《化工原理》課程教學(xué)大綱

合用專業(yè)：工藝類專業(yè)有化學(xué)工程工藝、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、制藥工程、生物工程、食品工程、輕化工工程，非工藝專業(yè)有工份子材料、安全工程、生物技術(shù)、過程裝備與控制；對非工藝類專業(yè)，帶*部份不做要求，也可根據(jù)專業(yè)特點選擇下冊中的氣體吸收和塔設(shè)備等部課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課一、目的及任務(wù)第一部份教學(xué)基本要求化工原理是化學(xué)工程與工藝及相關(guān)專業(yè)最重要的技術(shù)基礎(chǔ)課之一。通過這門課程的學(xué)單元操作中各種問題的能力。突出課程的實踐性，使學(xué)生受到利用自然科學(xué)的基本原理解決實際工程問題的初步訓(xùn)練，提高學(xué)生的定量運算能力、實驗技能、設(shè)計能力、單元操作的分析與調(diào)節(jié)能力。二、本課程的先行課程三、各章節(jié)具體內(nèi)容要求掌握的內(nèi)容：1、掌握單位換算方法；：1、熟悉單元操作的概念及其在化工過程中的地位。第一章流體流動掌握的內(nèi)容：1、流體的密度和粘度的定義、單位、影響因素及數(shù)據(jù)獲??；義、表達(dá)方法、單位換算；4、流體的流動類型及其判斷、蕾諾準(zhǔn)數(shù)的物理意義、計算；5、流體阻力產(chǎn)生的原因、流體在管內(nèi)流動的機(jī)械能損失計算；7、液柱式壓差計、測速管、孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、安裝要求和：2、層流與湍流的特征；律，牛頓流體與非牛頓流體；2、邊界層的概念、邊界層的發(fā)展、層流底層、邊界層分離。第二章流體輸送機(jī)械1、離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)、特性曲線及應(yīng)用；2、影響離心泵性能的主要因素，離心泵特性曲線測定；3、管路特性曲線，離心泵的工作點及流量調(diào)節(jié)；4、允許吸上真空高度、允許氣蝕余量，確定泵的安裝高度；5、離心泵的設(shè)計型計算與操作型計算、離心泵的操作要點；2、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)、特性曲線、操作要點與應(yīng)用。；第三章機(jī)械分離和固體顆粒流態(tài)化1、顆粒特性與表征、顆粒群的性質(zhì)；6、旋風(fēng)分離器的臨界直徑、分離效率、壓降；分離器的分離原理、結(jié)構(gòu)、選用；劑的作用與選用；2、床層特性與表征；3、流態(tài)化的定義、分類，流化床的特征。第四章傳熱2、對流傳熱基本原理，牛頓冷卻定律，影響對流傳熱的主要因素；4、傳熱計算：傳熱速率方程與熱負(fù)荷的計算、平均溫差推動力、總傳熱系數(shù)、污垢熱阻、壁溫計算、傳熱面積、加熱程度和冷卻程度計算、強(qiáng)化傳熱的途徑；法；2、蒸汽冷凝、液體沸騰對流傳熱系數(shù)計算；3、傳熱效率、傳熱單元數(shù)及其在傳熱操作型計算中的應(yīng)用；4、熱輻射的基本概念、兩灰體間輻射傳熱計算；的結(jié)構(gòu)及選型計算。；構(gòu)特點及應(yīng)用；第五章氣體吸收；2、氣體在液體中的溶解度、亨利定律表達(dá)式及相互關(guān)系、相平衡與吸收、解吸的關(guān)系；4、對流傳質(zhì)、雙膜模型要點、總傳質(zhì)速率方程表達(dá)式、總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)阻力分析、氣膜控制與掖膜控制；均推動力法、解吸因數(shù)法)；7、吸收塔操作分析、設(shè)計型計算和操作型計算；1、均相物系分離的分類與特征、吸收的分類、吸收劑選用的基本原則；3、吸收與解吸的比較；4、傳質(zhì)單元數(shù)的圖解積分法和梯級圖解法。