化工原理2教案.docx

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化工原理2教案

化工原理2

教案

生物工程学院

包清彬

西华大学教案（首页）

授课教师

　包清彬

职称

教授　

开课单位

生物工程学院　

课程名称

化工原理2　（化工原理下）

课程代码

课程性质

必修■

公共基础课□

学科基

础课■

专业课□

实践性环节□

其它选修□

选修□

课程学时

48　

课程学分

3　

学时分配

理论学时（48）

实践学时（0），另有专门的实验课24学时

优选专业

生物工程、制药工程、

食品工程　

教学班

2011级各班　

学年学期

　2013-2014学年第2学期

授课方式

　课堂教学

考核方式

考试■考查□

教材名称

　化工原理（下册）

作者

柴诚敬等　

出版社及出版时间

高等教育出版社

2010年6月　

指定参考书

1.化工原理（下册）

2.化工原理（下册）

3.化学工程手册，上册

4.化工传质与分离过程

5.化工容器及设备

作者

陈敏恒

蒋维军等

时钧等

贾绍义等

天大等合编

出版社及出版时间

化工出版社,2000

清华大学出版社2005

化工出版社1996

化工出版社,2002

化工出版社，1998

教案编写时间

　2014年1～2月

章节名称

第七章传质与传质过程概论

§7-1传质概述

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确分子稳态扩散机理和规律及吸收机理。

教学要求：

1、理解传质分离方法类型；

2、掌握相组成的表示方法；

教学重点与难点

教学重点：

相组成的表示方法。

教学难点：

各种传质分离方法的原理。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

7.1概述

7.1.1传质分离方法

一、平衡分离过程

二、速率分离过程

三、分离方法的选择

7.1.2相组成的表示方法

一、质量浓度

二、质量分数

三、质量比

练习与

作业

P23，思考题1、2。

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

1、

章节名称

第七章传质与传质过程概论

§7-2质量传递的方式与描述

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确分子稳态扩散机理与传质设备类型。

教学要求：

3、理解菲克定律；

4、理解稳态分子扩散过程，机理；

5、理解传质设备类型。

教学重点与难点

教学重点：

稳态扩散机理和规律及吸收机理。

教学难点：

相际传质机理。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§7—2传质机理与吸收速率

一、分子扩散与菲克定律；

二、气相中的稳态分子扩散过程；

三、液相中的稳态分子扩散过程；

四、扩散系数

五、对流传质

六、吸收过程的机理

七、传质设备简介

练习与

作业

P23，思考题3、4、5、6、7。

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

章节名称

第八章气体吸收

教学

时数

第八章共计6学时，具体分配如下：

1气体吸收的相平衡关系：

2学时

2吸收速率关系及计算：

2学时

3填料塔：

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确吸收的原理、特点和吸收操作的初步设计计算方法。

教学要求：

1、掌握的内容：

气体吸收的原理、流程及相平衡关系；填料塔

2、理解的内容：

气体吸收的传质机理，吸收率的基本计算；

3、了解的内容：

吸收塔的计算和吸收系数计算

教学重点与难点

教学重点：

气体吸收的原理及相平衡关系

教学难点：

吸收塔的计算和吸收系数计算

教学手段

从吸收操作的目的着手，讨论达到吸收目的所能调动的工程手段，分析影响吸收的各种因素，探讨吸收过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。

