第一篇：化工原理教學(xué)大綱 - 青島科技大學(xué)

課程編號(hào)：0101101

化 工 原 理Ⅰ

Principles of Chemical Engineering

總學(xué)時(shí)：48 總學(xué)分：3 課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課

開設(shè)學(xué)期及周學(xué)時(shí)分配：第4學(xué)期，每周3學(xué)時(shí)

適用專業(yè)及層次：化學(xué)工程與工藝、輕化工程、生物工程、生物技術(shù)、制藥工程、藥物制劑專業(yè)本科

相關(guān)課程：高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、分離工程、傳遞過(guò)程原理等

教材：夏青、陳常貴編著，化工原理（上冊(cè)），天津大學(xué)出版社，2005年 推薦參考書：

[1] 譚天恩、丁惠華等編著，化工原理，化學(xué)工業(yè)出版社，2000年 [2] 趙汝溥、管國(guó)鋒編著，化工原理，化學(xué)工業(yè)出版社，1999年 [3] 陳敏恒、叢德滋等編著，化工原理，化學(xué)工業(yè)出版社，2001年 [4] 趙文、王曉紅等編著，化工原理，石油大學(xué)出版社，2001年

一、課程目的與要求

本門課程的目的是為學(xué)生今后學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)課程打好工程技術(shù)理論基礎(chǔ)，并使他們受到必要的基本工程技能訓(xùn)練。

本門課程的任務(wù)是使學(xué)生初步掌握化工過(guò)程的基本原理，以三種傳遞原理為主線，以物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、傳遞速率等基本概念為理論依據(jù)，使學(xué)生掌握典型單元操作通用的學(xué)習(xí)方法和分析問(wèn)題的思路，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，進(jìn)行典型單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作及選型的計(jì)算，并進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，以增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

化工原理屬于工程學(xué)科，要求通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)觀點(diǎn)及獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

二、課程主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配 0緒論（1學(xué)時(shí)）

化工單元操作的歷史梗概；本課程的性質(zhì)及物料衡算與熱量衡算等化工原理研究方法。1流體流動(dòng)（15學(xué)時(shí)）1.1 流體的物理性質(zhì)

1.2 流體靜力學(xué)方程式（2學(xué)時(shí)）

密度、壓力、流體靜力學(xué)基本方程式、靜力學(xué)方程的應(yīng)用（液柱壓差計(jì)、液封、液 1 面測(cè)量）。

1.3 流體流動(dòng)基本方程（3學(xué)時(shí)）

流量與流速、定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)、連續(xù)性方程、柏努利方程、柏努利方程的應(yīng)用。

1.4 流體流動(dòng)現(xiàn)象（2學(xué)時(shí)）

牛頓粘性定律、粘度、非牛頓型流體、流動(dòng)型態(tài)和雷諾準(zhǔn)數(shù)、管內(nèi)層流與湍流的比較、邊界層概念。

1.5 管內(nèi)流動(dòng)阻力損失（4學(xué)時(shí)）

阻力計(jì)算通式、圓形直管內(nèi)層流流動(dòng)阻力損失、因次分析法、圓形直管內(nèi)湍流流動(dòng)損失、非圓形管內(nèi)流動(dòng)阻力、局部阻力。1.6 管路計(jì)算（2學(xué)時(shí)）

管路計(jì)算的類型和基本方法（設(shè)計(jì)型和操作型）、試差法、復(fù)雜管路計(jì)算（分支、并聯(lián)）。

1.7 流量測(cè)量（2學(xué)時(shí)）

測(cè)速管、孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)。流體輸送機(jī)械（7學(xué)時(shí)）2.1 離心泵（5學(xué)時(shí)）

離心泵工作原理及主要構(gòu)件、基本方程式、主要性能參數(shù)、特性曲線、安裝高度、工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)、組合操作、類型與選用。2.2 其他類型泵（1學(xué)時(shí)）

往復(fù)泵、計(jì)量泵、隔膜泵、齒輪泵、旋渦泵。2.3 氣體輸送機(jī)械（1學(xué)時(shí)）

離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、往復(fù)壓縮機(jī)、真空泵。非均相物系的分離和固體流態(tài)化（5學(xué)時(shí)）3.1顆粒及顆粒床層的特性（1學(xué)時(shí)）

顆粒、顆粒床層的特性、流體通過(guò)床層的壓降 3.2 沉降分離（2學(xué)時(shí)）

重力沉降、離心沉降 3.3 過(guò)濾（1學(xué)時(shí)）

過(guò)濾基本概念、基本方程式、恒壓過(guò)濾、恒速過(guò)濾及過(guò)濾設(shè)備 3.4 固體流態(tài)化（1學(xué)時(shí)）

流態(tài)化的基本概念、流化床的主要特征及操作特性 4 傳熱（16學(xué)時(shí)）4.1 概述

4.2 熱傳導(dǎo)（2學(xué)時(shí)）

付立葉定律、導(dǎo)熱系數(shù)、平壁和圓筒壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)。4.3 對(duì)流傳熱（4學(xué)時(shí)）

對(duì)流傳熱分析、傳熱邊界層、對(duì)流傳熱系數(shù)的影響因數(shù)、因此分析在對(duì)流傳熱中的應(yīng)用、流體作強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)、蒸汽冷凝和液體沸騰時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)。

4.4 傳熱過(guò)程計(jì)算（4學(xué)時(shí)）

總傳熱速率方程、熱量衡算、總傳熱系數(shù)、平均溫度差、傳熱面積、傳熱單元數(shù)法。4.5 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、流體有相變、無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù) 4.6 輻射傳熱（2學(xué)時(shí)）

基本概念、物體的輻射能力、物體間的輻射傳熱、對(duì)流和輻射的聯(lián)合傳熱。4.7 換熱器（2學(xué)時(shí)）

換熱器類型、換熱器傳熱過(guò)程的強(qiáng)化途徑、列管換熱器的設(shè)計(jì)和選用。5 蒸發(fā)（4學(xué)時(shí)）5.1 蒸發(fā)設(shè)備（1學(xué)時(shí)）

蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)、輔助設(shè)備及選型 5.2 單效蒸發(fā)（2學(xué)時(shí)）

溶液沸點(diǎn)和溫度差損失、單效蒸發(fā)計(jì)算、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度 5.3 多效蒸發(fā)（1學(xué)時(shí)）

多效蒸發(fā)的操作流程、計(jì)算、與單效蒸發(fā)的比較及提高經(jīng)濟(jì)性的手段 三 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1 流體流動(dòng) 本章重點(diǎn)：

（1）靜力學(xué)基本方程的意義及應(yīng)用

（2）連續(xù)性方程、柏努力方程的物理意義、適用條件、應(yīng)用柏努力方程解題的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

（3）雷諾準(zhǔn)數(shù)的意義及流動(dòng)型態(tài)的判斷

（4）管路系統(tǒng)總能量損失的測(cè)量及計(jì)算（包括相關(guān)數(shù)據(jù)的獲得）本章難點(diǎn)：

柏努力方程的應(yīng)用，運(yùn)用靜力學(xué)方程解題時(shí)等壓面的選取為本章難點(diǎn)。2 流體輸送機(jī)械 本章重點(diǎn)：（1）離心泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及離心泵特性曲線的應(yīng)用

（2）掌握離心泵汽蝕現(xiàn)象的定義和安裝高度的計(jì)算，了解操作特性、安裝及選型。本章難點(diǎn)：

離心泵基本方程式的推導(dǎo) 3 非均相物系的分離和固體流態(tài)化 本章重點(diǎn)：

（1）沉降分離（包括重力沉降和離心沉降）的原理、過(guò)程計(jì)算和相關(guān)典型設(shè)備的選型。（2）過(guò)濾操作的原理，恒壓過(guò)濾的計(jì)算、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定。（3）固體流態(tài)化的基本概念、流化床的主要特征及操作特性。本章難點(diǎn)：

