D694-化工原理-《化工原理》教學(xué)大綱

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2013433《化工原理》課程教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)化工類及相近專業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)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(dòng)量、熱量與質(zhì)量傳遞理論）的能力。學(xué)生通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，應(yīng)能夠解決流體流動(dòng)、流體輸送、沉降分離、過(guò)濾分離、過(guò)程傳熱、蒸發(fā)、蒸餾、吸收、萃取和干燥等單元操作過(guò)程的計(jì)算及設(shè)備選擇等問(wèn)題，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本要求《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)內(nèi)容；學(xué)生選讀部分由學(xué)生根據(jù)自己的興趣及能力，進(jìn)行課外選讀，不作要求。10456學(xué)時(shí)（54學(xué)時(shí)，機(jī)動(dòng)2學(xué)時(shí)程設(shè)計(jì)1周；下冊(cè)48學(xué)時(shí)（課堂講授46學(xué)時(shí)，機(jī)動(dòng)2學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)1.5周。本課程采用課后習(xí)題，每次課后留2～3布置綜合練習(xí)題和安排習(xí)題討論課。本課程每周安排課外答疑一次小時(shí)。本課程的期55%。三、教學(xué)內(nèi)容本課程主要內(nèi)容包括：用；流體的流動(dòng)現(xiàn)象；流動(dòng)在管內(nèi)的流動(dòng)阻力；管路計(jì)算；流量測(cè)量。他液體輸送機(jī)械簡(jiǎn)介；氣體輸送機(jī)械簡(jiǎn)介。濾分離原理與設(shè)備。射傳熱簡(jiǎn)介；換熱器簡(jiǎn)介。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(jiǎn)介。蒸餾。兩組分理想溶液的氣液平衡；精餾原理與流程；兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算（包算、回流比的影響及其選擇、塔高和塔徑的計(jì)算等。（；吸收系數(shù)簡(jiǎn)介。結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；填料塔的流體力學(xué)性能。液－液萃取。液－液萃取相平衡；單級(jí)萃取的計(jì)算。中所含水分的性質(zhì)；干燥曲線、干燥速率與干燥速率曲線。其它分離過(guò)程。結(jié)晶的基本概念、結(jié)晶過(guò)程的相平衡、結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)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)容學(xué)生選讀內(nèi)容（上冊(cè)）緒論（★） 1學(xué)時(shí)第一章流體流動(dòng)9學(xué)時(shí)第一節(jié)流體靜力學(xué)基本方程式（2學(xué)時(shí)）1.1.1流體的密度（★）1.1.2流體的靜壓強(qiáng)（★）1.1.3流體靜力學(xué)基本方程式（★）1.1.4流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用（★）第二節(jié)流體在管內(nèi)的流動(dòng)（3學(xué)時(shí)）1.2.1流量與流速（★）1.2.2定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)（★）1.2.3連續(xù)性方程式（★）1.2.4能量衡算方程式（★）1.2.5柏努利方程式的應(yīng)用（★）第三節(jié)流體的流動(dòng)現(xiàn)象（2學(xué)時(shí)）1.3.1牛頓粘性定律與流體的粘度（★）1.3.2非牛頓型流體（☆）1.3.3流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)（★）1.3.4滯流與湍流（★）1.3.5邊界層的概念（★☆）第四節(jié)流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力（2學(xué)時(shí)）1.4.1流體在直管中的流動(dòng)阻力（★）1.4.2管路上的局部阻力（★）1.4.3管路系統(tǒng)中的能量損失（★）第五節(jié)管路計(jì)算第六節(jié)流量測(cè)量第二章流體輸送機(jī)械4學(xué)時(shí)第一節(jié)液體輸送機(jī)械（4學(xué)時(shí)）2.1.1離心泵（★）2.1.2往復(fù)泵（★）2.1.3其它類型泵（★☆）第二節(jié)氣體輸送和壓縮機(jī)械2.2.1離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)（★）2.2.2旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)（★）2.2.3往復(fù)式壓縮機(jī)（★☆）2.2.4真空泵（※）第三章機(jī)械分離與固體流態(tài)化第一節(jié)顆粒及顆粒床層的特性3.1.1顆粒的特性（★）3.1.2顆粒床層的特性（★）第二節(jié)沉降過(guò)程3.2.1重力沉降（★）3.2.2離心沉降（★☆）第三節(jié)過(guò)濾3.3.1過(guò)濾操作的基本概念（★）3.3.2過(guò)濾基本方程式（★）3.3.3恒壓過(guò)濾（★）3.3.4恒速過(guò)濾與先恒速后恒壓過(guò)濾（★）3.3.5過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定（★）3.3.6過(guò)濾設(shè)備（★☆）3.3.7濾餅的洗滌（★）3.3.8過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力（★）第四節(jié)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（※）第五節(jié)固體流態(tài)化3.5.1流態(tài)化的基本概念（★）3.5.2流動(dòng)阻力（★☆）流態(tài)設(shè)備簡(jiǎn)介（※）氣力輸送簡(jiǎn)介（※）第四章 