《化工原理》教學(xué)大綱).docx

1、化工原理教學(xué)大綱嘉應(yīng)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境學(xué)院202x年4月化工原理課程教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)化工原理課程是化工類及相近專業(yè)的一門主要技術(shù)根底課，它是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等根底知識，分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種物理過程（或單元操作）問題的工程學(xué)科，本課程擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由根底到專業(yè)的橋梁作用。該課程教學(xué)水平的上下，對化工類及相近專業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)素養(yǎng)和工程能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。本課程屬工科科學(xué)，用自然科學(xué)的原理主要為動量、熱量與質(zhì)量傳遞理論）考察、解釋和處理工程實(shí)際問題，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)算和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練、強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相

2、結(jié)合，提高分析問題、解決問題的能力。學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)，應(yīng)能夠解決流體流動、流體輸送、沉降別離、過濾別離、過程傳熱、蒸發(fā)、蒸偏、汲取、萃取和枯燥等單元操作過程的計(jì)算及設(shè)備選擇等問題，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定根底。二、教學(xué)根本要求化工原理課程在第五、六學(xué)期（四年制）開設(shè)。教材內(nèi)容分為課堂講授、學(xué)生自學(xué)和學(xué)生選讀三局部，其中課堂講授局部由教師在教學(xué)方案學(xué)時(shí)內(nèi)進(jìn)行課堂教學(xué)，作為根本要求內(nèi)容；學(xué)生自學(xué)局部由學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，利用課外時(shí)間進(jìn)行自學(xué)，作為一般要求內(nèi)容；學(xué)生選讀局部由學(xué)生依據(jù)自己的興趣及能力，進(jìn)行課外選讀，不作要求。本課程教學(xué)方案總學(xué)時(shí)104學(xué)時(shí)，其中上冊56學(xué)時(shí)課堂講授54學(xué)時(shí)，機(jī)動2

3、學(xué)時(shí)），課程設(shè)計(jì)1周；下冊48學(xué)時(shí)課堂講授46學(xué)時(shí)，機(jī)動2學(xué)時(shí)），課程設(shè)計(jì)1.5周。本課程采納課后習(xí)題，每次課后留23個(gè)練習(xí)題，由學(xué)生獨(dú)立完成，教師可依據(jù)情況安排綜合練習(xí)題和安排習(xí)題商暈課。本課程每周安排課外答疑一次3小時(shí)）。本課程的期末考試卷子分為客觀題和綜合題兩局部，客觀題側(cè)重對學(xué)生的根底知識的考核，采納選擇填空的閉卷考試形式，占45%；綜合題側(cè)重對學(xué)生的綜合、創(chuàng)新能力的考核，采納分析推導(dǎo)結(jié)合綜合計(jì)算的開卷考試形式，占55%O三、教學(xué)內(nèi)容本課程主要內(nèi)容包含：1. 流體流動。流體的重要性質(zhì)；流體靜力學(xué)根本方程式及其應(yīng)用；能量衡算方程及其應(yīng)用：流體的流動現(xiàn)象；流動在管內(nèi)的流動阻力：管路計(jì)算；流

4、量測量。2. 流體輸送機(jī)械。離心泵的工作原理、性能參數(shù)與特性曲線、流量調(diào)節(jié)以及安裝；其他液體輸送機(jī)械簡介；氣體輸送機(jī)械簡介。3. 機(jī)械別離與固體流態(tài)化。顆粒與顆粒床特性；重力沉降與離心沉降的原理和操作；過濾別離原理與設(shè)備。4. 傳熱。傳熱概述；熱傳導(dǎo)：對流傳熱概述：傳熱過程計(jì)算；對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式；輻射傳熱簡介；換熱器簡介。5. 蒸發(fā)。蒸發(fā)設(shè)備、流程與操作特點(diǎn)；單效蒸發(fā)計(jì)算；多效蒸發(fā)簡介。6. 蒸飼。兩組分理想溶液的氣液平衡；精餡原理與流程；兩組分連續(xù)精餡的計(jì)算包含理論板和恒摩爾流的概念、物料衡算和操作線方程、進(jìn)料熱狀況的影響、理論板層數(shù)的計(jì)算、回流比的影響及其選擇、塔高和塔徑的計(jì)算等)。7.

