《化工原理4》課程教學(xué)大綱

《化工原理4》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱化工原理（2-1）PrinciplesofChemicalEngineering(2-1)課程編碼CHM111112100開課院部化學(xué)工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)化工原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)48講授48實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)48適用專業(yè)能源化學(xué)工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、大學(xué)物理（2-1）、大學(xué)物理（2-2）、物理化學(xué)（2-1）、物理化學(xué)（2-2）課程簡(jiǎn)介（必修）《化工原理》課程是工科院?；I(yè)學(xué)生的必修課，是能源化學(xué)工程、化學(xué)工程與工藝等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。其主要任務(wù)是研究石煉油和化工生產(chǎn)中具有共同規(guī)律的各種單元過程的基本原理、典型的設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能與操作原理；研究單元過程及其典型設(shè)備的計(jì)算方法；通過各種單元過程的操作因素分析，尋找適宜的操作條件，探索強(qiáng)化過程的方向及改進(jìn)設(shè)備的途徑。通過本課程的學(xué)習(xí)不僅要使學(xué)生牢固地掌握化工生產(chǎn)中各個(gè)單元過程的基本理論，同時(shí)也要培養(yǎng)學(xué)生具有從工程技術(shù)角度出發(fā)，靈活地運(yùn)用基本理論，分析和解決各種單元過程中的工程技術(shù)問題的能力；熟練地進(jìn)行單元過程和設(shè)備的基本計(jì)算能力；有一定的實(shí)際操作技能和獨(dú)立工作的能力。Thecourse"principlesofchemicalengineering"isacompulsorycourseforstudentsmajoringinchemicalengineeringinengineeringcollegesandisaprofessionalbasiccourseforstudentsmajoringinchemicalengineeringandtechnology.Itsmaintaskistostudythebasicprinciples,typicalequipmentstructure,performanceandoperationprinciplesofvariousunitprocesseswithcommonlawsinstoneoilrefiningandchemicalproduction;studythecalculationmethodofunitprocessanditstypicalequipment;Throughtheanalysisofoperatingfactorsofvariousunitprocesses,findsuitableoperatingconditions,explorethedirectionofstrengtheningprocessandwaystoimproveequipment.Throughthestudyofthiscourse,studentsshouldnotonlyfirmlymasterthebasictheoriesofeachunitprocessinchemicalproduction,butalsocultivatestudents'abilitytoflexiblyapplythebasictheoriesfromtheperspectiveofengineeringtechnology,abilitytoanalyzeandsolveengineeringandtechnicalproblemsinvariousunitprocesses;Proficientinbasiccalculationofunitprocessesandequipment;Havecertainpracticalskillsandtheabilitytoworkindependently.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：牢固掌握單元過程的基本理論和基本知識(shí)。是1.22M2目標(biāo)2：從工程技術(shù)角度出發(fā)，靈活運(yùn)用基本理論，分析和解決各種單元過程中的工程技術(shù)問題，能夠利用科學(xué)的方法論對(duì)復(fù)雜化學(xué)工程問題進(jìn)行分析，并綜合運(yùn)用各種手段尋求解決方案。是1.33M3目標(biāo)3：采用辯證的方法，運(yùn)用基本理論及多種信息技術(shù)對(duì)工程實(shí)際問題進(jìn)行分析比較，對(duì)多方案進(jìn)行比選，確定解決和替代方案。是2.24M4目標(biāo)4：熟練進(jìn)行單元過程和設(shè)備的計(jì)算、選型及分析，可運(yùn)用多種手段對(duì)單元過程集成流程進(jìn)行分析和優(yōu)化。是3.25M5目標(biāo)5：能夠利用信息平臺(tái)及電子技術(shù)等手段進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，及時(shí)了解課程相關(guān)內(nèi)容的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。是12.2三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第0章第0章緒論重點(diǎn)難點(diǎn)：?jiǎn)挝粨Q算M12講授2作業(yè)2第1章第1章流體流動(dòng)通過本章內(nèi)容學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)流體流動(dòng)這一單元操作的基本原理，流體流動(dòng)的阻力損失計(jì)算，管路的設(shè)計(jì)及計(jì)算。本章重點(diǎn)難點(diǎn)：流體靜力學(xué)方程、柏努利方程及其應(yīng)用、摩擦阻力的計(jì)算、管路計(jì)算////31.11.1流體及其主要物理性質(zhì)流體及其主要物理性質(zhì)M10.5講授/作業(yè)41.21.2流體靜力學(xué)流體的靜壓強(qiáng)、流體靜力學(xué)基本方程式、流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用。M1,M21.5講授2作業(yè)51.31.3流體動(dòng)力學(xué)概述、物料衡算——連續(xù)性方程、總能量衡算、機(jī)械能衡算——柏努利方程及其應(yīng)用。M1,M2,M34講授2作業(yè)61.41.4．