃取的目的、原理和實施方法.?相平衡三角形相圖；物料衡算與杠桿定律;部分互溶物系的相平衡；分配系數(shù)與選擇性系數(shù)。

萃取過程的計算單級萃??；多級錯流萃取;多級逆流萃取的解析計算方法;完全不互溶物系萃取操作的計算。

萃取設備常用萃取設備的工作原理。?超臨界萃取和液膜萃取超臨界萃取的原理、實施方法及工業(yè)實例；液膜萃取的原理、實施方法及應用實例。

第十二章其它傳質分離方法

結晶結晶原理；晶習;溶解度曲線;形成過飽和度的方法；結晶速率及影響因素；物料衡算和熱量衡算；結晶設備。?吸附吸附原理；常用吸附劑；吸附相平衡；吸附機理及吸附速率;固定床吸附過程分析和床高計算;吸附設備。

膜分離反滲透原理及工業(yè)應用；超濾原理及工業(yè)應用;電滲析原理及工業(yè)應用；氣體膜分離原理;膜分離設備。?第十三章熱質同時傳遞的過程?熱、質同時傳遞過程的工業(yè)實例;熱、質同時傳遞過程的主要特點；過程的極限-—-濕球溫度與絕熱飽和溫度。?第十四章固體干燥

概述化工產品干燥實例;固體干燥的目的、原理及實施方法。?干燥靜力學濕空氣的狀態(tài)參數(shù)及其計算;Ｉ-H圖及其應用；水分在氣固兩相間的平衡。

干燥動力學恒定氣流條件下物料的干燥速率及臨界含水量.?干燥過程計算間歇干燥過程的干燥時間；連續(xù)干燥過程的特點，物料衡算，熱量衡算及熱效率.

常用干燥設備選型原則;常用干燥設備的主要組成部分及特性。?三、授課內容學時分配（注：112學時專業(yè)對★和☆部分都為課堂講授內容，※為學生自學或選讀內容，96學時專業(yè)★-—課堂講授,☆——學生自學,※——學生選讀內容）

緒論（★）?第一章流體流動(１6學時，包括緒論)

1.1概述

(1）流體的作用力和機械能(★)?(2）牛頓粘性定律(★）?1.２流體靜力學

（1）靜止流體受力平衡的研究方法（★）

（2)壓強和勢能的分布（★)

（3）壓強的表示方法和單位換算（★）?（4)靜力學原理的工程應用（★）?１。3守恒原理

(1）質量守恒，流量,平均流速（★)?（2)流體流動的機械能守恒（柏努利方程)，壓頭(★）?（3）機械能守恒原理的應用（★)?１。4流體流動的內部結構?(1）層流和湍流的基本特征（★）?(2）定態(tài)和穩(wěn)態(tài)的概念（★）

（3）管流的數(shù)學描述的基本方法（★）

(4）剪應力分布(★☆)

1。5液體流動的機械能損失

（１）湍流阻力的研究方法-—-“黑箱法"(★）?(2)當量的概念（當量直徑,當量長度,當量粗糙度)（★)?(3）局部阻力損失（★☆）?１.6管路計算

（1）管路設計型計算的特點（★)

(2）計算方法（參數(shù)選擇與優(yōu)化，常用流速）（★)

（3)阻力損失對流動的影響(★☆）

（4)簡單的分支管路的計算方法（★☆）?1．７流量和流速的測量?(１）畢托管（★☆）

（2)孔板流量計（★☆）?(3)轉子流量計（★☆）

1。8非牛頓流體的基本特性（☆※）

第二章流體輸送機械（4-6學時）

2。1管路特性

（1)被輸送流體對輸送機械的能量要求（★）?（2)管路特性方程（★）

（3）帶泵管路的分析方法--——過程分解法(★)

2.2離心泵

（１）泵的輸液原理(★)?(2)泵功率,效率和實際壓頭及其影響因素(★)?(3）離心泵的工作點和流量調節(jié)方法（★)?（４)離心泵的選用(★☆)