在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授

具体教学内容及拓宽情况

1、气体吸收的相平衡关系：

气体吸收的相关概念，气体溶解度，亨利定律；

2、收塔的计算和吸收系数简介：

吸收塔的物料衡算原理和操作线方程，吸收塔径的计算，塔高的计算，理论板层数计算，吸收系数的测定，吸收系数的经验公式计算；

3、填料塔：

填料、填料塔流体力学性能与操作特性

练习与

作业

本章节教材上有思考题和习题，按具体讲课内容布置并可适当取舍补充

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

章节名称

第八章吸收

概述

§8-1气体吸收的相平衡关系

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确吸收概念和吸收的相平衡关系。

教学要求：

2、掌握吸收的概念和工程应用情况；

3、掌握气体溶解度及相关概念

4、掌握亨利定律

教学重点与难点

教学重点：

吸收概念和吸收的相平衡关系。

教学难点：

亨利定律。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§8—1气体吸收的相平衡关系

一、气体吸收的相关概念

二、气体溶解度

三、亨利定律

1、p—x关系

2、p—c关系

3、x—y关系

4、吸收剂的选择

5、相平衡关系在气体吸收中的应用

练习与

作业

P84，思考题1、2。

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

章节名称

§8-2吸收过程的速率关系及计算

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确吸收塔计算的基本原理。

教学要求：

1、理解吸收塔的物料衡算原理和操作线方程；

2、理解吸收塔参数计算的基本原理；

3、理解吸收系数的测定和计算基本方法

教学重点与难点

教学重点：

吸收塔参数计算的基本原理。

教学难点：

吸收塔的操作线方程和参数计算的基本原理。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§8—2吸收速率关系及计算

一、吸收速率方程

二、吸收塔的物料衡算原理和操作线方程；

三、吸收塔高、塔径的计算；

四、理论板层数计算；

五、吸收系数的测定

六、吸收系数的经验公式计算

练习与

作业

P83习题3、5；P84，思考题4、5。

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

章节名称

§8-3填料塔

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确填料塔的基本结构、原理、特点及基本设计方法。

教学要求：

1、掌握的内容：

填料塔及填料的基本结构、原理、特点；

2、理解的内容：

填料塔流体力学性能与操作特性

3、了解的内容：

塔设备附件

教学重点与难点

教学重点：

填料塔、填料的基本结构、原理、特点

教学难点：

填料塔的流体力学性能

教学手段

定性分析、实物观摩、“填料塔水力学状态及性能”实验演示、定量计算相结合。

在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。

具体教学内容及拓宽情况

§8—3填料塔

一、塔填料

二、填料塔流体力学性能与操作特性

三、填料塔的内件

练习与

作业

P85，思考题10、11。

参考资料

1、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

2、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

3、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

4、天大等合编.化工容器及设备.北京：

化工出版社,1996

1、

章节名称

第九章蒸馏

教学

时数

第九章共计10学时，具体分配如下：

1概述：

1学时

2双组份溶液的气液平衡：

2学时

3平衡蒸馏与简单蒸馏：

1学时

4精馏原理与流程：

2学时

5双组份连续精馏塔的计算：

4学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

实验：

连续填料精馏柱分离能力的测定

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确蒸馏的原理、特点和精馏操作的初步设计计算方法。

教学要求：

1、掌握的内容：

双组分理想物系的气液相平衡关系及其图形表述；精馏原理与精馏过程分析；双组分连续精馏塔的计算；操作线方程；q线方程；理论塔板数的确定；进料热状况参数q的计算及其对理论塔板数的影响；全回流时最少理论塔板数、最小回流比及其计算、回流比的选择及其对精馏操作及设计的影响。

2、理解的内容：

平衡蒸馏和简单蒸馏的特点与计算；理论塔板数的简捷计算法；精馏装置的热量衡算；板式精馏塔的类型、基本结构和特点。

3、了解的内容：

精馏操作的分类；非理想物系的气液相平衡；间歇精馏的特点；填料塔的基本结构和特点。

教学重点与难点

教学重点：

双组分理想物系精馏原理及其相关计算。

教学难点：

双组份连续精馏塔的计算。

教学手段

 从精馏操作的目的着手，讨论达到精馏目的所能调动的工程手段，分析影响精馏的各种因素，探讨精馏过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。

    在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。

具体教学内容及拓宽情况

1概述：

蒸馏的概念，蒸馏分离的特点，蒸馏操作的用途。

2双组份溶液的气液平衡：

拉乌尔定律和相律，两组份汽液平衡图，相对挥发度。

3平衡蒸馏与简单蒸馏：

平衡蒸馏，简单蒸馏。

4精馏原理与流程：

多次部分气化和多次部分冷凝，精馏操作流程。

5双组份连续精馏塔的计算：

理论板的概念及恒摩尔流的假定，物料衡算与操作线方程，进料热状况的影响,理论板层数的求法，回流比的影响及其选择,简捷法求理论板层数，塔高和塔径的计算，连续精馏装置的热量衡算。

