《化工原理(1)》課程教學(xué)大綱

1、化工原理課程教學(xué)大綱課程名稱：化工原理英文名稱：Principles of Chemical Engineering課程編碼：x2030812學(xué) 時(shí) 數(shù)：80其中實(shí)踐學(xué)時(shí)數(shù)：8 課外學(xué)時(shí)數(shù)：0學(xué) 分 數(shù)：5.0適用專業(yè)：應(yīng)用化學(xué) 一、課程簡(jiǎn)介化工原理是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，屬應(yīng)用化學(xué)學(xué)科的核心課程，包含化工原理理論教學(xué)和化工原理實(shí)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)化工原理課程設(shè)計(jì)、分離科學(xué)與技術(shù)以及精細(xì)化工工藝學(xué)等后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。本課程主要內(nèi)容包括流體流動(dòng)、傳熱、精餾、吸收、非均相物系的分離及流態(tài)化的基本原理及主要單元操作的典型設(shè)備的構(gòu)造、操作原理、計(jì)算選型及設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程有比較系統(tǒng)的

2、了解，掌握化工單元操作的基本理論和典型設(shè)備，注重培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐的能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)好后續(xù)相關(guān)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系表課程目標(biāo)畢業(yè)要求課程的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程有比較系統(tǒng)的了解，掌握化工單元操作的基本理論和典型設(shè)備，注重培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐的能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)好后續(xù)相關(guān)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1-3 掌握相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，并能將其應(yīng)用于解決應(yīng)用化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中產(chǎn)品分析、物料衡算、能量衡算、新工藝設(shè)計(jì)等工程實(shí)際問(wèn)題。1-4掌握相關(guān)化學(xué)工程基礎(chǔ)知識(shí)（畫(huà)法幾何及工程制圖、化工原理、化工機(jī)械、化學(xué)反應(yīng)工程、化工CAD制圖等），并能將其用于解決化學(xué)相關(guān)工程技術(shù)

3、問(wèn)題2-2能夠應(yīng)用工程基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的表達(dá)、分析工程問(wèn)題3-2能夠運(yùn)用相關(guān)工程知識(shí)，設(shè)計(jì)滿足特定工程需求的系統(tǒng)或單元三、課程教學(xué)內(nèi)容、基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章要求:熟練掌握靜力學(xué)方程式、連續(xù)性方程式、機(jī)械能衡算式的內(nèi)容和應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上解決管路計(jì)算、輸送設(shè)備功率等問(wèn)題。了解流體流動(dòng)中的連續(xù)性、穩(wěn)定性，掌握流體的兩種流動(dòng)類型的判斷方法。掌握流體在管路流動(dòng)中流動(dòng)阻力的計(jì)算。了解管路的構(gòu)成，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單管路的相關(guān)計(jì)算。掌握流量的測(cè)量方法。重點(diǎn):連續(xù)性方程式、機(jī)械能總衡算方程式的適用范圍及應(yīng)用難點(diǎn): 流體在管路流動(dòng)中流動(dòng)阻力的計(jì)算第二章了解流體輸送設(shè)備的作用原理、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、組要性能參數(shù)、選型

4、的依據(jù)及使用注意事項(xiàng)。要求能根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的要求和管路特性選擇合適的輸送設(shè)備，并能正確安裝和使用。重點(diǎn): 流體輸送設(shè)備的選型難點(diǎn): 離心泵的選型，安裝高度的確定。第三章了解傳熱過(guò)程的基本原理、影響傳熱速率的應(yīng)因素及控制傳熱速率的一般規(guī)律。根據(jù)生產(chǎn)要求選擇合適的傳熱設(shè)備。熟練掌握傳熱過(guò)程的計(jì)算、傳熱速率方程式、熱流量、平均傳熱溫差、總傳熱系數(shù)的計(jì)算；了解強(qiáng)化傳熱過(guò)程的途徑。了解對(duì)流傳熱的基本原理及影響因素。了解工業(yè)生產(chǎn)中常用的換熱器類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)。掌握列管換熱器的選型。重點(diǎn): 間壁傳熱及其設(shè)備選型難點(diǎn): 傳熱機(jī)理及對(duì)流傳熱系數(shù)的理論推導(dǎo)第四章掌握吸收過(guò)程的基本概念和基礎(chǔ)理論，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行吸收過(guò)

5、程的分析和計(jì)算。掌握相際傳質(zhì)的雙膜模型及相際傳質(zhì)速率方程。熟練掌握物料衡算方法，操作線、平衡線、最小液氣比、實(shí)際液氣比、吸收率、吸收因子等概念及計(jì)算。熟練掌握傳質(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)、傳質(zhì)平均推動(dòng)力的概念和計(jì)算。重點(diǎn): 填料塔有效高度計(jì)算難點(diǎn): 高溶度吸收填料層高度計(jì)算第五章掌握雙組分溶液的氣液相平衡；掌握雙組分連續(xù)精餾的分析和計(jì)算；掌握操作線方程、回流比、進(jìn)料狀況、進(jìn)料位置、理論塔板數(shù)的概念和計(jì)算。掌握板式塔的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。要求學(xué)生初步掌握化工單元操作原理及典型設(shè)備的構(gòu)造、操作原理、計(jì)算、選型及實(shí)驗(yàn)研究方法。 要求學(xué)生初步具備工藝設(shè)計(jì)計(jì)算能力。重點(diǎn): 板式塔理論板數(shù)計(jì)算難點(diǎn):板式塔的流體力學(xué)性