流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力流體流動(dòng)型態(tài)、邊界層概念、因次分析方法、直管阻力損失和局部阻力損失及其計(jì)算。M1,M2,M3,M4,M54講授/討論2作業(yè)/大作業(yè)71.51.5．管路計(jì)算簡(jiǎn)單管路計(jì)算、復(fù)雜管路計(jì)算。M2,M32講授/討論2作業(yè)81.61.6．流量測(cè)量孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、測(cè)速管的測(cè)量原理及其應(yīng)用。M2,M3,M42講授2作業(yè)/測(cè)驗(yàn)9第2章第2章流體輸送機(jī)械通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體輸送機(jī)械的基本原理，輸送機(jī)械的選型設(shè)計(jì)及其操作調(diào)節(jié)。本章重點(diǎn)難點(diǎn)：離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)、離心泵的選型。////102.12.1．液體輸送機(jī)械離心泵的操作原理、離心泵的主要性能參數(shù)、離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭、離心泵的特性曲線、離心泵的安裝高度、離心泵的工作點(diǎn)、離心泵的選用、安裝和操作；往復(fù)泵、其它類型的泵。M1,M2,M3,M4,M54講授4作業(yè)/自學(xué)112.22.2．氣體輸送機(jī)械（自學(xué)）通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。M1,M4,M50/2自學(xué)/大作業(yè)12第3章第3章非均相物系的分離通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握非均相物系分離這一單元操作的基本原理，熟悉相關(guān)典型設(shè)備，并能對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括降塵室、旋風(fēng)分離器、過濾機(jī)等的設(shè)計(jì)計(jì)算。本章重點(diǎn)難點(diǎn)：沉降過程的基本原理、降塵室、旋風(fēng)分離器的工作原理及計(jì)算；過濾基本方程、典型過濾設(shè)備、過濾計(jì)算。////133.13.1．顆粒與顆粒床層的特性顆粒與顆粒床層的特性M10.5講授//143.23.2．沉降重力沉降及設(shè)備、離心沉降及設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算。M1,M2,M42.5講授2作業(yè)153.33.3．過濾過濾的基本概念、過濾基本方程、板框過濾機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及其操作、過濾計(jì)算，連續(xù)過濾設(shè)備簡(jiǎn)介。M1,M2,M3,M4,M55講授/討論4作業(yè)/測(cè)驗(yàn)16第4章第4章固體流態(tài)化和氣力輸送通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解廣泛應(yīng)用于煉化行業(yè)的固體流態(tài)化這一單元操作的基本原理、特點(diǎn)，掌握流體與固體顆粒間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。本章重點(diǎn)難點(diǎn)：固體流態(tài)化的概念、特性及應(yīng)用。////174.14.1．固體流態(tài)化流化床基本概念及現(xiàn)象、流化床的主要特性、流化床的操作及應(yīng)用。M1,M2,M53講授2作業(yè)/自學(xué)184.24.2．氣力輸送簡(jiǎn)介氣力輸送簡(jiǎn)介M1,M51/2期中考試19第5章第5章傳熱通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)導(dǎo)熱、對(duì)流及輻射傳熱的基本理論，流體在間壁式換熱器兩側(cè)的傳熱計(jì)算，為換熱器和加熱爐的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。本章重點(diǎn)難點(diǎn)：傅立葉定律、穩(wěn)定導(dǎo)熱計(jì)算、牛頓冷卻定律、對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算、間壁兩側(cè)流體的傳熱計(jì)算、輻射傳熱基本理論。////205.15.1．概述熱量專遞的基本方式，穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱，傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用M11講授//215.25.2．導(dǎo)熱導(dǎo)熱速率方程、導(dǎo)熱系數(shù)、平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱、圓筒壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱。M1,M2,M32講授2作業(yè)225.35.3．對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱速率方程──牛頓冷卻定律、影響對(duì)流傳熱膜系數(shù)的因素；對(duì)流傳熱膜系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式及其應(yīng)用。M1,M22講授2作業(yè)235.45.4．沸騰與冷凝給熱介紹沸騰與冷凝給熱M1,M21講授//245.55.5．兩流體間傳熱計(jì)算熱量衡算方程、傳熱速率方程、總傳熱系數(shù)、平均溫度差、傳熱單元計(jì)算、綜合傳熱及設(shè)備熱損失的計(jì)算。M1,M2,M3,M4,M54講授/討論4作業(yè)255.65.6.輻射傳熱基礎(chǔ)熱輻射的基本概念及黑體輻射定律、角系數(shù)的概念及性質(zhì)、黑表面間的輻射換熱、灰表面間的輻射換熱M1,M2,M52講授2作業(yè)/自學(xué)/測(cè)驗(yàn)26第6章第6章?lián)Q熱器與管式加熱爐通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉目前廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)的各種換熱設(shè)備，包括結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍，掌握管殼式換熱器的設(shè)計(jì)、選型及校核，了解管式加熱爐的基本結(jié)構(gòu)及基本概念。