5、 氣體汲取。汲取過程的平衡關(guān)系；汲取過程的速率關(guān)系；低組成氣體汲取的計(jì)算(包含物料衡算與操作線方程、汲取劑用量實(shí)在定、塔徑的計(jì)算、傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算填料層高度等)；汲取系數(shù)簡介。8. 蒸餡和汲取塔設(shè)備。板式塔的結(jié)構(gòu)：板式塔的流體力學(xué)性能與操作特性；填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；填料塔的流體力學(xué)性能。9. 液一液萃取。液一液萃取相平衡；單級萃取的計(jì)算。10. 固體物料的枯燥。濕空氣的性質(zhì)及濕度圖；枯燥過程的物料衡算與熱量衡算；物料中所含水分的性質(zhì)；枯燥曲線、枯燥速率與枯燥速率曲線。11. 其它別離過程。結(jié)晶的根本概念、結(jié)晶過程的相平衡、結(jié)晶過程的動力學(xué)。四、學(xué)時(shí)分配注：課堂講授內(nèi)容學(xué)生自學(xué)內(nèi)容一學(xué)生選讀內(nèi)容

6、化工原理上冊1學(xué)時(shí)緒論()第一章流體流動9學(xué)時(shí)第一節(jié)1.1.11.1.21.1.31.1.4第二節(jié)1.2.11.2.21.2.31.2.41.2.5第三節(jié)1.3.1流體靜力學(xué)根本方程式2學(xué)時(shí))流體的密度)流體的靜壓強(qiáng)()流體靜力學(xué)根本方程式)流體靜力學(xué)根本方程式的應(yīng)用)流體在管內(nèi)的流動(3學(xué)時(shí))流量與流速()定態(tài)流動與非定態(tài)流動()連續(xù)性方程式()能量衡算方程式()柏努利方程式的應(yīng)用()流體的流動現(xiàn)象(2學(xué)時(shí))牛頓粘性定律與流體的粘度)1.3.21.3.31.3.41.3.5 第四節(jié)1.4.11.4.2L4.3第五節(jié)第六節(jié)非牛頓型流體)流動類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)()滯流與湍流)邊界層的概念)流體在管內(nèi)

7、的流動阻力(2學(xué)時(shí))流體在直管中的流動阻力()管路上的局部阻力()管路系統(tǒng)中的能量損失()管路計(jì)算流量測量第二章流體輸送機(jī)械4學(xué)時(shí)第一節(jié)2.1.12.1.22.1.3 第二節(jié)2.2.12.2.22.2.32.2.4液體輸送機(jī)械(4學(xué)時(shí))離心泵()往復(fù)泵()其它類型泵()氣體輸送和壓縮機(jī)械離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī))旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī))往復(fù)式壓縮機(jī))真空泵(海)第三章機(jī)械別離與固體流態(tài)化第一節(jié)3.1.13.1.2 第二節(jié)3.2.13.2.2第三節(jié)3.3.13.3.23.3.33.3.43.3.53.3.63.3.73.3.8 第四節(jié)顆粒及顆粒床層的特性顆粒的特性)顆粒床層的特性沉降過程重力沉降(

8、)離心沉降)過濾過濾操作的根本概念)過濾根本方程式)恒壓過濾()恒速過濾與先恒速后恒壓過濾()過濾常數(shù)的測定)過濾設(shè)備濾餅的洗滌)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力)離心機(jī)3.4.1一般概念()3.4.2離心機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作海)第五節(jié)固體流態(tài)化3.5.1流態(tài)化的根本概念()3.5.2流動阻力()3.5.3流態(tài)設(shè)備簡介次)3.5.4氣力輸送簡介次)第四章傳熱12學(xué)時(shí)第一節(jié)概述(2學(xué)時(shí))4.1.1傳熱的根本方法)4.1.2傳熱過程中熱、冷流體接觸)熱交換的方法)4.1.3典型的間壁式換熱器()4.1.4熱載體及其選擇()第二節(jié)熱傳導(dǎo)2學(xué)時(shí))4.2.1根本概念和傅立葉定律)4.2.2導(dǎo)熱系數(shù)()4.2.3平壁的熱傳導(dǎo))

9、4.2.4圓筒壁的熱傳導(dǎo))第三節(jié)對流傳熱概述(2學(xué)時(shí))4.3.1對流傳熱速率方程和對流傳熱系數(shù))4.3.2對流傳熱機(jī)理)4.3.3保溫層的臨界直徑)第四節(jié)傳熱過程計(jì)算4學(xué)時(shí))441能量衡算()4.4.2總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù)()4.4.3平均溫度差法)4.4.4傳熱單元數(shù)法)第五節(jié)對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式(2學(xué)時(shí))4.5.1影響對流傳熱系數(shù)的因素()4.5.2對流傳熱過程的因次分析()4.5.3液體無相變時(shí)的對流傳熱系數(shù)()4.5.4液體有相變時(shí)的對流傳熱系數(shù))4.5.5壁溫的估算()第六節(jié)輻射傳熱4.6.1根本概念()4.6.2物體的輻射能力和有關(guān)定律()4.6.3兩固體間的輻射傳熱淤)4