2．3往復泵及其他泵介紹（☆※）

第三章流體的攪拌（※）（2學時）

第四章流體通過顆粒層流動(5-7學時）

４.1概述（★☆)?4.3固定床壓降的研究方法—-—－數(shù)學模型法（★）?４.4過濾原理及設備(★☆）?４。5過濾計算

（1）過濾過程的物料概算(★）

（２)過濾速率方程（★)

（３）過濾速率，推動力和阻力的概念(★)

(4）過濾速率方程的積分應用（★)

(5)洗滌時間（★☆)?（６）過濾機的生產能力（★）?(７）加快過濾速率的途徑（★☆）?第五章顆粒沉降(4—5學時）

5.1自由沉降?(１）球形顆粒的曳力系數(shù)和斯托克斯定律(★）?5.2沉降運動——－—極限處理方法

沉降速度的計算(★）?５。3沉降設備?(1)沉降室的流量（★）

（2)沉降面積和粒徑的關系（★）?(3）顆粒分級的概念（☆)?（4）旋風分離器的工作原理及影響性能的主要因素(★☆）

5。4固體流態(tài)化技術(※）?第六章傳熱（12-１6學時）

6．1傳熱過程

(1）加熱和冷卻方法（★）?(２）傳熱速率（★）

6。2熱傳導?（1）傅立葉定律（★)?（2)常用工程材料的導熱系數(shù)(★☆)?(３）導熱問題的分析方法(熱量衡算和導熱速率式）(★）

（４）一維導熱計算（★)?6。3對流傳熱?（1）牛頓冷卻定律—－--變量分離法（★)

（2)自然對流,強制對流（★☆)?6。4沸騰給熱與冷凝給熱(★☆)

6。5熱輻射（★☆）?6．6間壁換熱過程?（1）熱量衡算式和傳熱速率式（★）

（２)換熱過程的數(shù)學描述方法(★）?（3）傳熱平均溫差,熱阻和傳熱系數(shù)—－--工程處理方法（★)?（４）傳熱設計型問題的參數(shù)選擇和計算方法（★)

(５）傳熱操作性問題的討論和計算方法（★）?（6）傳熱單元數(shù)法(★☆）?（7）非定態(tài)傳熱過程的擬定態(tài)處理(☆）

（８）變系數(shù)的傳熱過程計算（※)

６.７換熱器?(１）間壁式換熱器的類型（★☆)

(2)管殼式換熱器的設計和選用(★☆)?(3）換熱器的強化和其他類型（☆※）?第七章蒸發(fā)（※)（２學時)

第八章氣體吸收（１0-14學時)

§８。1概述（★)

§8．2氣液相平衡（★）

§8。3擴散和單相傳質（★)

§8。4相際傳質(★☆)

§8．5低含量氣體吸收

（１）吸收過程的數(shù)學描述（★）

（2）傳質單元數(shù)的計算方法（★）?(３）吸收塔的設計型計算(★)

（4）吸收塔的操作型計算(★）?第九章液體精餾(１4學時）

§9.１蒸餾概述

§9.2雙組分溶液的氣液相平衡

（1）相率的應用（★)?（2)理想溶液的氣液相平衡（★)?（3）相對揮發(fā)度(★）

(4)非理想物系的平衡相圖(☆)

(5)平衡蒸餾與簡單蒸餾(★)?§9.4精餾

（1）精餾原理(★)?(2）精餾過程的數(shù)學描述（★）?（３)理論班和板效率（★）?（4）加料板上的過程分析（★）?(５）物料衡算和操作線方程(★）?§９。５雙組分精餾的設計型計算?（1)理論板數(shù)的逐板計算法（★）?(2)圖解法分析精餾過程(★）?（3）全回流和最小理論板數(shù),最小回流比(★)

(4）加料熱狀態(tài)和回流比的選擇（★)?（5)雙組分精餾的其他類型(★☆)?第十章氣液傳質設備(4學時）

§１0.１板式塔?(1）板上汽液接觸狀態(tài)(★）?(２)塔內非理想流動及其改善（★）

(3）漏液，液泛和有效操作范圍（★）

(4）常用塔板型式及其特點，全塔效率（★）?§10.2填料塔

（1）常用填料及其特性（★)