6、能四、教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配序號(hào)主要內(nèi)容主要教學(xué)方式學(xué)時(shí)分配輔導(dǎo)答疑比例一緒 論講 授22 ：1二流體靜力學(xué)基本方程式及應(yīng)用管內(nèi)流體流動(dòng)的基本方程式-連續(xù)性方程式實(shí)際流體機(jī)械能衡算、流體流動(dòng)現(xiàn)象、類型、雷諾數(shù)及速度分布、流體阻力、管路計(jì)算、流量的測(cè)定.講 授162 ：1三離心泵工作原理、主要部件、性能參數(shù)、特性曲線、安裝高度、氣蝕現(xiàn)象、其它化工用泵講 授+實(shí)驗(yàn)8+22 ：1四熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱、傳熱計(jì)算、熱輻射冷凝與沸騰講 授+實(shí)驗(yàn)10+32 ：1五非均相物系分離及流態(tài)化講 授62 ：1五氣液相平衡、吸收過(guò)程的速率、吸收塔的計(jì)算、填料塔講 授142 ：1六雙組分溶液的氣液平衡、蒸餾與精餾原理雙組分連

7、續(xù)精塔的計(jì)算、間歇蒸餾、精餾裝置的熱平衡、板式塔講 授+實(shí)驗(yàn) 16+3 2 ：1五、課程其他教學(xué)環(huán)節(jié)要求（一）課后作業(yè)環(huán)節(jié)課后作業(yè)的題型主要包括：計(jì)算題、選擇判斷題、簡(jiǎn)答題等，各題型在每一章所占比例均依據(jù)知識(shí)體系和內(nèi)容的不同而變化。每章收取1次作業(yè)，作業(yè)成績(jī)按作業(yè)每次完成情況評(píng)價(jià)，計(jì)入平時(shí)成績(jī)。課后實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)共8學(xué)時(shí)，詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱?；ぴ韺?shí)驗(yàn)是一門(mén)綜合性實(shí)驗(yàn)，是本科學(xué)生在學(xué)習(xí)化工原理課程中理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)增加感性認(rèn)識(shí)，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證和應(yīng)用所學(xué)的理論，加強(qiáng)對(duì)理論的深入理解，達(dá)到對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步鞏固和提高。更好地掌握實(shí)驗(yàn)的基本原理與方法。在實(shí)驗(yàn)基本技能和數(shù)據(jù)處

8、理方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的工程師的基本訓(xùn)練，讓學(xué)生了解和熟悉有關(guān)的儀器、儀表的正確使用方法，學(xué)會(huì)單元操作，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和獨(dú)立工作的能力，使學(xué)生能夠具備運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行測(cè)試分析和科學(xué)研究的基本能力。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，并寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告，大致了解實(shí)驗(yàn)裝置，了解測(cè)試儀表的使用和注意事項(xiàng)，了解實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟，能基本正確地回答指導(dǎo)教師的提問(wèn)。要求學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并按時(shí)交出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容要求對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、裝置和操作步驟作簡(jiǎn)要說(shuō)明，數(shù)據(jù)齊全，計(jì)算準(zhǔn)確，圖線清晰，文字通順，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論作出正確合理的分析。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)者類別備注

9、1離心泵性能實(shí)驗(yàn)1. 研究離心泵的轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程、軸功率、效率與流量之間的特性曲線。2.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差估算和分析，掌握一元多項(xiàng)式回歸的方法。2驗(yàn)證必做本科生2傳熱實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定t1、t2、T1、T2、P，計(jì)算K、Re、Pr、Nu，建立回歸方程。3綜合必做本科生3精餾實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定C、T等，計(jì)算全回流下的總板效率。繪制操作曲線。3驗(yàn)證必做本科生（三）章節(jié)測(cè)試/期中考試：根據(jù)不同章節(jié)的內(nèi)容特點(diǎn)，進(jìn)行章節(jié)測(cè)試或期中考試，成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。六、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程先修課程為物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等。七、建議教材及教學(xué)參考書(shū)目建議教材：化工原理，夏清、陳常貴編，全國(guó)普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材，化學(xué)工業(yè)出版社，

10、2015年7月第2版參考書(shū)目：1柴誠(chéng)敬,張國(guó)亮.化工流體流動(dòng)與傳熱.第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2007. 2柴誠(chéng)敬主編.化工原理.北京:高等教育出版社, 2005.3W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed. New York:McGraw- Hill,Inc., 2001.4W. L. McCabe, J. C. Smith.Unit Operations of Chemical Engineering（英文改編版）, 7th ed. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2008 .5譚天恩, 化工原理. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1998.6陳敏恒, 化工原理. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1999.八、課程考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定辦法課程考核方式：考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式： 總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)30%