如何將理論上討論的顆粒與流體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，運(yùn)用于實(shí)現(xiàn)非均相物系分離、固體流態(tài)化技術(shù)及固體顆粒的氣力輸送等工業(yè)過(guò)程。4 傳熱 本章重點(diǎn)：

（1）單層、多層平壁熱傳導(dǎo)速率方程，單層、多層圓筒壁熱傳導(dǎo)速率方程及其應(yīng)用。（2）換熱器的能量衡算，總傳熱速率方程和總傳熱系數(shù)的計(jì)算，用平均溫度差法進(jìn)行傳熱計(jì)算。

（3）對(duì)流傳熱系數(shù)的影響因素及因次分析法。本章難點(diǎn)：

對(duì)于傳熱單元數(shù)法的理解和運(yùn)用；換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 蒸發(fā) 本章重點(diǎn)：

掌握單效蒸發(fā)中關(guān)于溶液的沸點(diǎn)和溫度差及生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度的計(jì)算。本章難點(diǎn)： 本章無(wú)難點(diǎn) 四 主要教學(xué)方法

（1）在講授每一章、每一節(jié)時(shí)，先用框圖、表格、自行總結(jié)和提煉的幾句話等形式簡(jiǎn)明扼要地向?qū)W生講清本章、本節(jié)、本次課的主要內(nèi)容，知識(shí)體系，教學(xué)思路、知識(shí)的前后聯(lián)系，以及重點(diǎn)、難點(diǎn)、注意事項(xiàng)等，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)具體內(nèi)容前先有一個(gè)整體上輪廓式的了解，做到心中有數(shù)，聽課有針對(duì)性。

（2）關(guān)鍵是突出重點(diǎn)、破解難點(diǎn)。把重點(diǎn)和難點(diǎn)講清、講透。

（3）每講完一節(jié)、一章后引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)、搞清知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，搞清理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，注重理論聯(lián)系實(shí)際，起到舉一反

三、觸類旁通的作用。（4）堅(jiān)持以課堂教學(xué)為主，同時(shí)結(jié)合采用投影、實(shí)物模型、電化教學(xué)、多媒體CAI課件等 教學(xué)手段進(jìn)行輔助教學(xué)，以不斷提高教學(xué)效果。五 典型作業(yè)練習(xí)第一章 流體流動(dòng)

1． 如圖所示，在兩個(gè)壓強(qiáng)不同的密閉容器A，B內(nèi)充滿了密度

為 的液體，兩容器的上部與下部分別連接兩支規(guī)格相同 的液體。試 的U行管水銀壓差計(jì)，連接管內(nèi)充滿密度為

回答：

（1）pM和pN的關(guān)系；

（2）判斷1-2，2-3，3-4及5-6，6-7，7-8等對(duì)應(yīng)截面上 的壓強(qiáng)是否相等；

（3）兩壓差計(jì)讀數(shù)R與H的關(guān)系。

2． 本題附圖所示為一輸水系統(tǒng)，高位槽的水面維持恒定，水分別從BC與BD兩支管排出，高位槽液面與兩支管出口間的距離為11m。AB管段內(nèi)徑為38mm、長(zhǎng)為58m；BC支管的內(nèi)徑為32mm、長(zhǎng)為12.5m；BD支管的內(nèi)徑為26mm、長(zhǎng)為14m，各段長(zhǎng)均包括管件及閥門全開時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度。AB與BC管段的摩擦系數(shù)均可取為0.03。試計(jì)算：（1）當(dāng)BD支管的閥門關(guān)閉時(shí)，BC支管的最大排水量為若干，m3/h？（2）當(dāng)所有的閥門全開時(shí)，兩支管的排水量各為若干，m3/h？BD支管的管壁粗糙度可取為0.15mm，水的密度為1000kg/m3，粘度為0.001Pa·s。

第一章 流體輸送機(jī)械

1． 用4B15型的離心泵將常壓、20℃的清水送往A、B兩槽，其流量均為25m/h，主管段長(zhǎng)50m，管內(nèi)徑為100mm，OA與OB段管長(zhǎng)均為40m，管內(nèi)徑均為60mm（以上各管段長(zhǎng)度包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度，OB段的閥門除外）。假設(shè)所有管段內(nèi)的流動(dòng)皆進(jìn)入阻力平方區(qū)，且摩擦系數(shù)λ=0.02。分支點(diǎn)處局部阻力可忽略。試求：

（1）泵的壓頭與有效功率；

（2）支路OB中閥門的局部阻力系數(shù)ζ；

（3）若吸入管線長(zhǎng)（包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為4m，泵的允許吸上真空度為5m，試確定泵的安裝高度。

3第二章 機(jī)械分離及固體流態(tài)化

1． 在0.04m的過(guò)濾面積上以1×10m/s的速率進(jìn)行恒速過(guò)濾試驗(yàn)。測(cè)得過(guò)濾100s時(shí)，過(guò)濾壓力為3×10Pa；過(guò)濾600s時(shí)，過(guò)濾壓力為9×10Pa。濾餅為不可壓縮。今欲用框內(nèi)尺寸為635×635×60mm的板框過(guò)濾機(jī)處理同一料漿，所用濾布與試驗(yàn)時(shí)的相同。過(guò)濾開始時(shí)，以與試驗(yàn)相同的濾液流速進(jìn)行恒速過(guò)濾，在過(guò)濾壓力達(dá)到6×10Pa時(shí)改為恒壓操作。每獲得1m濾液所生成的濾餅體積為0.02m。試求框內(nèi)充滿濾餅所需的時(shí)間。第三章 傳熱

1.有一套管換熱器，長(zhǎng)為6m內(nèi)管內(nèi)徑為38mm。環(huán)隙間用110℃的飽和水蒸氣加熱管內(nèi)湍流的空氣（Re>104）?？諝庥?5℃被加熱到60℃。若將內(nèi)管改為f25×2.5mm，而長(zhǎng)度仍為6m，試計(jì)算能否完成傳熱任務(wù)。若欲維持氣體出口溫度，定性分析可采取的措施（計(jì)算時(shí)可作合理簡(jiǎn)化）。

2.有一單程列管式換熱器，內(nèi)裝有f25×2.5mm的鋼管300根，管長(zhǎng)為2m。要求將質(zhì)量流量為8000kg/h的常壓空氣于管程由20℃加熱到85℃，選用108℃的飽和蒸氣在殼方冷凝加熱。若蒸氣的冷凝傳熱膜系數(shù)為1×104W/m2·K，忽略管壁及兩側(cè)污垢熱阻和熱損失。已知空氣在平均溫度下的物性常數(shù)為Cp =1kJ/kg·K，l=2.85×10-2W/m·K，m=1.98×10-5Pa·s，Pr=0.7。試求：（1）空氣在管內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)；

（2）換熱器的總傳熱系數(shù)（以管子外表面為基準(zhǔn)）；（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該換熱器能否滿足需要；（4）計(jì)算說(shuō)明管壁溫度接近哪一側(cè)的流體溫度。

3.有一列管換熱器由f25×2.5mm的120 根鋼管組成。110℃的飽和水蒸氣在殼方冷凝以加熱在管內(nèi)作湍流流動(dòng)的某液體，且冷凝水在飽和溫度下排出。已知液體平均比熱為4.187 kJ/kg·℃，由15℃加熱到90℃。管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)為ai=800W/m2·℃，蒸氣冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)ao=1.1×104W/m2·℃，忽略污垢熱阻、壁阻和熱損失，每小時(shí)收集冷凝水2100kg，在飽和溫度下蒸氣冷凝潛熱g=2232kJ/kg，試求：（1）每小時(shí)可處理的液體量；（2）管程單程時(shí)的列管有效長(zhǎng)度；

（3）其它條件均保持不變，將120根鋼管改為兩管程，列管有效長(zhǎng)度為多少。第四章 蒸發(fā)（無(wú)計(jì)算要求）六 課程考核方式

本課程的理論課采用期末閉卷筆試的方式考核。

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第二篇：《化工原理》教學(xué)大綱.

