《化工原理》課程教學(xué)大綱

1、化工原理課程教學(xué)大綱課程編號(hào)14110503課程名稱化工原理考試/考查考試總學(xué)時(shí)數(shù)72實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)12學(xué) 分 數(shù)4.5課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)必修課適用專業(yè)生物工程課程承擔(dān)單位化學(xué)學(xué)院1. 課程目的和任務(wù)本課程是生物工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。本課程的目的和任務(wù)是通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握化工單元操作的基本理論、基本概念及理論應(yīng)用；掌握流體流動(dòng)、流體輸送、傳熱、精餾、干燥等單元操作的基本概念、基本理論和基本規(guī)律，掌握化工過(guò)程的分析計(jì)算方法和強(qiáng)化過(guò)程的途徑，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步理解掌握“三傳”基本理論，理論聯(lián)系實(shí)際，探究化工單元操作的工程問(wèn)題，為今后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)后從事生物工程工藝開發(fā)及其應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.

2、課程教學(xué)基本要求本課程的先行課程是高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)；后繼課程為生工工藝學(xué)、生物工程與設(shè)備等。在教學(xué)內(nèi)容上，本課程主要利用“三傳”規(guī)律進(jìn)行生工單元操作計(jì)算，其先行課程是本課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)；同時(shí)，作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程的學(xué)習(xí)也為后繼生工類課程的學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)。本課程考試成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（30%）、實(shí)驗(yàn)成績(jī)（10%）和期末考試成績(jī)（60%）構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)30%（根據(jù)課堂提問(wèn)和平時(shí)作業(yè)進(jìn)行評(píng)定），實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要考查學(xué)生對(duì)課程實(shí)驗(yàn)原理和操作等掌握情況，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等綜合評(píng)定；理論考試著重考核學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)、基本理論的掌握情況及運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。3. 課程教學(xué)內(nèi)容及主要知識(shí)

3、點(diǎn)本課程主要講授以“三傳”為基礎(chǔ)的化工單元操作理論及其應(yīng)用，對(duì)應(yīng)的章節(jié)主要有流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、傳熱、精餾、固體干燥等；課程重點(diǎn)為動(dòng)量、質(zhì)量、熱量傳遞規(guī)律及其應(yīng)用，上述單元操作的計(jì)算與分析等；難點(diǎn)為：（1）單元操作內(nèi)在本質(zhì)與分析應(yīng)用；（2）課程研究方法。第1章 緒 論通過(guò)化工生產(chǎn)過(guò)程的介紹，化工原理課程的性質(zhì)、研究對(duì)象、任務(wù)與基本內(nèi)容及本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法、國(guó)際單位制和單位換算、物料衡算與能量衡算、傳遞動(dòng)力學(xué)方程等基本知識(shí)的引入使學(xué)生：（1）熟練掌握國(guó)際單位制和單位換算、物料衡算與能量衡算、傳遞動(dòng)力學(xué)方程及其意義。（2）理解本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法。（3）了解化工生產(chǎn)過(guò)程與單元操作，了解本

4、課程的性質(zhì)、研究對(duì)象、任務(wù)與基本內(nèi)容。第2章 流體流動(dòng)學(xué)習(xí)流體流動(dòng)的基本概念、基本理論，理解流體的主要物性（密度、粘度）的定義、物理意義、影響因素及確定方法；正確理解連續(xù)性、表面力與體積力、定態(tài)與非定態(tài)流動(dòng)、理想與非理想流體、流動(dòng)類型及其判別、邊界層概念；理解流體在管路中流動(dòng)時(shí)流動(dòng)阻力的產(chǎn)生原因、影響因素及計(jì)算方法。掌握流體靜止平衡和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律；重點(diǎn)掌握流體靜力學(xué)方程式、連續(xù)性方程式和柏努利方程式的內(nèi)容及其應(yīng)用；掌握管路中流體的壓差、流速和流量的測(cè)定原理及方法；掌握因次分析法和定理對(duì)湍流時(shí)的直管阻力損失的實(shí)驗(yàn)研究方法，掌握層流時(shí)只管阻力的分析方法，掌握在直管流體流動(dòng)中的摩擦阻力計(jì)算及應(yīng)用，