(2）氣液兩相在填料塔中的流動（★☆）

第十一章液液萃取(４-８學時）?§11．１概述（★)

§１1．2液液相平衡（★☆）?§11。3萃取過程計算(★☆）

第十二章其他傳質分離方法(※）(4－6學時)

§12。1結晶（※）

§1２.2吸附分離（※）?§1２.3膜分離（※）?第十三章熱質同時傳質過程(2－3學時)

§13．1熱質同時傳遞過程的工業(yè)實例（★)?§13．２熱質同時傳遞過程的主要特點(★☆)?§1３.3濕球溫度和絕熱飽和溫度(★）

第十四章固體干燥(6－7學時)

§14.1干燥概述(★)

§１4．2干燥靜力學

（1）濕空氣的狀態(tài)參數(shù)及其計算(★)?(２)濕度圖及其應用（★）

（3）水分在氣固兩相間的平（★)衡

§14.3干燥動力學

(１)物料在定態(tài)條件下的干燥速率(★）

（2）間歇干燥的計算（★)

(3)連續(xù)干燥過程的計算(★)

（4)干燥過程的物料衡算和熱量衡算（★)

(5)干燥的熱效率（★)

§14.４干燥器的類型（★☆）四、外語學習和計算機輔助教學的要求課程教學中體現(xiàn)外語學習不斷線的要求：課堂教學中，講課提綱和主要專業(yè)名詞提倡以外文書寫,以增加學生專業(yè)外語詞匯量。對多學時化工工程和工藝類專業(yè)和試點班學生鼓勵采用部分原版教材,將化工原理與專業(yè)外語教學結合起來。在課堂中用中文和英文相交替的方式講授,指導學生閱讀和理解原版教材。由于閱讀和翻譯的材料即是教材,提高了學生閱讀興趣和學習積極性，改善了學習效果.關于計算機輔助教學的要求:1.化工原理教學要盡量使用多媒體教室,采用多媒體電子教案，使用投影、模型、錄像片、CAI軟件進行《化工原理》理論教學。2.在課堂教學中注意引用計算框圖講授設計步驟,以培養(yǎng)學生運用程序設計方法的能力。3．在上、下冊選擇傳熱、吸收和精餾等重點章節(jié)的典型習題進行計算機解題訓練,如換熱器壁溫計算、適宜吸收劑用量或適宜回流比的確定、精餾塔逐板計算等,一般上、下冊各用1０個機時完成兩個習題.第一題可小些,作為“熱身"訓練用，讓學生熟悉化工單元操作的程序設計方法。第二題可大些，并可與課程設計相聯(lián)系，作為子程序使用。五、課程作業(yè)、考核和記分１。本課程作業(yè)量大而且貫穿課堂教學的全過程，課內外學時比為1:２，其中用于完成作業(yè)的時間約占７0—80％課余學時,每次課后,教師應根據(jù)當堂課的內容和要求學生掌握的深度廣度布置一定類型和一定量的課外作業(yè)，平均每次課外作業(yè)量為2—4題.2。對學生的要求是：按時完成作業(yè)，不得抄襲，要按一定格式書寫，應做在裝訂成冊的作業(yè)本上。對于與流程和設備有關的習題,應在作業(yè)本上畫出流程和設備示意圖，對讀數(shù)精度要求較高的圖線應畫在正規(guī)的方格紙上.一般每周至少交一次，不得遲交。3。對教師批改作業(yè)的要求是：每次作業(yè)應全部批改，并即使發(fā)給學生.批改是應指明錯誤之處，并要求學生訂正。在每次批改后應對學生講解作業(yè)中的典型錯誤，作業(yè)應記成績?？砂次寮売浄?4.本課程分兩個學期教學,每學期期末按教學計劃要求進行考試，一般都以筆試形式進行。5．考核方式：教考分離，統(tǒng)一考試，以期末考試成績作為學生的課程成績.第二部分：化工原理設計教學手冊課程:化工原理課程設計英文譯名:ＰｒinｃｉplesofCheｍicalEｎgineerinｇ

課程性質：技術基礎課,必修?適應專業(yè)與年級:化學工程、應化、制藥、材化、生化、輕化工和類似專業(yè)

開課教研組：化工原理教研組

學分：1－2?學時：1－2周?先修課程:化工原理、高等數(shù)學、物理、物理化學、計算技術

教材：《化工原理課程設計》,本院自編化工原理課程設計ＣAD課件,本院自編?一、本課程設計的地位、作用和任務：

?化工原理課程設計是化工原理教學的一個重要環(huán)節(jié)，是綜合應用本門課程和有關先修課程所學知識，完成以某一單元操作為主的一次設計實踐。通過課程設計，應培養(yǎng)學生的獨立工作能力，培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和實事求是、嚴肅認真的工作作風。?