《化工原理》教學(xué)大綱

課程名稱：中文名稱 ：化工原理；英文名稱：Principle of Chemical Engineering 課程編碼：092077 學(xué) 分：2.0分

總 學(xué) 時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)）適應(yīng)專業(yè)：給排水

先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、普通化學(xué)、計(jì)算技術(shù)等。執(zhí) 筆 人：吳洪特、傅家新

審 訂 人：

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

《化工原理》學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。

化工原理也稱“化工單元操作”或“化工過(guò)程與設(shè)備”，該課程由理論教學(xué)、課后實(shí)驗(yàn)二部分組成。①該課程重點(diǎn)闡述單元操作的基本原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)，扼要介紹相關(guān)的傳遞過(guò)程基礎(chǔ)，是化學(xué)工程、化工工藝及其相近專業(yè)的一門專業(yè)主干必修課；②它以高等數(shù)學(xué)、物理及物理化學(xué)、計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，將自然科學(xué)的普遍規(guī)律應(yīng)用于解決工程問(wèn)題，是承前啟后、由理及工的橋梁；③該課程主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中以物理加工過(guò)程為主要背景歸納而成的若干共性規(guī)律，并應(yīng)用這些共性規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、指導(dǎo)操作、強(qiáng)化過(guò)程及延伸拓展；④該課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問(wèn)題的能力。

通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，主要解決流體流動(dòng)等單元操作中有關(guān)過(guò)程與設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型問(wèn)題

二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配

緒論

（2學(xué)時(shí)）

一、課程背景、內(nèi)容；

二、貫穿課程的三大守恒定律；

三、研究方法；

四、工程觀點(diǎn) 第一章

流體流動(dòng)

（10學(xué)時(shí)）

本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：

一、靜力學(xué)方程；

二、柏努利方程、三、連續(xù)性方程。第一節(jié) 流體靜力學(xué)方程及應(yīng)用

一、密度；

二、壓力的表示方法；三流體靜力學(xué)方程；

四、應(yīng)用 第二節(jié) 流體流動(dòng)的基本方程

一、基本概念；

二、連續(xù)性方程；

三、機(jī)械能衡算方程 第三節(jié) 流體流動(dòng)現(xiàn)象

一、流動(dòng)型態(tài)；

二、湍流基本概念；

三、管內(nèi)流動(dòng)分析；

四、邊界層及分離 第四節(jié) 管內(nèi)流體的阻力損失

一、沿程損失計(jì)算及層流阻力；

二、湍流阻力及摩擦系數(shù) 第四節(jié) 管內(nèi)流體的阻力損失 局部損失 第五節(jié) 管路計(jì)算 簡(jiǎn)單管路

第二章

流體輸送機(jī)械

（4學(xué)時(shí)）

本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：

一、離心泵特性；

二、工作點(diǎn)流量調(diào)節(jié)；

三、離心泵的安裝高度。第一節(jié) 離心泵

一、離心泵工作原理、部件；

二、離心泵的壓頭；

三、離心泵的主要參數(shù)；

四、離心泵的特性曲線及應(yīng)用；

四、離心泵的工作點(diǎn)；

五、離心泵的安裝高度；

六、離心泵類型、選用 第二節(jié) 其他類型泵

第三章 機(jī)械分離與固體流態(tài)化

（6學(xué)時(shí)）

本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：

一、沉降分離；

二、過(guò)濾計(jì)算。第一節(jié) 篩分（自學(xué)）第二節(jié) 沉降分離

一、沉降原理；

二、重力分離設(shè)備；

三、離心分離設(shè)備 第三節(jié) 過(guò)濾

一、概述；

二、過(guò)濾基本理論；

三、過(guò)濾計(jì)算；

四、濾餅洗滌；

五、生產(chǎn)能力計(jì)算 第四章

攪拌（自學(xué)）

（0學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 攪拌裝置概述

攪拌功率 第二節(jié) 攪拌裝置設(shè)計(jì)

第五章

傳熱

（10學(xué)時(shí)）

本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：

一、三種傳熱方式（導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射）；

二、傳熱計(jì)算方法 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 熱傳導(dǎo)

一、傅立葉定律；

二、穩(wěn)定熱傳導(dǎo)計(jì)算 第三節(jié) 兩流體間的熱量傳遞

一、傳熱分析；

二、傳熱速率和傳熱系數(shù)；

三、間壁流體熱交換及總傳熱系數(shù)；

四、傳熱速率方程及熱量衡算；

五、平均溫差計(jì)算；

六、壁溫計(jì)算

第四節(jié) 給熱系數(shù)

一、給熱系數(shù)的影響因素；

二、無(wú)相變對(duì)流傳熱；

三、蒸氣冷凝的給熱系數(shù)；

四、液體沸騰的給熱系數(shù)

三、教學(xué)基本要求

課堂教學(xué)應(yīng)力求使學(xué)生弄清基本概念，熟練掌握基本內(nèi)容。在了解基本概念的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，努力克服死記硬背個(gè)別名詞概念和條文的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)方法上應(yīng)貫徹少而精、啟發(fā)式和形象化等原則，通過(guò)實(shí)物、掛圖、幻燈、錄象、課堂演示及課外實(shí)驗(yàn)等各種途徑加深學(xué)生的印象，提高教學(xué)效果。授課教師除應(yīng)吃透教材內(nèi)容外，還應(yīng)廣泛閱讀有關(guān)參考材料，注意本學(xué)科的發(fā)展，隨時(shí)修改教材中已過(guò)時(shí)的內(nèi)容，并適當(dāng)介紹一些重要的新進(jìn)展。

四、大綱說(shuō)明

本大綱對(duì)每個(gè)章節(jié)的例題示范及習(xí)題講授課時(shí)安排略顯不足，實(shí)際上，結(jié)合我校學(xué)生的實(shí)際情況，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，化工原理的例題講授不應(yīng)少于總理論學(xué)時(shí)的三分之一。由于現(xiàn)在學(xué)生的工程計(jì)算能力普遍比較差，對(duì)工程計(jì)算問(wèn)題應(yīng)給予強(qiáng)化是化工原理的主要任務(wù)，因此，一些主要章節(jié)的例題講解應(yīng)不少于6學(xué)時(shí)。

六、教學(xué)參考書 1.譚天恩等，《化工原理》第三版，化學(xué)工業(yè)出版社。2.天津大學(xué)化工原理教研室編，《化工原理》第四版，化學(xué)工業(yè)出版社。

第三篇：化工原理教學(xué)大綱

《化工原理》課程教學(xué)大綱

上冊(cè)102 學(xué)時(shí)，下冊(cè)60 學(xué)時(shí)

一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)

《化工原理》課程是化工類及相近專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課，它是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種物理過(guò)程（或單元操作）問(wèn)題的工程學(xué)科，本課程擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。該課程教學(xué)水平的高低，對(duì)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）考察、解釋和處理工程實(shí)際問(wèn)題，研究方法主要是理論解析和在理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究，本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練、強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相結(jié)合，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。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)和學(xué)生選讀三部分，其中課堂講授部分由教師在教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)進(jìn)行課堂教學(xué)，作為基本要求內(nèi)容；學(xué)生自學(xué)部分由學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，利用課外時(shí)間進(jìn)行自學(xué)，作為一般要求內(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。

本課程教學(xué)計(jì)劃總學(xué)時(shí)112學(xué)時(shí)，其中上冊(cè)102學(xué)時(shí)（課堂講授80學(xué)時(shí)，習(xí)題課18學(xué)時(shí)、課堂討論2學(xué)時(shí)，機(jī)動(dòng)2學(xué)時(shí)）；下冊(cè)60學(xué)時(shí)（課堂講授56學(xué)時(shí)，課堂討論2學(xué)時(shí)，機(jī)動(dòng)2學(xué)時(shí)）。

本課程課件依照學(xué)時(shí)安排制作，每次課一個(gè)文件，內(nèi)容包括每次課講授內(nèi)容，思考題及課后作業(yè)。每次課后留2～3個(gè)作業(yè)題，由學(xué)生獨(dú)立完成，教師可根據(jù)情況布置綜合練習(xí)題和安排習(xí)題討論課。本課程每周安排課外答疑一次（3小時(shí)）。