5、掌握簡(jiǎn)單管路和復(fù)雜管路的特點(diǎn)；了解設(shè)計(jì)型管路的計(jì)算方法；可壓縮流體的管路計(jì)算；非牛頓流體的流動(dòng)。第3章 流體輸送設(shè)備學(xué)習(xí)流體輸送管路和輸送設(shè)備的基本知識(shí)、基本理論和設(shè)備特征，掌握流體流動(dòng)理論在輸送管路的計(jì)算應(yīng)用；掌握離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)、特性曲線及其應(yīng)用、泵的安裝、泵的選型；掌握往復(fù)泵的原理、類型、流量調(diào)節(jié)。理解離心泵的流量調(diào)節(jié)、串并聯(lián)特征，了解其它類型的液體輸送設(shè)備；掌握離心式通風(fēng)機(jī)；鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)等氣體輸送設(shè)備的工作原理、特點(diǎn)及主要性能參數(shù)，了解羅茲風(fēng)機(jī)及其他氣體輸送設(shè)備的基本原理。第4章 傳熱掌握傳熱的基本知識(shí)、基本理論和傳熱設(shè)備，掌握熱量傳遞的三種基本方式、原理及特點(diǎn)，掌握

6、傳熱過(guò)程所遵循的基本規(guī)律及傳熱過(guò)程分析計(jì)算的基本方法和應(yīng)用；掌握換熱器的設(shè)計(jì)型和操作型計(jì)算；理解強(qiáng)化傳熱過(guò)程的途徑和方法；理解熱輻射的基本定律、輻射傳熱計(jì)算；了解新型換熱器的類型及結(jié)構(gòu)；第5章 蒸發(fā)學(xué)習(xí)蒸發(fā)操作的基本原理和蒸發(fā)設(shè)備的基本特點(diǎn)。掌握單效蒸發(fā)操作的物料衡算和熱量衡算，了解多效蒸發(fā)的基本知識(shí)，了解工業(yè)蒸發(fā)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及操作特點(diǎn)，了解蒸發(fā)操作的經(jīng)濟(jì)性和操作方式。第6章 精餾學(xué)習(xí)雙組分溶液的汽液平衡、蒸餾和精餾理論；學(xué)習(xí)雙組分精餾的設(shè)計(jì)型和操作型計(jì)算知識(shí)及其應(yīng)用；掌握蒸餾操作的分離依據(jù)、平衡蒸餾和間歇蒸餾的計(jì)算；熟悉掌握汽液相平衡關(guān)系；熟悉雙組分精餾原理及其計(jì)算；掌握間歇精餾原理、計(jì)算

7、及其應(yīng)用；理解恒沸精餾、多組分精餾、萃取精餾的原理及應(yīng)用。第7章 固體干燥學(xué)習(xí)和了工業(yè)干燥過(guò)程及其分類,掌握干燥靜力學(xué)理論、濕空氣焓濕圖及其計(jì)算，掌握固體干燥過(guò)程及其干燥速率、干燥時(shí)間的計(jì)算；理解理想干燥和非理想干燥特點(diǎn)；了解干燥器類型及其應(yīng)用。4. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及要求（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笸ㄟ^(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握化工原理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)及數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)，熟練掌握化工原理實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，加深學(xué)生對(duì)三傳理論的理解，提高其分析和解決化工工程問(wèn)題的綜合能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確分析、討論和總結(jié)并用簡(jiǎn)明的文字和適當(dāng)?shù)膱D表撰寫實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告的能力。（2）完成實(shí)驗(yàn)室化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心化工與應(yīng)用

8、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分室。（3）主要儀器設(shè)備流體流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置、離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置、精餾實(shí)驗(yàn)裝置、阿被折射儀、風(fēng)洞干燥實(shí)驗(yàn)裝置等。（4）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容提要序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱內(nèi)容提要性質(zhì)類型分組學(xué)時(shí)1直管流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)均勻直管流體流動(dòng)摩擦阻力系數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系必做驗(yàn)證2/832離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)離心泵揚(yáng)程、功率、效率和流量關(guān)系選作驗(yàn)證2/833全回流精餾實(shí)驗(yàn)填料塔全回流精餾操作理論塔板數(shù)測(cè)定必做綜合2/834洞道干燥實(shí)驗(yàn)間歇干燥動(dòng)力學(xué)測(cè)定必做設(shè)計(jì)2/835雷諾實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)流型和速度分布圖測(cè)定選作驗(yàn)證2/836氣-汽傳熱實(shí)驗(yàn)對(duì)流傳熱膜系數(shù)測(cè)定選作設(shè)計(jì)2/835. 理論學(xué)時(shí)分配參考表章 次內(nèi) 容授課時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)備 注1緒論22流體流動(dòng)146選作3學(xué)時(shí)3流體輸送機(jī)械63選作3學(xué)時(shí)4傳熱123選作3學(xué)時(shí)5蒸發(fā)66精餾1237固體干燥836.考核與成績(jī)?cè)u(píng)定 理論課程采取筆試、閉卷形式考核；實(shí)驗(yàn)成績(jī)采取平時(shí)成績(jī)50%+實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)50%。成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)20%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)20%+筆試成績(jī)60%7. 主要參考教材1 姚玉英,黃鳳蓮等編.化工