二、教學基本要求：?

通過課程設計應使學生在下列幾個方面能力上得到較好的培養(yǎng)和訓練：?1．查閱資料,使用有關手冊、圖表和收集合適的數(shù)據(jù)及正確選用計算公式的能力；

2.正確選擇設計參數(shù),具有從技術上可行和經濟上合理兩方面分析問題的工程觀點和能力；?３。正確、迅速地進行主要設備及某些輔助設備計算的能力；

4。掌握化工設計的基本程序和方法，具有用簡潔的文字和適當?shù)膱D表來表達自己設計思想的能力。

三、教學基本內容：?１.設計方案的選定

對給定或選定的工藝流程、主要設備的型式進行簡要的論述；

2.工藝設計?選定工藝參數(shù)，物料衡算，熱量衡算，單元操作的工藝計算并繪制相應的工藝流程圖，標出物流量及主要測量點；?3。設備設計?設備的結構設計和工藝尺寸的設計計算,并繪制設備的工藝條件圖.圖面應包括設備的主要工藝尺寸、技術特性和接管表；

4．輔助設備選型

典型輔助設備主要工藝尺寸的計算，設備規(guī)格、型號的選定；

5．設計說明書的編寫

設計說明書的內容應包括:設計任務書；目錄;設計方案簡介；工藝計算及主要設備設計;工藝流程圖和主要設備的工藝條件圖;輔助設備的計算和選型；設計結果匯總;設計評述；參考文獻。?６.帶控制點的工藝流程圖的繪制，塔板布置圖的繪制。

四、設計項目及主要內容：

列管換熱器的設計

(一)、設計內容?1根據(jù)生產任務的要求確定設計方案?（１）換熱器類型的選擇?(2）換熱器內流體流入空間的選擇

2化工計算?(１）傳熱面積的計算?(２）管數(shù)、管程數(shù)及管子排列,管間距的確定?（３）殼體直徑及殼體厚度的確定?3換熱器尺寸的確定及有關構件的選擇

4換熱器流體阻力的計算及其輸送機械的選擇?５繪制流程圖及換熱器的裝配圖?6編寫說明書

(二）、設計要求:

1在確定設計方案時既要考慮到工藝，操作的要求又要兼顧經濟和安全上的要求。?2在化工計算時要求掌握傳熱的基本理論，有關公式,要知道查哪些資料,怎樣使用算圖以及怎樣選擇經驗公式,并進行優(yōu)化設計。

３要求根據(jù)國家有關標準來選擇換熱器的構件?４要求一部分學生利用計算機來輔助設計及優(yōu)化設計方案

5要求必須掌握固定管板式或浮頭式列管換熱器的設計?填料吸收塔的設計

（一）、設計內容?１吸收的汽液平衡關系的確定?2吸收流程的確定

3吸收劑的選擇及吸收劑用量的計算

4填料的選擇?５塔徑和填料層高度的計算

6進行阻力計算及氣液輸送機械的選型

7塔的輔助裝置的選型?（1）噴淋裝置

(2)氣體分布器

(3）液體分布器?（4)氣體進出口裝置

（5)填料支承裝置?8繪流程圖及吸收塔的裝配圖

9編寫設計說明書

（二）、設計要求：

1必須掌握填料塔設計的有關原理、步驟

2必須學會合理地選擇填料?3必須校核本設計是否滿足填料塔設計的有關設計要求

4必須依據(jù)國家有關標準來選擇塔的附件如封頭、支座等?５要求部分學生利用計算機進行輔助設計

板式精餾塔的設計?（一)、設計內容?１設計方案的確定?（1）操作壓力

(2)進料狀態(tài)