三、教學(xué)內(nèi)容

本課程主要內(nèi)容包括：

1．流體流動(dòng)。流體的重要性質(zhì)；流體靜力學(xué)；能量衡算方程及其應(yīng)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。

2．流體輸送機(jī)械。離心泵的工作原理、性能參數(shù)與特性曲線、流量調(diào)節(jié)以及安裝；其他液體輸送機(jī)械簡(jiǎn)介；氣體輸送機(jī)械簡(jiǎn)介。

3．機(jī)械分離與固體流態(tài)化。顆粒與顆粒床特性；重力沉降與離心沉降的原理和操作；過(guò)濾分離原理與設(shè)備。

4．液體攪拌。攪拌器的性能和混合機(jī)理；攪拌功率簡(jiǎn)介。

5．傳熱。傳熱概述；熱傳導(dǎo)；對(duì)流傳熱概述；傳熱過(guò)程計(jì)算；對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式；輻射傳熱簡(jiǎn)介；換熱器簡(jiǎn)介。

6．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。7．傳質(zhì)與分離過(guò)程概論。質(zhì)量傳遞的方式；傳質(zhì)設(shè)備簡(jiǎn)介。

8．氣體吸收。吸收過(guò)程的平衡關(guān)系；吸收過(guò)程的速率關(guān)系；低組成氣體吸收的計(jì)算（包 括物料衡算與操作線方程、吸收劑用量的確定、塔徑的計(jì)算、傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算填料層高度等）；吸收系數(shù)簡(jiǎn)介；填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；填料塔的流體力學(xué)性能。

9．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（包括理論板和恒摩爾流的概念、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)的計(jì)算、回流比的影響及其選擇、塔高和塔徑的計(jì)算等）；板式塔的結(jié)構(gòu)；板式塔的流體力學(xué)性能與操作特性。

10．液-液萃取和液-固浸取。液-液萃取相平衡；萃取過(guò)程的計(jì)算；其他萃取技術(shù)簡(jiǎn)介；萃取設(shè)備。

11．固體物料的干燥。濕空氣的性質(zhì)及濕度圖；干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算；物料中所含水分的性質(zhì)；干燥曲線、干燥速率與干燥速率曲線；干燥器。

12．其他分離方法。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

《化工原理》（上冊(cè)）

緒論（★）

2學(xué)時(shí) 第一章

流體流動(dòng)

22學(xué)時(shí)

第一節(jié)

流體的重要性質(zhì)（2學(xué)時(shí)）

1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定（★）1.1.2 流體的密度（★）

1.1.3 流體的可壓縮性與不可壓縮流體（★）1.1.4 流體的黏性（★）第二節(jié)

流體靜力學(xué)（3學(xué)時(shí)）1.2.1 流量的受力（★）1.2.2 靜止流體的壓力特性（★）1.2.3 流體靜力學(xué)方程（★）1.2.4 流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用（★）第三節(jié)

流體流動(dòng)概述（2學(xué)時(shí)）1.3.1 流動(dòng)體系的分類（★）1.3.2 流量與平均流速（☆）1.3.3 流動(dòng)型態(tài)與雷諾數(shù)（★）第四節(jié)

流體流動(dòng)的基本方程（3學(xué)時(shí)）1.4.1 總質(zhì)量衡算——連續(xù)性方程（★）1.4.2 總能量衡算方程（★）1.4.3 機(jī)械能衡算方程的應(yīng)用（★）第五節(jié)

動(dòng)量傳遞現(xiàn)象（2學(xué)時(shí)）（★）1.5.1 層流——分子動(dòng)量傳遞（★）1.5.2 湍流特性與渦流傳遞（★）1.5.3 邊界層與邊界層分離現(xiàn)象（★☆）（★）1.5.4 動(dòng)量傳遞小結(jié)（★）

第六節(jié)

流體在管內(nèi)流動(dòng)的阻力（4學(xué)時(shí)）1.6.1 管流阻力計(jì)算的通式（★）1.6.2 管內(nèi)層流的摩擦阻力（★）

1.6.3 管內(nèi)湍流的摩擦阻力與量綱分析（★）1.6.4 非圓形管的摩擦阻力（★）1.6.5 管路上的局部阻力（★）1.6.6 管流阻力計(jì)算小結(jié)（★）第七節(jié)

流體輸送管路的計(jì)算（3學(xué)時(shí)）1.7.1 簡(jiǎn)單管路（★）1.7.2 復(fù)雜管路（★）

1.7.3 可壓縮流體管路的計(jì)算（※）第八節(jié)

流量測(cè)量（2學(xué)時(shí)）1.8.1 測(cè)速管（★）1.8.2 孔板流量計(jì)（★）1.8.3 文丘里流量計(jì)（★）1.8.4 轉(zhuǎn)子流量計(jì)（★）

第九節(jié)

非牛頓型流體的流動(dòng)（1學(xué)時(shí)）1.9.1 非牛頓型流體的流動(dòng)特性（★）1.9.2 冪律流體在管內(nèi)流動(dòng)的阻力（※）

第二章

流體輸送機(jī)械

第一節(jié)

概述（1學(xué)時(shí)）

2.1.1 流體輸送機(jī)械的作用（★）2.1.2 流體輸送機(jī)械的分類（★）第二節(jié)

離心泵（8學(xué)時(shí)）

2.2.1 離心泵的工作原理和基本結(jié)構(gòu)（★）2.2.2 離心泵的基本方程式（★）2.2.3 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（★）2.2.4 離心泵在管路中的運(yùn)行（★）2.2.5 離心泵的類型與選擇（★）第三節(jié)

其他類型化工用泵（3學(xué)時(shí)）2.3.1

往復(fù)式泵（★）2.3.2

回轉(zhuǎn)式泵（☆）2.3.3

旋渦泵（☆）

2.3.4

常用液體輸送機(jī)械性能比較（☆）第四節(jié)

氣體輸送和壓縮機(jī)械（4學(xué)時(shí)）2.4.1

氣體輸送機(jī)械的分類（★）

2.4.2

離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)和壓縮機(jī)（★☆）2.4.3

往復(fù)壓縮機(jī)（★）

16學(xué)時(shí)

2.4.4

回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)（☆）2.4.5

真空泵（☆）

2.4.6

常用氣體輸送機(jī)械的性能比較（☆）

第三章

非均相混合物分離及固體流態(tài)化

16學(xué)時(shí)

第一節(jié)

沉降分離原理及設(shè)備（5學(xué)時(shí)）3.1.1 顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)（★）3.1.2 重力沉降（★）3.1.3 離心沉降（★）

第二節(jié)

過(guò)濾分離原理及設(shè)備（8學(xué)時(shí)）3.2.1 流體通過(guò)固體顆粒床層的運(yùn)動(dòng)（★）3.2.2 過(guò)濾操作的原理（★）3.2.3 過(guò)濾基本方程（★）3.2.4 恒壓過(guò)濾（★）

3.2.5 恒速過(guò)濾與先恒速后恒壓的過(guò)濾（★）3.2.6 過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定（★）3.2.7 過(guò)濾設(shè)備（★☆）3.2.8 濾餅的洗滌（★）3.2.9 過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力（★）第三節(jié) 離心機(jī)（1學(xué)時(shí)）3.3.1 一般概念（★）

3.3.2離心機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)介（※）第四節(jié) 固體流態(tài)化（2學(xué)時(shí)）3.4.1 流態(tài)化的基本概念（★）3.4.2 流化床的流體力學(xué)特性（★☆）3.4.3 流化床的濃相區(qū)高度和分離高度（☆）3.4.4 氣力輸送簡(jiǎn)介（★☆）

第四章 液體攪拌

第一節(jié)

攪拌器的性能和混合機(jī)理（2學(xué)時(shí)）4.1.1 攪拌設(shè)備（★☆）

4.1.2 攪拌作用下流體的流動(dòng)（★）4.1.3 混合機(jī)理（★）4.1.4 其他類型混合器（☆）4.1.5 攪拌器的選型和發(fā)展趨勢(shì)（☆）第二節(jié)

