化工原理课程教学大纲
课程名称:化工原理 chemical engineering principle
课程类型:学科基础课;课程性质:必修/学位课;适用专业:化工、环境、轻化、应化
学时数:120(其中:实验学时:24);学分数:7;考核方式:闭卷考试
预修课程:高等数学、物理、物理化学
教学参考书:化工原理,陈敏恒等编,化学工业出版社,1999年6月第二版
化工原理,何潮洪 冯霄主编,科学出版社,2001年9月第一版
化工原理,管国锋 赵汝博 化学工业出版社,2003年8月第二版
化工原理,陈敏恒等编,化学工业出版社,1985年6月第一版
化工原理,王国栋 等主编,吉林人民出版社,1994年6月第一版
第一章流体流动(16学时)
课程教学的目的和要求:化工生产的物料多为流体,过程多在流动条件下进行,掌握管路的设计、输送机械的选择及所需功率的确定,流量的计量,了解流动形态对传热传质的影响,流体混合过程是本章目的。要求学生通过学习,掌握机械能衡算方程及在实际中的应用,流体流动时的阻力损失,流体流量的测量方法及计算。
重点与难点:机械能衡算方程—伯努利方程在工程实际中的应用及流体流动阻力损失的计算。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
绪 论
第一节 概述 (1学时)
1.1.1流体流动的考察方法
1.1.2流体流动中的作用力
1.2.3流体流动中的机械能
第二节流体静力学 (3学时)
1.2.1静压强在空间分布
1.2.2静压强测量方法
第三节流体流动的守恒原理(4学时)
1.3.1质量守恒
1.3.2机械能守恒
第四节流体流动的内部结构(2学时)
1.4.1流动形态
1.4.2圆管内流体流动
第五节阻力损失(2学时)
1.5.1两种阻力损失
1.5.2直管阻力损失
1.5.3局部阻力损失
第六节管路计算(2学时)
第七节流量测量 第八节非牛顿流体简介(2学时)
复习与作业要求:清楚本章基本概念,学会伯努利方程和阻力计算式的应用,完成课后作业,主要是机械能守恒和管路计算。
考核要点:基本概念,伯努利方程和阻力计算式的应用。
辅助教学活动:实验和作业、答疑。
第二章 流体输送机械(8学时)

课程教学的目的和要求:了解流体输送机械的工作原理和特性,以便恰当地选择和使用这些机械。要求学生掌握离心泵的理论压头与实际压头、功率、效率、离心泵的气蚀与气缚、安装高度。各种输送机械的流量调节方法。离心式风机的性能与选择。
教学重点与难点
重点:掌握离心泵的性能参数及流量调节时各种参数的变化情况,离心泵工作点的确定。
难点:离心泵工作点的确定,离心泵性能曲线与管路特性曲线的区别,泵的扬程与管路压头的区别。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
第一节概述(1学时)
第二节离心泵(3学时)
2.2.1离心泵工作原理
2.2.2离心泵特性曲线
2.2.3离心泵流量调节和组合操作
2.2.4离心泵安装高度
2.2.5离心泵类型和选用
第三节往复泵第四节其他化工用泵(2学时)
第五节气体输送机械(2学时)
2.5.1通风机
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线,掌握流量调节原理,完成课后作业。
考核要点:基本概念,离心泵特性曲线和管路特性曲线,流量调节原理的应用。
辅助教学活动:实验和作业、答疑。

第四章 流体通过颗粒层的流动(8学时)

课程教学的目的和要求:了解颗粒层的特性,流体通过颗粒层的流动,要求学生熟练掌握恒压、恒速过滤过程的计算,了解各种过滤设备的特点。
教学重点与难点
重点:恒压过滤计算
难点:过滤设备结构、当量滤液概念、洗涤与过滤的关系。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
第一节概述第二节颗粒层特性(2学时)
第三节流体通过固定床的压降(2学时)
第四节过滤原理及设备(2学时)
4.4.1 过滤原理
4.4.2过滤设备
第五节过滤过程计算(2学时)
4.5.1过滤过程的数学描述
4.5.2间歇过滤计算
4.5.3洗涤计算
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握间歇过滤和洗涤计算,完成课后作业。
考核要点:基本概念,间歇过滤和洗涤计算。
辅助教学活动:实验和作业、答疑。

第六章 传热(16学时)

课程教学的目的和要求:了解传热过程和设备,掌握换热器的设计型和操作型计算。要求掌握热传导、对流传热、换热器传热过程计算,分析传热影响因素。
教学重点与难点
重点: 传热过程计算,传热影响因素分析。
难点:传热设备结构、总传热系数与对流传热系数关系,对数平均传热温差。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
第一节概述(1学时)
第二节热传导(3学时)
6.2.1傅立叶定律和导热系数
6.2.2平壁导热
6.2.3圆筒壁导热
6.2.4多层壁导热
第三节对流给热(4学时)
6.3.1对流给热过程分析
6.3.2无相变对流给热系数经验关联式
第四节沸腾给热与冷凝给热(2学时)
6.4.1沸腾给热
6.4.2冷凝给热
第六节传热过程计算(4学时)
6.6.1 传热过程数学描述
6.6.2传热过程基本方程式
6.6.3换热器设计型计算
6.6.4换热器操作型计算
第七节换热器(2学时)
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握热传导计算、对流传热系数计算、总传热系数计算、对数平均传热温差计算,掌握传热影响主要因素,完成课后作业。
考核要点:基本概念,传热基本方程应用。
辅助教学活动:实验和作业、答疑。