2、吸收基本方程式推導(dǎo)；第六章蒸餾1、雙組分理想體系的汽液平衡：拉烏爾定律、泡點方程、露點方程、汽液平衡圖、揮發(fā)度與相對揮發(fā)度定義及應(yīng)用、相平衡方程及應(yīng)用；q用；4、雙組分連續(xù)精餾塔計算及操作調(diào)節(jié)、分析：恒摩爾流假設(shè)、理論板、等板高度、汽液兩相的摩爾流率、回流比選用與最小回流比、加料熱狀況影響及選擇、全塔效率、單板效率、數(shù)的確定。、平衡蒸餾與簡單蒸餾的流程、特點、計算；3、非常見的二元連續(xù)精餾塔計算：直接蒸汽加熱、多股進(jìn)料與多股出料、提餾塔、塔頂采1、非理想物系的汽液平衡]；算步驟及應(yīng)用；第七章蒸餾和吸收塔設(shè)備2、板式塔和填料塔的典型結(jié)構(gòu)、性能、特征和選用原則。1、板式塔水力學(xué)性能、不正常操作狀況、塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響與選擇；2、填料塔水力學(xué)性能、不正常操作狀況、填料特性的影響與選用；3、常用塔板和填料的類型、特點及使用場合。1、塔板上氣液兩相接觸工況、塔板負(fù)荷性能圖、板式塔工藝計算方法；2、填料塔內(nèi)氣、液兩相流動的相互作用、填料塔的工藝計算方法。第八章干燥2、干燥過程的物料衡算3、干燥過程的熱量衡算4、恒定干燥條件下干燥速率與干燥時間1、物料中所含水分的性質(zhì)及干燥機(jī)理；3、恒速干燥與降速干燥的特點及強(qiáng)化途徑；4、干燥器的熱效率及提高干燥過程經(jīng)濟(jì)型的途徑。五、建議教材與教學(xué)參考書理.天津：天津大學(xué)出版社,2005.書版社.1992.12學(xué)工業(yè)出版社.1999.062[6].WarrenL.McCabe,JulianC.Smith,PeterHarriott.UnitOperationsofChemicalEngineering學(xué)出版社.2003.10二部份教學(xué)大綱一、課程開設(shè)對象化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、環(huán)境工程、生物工程、食品工程、輕化工程、生物制藥、生物技術(shù)、過程裝備與控制、安全工程、食品質(zhì)量與安全等本科專業(yè)。二、教學(xué)總學(xué)時專業(yè)類別理論學(xué)時上冊學(xué)時時工藝類各專業(yè)非工藝類各專業(yè)三、各章內(nèi)容及參考學(xué)時(一)內(nèi)容概要一、本課程的研究對象、目的二、化學(xué)工程發(fā)展簡介三、單位制與單位換算基本概念第一章流體流動(參考學(xué)時：16~20學(xué)時)(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時安排章節(jié)名稱參考學(xué)時分配2342311第二章流體輸送機(jī)械(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時分配章節(jié)名稱參考學(xué)時分配1第三章*機(jī)械分離和固體顆粒流態(tài)化(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時安排章節(jié)名稱章節(jié)名稱參考學(xué)時分配35第四章傳熱(參考學(xué)：16~20學(xué)時)(一)內(nèi)容概要§4-1-2傳熱過程中熱、冷流體(接觸)熱交換的方式(二)參考學(xué)時分配章節(jié)名稱第五章氣體吸收(參考學(xué)時：24~28學(xué)時)參考學(xué)時分配13242(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時分配參考學(xué)時分配126參考學(xué)時分配12612第六章蒸餾(參考學(xué)時：18~22學(xué)時)(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時分配章節(jié)名稱第七章蒸餾和吸收塔設(shè)備(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時分配章節(jié)名稱參考學(xué)時分配21121參考學(xué)時分配132第八章干燥(一)內(nèi)容概要(二)參考學(xué)時分配章節(jié)名稱§8-3固體物料在干燥過程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系參考學(xué)時分配4431第三部份教學(xué)實施細(xì)則一、課程重點、難點及處理方法緒論重點：化工原理的工程性及研究方法。