攪拌功率（1學(xué)時(shí)）4.2.1 攪拌功率的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式（★）4.2.2 均相系統(tǒng)攪拌功率的計(jì)算（☆）4.2.3 非均相物系攪拌功率的計(jì)算（☆）4.2.4 非牛頓型流體的攪拌功率（※）第三節(jié)

攪拌器的放大（1學(xué)時(shí)）

4學(xué)時(shí)

第五章

傳熱

18學(xué)時(shí)

第一節(jié) 傳熱過(guò)程概述（2學(xué)時(shí)）5.1.1 熱傳導(dǎo)及導(dǎo)熱系數(shù)（★）5.1.2 對(duì)流（★）5.1.3 熱輻射（★）

5.1.4冷熱流體（接觸）熱交換方式及換熱器（★）

5.1.5 載熱體及其選擇（★）第二節(jié) 熱傳導(dǎo)（3學(xué)時(shí)）

5.2.1平壁一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)（★）5.2.2圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)（★）第三節(jié) 換熱器的傳熱計(jì)算（4學(xué)時(shí)）5.3.1 熱平衡方程（★）

5.3.2 總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù)（★）5.3.3傳熱計(jì)算方法（★）

第四節(jié) 對(duì)流傳熱（4學(xué)時(shí)）

5.4.1對(duì)流傳熱機(jī)理和對(duì)流傳熱系數(shù)（★）

5.4.2對(duì)流傳熱的量綱分析（★）

5.4.3 流體無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)（★☆）5.4.4流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)（★☆）

5.4.5非牛頓型流體的傳熱（※）第五節(jié) 輻射傳熱（2學(xué)時(shí)）5.5.1 基本概念和定律（★）5.5.2 兩固體間的輻射傳熱（★）第六節(jié) 換熱器（3學(xué)時(shí)）

5.6.1間壁式換熱器的結(jié)構(gòu)形式（★）5.6.2 換熱器傳熱過(guò)程的強(qiáng)化（★）5.6.3 傳熱過(guò)程強(qiáng)化效果的評(píng)價(jià)（★）5.6.4 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和選型（★☆）

第六章

蒸發(fā)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備（3學(xué)時(shí)）6.2.1 循環(huán)型蒸發(fā)器（★）6.2.2 單程型蒸發(fā)器（★）

6.2.3 蒸發(fā)設(shè)備和蒸發(fā)技術(shù)的進(jìn)展（☆）6.2.4 蒸發(fā)器的選型（☆）6.2.5 蒸發(fā)器的輔助設(shè)備（☆）第三節(jié) 單效蒸發(fā)的計(jì)算（5學(xué)時(shí)）6.3.1 物料衡算與熱量衡算（★）6.3.2 蒸發(fā)器的傳熱面積（★）6.3.3 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度（★）

10學(xué)時(shí)

6.3.4 加強(qiáng)蒸汽的節(jié)能措施（★）第四節(jié) 多效蒸發(fā)（2學(xué)時(shí)）6.4.1 多效蒸發(fā)的基本流程（★）6.4.2 多效蒸發(fā)的計(jì)算（☆）

6.4.3 多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)的比較（★）6.4.4 多效蒸發(fā)的適宜效數(shù)（★）第五節(jié) 生物溶液的增濃（0學(xué)時(shí)）6.5.1 生物溶液的蒸發(fā)（※）6.5.2 冷凍濃縮（※）

（下冊(cè)）

第七章

傳質(zhì)與分離過(guò)程概論

第一節(jié)

概 述（2學(xué)時(shí)）7.1.1 傳質(zhì)分離方法（★）7.1.2 相組成的表示方法（★）

第二節(jié)

質(zhì)量傳遞的方式與描述（3.5學(xué)時(shí)）7.2.1 分子傳質(zhì)（擴(kuò)散）（★）7.2.2 對(duì)流傳質(zhì)（★）7.2.3 相際間的傳質(zhì)（★）第三節(jié)

傳質(zhì)設(shè)備簡(jiǎn)介（0.5學(xué)時(shí)）7.3.1 傳質(zhì)設(shè)備的分類與性能要求（★）7.3.2 典型的傳質(zhì)設(shè)備（★）

第八章

氣體吸收

第一節(jié)

概 述（0.5學(xué)時(shí)）8.1.1 氣體吸收過(guò)程與流程（★）8.1.2 氣體吸收的分類（★）8.1.3 吸收劑的選擇（★）

第二節(jié)

吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系（1學(xué)時(shí)）8.2.1 氣體在液體中的溶解度（★）8.2.2 亨利定律（★）

第三節(jié) 吸收過(guò)程的速率關(guān)系（2.5學(xué)時(shí)）8.3.1 膜吸收速率方程（★）8.3.2 總吸收速率方程（★）8.3.3 吸收速率方程小結(jié)（★）第四節(jié) 低組成氣體吸收的計(jì)算（5學(xué)時(shí)）8.4.1 物料衡算與操作線方程（★）8.4.2 吸收劑用量的確定（★）8.4.3 塔徑的計(jì)算（★）

8.4.4 吸收塔有效高度的計(jì)算（★）第五節(jié) 吸收系數(shù)（0.5學(xué)時(shí)）

6學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí) 《化工原理》

8.5.1 吸收系數(shù)的測(cè)定（★）8.5.2 吸收系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式（※）8.5.3 吸收系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式（★※）第六節(jié) 其他吸收與解吸（1學(xué)時(shí)）8.6.1 高組成氣體吸收（※）8.6.2 化學(xué)吸收（※）8.6.3 解吸（★）

第七節(jié)

填料塔（3.5學(xué)時(shí)）

8.7.1 塔填料（★）

8.7.2 填料塔的流體力學(xué)性能與操作特性（★）8.7.3 填料塔的內(nèi)件（★）

第九章

蒸餾

18學(xué)時(shí)

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（1學(xué)時(shí)）9.2.1 兩組分理想物系的氣液平衡（★）9.2.2 兩組分非理想物系的氣液相平衡（※）9.2.3 氣液相平衡的應(yīng)用（★）第三節(jié)

單級(jí)蒸餾過(guò)程（1學(xué)時(shí)）9.3.1 平衡蒸餾（★）9.3.2 簡(jiǎn)單蒸餾（★）

第四節(jié)

精餾——多級(jí)蒸餾過(guò)程（0.5學(xué)時(shí)）9.4.1 精餾原理（★）9.4.2 精餾操作流程（★）

第五節(jié)

兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算（10學(xué)時(shí)）9.5.1 理論板的概念和恒摩爾流假定（★）9.5.2 物料衡算與操作線方程（★）9.5.3 理論板層數(shù)的計(jì)算（★）9.5.4 回流比的影響及選擇（★）9.5.5 簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)（★）

9.5.6 幾種特殊情況理論板層數(shù)的計(jì)算（★）

9.5.7 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算與精餾過(guò)程的節(jié)能（★）9.5.8 精餾過(guò)程的操作型計(jì)算和調(diào)節(jié)（☆）第六節(jié)

間歇精餾（1學(xué)時(shí)）

9.6.1 回流比恒定時(shí)的間歇精餾（★）9.6.2 餾出液組成恒定時(shí)的間歇精餾（★）第七節(jié)

特殊精餾（0.5學(xué)時(shí)）9.7.1 恒沸精餾（★）9.7.2 萃取精餾（★）9.7.3 鹽效應(yīng)精餾（※）第八節(jié)

多組分精餾概述（0學(xué)時(shí)）9.8.1 流程方案的選擇（※）9.8.2 多組分物系的氣液平衡（※）9.8.3 物料衡算及關(guān)鍵組分（※）9.8.4 簡(jiǎn)捷法確定理論板層數(shù)（※）第九節(jié)