第七章 蒸发(4学时)

课程教学的目的和要求:了解蒸发过程和设备,掌握单效蒸发器的设计型计算。分析蒸发影响因素。
教学重点与难点
重点: 单效蒸发过程计算,蒸发影响因素分析。
难点:蒸发的温差损失。
课程教学方法和手段:
课堂教学及课后作业相结合。
第一节概述 第二节蒸发设备(2学时)
第三节蒸发操作经济性和操作方式第四节单效蒸发计算(2学时)
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握单效蒸发器的设计型计算,掌握蒸发影响主要因素,完成课后作业。
考核要点:基本概念,单效蒸发计算。
辅助教学活动:作业、答疑。

第八章 气体吸收 (12学时)

课程教学的目的和要求:了解吸收过程和设备,掌握吸收塔的设计型和操作型计算。要求掌握传质单元数、传质单元高度计算,分析吸收影响因素。
教学重点与难点
重点:吸收过程计算,吸收影响因素分析。
难点:总传质系数与传质系数关系,传质单元数计算。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
第一节概述第二节气液相平衡(2学时)
8.2.1平衡溶解度
第三节扩散与单相传质 第四节相际传质(2学时)
第五节低含量气体吸收(6学时)
8.5.1吸收过程数学描述
8.5.2传质单元数的计算方法
8.5.3吸收塔的设计型计算
8.5.4吸收塔的操作型计算
第六节填料塔设备(2学时)
8.6.1填料塔结构和填料特性
8.6.2气液两相的流动
8.6.3与板式塔比较
复习与作业要求:清楚本章基本概念,物料恒算和吸收剂用量的确定,掌握吸收塔的设计型和操作型计算,掌握影响吸收主要因素,完成课后作业。
考核要点:基本概念,传质单元数、传质单元高度计算。
辅助教学活动:作业和实验、答疑。

第九章 液体精馏 (16学时)

课程教学的目的和要求:了解精馏过程和设备,掌握精馏塔的物料恒算和设计型计算。分析精馏影响因素。
教学重点与难点
重点: 精馏过程计算,精馏影响因素分析。
难点:物料恒算,最小回流比计算,精馏塔操作型分析。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
第一节蒸馏概述(1学时)
第二节相平衡(3学时)
9.2.1理想物系的气液相平衡
9.2.2非理想物系的气液相平衡
第三节平衡蒸馏和简单蒸馏(1学时)
第四节精馏(5学时)
9.4.1精馏过程
9.4.2精馏过程的操作方程
第五节双组分精馏设计型计算(4学时)
9.5.1理论板计算
9.5.2回流比选择
9.5.3加料热状况选择
9.5.4双组分精馏其他类型
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握精馏塔的物料恒算和设计型计算,掌握影响精馏主要因素,完成课后作业。
考核要点:基本概念,精馏塔的物料恒算,最小回流比,理论板数的计算和图解。
辅助教学活动:作业和实验、答疑。

第十一章 液液萃取(6学时)

课程教学的目的和要求:了解萃取过程和设备,掌握萃取过程液液平衡关系和过程计算。分析萃取影响因素。
教学重点与难点
重点:液液相平衡,萃取过程计算。
难点:液液相平衡,多级萃取。
课程教学方法和手段:课堂教学及课后作业相结合。
第一节概述 第二节液液相平衡(2学时)
11.2.1三角形相图
11.2.2部分互溶物系的相平衡
11.2.3液液相平衡与萃取操作关系
第三节萃取过程计算(2学时)
11.3.1单级萃取
11.3.2多级萃取
第四节萃取设备与新型萃取方法(2学时)
11.4.1萃取设备
11.4.2超临界萃取与液膜萃取
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握液液相平衡和萃取过程计算,掌握影响萃取主要因素,完成课后作业。
考核要点:基本概念,萃取过程计算和图解。
辅助教学活动:作业、答疑。

第十四章 固体干燥 (10学时)

课程教学的目的和要求:了解干燥过程和设备,掌握干燥过程物料恒算和热量计算。分析干燥影响因素。
教学重点与难点
重点:空气湿度图的使用,干燥过程的物料衡算和热量衡算。
难点:理想干燥和非理想干燥过程,空气状态的确定。
课程教学方法和手段:课堂教学、实验及课后作业相结合。
第一节概述(1学时)
第二节 干燥静力学(3学时)
第三节干燥速率与干燥过程计算(4学时)
14.3.1 干燥速率
14.3.2物料与热量恒算
第四节干燥器(2学时)
复习与作业要求:清楚本章基本概念,掌握干燥过程物料恒算和热量计算,掌握影响干燥主要因素,完成课后作业。
考核要点:基本概念,干燥过程物料恒算,干燥过程空气状态计算。
辅助教学活动:作业和实验、答疑。

 
 
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