化工原理A教学大纲资料.docx
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化工原理A教学大纲资料
《化工原理（A）》课程教学大纲
一、课程名称
化工原理
二、课程英文名
PrinciplesofChemicalEngineering
三、课程编码
050103014
四、课程类别
技术基础课
五、学时数、学分数、开课学期
140学时；7学分；第五、六学期
六、适用专业
化学工程与工艺、制药工程专业
七、编制者
高智，副教授
八、编制日期
2005年9月
九、课程的目的与任务
《化工原理》课程是化学工程、化工工艺及相近专业的一门主干课程，是学生在具备了必要的高等数学、物理学、物理化学等基础知识之后所必修的技术基础课，是一门工程学科的课程。
本课程的目的是使学生掌握研究化工生产中各种单元操作的基本原理，过程设备和计算方法。
培养学生具有运用课程有关理论来分析和解决化工生产过程中常见实际问题的能力，并为后续专业课程的学习打下必要的基础。
本课程的任务是要求学生熟练掌握最基本的单元操作的基本概念和基础理论，对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力；掌握本大纲所要求的单元操作的基本计算方法，常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型；熟悉运用过程的基本原理，根据生产上的具体要求，对各单元操作进行调节；在了解化工生产中各单元操作中的特点的基础上，能够提出强化和改进过程的措施。
十、本课程与其它课程的关系
本课程是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上，综合运用先修课程的基础知识，分析和解决化工类型生产中各种单元操作问题的工程学科，是基础课程向专业课程、理论到工程过渡的桥梁课程之一，并与化工工艺计算、化工机械设备基础、化工仪表自动化等课程共同构成一个完整的化工过程的知识体系，为化工分离工程、化工工艺学等课程的学习奠定坚实的基础。
十一、各教学环节学时分配
教学课时分配
序号
章节内容
讲课
实验
上机
其它实践教学环节
机动
1
绪论
一、化学工程学科的进展
二、化工原理课程的性质、内容和任务
1
2
第一章流体流动
第一节流体的物理性质
第二节流体静力学基本方程式
第三节流体流动的基本概念
第四节流体流动的总衡算方程
第五节流体流动阻力的计算
第六节管路计算
第七节流量测量
16
6
3
第二章流体输送机械
第一节概述
第二节离心泵
第三节其它类型液体输送机械
第四节气体输送机械
10
3
4
第三章非均相物系的机械分离
第一节颗粒及颗粒床层的特性
第二节重力沉降
第三节离心沉降
第四节过滤
第五节离心机
第六节固体流态化简介
10
1
5
第四章传热
第一节概述
第二节热传导
第三节对流传热
第四节辐射传热
第五节换热器
第六节传热过程的计算
15
4
6
第五章蒸发
第一节概述
第二节蒸发设备
第三节单效蒸发
第四节多效蒸发
第五节蒸发器的工艺设计
8
7
第六章蒸馏
第一节概述
第二节双组分溶液的汽液平衡关系
第三节平衡蒸馏和简单蒸馏
第四节精馏原理和流程
第五节双组分连续精馏过程的计算
第六节间歇精馏
第七节特殊精馏
14
4
8
第七章吸收
第一节概述
第二节吸收过程的气液平衡关系
第三节吸收过程的机理
第四节吸收速率方程式
第五节吸收过程的计算
第六节吸收系数
第七节解吸及其它吸收简介
14
4
9
第八章气液传质设备
第一节板式塔
第二节填料塔
第三节板式塔与填料塔的比较
6
1
10
第九章液-液萃取
第一节概述
第二节液-液萃取相平衡
第三节液-液萃取过程的计算
第四节新型萃取技术
第五节萃取设备
10
11
第十章固体物料的干燥
第一节概述
第二节湿空气的性质及其湿度图
第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算