板式塔（3.5學(xué)時(shí)）

9.9.1 塔板的類型及性能評(píng)價(jià)（★）9.9.2 塔板的結(jié)構(gòu)（★）

9.9.3 板式塔的流體力學(xué)性能和操作特性（★）9.9.4 板式塔工藝尺寸的計(jì)算（★）

第十章

液-液萃取和液-固浸取

第一節(jié)

液-液萃取概述（0.5學(xué)時(shí)）第二節(jié)

液-液相平衡（1.5學(xué)時(shí)）10.2.1 三角形坐標(biāo)圖及杠桿規(guī)則（★）10.2.2 三角形相圖（★）10.2.3 萃取劑的選擇（★）

第三節(jié)

液-液萃取過(guò)程的計(jì)算（3學(xué)時(shí)）10.3.1 單級(jí)萃取的計(jì)算（★）10.3.2 多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算（★）10.3.3 多級(jí)逆流萃取的計(jì)算（★）10.3.4 微分接觸逆流萃取的計(jì)算（★）第四節(jié)

液-液萃取設(shè)備（0.5學(xué)時(shí)）10.4.1 萃取設(shè)備的基本要求與分類（★）10.4.2 萃取設(shè)備的主要類型（☆）10.4.3 萃取設(shè)備的選擇（★）第五節(jié)

其他萃取技術(shù)簡(jiǎn)介（0.5學(xué)時(shí)）10.5.1 超臨界流體萃?。ā铮?0.5.2 回流萃?。ā?0.5.3 化學(xué)萃取（※）第六節(jié)

液-固浸?。?學(xué)時(shí)）10.6.1 液-固浸取概述（※）10.6.2 浸取過(guò)程中的平衡關(guān)系（※）10.6.3 單級(jí)浸取（※）10.6.4 多級(jí)逆流浸?。ā?0.6.5 浸取設(shè)備（※）

第十一章

干燥

第一節(jié)

濕空氣的性質(zhì)及濕度圖（2.5學(xué)時(shí)）11.1.1 濕空氣的性質(zhì)（★）11.1.2 濕空氣的H-I圖（★）

第二節(jié)

干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算（2學(xué)時(shí)）11.2.1 濕物料的性質(zhì)（★）

6學(xué)時(shí)

8學(xué)時(shí)

11.2.2 干燥系統(tǒng)的物料衡算和熱量衡算（★）11.2.3 空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化（★）11.2.4 干燥系統(tǒng)的熱效率（★）第三節(jié) 干燥速率與干燥時(shí)間（2.5學(xué)時(shí)）11.3.1 物料中水分的性質(zhì)（★）

11.3.2 恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算（★）11.3.3 變動(dòng)條件下的干燥過(guò)程（★）第四節(jié)

真空冷凍干燥（0學(xué)時(shí)）11.4.1 真空冷凍干燥原理（※）11.4.2 冷凍干燥過(guò)程（※）11.4.3 凍干程序與凍干曲線（※）第五節(jié)

干燥器（0.5學(xué)時(shí)）11.5.1 干燥器的主要型式（★☆）11.5.2 干燥器的設(shè)計(jì)（※）第六節(jié)

增濕與減濕（0學(xué)時(shí)）

11.6.1 增濕與減濕過(guò)程的傳熱、傳質(zhì)關(guān)系（※）11.6.2 空氣調(diào)濕器與水冷卻塔（※）

第十二章

其他分離方法

2學(xué)時(shí) 第一節(jié)

結(jié)晶（2學(xué)時(shí)）

12.1.1 結(jié)晶的基本概念（★）12.1.2 相平衡與溶解度（★）12.1.3 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介（★）12.1.4 工業(yè)結(jié)晶方法與設(shè)備（☆）12.1.5 結(jié)晶過(guò)程的計(jì)算（※）第二節(jié)

膜分離（0學(xué)時(shí)）12.2.1 膜材料與膜組件（※）12.2.2 膜分離過(guò)程的傳遞現(xiàn)象（※）12.2.3 各種膜過(guò)程簡(jiǎn)介（※）第三節(jié)

吸附（0學(xué)時(shí)）12.3.1 吸附現(xiàn)象與吸附劑（※）12.3.2 吸附平衡與吸附速率（※）12.3.3 工業(yè)吸附方法與設(shè)備（※）第四節(jié)

離子交換（0學(xué)時(shí)）

12.4.1 離子交換原理與離子交換劑（※）12.4.2 離子交換平衡與交換速率（※）12.4.3 工藝方法與設(shè)備（※）

五、課程考核辦法

考試形式：考試課、閉卷考試

成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)（20%-30%），含實(shí)驗(yàn)課成績(jī)、作業(yè)出勤情況； 期末考試成績(jī)占總成績(jī)（70%-80%）。

第四篇：化工原理教學(xué)大綱

《化工原理》（A）教學(xué)大綱

《化工原理》（A）教學(xué)大綱

課程名稱：化工原理 英文名稱：Principle of Chemical Engineering 學(xué) 分：8.0（理論課程6.5學(xué)分，實(shí)驗(yàn)1.5學(xué)分）學(xué) 時(shí)：104 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：40 教學(xué)對(duì)象：

化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生。教學(xué)目的：

本課程是在學(xué)生學(xué)完預(yù)修課程: 高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)和物理化學(xué)等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門工程學(xué)科的課程。使學(xué)生掌握研究化工生產(chǎn)中各種單元操作的基本原理，過(guò)程設(shè)備和計(jì)算方法。培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用課程有關(guān)理論來(lái)分析和解決化工生產(chǎn)過(guò)程中常見實(shí)際問(wèn)題的能力。并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。

教學(xué)要求：

1． 熟練掌握最基本的單元操作的基本概念和基礎(chǔ)理論，對(duì)單元過(guò)程的典型設(shè)備具備基礎(chǔ)的判斷和選擇能力；

2． 掌握本大綱所要求的單元操作的基本常規(guī)計(jì)算方法，常見過(guò)程的計(jì)算和典型設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算或選型； 3． 熟悉運(yùn)用過(guò)程的基本原理，根據(jù)生產(chǎn)上的具體要求，對(duì)各單元操作進(jìn)行調(diào)節(jié)；

4． 了解化工生產(chǎn)的各單元操作中的故障，能夠?qū)ふ液头治鲈?，并提出消除故障和改進(jìn)過(guò)程及設(shè)備的途徑。教學(xué)內(nèi)容： 緒論（2學(xué)時(shí)）

1．化工過(guò)程與單元操作的關(guān)系

化工生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn) 化工工藝學(xué)與化學(xué)工程學(xué)的性質(zhì) 單元操作的任務(wù)

2．《化工原理》課程的性質(zhì)，內(nèi)容 基礎(chǔ)理論 典型單元操作 相關(guān)課程 3．《化工原理》課程規(guī)律和重要基礎(chǔ)概念

物料衡算 能量衡算 單位換算和公式轉(zhuǎn)換平衡關(guān)系 過(guò)程速率 經(jīng)濟(jì)效益 基本要求：

了解《化工原理》課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)要求。重 點(diǎn)：

化工原理課程中三大單元操作的分類和過(guò)程速率的重要概念的內(nèi)涵。難 點(diǎn)：

使學(xué)生通過(guò)對(duì)課程性質(zhì)的了解，把基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)思維逐步轉(zhuǎn)移到對(duì)專業(yè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)上，在經(jīng)濟(jì)效益觀點(diǎn)的指導(dǎo)下建立起“工程”觀念。第一章 流體流動(dòng)（18學(xué)時(shí)）1．概述

流體的特性 連續(xù)介質(zhì)模型

2．流體靜力學(xué)原理和應(yīng)用

流體密度 流體靜壓強(qiáng) 流體靜力學(xué)基本方程 U型壓差計(jì) 3．流體流動(dòng)中的守恒定律

流體流動(dòng)的連續(xù)性方程及其應(yīng)用 定態(tài)流動(dòng) 柏努利方程及其幾何意義和應(yīng)用 流線與軌線 4．流體流動(dòng)的阻力