(3）加熱方式?（4)熱能利用?2．工藝計算?（1)物料衡算?（2）熱量衡算?(3)回流比的確定?（４)理論塔板數(shù)的確定

3。塔板及塔的主要尺寸的設計?(1)塔板間距的確定

（2）塔徑的確定

（3)塔板布置及板上流體流程的確定?4.流體力學的計算及有關水力性質的校核

5．板式精餾塔輔助設備的選型?6．繪制流程圖及精餾塔的裝配圖?9。編寫設計說明書

(二）、設計要求

１。要求掌握連續(xù)精餾裝置設計原理與設計步驟?２。要求部分學生能利用計算機通過逐板計算法求解理論塔板數(shù)?3。要求學生知道進料狀況及回流比對精餾過程的影響并做好優(yōu)化設計

4．必須依據(jù)國家有關標準選擇塔附件如：封頭、支座等五、課程設計的基本要求

1課程設計來源要求?課程設計題可以結合科研成果提出具有一定生產規(guī)模的單元操作設計題，也可以從生產實際中調查和搜集題目,另外也可根據(jù)資料和手冊,編制符合教學要求的題目。?2。設計說明書的基本要求

要求包括以下幾個內容:?（1)目錄?(2）設計題目?(3)流程示意圖

(４)流程和方案的說明及論證

（5)設計結果概要（主要設備尺寸，各種物料量和操作狀態(tài)，能耗指標,設計時規(guī)定的主要操作參數(shù)及附屬設備的規(guī)格型號及數(shù)量）

(6)設計計算與說明

（７）對設計的評述及有關問題的分析討論?（8）參考文獻目錄

3．圖紙要求?畫工藝流程圖和裝配圖一張，制圖時必須按照國家有關機械制圖標準制圖?4．電算要求

學生使用電算時，除上述要求外還應列出注釋（包括符號說明），主要程序的框圖及程序運行結果。

5.主要設計題目要求

爭取生產實習與設計相結合，針對不同的專業(yè)方向選擇適宜的課題?6。課程設計評分要求

分為四個部分分別要求:?（1）說明書的質量度45％?(2）圖紙質量２5％

（3）答辯20%?（4)平時表現(xiàn)10％第三部分：化工原理實驗教學手冊已開課程：高等數(shù)學、計算機程序設計語言、化工原理課程:化工原理實驗課程性質：技術基礎課，必修?適應專業(yè)與年級:化學工程、應化、制藥、材化、生化、輕化工和類似專業(yè)

開課教研組：化工原理教研組?學分:２。５?學時：40

先修課程：化工原理、高等數(shù)學、物理、物理化學、計算技術?教材:《化工原理實驗》,本院自編化工原理實驗CAI課件,本院開發(fā)