第四节固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
第五节干燥器
10
3
合计
114
26
十二、课程的教学内容、重点和难点与教学进度安排
绪论（1学时）
了解本课程的性质、任务和内容，了解化学工程学科的形成、发展和研究阶段。
1、主要内容：
一、化学工程学科的进展
二、化工原理课程的性质、内容和任务
第一章流体流动（16学时）
掌握流体流动的基本概念，流体的物理性质，流体静力学基本方程式、连续性方程式、柏努利方程式、管路阻力计算方程式及其应用，掌握流体流动规律在管路计算、流量测量中的具体应用。
1、主要内容：
第一节流体的物理性质
第二节流体静力学基本方程式
第三节流体流动的基本概念
第四节流体流动的总衡算方程
第五节流体流动阻力的计算
第六节管路计算
第七节流量测量
2、本章重点：
流动操作参数，流动类型，流体静力学基本方程式、柏努利方程式、管路阻力计算方程式所反映的基本规律及其实际应用，管路计算、流量的测量。
3、本章难点：
阻力系数的计算，动量衡算，边界层的概念。
第二章流体输送机械（10学时）
掌握流体输送机械的作用，基本构造，工作原理，主要性能，特点，选型计算及其使用。
1、主要内容：
第一节概述
第二节离心泵
第三节其它类型液体输送机械
第四节气体输送机械
2、本章重点：
离心泵的基本结构、工作原理、主要性能、工作点和流离调节、选型计算，离心通风机的工作原理、主要性能、选型计算。
3、本章难点：
离心泵安装高度的概念、选型计算时工况的换算。
第三章非均相物系的机械分离（10学时）
掌握固体颗粒及颗粒床层的特性，重力沉降的计算及设备，过滤的基本概念、恒压过滤过程的计算、过滤设备，了解离心沉降的基本概念、计算及其离心沉降和离心过滤设备。
1、主要内容：
第一节颗粒及颗粒床层的特性
第二节重力沉降
第三节离心沉降
第四节过滤
第五节离心机
第六节固体流态化简介
2、本章重点：
重力沉降速度的计算，降尘室的计算；恒压过滤方程式的应用，板框过滤机和转筒真空过滤机的构造、操作原理及其计算，过滤机的生产能力。
3、本章难点：
过滤基本方程式的推导，过滤常数，旋风分离器的操作及性能，固体流态化。
第四章传热（15学时）
掌握三种基本传热方式的特点、传热过程的计算、影响传热过程的因素，列管式换热器的类型、结构和选用计算，总传热速率方程式的应用，传热过程的强化途径。
了解传热单元数法。
1、主要内容：
第一节概述
第二节热传导
第三节对流传热
第四节辐射传热
第五节换热器
第六节传热过程的计算
2、本章重点：
热传导、对流、辐射传热的基本概念及其计算，总传热速率方程式中总传热系数、平均温度差的计算及其方程式的应用，传热过程的影响因素及其强化途径，列管式换热器的类型、结构和选型计算。
3、本章难点：
对流传热过程的分析及其对流传热系数准数关联式，传热效率和传热单元数法。
第五章蒸发（8学时）
掌握蒸发过程的特点，单效蒸发过程的计算，典型蒸发器的结构、特点及其应用，多效蒸发的流程、特点；了解多效蒸发过程的计算，单效蒸发和多效蒸发的比较，蒸发器的工艺设计。
1、主要内容：
第一节概述
第二节蒸发设备
第三节单效蒸发
第四节多效蒸发
第五节蒸发器的工艺设计
2、本章重点：
蒸发过程的特点和应用，单效蒸发过程的物料和热量衡算，典型蒸发器的结构、特点及其应用，多效蒸发的流程，单效蒸发和多效蒸发的比较，蒸发器的工艺设计。
3、本章难点：
蒸发过程沸点升高的计算，典型蒸发器的结构，多效蒸发过程的计算，蒸发器的工艺设计。
第六章蒸馏（14学时）
掌握蒸馏过程的基本概念、分类、操作原理，双组分连续精馏过程的简化和计算，不同操作状态、操作参数对精馏过程的影响；了解芬斯克方程和吉利兰图的应用。
1、主要内容：
第一节概述
第二节双组分溶液的汽液平衡关系
第三节平衡蒸馏和简单蒸馏
第四节精馏原理和流程
第五节双组分连续精馏过程的计算
第六节间歇精馏
第七节特殊精馏
2、本章重点：