管流現(xiàn)象 流動(dòng)型態(tài)--層流和湍流

雷諾數(shù)的物理意義和臨界值 流動(dòng)阻力分析 管流阻力計(jì)算 牛頓粘性定律 管流速度分布 邊界層的發(fā)展和和分離 5．流體流動(dòng)阻力的計(jì)算

直管阻力計(jì)算式 層流時(shí)的摩擦系數(shù) 湍流時(shí)的摩擦系數(shù) 海根-泊稷葉公式樣 布拉修斯公式 范寧公式

局部阻力系數(shù)法和當(dāng)量長(zhǎng)度法 非圓管道的當(dāng)量直徑計(jì)算法 因次分析法 Moody圖及其使用 6．管路計(jì)算

簡(jiǎn)單管路與復(fù)雜管路 簡(jiǎn)單管路計(jì)算的方程組 管路的設(shè)計(jì)型計(jì)算 管路的操作型計(jì)算

空氣、水在管中的常用流速范圍 簡(jiǎn)單管路的典型試算法 7．流速和流量的測(cè)量

皮托管 孔板流量計(jì) 文丘里流量計(jì) 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 基本要求：

熟練掌握流體靜力學(xué)基本方程式，連續(xù)性方程式和柏努利方程式及其應(yīng)用；正確理解流體的流動(dòng)類型和流動(dòng)阻力的概念；掌握流體流動(dòng)阻力的計(jì)算，簡(jiǎn)單管路的設(shè)計(jì)型計(jì)算和輸送能力的核算。了解測(cè)速管，文丘里流量計(jì),孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理和基本計(jì)算。重 點(diǎn)：

流體流動(dòng)過(guò)程中的基本原理及流體在管內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律；柏努利方程式的應(yīng)用；流體在管道內(nèi)的流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因和摩擦阻力的計(jì)算；簡(jiǎn)單管路的計(jì)算。難 點(diǎn)：

流體的不同流型的摩擦系數(shù)及其計(jì)算，簡(jiǎn)單管路的設(shè)計(jì)型計(jì)算和輸送能力的核算。第二章 流體輸送機(jī)械（12 學(xué)時(shí)）1． 概述

離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 速度三角形 2．離心泵的基本方程 歐拉方程

3．離心泵的特性曲線及影響因素

泵的流量、揚(yáng)程、軸功率和效率參數(shù) 升揚(yáng)高度 揚(yáng)程、軸功率、效率與流量的關(guān)系曲線 泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)和離心泵的銘牌參數(shù)

液體物理性質(zhì)對(duì)特性曲線的影響 泵的轉(zhuǎn)速和葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響。4．離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)

管路特性曲線方程式 改變閥門的開度 改變泵的轉(zhuǎn)速及葉輪外徑 對(duì)離心泵工作點(diǎn)的影響 離心泵的串聯(lián)和并聯(lián) 5．離心泵的安裝和選型

汽蝕現(xiàn)象 安裝高度計(jì)算 離心泵的類型 離心泵的選型 6．離心式風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)分類 性能參數(shù) 特性曲線 風(fēng)機(jī)選型 7．其他類型的流體輸送機(jī)械 往復(fù)泵 噴射泵 齒輪泵 旋渦泵等 風(fēng)機(jī) 基本要求：

了解離心泵的結(jié)構(gòu)及基本方程式；掌握離心泵的性能參數(shù)及影響因素、泵的特性曲線、工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)；掌握離心泵安裝高度的確定原則；正確選用離心泵、風(fēng)機(jī)的型號(hào)。了解其它類型流體輸送機(jī)械。重 點(diǎn)：

離心泵的特性曲線及其影響因素 ； 管路特性曲線方程式。難 點(diǎn)：

離心泵的基本方程式 ；離心泵的工作點(diǎn)的改變 ； 離心泵安裝高度的計(jì)算。第三章 顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機(jī)械分離（14學(xué)時(shí)）1．概 述

非均相物系 非均相物系分離的理論依據(jù)

顆粒流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 非均相分離的方法和用途 機(jī)械分離 2．顆粒的幾何特性

單顆粒的特性 顆粒群的特性 顆粒床層的特性 3．液體過(guò)濾與過(guò)濾設(shè)備

固定床層的流動(dòng)現(xiàn)象 毛細(xì)管束流動(dòng)模型 模型參數(shù)的估值 柯士尼公式和歐根公式 過(guò)濾的分類 過(guò)濾速度基本計(jì)算式 過(guò)濾常數(shù)和過(guò)濾基本方程式及其應(yīng)用 常見過(guò)濾設(shè)備的結(jié)構(gòu) 和操作與計(jì)算

4．顆粒沉降與沉降設(shè)備

重力沉降過(guò)程和沉降速度的基本概念 顆粒重力自由沉降計(jì)算式 沉降室的工藝計(jì)算 離心沉降的基本原理

旋風(fēng)分離器的工藝計(jì)算 5．固體流態(tài)化

固體顆粒床層的分類 流態(tài)化操作特點(diǎn) 固體流態(tài)化的 流體力學(xué)特性曲線 流化床的流化空速范圍的計(jì)算 基本要求 ：

球形顆粒和均勻床層的特性的理解；一維固定床層的流動(dòng)壓降的計(jì)算。正確理解液體過(guò)濾操作的基本原理；掌握過(guò)濾基本方程式及其應(yīng)用；掌握過(guò)濾過(guò)程及設(shè)備的計(jì)算和過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定方法。了解重力沉降運(yùn)動(dòng)的基本原理，掌握重力沉降設(shè)備的計(jì)算。重 點(diǎn)：

影響固定床層流動(dòng)壓降的主要因素；恒壓過(guò)濾基本方程式及其應(yīng)用；板框過(guò)濾機(jī)的操作和工藝計(jì)算；球形顆粒的重力自由沉降速度的計(jì)算；斯托克斯公式；除塵室的生產(chǎn)能力計(jì)算。難 點(diǎn)：

可壓縮濾餅的過(guò)濾常數(shù)的理解與應(yīng)用；濾布阻力的確定與當(dāng)量濾餅層概念的引入；顆粒沉降的因次分析法的應(yīng)用；應(yīng)用直接判據(jù)法計(jì)算沉降速度。第四章 傳熱及換熱器（18學(xué)時(shí)）1．概 述

傳熱的基本方式 冷、熱流體熱交換的形式 傳熱速率和熱通量及其相互關(guān)系 傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 2．熱傳導(dǎo)

溫度場(chǎng)與傅立葉定律 導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義 溫度和壓力對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響

平壁和圓筒壁的熱傳導(dǎo)過(guò)程的特點(diǎn) 壁內(nèi)溫度分布形式 接觸熱阻

熱傳導(dǎo)速率的計(jì)算式

3．對(duì)流傳熱

對(duì)流傳熱過(guò)程分析 對(duì)流傳熱過(guò)程的分類 牛頓冷卻定律

影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素 無(wú)相變化流體的對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式

有相變化流體的傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式 對(duì)流傳熱系數(shù)的一般范圍 傳熱系數(shù)計(jì)算公式中的解析方法、因次分析法和純經(jīng)驗(yàn)法的應(yīng)用

4．輻射傳熱

物體的輻射能力 普朗克定律 斯蒂芬--波爾茨曼定律

克希霍夫定律 固體壁面間的輻射傳熱 對(duì)流與輻射的串聯(lián)傳熱 對(duì)流與輻射的并聯(lián)傳熱 5．傳熱過(guò)程計(jì)算

冷、熱流體間壁傳熱過(guò)程的分解 傳熱速率方程式及其物理意義

無(wú)相變化與有相變化時(shí)熱負(fù)荷的計(jì)算 恒溫傳熱與變溫傳熱平均溫差的計(jì)算 推導(dǎo)對(duì)數(shù)平均溫度差的簡(jiǎn)化假設(shè)條件 總傳熱系數(shù)的意義和計(jì)算 傳熱面積的計(jì)算與壁溫的估算

換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算 換熱器的核算型計(jì)算 傳熱效率法計(jì)算 式及其應(yīng)用 6．換熱器