练习与

作业

本章节教材上有思考题和习题，按具体讲课内容布置并可适当取舍补充

参考资料

1、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

2、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

3、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

4、天大等合编.化工容器及设备.北京：

化工出版社,1996

章节名称

第九章蒸馏

§9-1概述

§9-2双组份溶液的气液平衡

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确蒸馏的原理、特点和理想物系的拉乌尔定律。

教学要求：

1、掌握蒸馏分离的原理、特点；

2、理解拉乌尔定律，掌握相对挥发度的相关概念。

教学重点与难点

教学重点：

蒸馏的原理、特点，相对挥发度的相关概念。

教学难点：

拉乌尔定律。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§9—1概述

一、蒸馏的概念

二、蒸馏的相关名词

三、蒸馏分离的特点

四、蒸馏操作的用途

五、蒸馏的分类

§9—2双组份溶液的气液平衡

一、两组分理想物系的汽液相平衡

1、相律

2、拉乌尔定律

1）相平衡常数

2）相对挥发度

在讲解概述时，应多结合蒸馏在工程中的应用实例，以便学生理解蒸馏原理和蒸馏单元操作的重要性。

在讲解拉乌尔定律时可用一个实验例来引入。

练习与

作业

P158，习题2、P161，思考题1

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

章节名称

§9-2双组份溶液的气液平衡

§9-3平衡蒸馏与简单蒸馏

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确双组分理想物系的气液相平衡图，明确平衡蒸馏和简单蒸馏的原理。