點：物、熱衡算。主要知識點：化工原理的性質(zhì)、內(nèi)容、任務(wù)和研究方法；物、熱衡算，平衡及速率關(guān)系；單位及單位換算；因次及因次式。第一章流體流動重點：連續(xù)性方程；機(jī)械能衡算式。難點：柏努利方程式的應(yīng)用；邊界層的形成與分離。主要知識點：流體的性質(zhì)(密度、重度、比重、比容、粘度)；流體的靜壓強(qiáng)、靜力學(xué)方程體的概念；流動類型及特點；邊界層的概念(形成、發(fā)展與分離)；管內(nèi)流速分布；管路能耗的原因、計算及影響因素(粗糙度的概念、磨擦系數(shù)、因次分析法)；管路計算的方法；流量、流速的測量方法(測速管、孔板流量計、文丘里流量計、轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)和原理)。第二章流體輸送設(shè)備重點：離心泵的特性和選用。難點：離心泵的基本方程式；離心泵的安裝高度；離心泵的組合操作。主要知識點：離心泵的結(jié)構(gòu)(主要部件及其作用)；工作原理；類型；氣縛現(xiàn)象產(chǎn)生的原因選擇原則；正位移式輸送設(shè)備的特點及操作要點。第三章機(jī)械分離及固體流態(tài)化主要知識點：顆粒及顆粒群的性質(zhì)(體積、表面積、比表面積、空隙率及平均自由截面積)；沉降的基本概念(重力沉降、離心沉降、自由沉降和干擾沉降)；沉降速度的計算；旋風(fēng)分離器的性能參數(shù)(臨界直徑、分離效率、粒級率、分割直徑)；降沉室的結(jié)構(gòu)與設(shè)計，旋風(fēng)濾機(jī))的結(jié)構(gòu)特點；過濾常數(shù)的測定方法。第四章傳熱常導(dǎo)熱的計算(平壁圓筒壁及球壁)；導(dǎo)熱系數(shù)及其影響因素；對流傳熱過程分析，牛頓冷透熱體和灰體，普郎克定律，斯蒂芬-波爾茨曼定律，克?；舴蚨?，兩物體間的輻射傳熱第五章吸收難點：單向擴(kuò)散；操作型問題定性分析擴(kuò)散，單向擴(kuò)散，總體流動；濃度的不同表示法及其關(guān)系，膜模型，相內(nèi)傳質(zhì)速率式；相平衡關(guān)系，傳質(zhì)的方向、限度和推動力、雙膜模型及傳質(zhì)理論簡介；相際傳質(zhì)速率式，傳質(zhì)阻力，氣膜控制、液膜控制；吸收操作的基本概念，典型吸收設(shè)備與流程，吸收過程的相平衡關(guān)系(溶解度曲線，亨利定律)，影響平衡的主要因素；吸收過程的物料衡算，操作線方程，收因子(解吸因子)的概念，低濃吸收填料層高度的計算(平衡線為直線及曲線兩種情況)；定。第六章蒸餾重點：兩組分的相平衡關(guān)系；兩組分聯(lián)系精餾的計算；影響精餾過程的主要因素。難點：單板效率，確定回流比，間歇精餾。第八章塔設(shè)備的流體力學(xué)特性，填料塔的設(shè)計原則及步驟；板式塔與填料塔的比較，塔的選用原則。第九章固體干燥構(gòu)特點及設(shè)計原則。一)、作業(yè)要求：4.在每學(xué)期末，主講教師必須將平時成績登記冊、試卷、參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)、試卷分析、成績分析等教學(xué)資料交資料室存檔。。2.每次所批改作業(yè)按五級分給出成績，對作業(yè)中普遍存在的問題進(jìn)行評講。)、作業(yè)次數(shù)、作業(yè)量次數(shù)1習(xí)題量2~3第一章流體流動0第二章流體輸送機(jī)械次數(shù)3習(xí)題量6~7第三章機(jī)械