《化學反應工程》(4)課程教學大綱

《化學反應工程》教學大綱一、課程與任課教師基本信息課程名稱：化學反應工程課程類別：必修課√□選修課□總學時/周學時/學分：48其中實驗（實訓、討論等）學時：授課時間：周一下午7-9節(jié)授課地點：12L203開課單位：能源與化工系適用專業(yè)班級：化學工程與工藝2012級答疑時間、地點與方式：17周周一下午，12L203二、課程簡介“化學反應工程”是以無機化工、有機化工、煤化工和石油化工生產(chǎn)過程中的化學加工過程為背景，按化學反應與動量、熱量、質量傳遞相互作用的共性歸納綜合的宏觀反應過程；是將化學反應原理與反應設備相結合的一門學科；本課程是化工相關專業(yè)的主干專業(yè)基礎課，屬于專業(yè)必修課。三、課程目標結合專業(yè)培養(yǎng)目標，提出本課程要達到的目標。這些目標包括：1、知識與技能目標：培養(yǎng)學生用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實踐問題；使學生掌握化學反應工程學科的理論體系、研究方法，了解學科前沿；應用理論推演和實驗研究工業(yè)反應過程的規(guī)律而建立數(shù)學模擬結合工程實踐的經(jīng)驗應用于工程設計和放大。2、過程與方法目標：通過本課程的學習，學生可具備：1．從全局的角度，思考問題、解決問題的意識；2.熟悉反應工程基本內(nèi)容的能力；3．熟練運用“三傳一反”基本方程式，求解理想反應器模型的能力；4．能注重研究內(nèi)容，抓住研究思路，掌握共性規(guī)律的能力；5.運用工程分析方法，解決工程問題的能力。3、情感、態(tài)度與價值觀發(fā)展目標：在課程學習的同時，結合課程突顯的規(guī)律，與價值觀的培養(yǎng)相結合，使學生在學習知識體系的同時，思考人生是否是一反應過程，讓學生具有正確的價值觀。四、與前后課程的聯(lián)系（宋體，小四，粗體）需要先學習專業(yè)基礎課，如化工原理（三傳）、化工熱力學等（宋體，小四，粗體）1、選用教材：《化學反應工程》郭鍇等主編，化學工業(yè)出版社2、推薦參考書：1.ChemicalReactionEngineering（化學反應工程（第三版），國外名校名著，英文原版教材），化學工業(yè)出版社。2.化學反應工程（第三版）陳甘棠主編化學工業(yè)出版社。3.化學反應工程原理張濂、許志美、袁向前編著華東理工大學出版社。4.反應工程（第二版）李紹芬主編化學工業(yè)出版社六、課程進度表表1理論教學進程表周次教學主題要點與重點要求學時1緒論介紹化學反應工程基礎了解化學反應動力學與傳遞現(xiàn)象之間的影響關系32均相單一反應動力學和理想反應器均相單一反應動力學和理想反應器掌握動力學的建立方法，以及三種理想反應器的設計方程及各自特點33-4復合反應及反應器選型復合反應動力學和反應器組合掌握復合反應的特點，了解選擇性概念，了解反應器的組合及選擇65-6非理想流動反應器非理想流動反應器了解停留時間分布、返混等概念，了解非理想流動反應器的三種數(shù)學模型67-8氣固相催化反應本征動力學氣固相催化反應本征動力學學會本征動力學的建立與推導，定態(tài)近似與速率控制步奏69-10氣固相催化反應宏觀動力學氣固相催化反應宏觀動力學了解宏觀反應動力學與本征動力學的區(qū)別，掌握效率因子、西勒模數(shù)等概念611-12氣固相催化反應固定床反應器固定床反應器了解固定床反應中傳熱、傳質及動量傳遞的特性613-14氣固相催化反應流化床反應器流化床反應器了解流化床反應中傳熱、傳質及動量傳遞的特性514-16氣液反應過程與反應器氣液反應過程與反應器了解氣液反應器的特點，雙模理論，以及八田指數(shù)等516反應器的熱穩(wěn)定性和參數(shù)靈敏性反應器的熱穩(wěn)定性和參數(shù)靈敏性了解反應過程中安全的重要性，兩種典型反應器的熱穩(wěn)定性2七、教學方法本課程主要為理論教學，主要通過啟發(fā)式和案例式教學方法八、對學生學習的總體要求1、學習本課程的方法、策略及教育資源的利用。學生學完本課程后，能對反應器內(nèi)三傳現(xiàn)象和化學反應速率之間的相互作用有深厚的理解，掌握依靠數(shù)學模型方法對反應器分析的基本原理。能夠建立反映反應器基本特征的數(shù)學模型。能夠對等溫操作的理想反應器進行體積設計；正確認識反應器流動模型，停留時間分布，和非理想反應器的數(shù)學描述，用于預測實際反應器的轉化率；掌握等溫催化劑，以及外擴散對多相反應過程影響的數(shù)學模型分析原理。懂得對實際非等溫理想反應器作物料守恒和能量守恒耦合系統(tǒng)分析的計算方法。學習應用科學計算軟件求解反應器二維數(shù)學模型耦合偏微分方程組，給出反應器內(nèi)的空間場量，如流場、壓力場，濃度場，和溫度場，為反應器結構優(yōu)化設計提供科學依據(jù)。對反應器操作過程受操作參數(shù)波動引起的動態(tài)現(xiàn)象和開停車過程的操作，掌握反應器非線性系統(tǒng)定態(tài)多重性分析的基本方法。2、學生必須閱讀與選讀的課外教學材料1.

Folger,

H.

S.,

Elements

of

Chemical

Reaction

Engineering,

4th

Edition,

Prentice

Hall，Upper

Saddle

River,

NJ

2006

&

化學工業(yè)出版社，北京2006.2.

Levenspiel,

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3rd

Edition,

John

Wiley

&

Sons,

1999

&化學工業(yè)出版社，北京2002.3.

袁謂康，朱開宏，

化學反應工程分析，華東理工大學出版社，上海，

1995.

4.

陳甘棠，化學反應工程，第二版，化學工業(yè)出版社，北京，1990.

5.

李紹芬，反應工程，化學工業(yè)出版社，北京，1990.6.

王建華，化學反應工程，成都科技大學出版社，

成都，1988.7.

Smith,

J.

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3rd

Edition,

McGram-Hill.

1981.

王建華等譯，化學工業(yè)出版社

&

成都科技大學出版社，北京，19883、學生完成本課程每周須耗費的時間。每周須用大概5-7小時用于課程學習與作業(yè)練習。4、學生的上課、實驗、討論、答疑、提交作業(yè)（論文）、單元測試、期末考試等方面的要求。學生不得無故缺席，上課必須勤作筆記、多思考，課堂討論務必積極參與；課后認真閱讀，完成主講教師規(guī)定的作業(yè)與閱讀任務。有什么疑惑可以直接聯(lián)系主講教師。每一次作業(yè)就是一次單元測試，期末考試采取閉卷形式，檢驗同學們對課程內(nèi)容的理解與掌握程度。要求：認真上課、按時完成作業(yè)、學習能力得到提高。5、學生參與教學評價要求。課程結束前1-2周內(nèi)，按照學校統(tǒng)一安排，通過網(wǎng)上評教系統(tǒng)，回答調(diào)查問卷，實事求是地對本課程及任課教師的教學效果作出客觀公正的評價。九、成績評定方法及標準（考核內(nèi)容評價標準及要求（居中、宋體、五號、粗體）權重到堂情況點名5%課堂討論課堂參與踴躍情況10%完成作業(yè)作業(yè)完成程度5%單元測試中期考核10%期末考核