本課程的地位、作用和任務：化工原理實驗是一門以化工單元操作過程原理和設備為主要內容、以處理工程問題的實驗研究方法為特色的實踐性課程。它在培養(yǎng)學生的工程能力，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面起著重要的作用。通過本課程的學習,應使學生掌握應用化工原理和有關先修課程之所學知識,正確地處理工程問題的綜合能力，培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的工作態(tài)度和團結協(xié)作的工作作風。通過化工原理實驗課程的學習,應使學生在下列幾個方面的能力上得到較好的培養(yǎng)和鍛煉：(１）掌握處理工程問題的基本實驗研究方法，即數(shù)學模型法和因次論指導下的實驗研究方法,靈活地應用這些方法研究處理各種化工工程問題的能力；（２）分析和解決化工工程問題的綜合能力：包括合理地規(guī)劃實驗的能力;正確地選擇設備和設計流程的能力；正確地選擇和使用工程測試儀表的能力；實驗動手能力；化工單元過程和設備的操作及分析能力；正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力;（3）對實驗結果進行正確分析、討論和總結并用簡明的文字和適當?shù)膱D表撰寫實驗研究報告的能力；（４）工程創(chuàng)新能力。教學基本要求通過實驗教學，學生應能鞏固和加深對課堂教學內容的理解并得到化工實驗技能的基本訓練。首先要求學生根據(jù)實驗指導書在課下進行預習，并設計出原始數(shù)據(jù)表格；進行實驗前，給學生5～１0分鐘，熟悉實驗設備流程、操作方法等;指導教師提問問題，并講解疑難問題、注意事項等;實驗小組為３—4人,學生獨立操作完成實驗；將測試數(shù)據(jù)及有關的設備參數(shù)等記錄在已經設計好的原始數(shù)據(jù)表格中；實驗結束后，指導教師檢查原始數(shù)據(jù)并簽字;進行實驗數(shù)據(jù)處理和分析，如結果不理想，可與化工原理實驗室教師聯(lián)系,重新做實驗。在一周內，完成實驗報告.實驗考核與實驗報告：學生進入實驗室，點名;實驗結束后，學生有一份指導教師簽名的原始數(shù)據(jù)表、指導教師根據(jù)學生回答問題、操作、原始數(shù)據(jù)記錄、實驗紀律及作風等方面給學生操作分。 學生在一周內提交一份實驗報告，其中附有指導教師簽名的原始數(shù)據(jù)表。指導教師根據(jù)實驗報告的情況給學生報告分。?在期末時,進行一次筆試（或面試）,給出成績.課程的最后成績：操作分20％十實驗報告分40%十筆試(或面試）成績40％缺一次實驗或報告,最后不允許參加筆試（或面試)。總成績不及格者,下學年重修。授課主要內容和學時安排總學時為40學時(1）實驗數(shù)據(jù)的處理、化工實驗參數(shù)測量方法 4學時（2）流體流動阻力和孔板流量計孔流系數(shù)的測定?5學時(上機1學時)(３）離心泵性能測試?４學時（上機1學時)（4）板框過濾機中過濾常數(shù)的測定?? 4學時（5)套管換熱器傳熱膜系數(shù)的測定?? 5學時（上機1學時）（6）篩板連續(xù)精餾塔的操作 ?6學時(上機1學時）（７)填料塔氣體吸收實驗?? ?6學時（上機1學時）（8)氣流干燥實驗 ? ? 4學時（9）流化干燥速率曲線的測定 4學時（1０）流型與臨界雷諾數(shù)的測定???0.５學時(1１)柏努利方程演示實驗 ? 0.５學時（12)熱邊界層演示實驗 ? ? ０。5學時(1３）浮閥塔和泡罩塔演示實驗??? ?0.5學時實驗8和實驗9選做其一.具體教學內容（１）實驗數(shù)據(jù)的處理、化工實驗參數(shù)測量方法講解實驗室注意事項、實驗誤差的估算和分析、實驗數(shù)據(jù)處理方法、實驗設計方法、化工實驗參數(shù)（壓差、溫度、流量流速）測量方法以及化工原理實驗教學課件的使用。(2）流體流動阻力和孔板流量計孔流系數(shù)的測定?學習掌握流體流動阻力、直管摩擦系數(shù)、管件局部阻力系數(shù)的測定方法，了解它們的變化規(guī)律；學會孔板流量計的流量較正或標定方法；了解孔流系數(shù)的影響因素及變化規(guī)律。(3）離心泵性能測試了解離心泵的特性,熟悉離心泵的操作；學習離心泵特性曲線的測定方法和特性曲線的應用.（４）板框過濾機中過濾常數(shù)的測定了解板框過濾機的構造,掌握過濾的操作方法;測定恒壓過濾時的過濾常數(shù);驗證過濾終了速率和洗滌速率的關系。(5）套管換熱器傳熱膜系數(shù)的測定學習傳熱系數(shù)及傳熱膜系數(shù)的測定方法;學習如何運用實驗方法求出描述過程規(guī)律的經驗公式。(６）篩板連續(xù)精餾塔的操作了解連續(xù)精餾裝置的基本流程和組成部分的作用；熟悉精餾塔的操作方法；了解連續(xù)精餾塔操作中各可變因素對精餾塔性能的影響。（７)填料塔氣體吸收實驗了解填料塔的基本結構，吸收裝置的基本流程及操作方法；了解空塔氣速與壓降的關系，掌握液泛規(guī)律；掌握總傳質系數(shù)和傳質單元高度的測定方法，并了解空塔氣速和噴淋密度對其影響.(8）氣流干燥實驗了解常壓干燥操作的設備及流程；學習物料干燥速率曲線的測定方法；了解影響干燥速率曲線的因素。（9）流化干燥速率曲線的測定了解流化干燥器的基本結構及其流程；掌握流化干燥器干燥速率曲線的測定方法。了解流化干燥操作中影響干燥速率的因素。（10）流型與臨界雷諾數(shù)的測定觀察層流時玻璃管中流速分布;觀察流體層流和湍流時的流態(tài)。（11)柏努利方程演示實驗 熟悉流體流動中各種能量（壓頭)的概念及相互轉換關系。（１2)熱邊界層演示實驗? ? ?０。5學時通過觀察流體流經熱固體表面進行傳熱時所產生的熱邊界層及邊界層分離現(xiàn)象，加強對熱邊界層的感性認識了。(13)浮閥塔和泡罩塔演示實驗 ? 0.5學時了解浮閥塔在正常操作時氣液兩相的流動情況,以及觀察霧沫夾帶和漏液現(xiàn)象，從而加強對浮閥塔操作的感性認識。觀察泡罩塔塔板上氣液兩相的流動情況，并與浮閥塔的操作情況進行對比。本課程教學中需處理問題１.強調因材施教，注重個性發(fā)展