精馏原理、恒摩尔流假设、理论板的概念，物料衡算和操作线方程，进料热状况、回流比的影响及其选择，图解法、逐板计算法求解理论板层数的计算，塔板效率、塔高和塔径的计算，连续精馏装置的热量衡算。
3、本章难点：
进料热状况参数及其影响，最小回流比的概念和计算，精馏过程的操作型计算和调节。
第七章吸收（14学时）
掌握吸收的基本概念、分类、操作原理，吸收传质过程的理论和吸收过程的模型及其计算。
1、主要内容：
第一节概述
第二节吸收过程的气液平衡关系
第三节吸收过程的机理
第四节吸收速率方程式
第五节吸收过程的计算
第六节吸收系数
第七节解吸及其它吸收简介
2、本章重点：
气液平衡关系及应用，总吸收系数，总吸收速率方程式，双膜理论，吸收塔填料层高度的计算，吸收剂用量的计算。
3、本章难点：
物质传递机理，最小吸收剂用量的概念和计算，吸收系数的准数关联式。
第八章气液传质设备（6学时）
掌握板式塔和填料塔的类型、结构、特点，板式塔和填料塔内的流体力学性能，板式塔和填料塔的设计程序。
1、主要内容：
第一节板式塔
第二节填料塔
第三节板式塔与填料塔的比较
2、本章重点：
板式塔和填料塔的类型、结构、流体力学性能，板式塔和填料塔的设计，板式塔和填料塔的比较。
3、本章难点：
塔板负荷性能图，板式塔和填料塔的操作特性。
第九章液-液萃取（10学时）
掌握三角形相图的表示方法，萃取过程的流程和特点，萃取过程的计算，了解萃取设备的类型和特点，新型萃取技术。
1、主要内容：
第一节概述
第二节液-液萃取相平衡
第三节液-液萃取过程的计算
第四节新型萃取技术
第五节萃取设备
2、本章重点：
萃取过程在三角形相图中的应用，单级和多级萃取过程的计算，液-液萃取设备的主要类型、传质特性和选择。
3、本章难点：
溶解度曲线、联结线、临界混溶点、辅助曲线的概念，多级错流和逆流过程的计算。
第十章固体物料的干燥（10学时）
了解固体物料去湿的方法及其干燥的分类；掌握湿空气的主要参数和湿度图，湿物料中所含水分的划分，物料衡算，热量衡算，物料干燥时间的计算，干燥器的主要型式及其特点。
1、主要内容：
第一节概述
第二节湿空气的性质及其湿度图
第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算
第四节固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
第五节干燥器
2、本章重点：
H-I图的应用，湿空气在干燥过程状态的变化，干燥过程的物热衡算，干燥速率的定义及其干燥速率曲线，恒速和降速干燥阶段干燥时间的计算，常用干燥器的型式及其应用。
3、本章难点：
湿空气状态点的确定（包括等焓和非等焓干燥过程），湿物料平衡水分与自由水分、结合水分与非结合水分、临界水分的概念，影响恒速干燥和降速干燥的因素。
实验环节项目及学时安排
实验一雷诺实验（1学时）
实验二能量转换实验（1学时）
实验三单相流体阻力测定实验（4学时）
实验四离心泵特性曲线测定实验（3学时）
实验五板框过滤机实验（1学时）
实验六传热实验（4学时）
实验七精馏实验（4学时）
实验八二氧化碳吸收填料塔实验（4学时）
实验九塔设备实验（1学时）
实验十干燥实验（3学时）
十三、课程考核方式
闭卷考试
十四、建议教材与教学参考书
1、建议教材
[1]柴诚敬，张国亮主编．化工流体流动与传热[M]．北京．化学工业出版社．2004
[2]贾绍义，柴诚敬主编．化工传质与分离过程[M]．北京．化学工业出版社．2003
2、教学参考书
[1]高俊主编．化工原理[M]．呼和浩特．内蒙古大学出版社．2002
[2]姚玉英主编．化工原理（新版，上、下册）[M]．天津．天津大学出版社．2003
[3]陈敏恒等编．化工原理（上、下册）[M]．北京．化学工业出版社．1985
[4]谭天恩等编．化工原理（上、下册）[M]．北京．化学工业出版社．1984
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