10、.6.4對流和輻射聯(lián)合傳熱海)第七節(jié)換熱器4.7.1間壁式換熱器的類型)4.7.2列管式換熱器的設(shè)計(jì)與選用()4.7.3各種間壁式換熱器的比較和傳熱的加強(qiáng)途徑()第五章氣體汲取10學(xué)時(shí)第一節(jié)氣一液相平衡(1.5學(xué)時(shí))2.1.1氣體的溶化度)2.1.2亨利定律()2.1.3汲取劑的選擇)第二節(jié)傳質(zhì)機(jī)理與汲取速率3學(xué)時(shí))2.2.1分子擴(kuò)散與菲克定律)2.2.2氣相中的定態(tài)分子擴(kuò)散)2.2.3液相中的定態(tài)分子擴(kuò)散)2.2.4擴(kuò)散系數(shù)()2.2.5對流傳質(zhì)()2.2.6汲取過程的機(jī)理)2.2.7汲取速率方程式()第三節(jié)汲取塔的計(jì)算(學(xué)時(shí))2.3.1汲取塔的物料衡算與操作線方程)2.3.2汲取劑用量的決

11、定()2.3.3塔徑的計(jì)算)2.3.4填料層高度的計(jì)算()2.3.5理論板層數(shù)的計(jì)算()第四節(jié)汲取系數(shù)1學(xué)時(shí))2.4.1汲取系數(shù)的測定)2.4.2汲取系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式)2.4.3汲取系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式)第五節(jié)脫吸及其它條件下的汲取(1學(xué)時(shí))2.5.1脫吸)2.5.2高濃度氣體汲取)2.5.3非等溫汲取次)2.5.4多組分汲取淤)2.5.5化學(xué)汲取(法)第六章蒸僧第一節(jié)概述學(xué)時(shí))第二節(jié)兩組分溶液的氣液平衡(2學(xué)時(shí))1.2.1兩組分理想溶液的氣液平衡（）1.2.2兩組分非理想溶液的氣液平衡京）第三節(jié)平衡蒸餡與簡單蒸館（1.5學(xué)時(shí)）1.3.1平衡蒸t®（）1.3.2簡單蒸館（）第四節(jié)精餡原理和

12、流程（1學(xué)時(shí)）1.4.1精餛過程原理和條件（）1.4.2精情操作流程（）第五節(jié)兩組分連續(xù)精餛的計(jì)算7學(xué)時(shí)）1.5.1理論板的概念及恒摩爾流假定）1.5.2物料衡算和操作線方程）1.5.3進(jìn)料熱狀況的影響）1.5.4理論板層數(shù)的求法）1.5.5幾種特別情況時(shí)理論板層數(shù)的求法）1.5.6回流比的影響及其選擇）1.5.7簡捷法求理論板層數(shù)）1.5.8塔高和塔徑的計(jì)算（）1.5.9連續(xù)精餡裝置的熱量衡算（）1.5.10精餡塔的操作和調(diào)節(jié)（）第六節(jié)間歇精御（1學(xué)時(shí)）1.6.1回流比恒定時(shí)的間歇精餡計(jì)算）1.6.2俺出液組成恒定時(shí)的間歇精餉計(jì)算）第七節(jié)恒沸精餡和萃取精保（0學(xué)時(shí)）1.7.1恒沸精餡（）1.

13、7.2萃取精饞（）第八節(jié)多組分精饞（0學(xué)時(shí)）1.8.1流程方案的選擇次）1.8.2多組分物系的氣液平衡（:）1.8.3關(guān)鍵組分的概念及各組分在塔頂和塔底產(chǎn)品中的預(yù)分配京）1.8.4最小回流比京）1.8.5簡捷法確定理論板層數(shù)淤）第七章枯燥第一節(jié)濕空氣的性質(zhì)及濕度圖（2學(xué)時(shí)）5.1.1濕空氣的性質(zhì)）5.1.2濕空氣的圖）第二節(jié)枯燥過程的物料衡算與熱量衡算（3學(xué)時(shí)）5.2.1濕物料含水量的表示方法（）5.2.25.2.35.2.4 第三節(jié)5.3.15.3.2 第四節(jié)5.4.15.4.2枯燥系統(tǒng)的物料衡算（）枯燥系統(tǒng)的熱量衡算）空氣通過枯燥器時(shí)的狀態(tài)變化）固體物料在枯燥過程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系（2.5學(xué)時(shí)）物料中的水分（）枯燥時(shí)間的計(jì)算枯燥器（0.5學(xué)時(shí)）枯燥器的主要型式）枯燥器的設(shè)計(jì)次）第六章其它別離過程2學(xué)時(shí)第一節(jié)6.1.16.1.26.1.36