教学要求：

1、掌握双组分理想物系的气液相平衡关系及其图形表述（t—x—y图和x—y图）；

2、理解平衡蒸馏和简单蒸馏的特点与计算；

3、了解非理想物系的气液相平衡特点。

教学重点与难点

教学重点：

双组分理想物系精馏原理及其相关计算。

教学难点：

双组份连续精馏塔的计算。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§9—2双组份溶液的气液平衡

一、两组分理想物系的汽液相平衡

3、两组份理想溶液的汽液平衡图；

1）t—x—y图

2）x—y图

二、两组份非理想溶液的汽液平衡

§9—3平衡蒸馏与简单蒸馏

一、平衡蒸馏

1、物料衡算

2、热量衡算

二、简单蒸馏。

教学中，可用一个液体蒸发的实验过程来讲解汽液平衡的各条曲线的绘制原理及意义。

讲解平衡蒸馏与简单蒸馏时，可补充其应用。

练习与

作业

P161，思考题2

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

章节名称

§9-4精馏原理与流程

§9-5双组份连续精馏塔的计算

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确精馏的原理和精馏操作流程。

教学要求：

1、掌握精馏原理，并能在平衡图上分析；

2、掌握精馏流程及流程图。

3、掌握物料衡算与操作线方程

教学重点与难点

教学重点：

精馏的原理和精馏操作流程；物料衡算与操作线方程

教学难点：

精馏的分离原理。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§9—4精馏原理与流程：

一、精馏原理

——多次部分气化和多次部分冷凝

二、精馏操作流程。

——流程、蒸馏釜、提馏段

§9—5双组份连续精馏的计算

一、理论板的概念及恒摩尔流的假定

二、物料衡算与操作线方程

教学中，以蒸馏基本基本原理部分气化和部分冷凝引入精馏原理——多次部分气化和多次部分冷凝的知识点，再后结合精馏操作流程进一步阐明原理。

这样将原理、流程两个关键知识点讲解。

练习与

作业

P159，习题4；P161，思考题4

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

3、

章节名称

§9-5双组份连续精馏塔的计算

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确蒸馏塔理论板层数的求法和适宜回流比的选择。

教学要求：

1、理解q线方程及进料热状况对塔内摩尔流率和操作线交点的影响

2、掌握确定理论塔板数的图解法；

3、掌握适宜回流比的选择方法，理解全回流时最少理论塔板数、最小回流比计算及其对精馏操作和设计的影响。

4、理解塔高和塔径的计算方法

5、理解理论塔板数的简捷计算法，精馏装置的热量衡算

教学重点与难点

教学重点：

蒸馏塔理论板层数的图解法和适宜回流比的选择。

教学难点：

蒸馏塔理论板层数的图解法原理，塔高和塔径的计算。

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§9—5双组份连续精馏塔的计算

二、进料热状况的影响

1、加料板的基本计算式；2、料热状态对塔内摩尔流率的影响

2、加料热状态对操作线交点的影响

三、理论板层数的求法

1、逐板计算法；

2、图解法。

四、回流比的影响及其选择

五、简捷法求理论板层数

六、塔高和塔径的计算

1、塔高计算

2、塔径的计算

七、连续精馏装置的热量衡算

1、冷凝器的热量计算；

2、再沸器的热量计算。

练习与

作业

P159习题5、7、10；

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

此章理论教学完成后，进行“间歇填料精馏柱分离能力的测定”实验，具体见《化工原料实验指导书》。

章节名称

§9-6板式塔

教学

时数

2学时

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确板式塔类型和特点。

教学要求：

1、掌握板式塔的基本类型和特点

2、理解泡罩塔、筛空塔、浮阀塔的基本结构操作原理。

3、了解板式塔工艺尺寸计算

教学重点与难点

教学重点：

板式塔的基本类型和特点

教学难点：

板式塔的流体力学性能

教学手段

多媒体教学

具体教学内容及拓宽情况

§9-6板式塔

一、板式塔的类型

1、板式塔类型

2、泡罩塔

3、筛空塔

4、浮阀塔

二、板式塔的流体力学性能

1、塔板上不正常操作现象

2、负荷性能图

三、工艺尺寸计算

教学中对设备的讲解可尽量用实物图片加以说明。

结合实验对塔板上不正常操作现象进行演示。

练习与

作业

P161，思考题5、6、7、8、9

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原理.北京：

化工出版社,2000

3、蒋维军等.化工原理.北京：

清华大学出版社2005

4、贾绍义等.化工传质与分离过程.北京：

化工出版社，2002

5、天大等合编.化工容器及设备.北京：

化工出版社,1996

章节名称

第十章液—液萃取及超临界流体萃取

教学

时数

第十章共计8学时，具体分配如下：

1概述，1学时。

2液-液相平衡，1学时。

3萃取过程的计算，2学时。

4超临界萃取，3学时。

5液-液萃取设备，1学时。

授课

方式

课堂讲述,在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所讲授知识点的理解，促使学生思考问题、理解问题，调动学生的主动性和参与性，将被动接受转变为主动思考。

实验：

往复振动筋板的液—液萃取实验

教学目的及要求

教学目的：

使学生明确萃取过程的基本原理及相关计算。

教学要求：

1、掌握内容：

萃取操作的基本流程；液-液相平衡图；单级萃取的计算；超临界萃取基本原理和理论。

2、理解内容：

多级错流萃取计算，多级逆流萃取的计算。

3、了解内容：

萃取的动力学特性；常见工业萃取设备，萃取设备的选择。

教学重点与难点

教学重点：

萃取操作的基本流程；液-液相平衡图。

教学难点：

萃取过程的计算。

教学手段

从萃取操作的目的着手，讨论达到萃取目的所能调动的工程手段，分析影响萃取的各种因素，探讨萃取过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。

    在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。

具体教学内容及拓宽情况

1概述：

萃取的基本概念，萃取操作的基本流程。

2液-液相平衡：

三角形坐标图，三角形表示的液-液平衡关系，萃取在三角形坐标图上表示法，萃取的动力学特性，萃取剂的选择。

3萃取过程的计算：

单级萃取的计算，多级错流萃取计算，多级逆流萃取的计算。

4超临界萃取：

超临界萃取基本原理和理论，超临界萃取的装置和特性。

5液-液萃取设备：

常见工业萃取设备，萃取设备的选择。

练习与

作业

本章节教材上有思考题和习题，按具体讲课内容布置并可适当取舍补充

参考资料

1、柴诚敬.化工原理.北京：

高等教育出版社2009

2、陈敏恒.化工原