為了體現(xiàn)因材施教，注重個性發(fā)展的原則，以適應不同層次、專業(yè)以及有興趣的學生的培養(yǎng)，除基本實驗內容外，本課程開設有綜合性提高實驗，供學生選做。提高性實驗：聯(lián)機在線控制連續(xù)精餾塔綜合實驗;聯(lián)機在線控制間歇精餾塔綜合實驗;萃取綜合實驗;?２。加強工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)化工原理實驗是培養(yǎng)學生工程實踐能力以及創(chuàng)新能力的重要課程。在教學過程中要求融入教師科研的成果和經驗，并結合綜合性和設計性的實驗，使得在對學生兩個“能力”的培養(yǎng)方面有所突破。例如對于試點班學生的實驗教學，可根據(jù)學院關于優(yōu)秀生培養(yǎng)模式的有關規(guī)定或要求,在總學時為５0學時的教學計劃中，安排選做部分綜合性提高實驗。

３.注重加強計算機應用能力的培養(yǎng)在教學過程中要注重加強學生計算機應用能力的培養(yǎng),要求所有學生要使用計算機處理實驗數(shù)據(jù).此外,本實驗課程還配有化工原理實驗計算機仿真軟件,供有興趣的學生自由練習，不做統(tǒng)一要求。?第四部分：化工原理教學參考資料一、教材?1。陳敏恒編《化工原理》上下冊化學工業(yè)出版社（二十一世紀教材)

2。王志魁編《化工原理》全冊化學工業(yè)出版社3?！痘ぴ韺嶒灐?江蘇工業(yè)學院，20０2化工原理實驗CAI課件二、教學參考資料?1。何潮洪等.化工原理.科學出版社，２0012。何潮洪等?；ぴ砹曨}精解。北京：科學出版社，20０3?3．叢德滋等.化工原理詳解與應用.北京:化學工業(yè)出版社，2002

4．趙汝溥等.化工原理.北京：化學工業(yè)出版社.199５5.Seadeｒ,J。D．,Henley，E．J.Seｐaｒatiｏｎｐrocesspｒｉncipｌes。ＮｅwYoｒk：John＆Soｎs,Ｉnc。19９86。柴誠敬等.化工原理(上冊：化工流體流動與傳熱,下冊：化工傳質與分離過程)。北京：化學工業(yè)出版社.2000（面向21世紀教材）

７.柴誠敬等．化工原理課程學習指導，天津大學出版社，2003８。大連理工大學編．化工原理．高等教育出版社，2０029。蔣維鈞等.化工原理北京：清華出版社,1９９６１０．成都科大化原編寫組編．化工原理(第二版)。成都科技出版社199611。姚玉英。化工原理例題與習題.北京