傳熱 12學(xué)時(shí)第一節(jié)概述（2學(xué)時(shí)）傳熱的基本方式）傳熱過(guò)程中熱、冷流體（接觸）熱交換的方式）典型的間壁式換熱器）熱載體及其選擇★第二節(jié)熱傳導(dǎo)（2學(xué)時(shí)）基本概念和傅立葉定律）導(dǎo)熱系數(shù)）平壁的熱傳導(dǎo)）圓筒壁的熱傳導(dǎo)★）第三節(jié)對(duì)流傳熱概述（2學(xué)時(shí)對(duì)流傳熱速率方程和對(duì)流傳熱系數(shù)）對(duì)流傳熱機(jī)理）保溫層的臨界直徑第四節(jié)傳熱過(guò)程計(jì)算（4學(xué)時(shí)）能量衡算）總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù)）平均溫度差法★）傳熱單元數(shù)法★）第五節(jié)對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式（2學(xué)時(shí)）影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素★）對(duì)流傳熱過(guò)程的因次分析★）液體無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)）液體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)）壁溫的估算★第六節(jié)輻射傳熱基本概念）物體的輻射能力和有關(guān)定律）兩固體間的輻射傳熱（※）對(duì)流和輻射聯(lián)合傳熱第七節(jié)換熱器間壁式換熱器的類型）列管式換熱器的設(shè)計(jì)與選用）各種間壁式換熱器的比較和傳熱的強(qiáng)化途徑）第五章氣體吸收10學(xué)時(shí)第一節(jié)氣－液相平衡（1.5學(xué)時(shí)）2.1.1氣體的溶解度（★）2.1.2亨利定律（★）2.1.3吸收劑的選擇（★）第二節(jié)傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率（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(duì)流傳質(zhì)（★）2.2.6吸收過(guò)程的機(jī)理（★）2.2.7吸收速率方程式（★）第三節(jié)吸收塔的計(jì)算（3.5學(xué)時(shí)）2.3.1吸收塔的物料衡算與操作線方程（★）2.3.2吸收劑用量的決定（★）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)吸收系數(shù)（1學(xué)時(shí)）2.4.1吸收系數(shù)的測(cè)定（★）2.4.2吸收系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式（☆）2.4.3吸收系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式（★☆）第五節(jié)脫吸及其它條件下的吸收（1學(xué)時(shí)）2.5.1脫吸（★）2.5.2高濃度氣體吸收（☆）2.5.3非等溫吸收（※）2.5.4多組分吸收（※）2.5.5化學(xué)吸收（※）第六章蒸餾第一節(jié)概述（0.5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（※）第三節(jié)平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾（1.5學(xué)時(shí)）1.3.1平衡蒸餾（★）1.3.2 簡(jiǎn)單蒸餾）第四節(jié)精餾原理和流程（1學(xué)時(shí)）精餾過(guò)程原理和條件）精餾操作流程）第五節(jié)兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算（7學(xué)時(shí)）理論板的概念及恒摩爾流假定）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)的求法★）幾種特殊情況時(shí)理論板層數(shù)的求法）回流比的影響及其選擇）簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)）塔高和塔徑的計(jì)算）連續(xù)精餾裝置的熱量衡算）精餾塔的操作和調(diào)節(jié)★第六節(jié)間歇精餾（1學(xué)時(shí)）回流比恒定時(shí)的間歇精餾計(jì)算）餾出液組成恒定時(shí)的間歇精餾計(jì)算★（0學(xué)時(shí)）恒沸精餾☆）萃取精餾☆）第八節(jié)多組分精餾（0學(xué)時(shí)）流程方案的選擇（※）多組分物系的氣液平衡（※）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（※）最小回流比（※）簡(jiǎn)捷法確定理論板層數(shù)（※）第七章 干燥第一節(jié)濕空氣的性質(zhì)及濕度圖（2學(xué)時(shí)）濕空氣的性質(zhì)）H-I圖（）第二節(jié)干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算（3學(xué)時(shí)）濕物料含水量的表示方法）干燥系統(tǒng)的物料衡算★）干燥系統(tǒng)的熱量衡算★）空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化）第三節(jié)固體物料在干燥過(guò)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）干燥時(shí)間的計(jì)算第四節(jié)干燥器（0.5學(xué)時(shí)）干燥器的主要型式）干燥器的設(shè)計(jì)（※）第六章其它分離過(guò)程2學(xué)時(shí)第一節(jié)結(jié)晶（2學(xué)時(shí)）6.1.1基本概念（★）6.1.2結(jié)晶過(guò)程的相平衡（★）6.1.3結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)力學(xué)（★）6.1.4溶液結(jié)晶過(guò)程與設(shè)備及產(chǎn)量的計(jì)