本章重點(diǎn)難點(diǎn)：列管式換熱器的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)及選用。////276.16.1．間壁式換熱器的類型介紹間壁式換熱器的類型及用途M1,M50/2作業(yè)、自學(xué)286.26.2．列管式換熱器列管式換熱器的基本結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)系列、列管式換熱器的選用及校核計(jì)算M1,M2,M3,M4,M52講授3自學(xué)296.36.3．傳熱過程的強(qiáng)化及新型換熱器簡(jiǎn)介介紹強(qiáng)化傳熱的方法及部分新型換熱器M1,M3,M50/2自學(xué)/大作業(yè)306.46.4．管式加熱爐概述管式加熱爐的基本結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo)、燃料的發(fā)熱值、理論空氣用量及過剩空氣系數(shù)、全爐熱效率、管式加熱爐的計(jì)算簡(jiǎn)介。M1,M42講授3自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每周布置3~4道題目，平均每次課1道題以上。2.成績(jī)采用十分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)單元操作基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力。題型主要為分析和計(jì)算題。15%2階段測(cè)試1.根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)置3~4次階段測(cè)試。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)實(shí)際完成情況評(píng)分。3.采用隨堂測(cè)驗(yàn)或者網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)抽題的形式進(jìn)行考察。主要考察學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度及對(duì)特定工程問題的處理能力。15%3大作業(yè)1.通過多種信息手段查閱文獻(xiàn)或調(diào)研，對(duì)給定的問題進(jìn)行研究探索，以課程報(bào)告或PPT課件的形式提交解決方案。2.根據(jù)提交課程報(bào)告或者課件的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分。10%4期末考試1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)單元操作基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空選擇題、簡(jiǎn)答分析題、計(jì)算題等。50%5考勤及課堂表現(xiàn)隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等，同時(shí)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況。10%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)20%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖基本規(guī)范，解題思路基本清晰、步驟基本完整、答案基本準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。2M1階段測(cè)試20%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）3M1期末考試30%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）4M1大作業(yè)20%A-在規(guī)定時(shí)限內(nèi)提交課程論文或課件；態(tài)度認(rèn)真，內(nèi)容重復(fù)率不超過20%；格式規(guī)范，論述充分，能在總結(jié)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上對(duì)問題提出自己的見解和認(rèn)識(shí)。B-按時(shí)提交課程論文或課件，最遲不超出規(guī)定時(shí)限2天；內(nèi)容重復(fù)率在20%-30%；格式規(guī)范，能對(duì)問題進(jìn)行充分論述。C-能基本按時(shí)提交課程論文或課件，最遲不超出規(guī)定時(shí)限一周；內(nèi)容重復(fù)率在30%-50%；格式基本規(guī)范，能對(duì)問題進(jìn)行一般程度的論述。D-提交課程論文或課件不及時(shí)，超出規(guī)定時(shí)限一周以上；態(tài)度不認(rèn)真，內(nèi)容重復(fù)率超過50%或者與其他同學(xué)雷同；格式結(jié)構(gòu)混亂，不能對(duì)問題進(jìn)行充分論述。5M1考勤及課堂表現(xiàn)10%A-全勤，上課精神狀態(tài)飽滿，回答問題準(zhǔn)確。B-無故缺勤1次，上課精神狀態(tài)良好，問題回答較好。C-無故缺勤2-3次，上課精神狀態(tài)一般，能基本正確回答問題。D-無故缺勤3次以上，上課精神狀態(tài)較差，不能準(zhǔn)確回答問題。6M2平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖基本規(guī)范，解題思路基本清晰、步驟基本完整、答案基本準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。7M2階段測(cè)試30%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）8M2期末考試40%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）9M3平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖基本規(guī)范，解題思路基本清晰、步驟基本完整、答案基本準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。10M3階段測(cè)試30%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）11M3期末考試40%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）12M4平時(shí)作業(yè)40%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖基本規(guī)范，解題思路基本清晰、步驟基本完整、答案基本準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。13M4期末考試60%（見