換熱器的分類 傳熱過(guò)程的強(qiáng)化途徑 換熱器的設(shè)計(jì)與選型 基本要求：

熟練掌握熱傳導(dǎo)的基本原理，傅立利定律，平壁與圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)及計(jì)算，掌握對(duì)流傳熱的基本原理，牛頓冷卻定律，對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式的用法和條件；熟練運(yùn)用傳熱速率方程并對(duì)熱負(fù)荷、平均溫度差、總傳熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算；要求能夠根據(jù)計(jì)算結(jié)果及工藝要求選用合適的換熱器。了解列管換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其應(yīng)用。

重 點(diǎn)：

傅立葉定律及其一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)應(yīng)用；牛頓冷卻定律和影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素；流體在圓形直管內(nèi)強(qiáng)制湍流傳熱及對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算；換熱器的熱負(fù)荷計(jì)算，對(duì)數(shù)平均溫度差的計(jì)算；總傳熱系數(shù)的計(jì)算；換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算。難 點(diǎn)：

傳熱過(guò)程中傳熱速率、傳熱推動(dòng)力和熱阻的基本概念；流體的相態(tài)的物理性質(zhì)，流動(dòng)狀況和類型以及傳熱設(shè)備的型式對(duì)對(duì)流傳熱過(guò)程的影響；對(duì)流傳熱系數(shù)的類比法的應(yīng)用，換熱器的總傳熱系數(shù)與對(duì)流傳熱系數(shù)的關(guān)系及其簡(jiǎn)化應(yīng)用；換熱器的核算型計(jì)算。第五章 吸 收（14學(xué)時(shí)）1．概述

吸收與傳質(zhì) 物理吸收與化學(xué)吸收 吸收與解吸 溶劑的選擇 2．汽液相平衡

平衡溶解度 過(guò)程方向判斷與過(guò)程推動(dòng)力 3．分子擴(kuò)散

分子擴(kuò)散速率（菲克定律）分子擴(kuò)散傳質(zhì)速率 組分在氣相、液相中的分子擴(kuò)散系數(shù) 4．對(duì)流傳質(zhì)

吸收過(guò)程 吸收機(jī)理模型 對(duì)流傳質(zhì)速率 總傳質(zhì)系數(shù) 5．填料塔中低濃度氣體吸收過(guò)程的計(jì)算

填料塔簡(jiǎn)介 低濃度氣體吸收的特點(diǎn) 物料衡算 填料層高層的計(jì)算

傳質(zhì)單元高度的計(jì)算 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算 填料吸收塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算

填料吸收塔的操作型計(jì)算 基本要求: 掌握吸收的概念、類型和目的；了解解吸的概念；掌握溶劑選擇的原則；掌握亨利定律三種表達(dá)形式及相關(guān)的計(jì)算；掌握吸收與解吸的過(guò)程方向判斷及過(guò)程推動(dòng)力的計(jì)算。了解菲克定律的適用范圍；掌握等摩爾相向分子擴(kuò)散和分子單向擴(kuò)散時(shí)，分子擴(kuò)散速率與傳質(zhì)速率之間的關(guān)系；掌握摩爾相向分子擴(kuò)散和分子單向擴(kuò)散傳質(zhì)速率積分式的區(qū)別；了解氣、液相分子擴(kuò)散系數(shù)。了解吸收過(guò)程；掌握雙膜理論；掌握汽、液相總傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算方法，以及推動(dòng)力與阻力的關(guān)系；掌握氣膜控制和液膜控制；掌握物料衡算和操作線方程；掌握汽、液相總傳質(zhì)單元高度及總傳質(zhì)單元數(shù)常用的計(jì)算方法；掌握設(shè)計(jì)型和操作型計(jì)算；了解其它吸收流程。重 點(diǎn):

溶劑選擇 , 亨利定律 , 菲克定律 , 雙膜理論 , 汽、液相總傳質(zhì)系數(shù) , 操作線 ,平衡線 , 設(shè)計(jì)型和操作型計(jì)算。難 點(diǎn):

分子擴(kuò)散傳質(zhì)速率積分式;操作型的計(jì)算及判斷題。

第六章 液 體 蒸 餾（14學(xué)時(shí)）1．概述

蒸餾原理與蒸餾操作 閃蒸 2．雙組分體系的汽液平衡

理想體系的汽液平衡 非理想體系的汽液平衡 3．雙組分簡(jiǎn)單蒸餾 簡(jiǎn)單蒸餾

4．雙組分連續(xù)精餾

連續(xù)精餾原理與過(guò)程分析 基本型連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)型和操作型計(jì)算

其它類型的連續(xù)精餾 5．間歇精餾 間歇精餾特點(diǎn)與計(jì)算 6．特殊精餾 萃取精餾 恒沸精餾 基本要求:

了解蒸餾與蒸發(fā)的區(qū)別；掌握相對(duì)揮發(fā)的定義；了解閃蒸的原理；掌握用安托因方程計(jì)算平衡的汽液相組成；掌握 “t~x~y”圖線、泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線；了解總壓對(duì)泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線的影響；了解正、負(fù)偏差溶液的形成和特點(diǎn)。了解簡(jiǎn)單蒸餾的計(jì)算；掌握精餾原理及回流的定義；掌握全塔物料衡算；掌握恒摩爾流假設(shè)；掌握五種進(jìn)料狀態(tài)；掌握平衡線、q線、精餾段操作線和提餾段操作線；掌握理論板的定義及全塔效率的概念。掌握全回流、最小回流比和最佳加料板位置的概念；掌握進(jìn)料狀態(tài)對(duì)理論塔板數(shù)的影響；掌握設(shè)計(jì)型計(jì)算中圖解法、逐板計(jì)算法求解理論塔板數(shù)的方法；了解吉利蘭快速估值法和芬斯克方程求最少理論塔板數(shù)。在操作型計(jì)算中，掌握進(jìn)料濃度、回流比的變化對(duì)塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品的影響。了解直接蒸汽加熱、分凝器、冷液回流、側(cè)線出料和回收塔各自的特點(diǎn)。了解間歇精餾的特點(diǎn)與計(jì)算，了解特殊精餾的特點(diǎn)。重 點(diǎn):

相對(duì)揮發(fā)度 , “t~x~y”圖線 , 精餾原理 , 恒摩爾流假設(shè) , 進(jìn)料狀態(tài) , 操作線方程 , 操作型計(jì)算和設(shè)計(jì)型計(jì)算。

難 點(diǎn):

“t~x~y”圖線 , 精餾原理 , 操作型計(jì)算與判斷。第七章 氣 液 傳 質(zhì) 設(shè) 備（2學(xué)時(shí)）1． 概述

塔設(shè)備的分類 塔設(shè)備的性能指標(biāo) 2． 填料塔

填料塔的結(jié)構(gòu) 填料的種類 填料塔的流體力學(xué)性能和氣液傳質(zhì) 填料塔附件 等板高度 3． 板式塔

板式塔的結(jié)構(gòu) 塔板的型式 塔板的流體力學(xué)性能 塔板效率 4． 填料塔和板式塔的比較 兩種塔型的異同點(diǎn) 塔型的選擇 基本要求：

了解填料塔和板式塔的主要構(gòu)件；掌握塔內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)狀況和傳質(zhì)特性；了解常見的不正常操作情況和評(píng)價(jià)設(shè)備的基本性能；熟悉常規(guī)塔設(shè)備的一般計(jì)算方法。重 點(diǎn)：

氣體通過(guò)填料層的壓力降；影響泛點(diǎn)氣速的主要因素。板式塔的負(fù)荷性能圖；篩板塔的設(shè)計(jì)。難 點(diǎn)：

填料塔壓降通用關(guān)聯(lián)圖及其應(yīng)用；板式塔的操作參數(shù)與塔板結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系。第八章 固 體 干 燥（10學(xué)時(shí)）1．概述

2．濕空氣的性質(zhì)和濕度圖

濕空氣的性質(zhì) 濕空氣的“I-H”圖及其應(yīng)用 3．干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算

物料衡算 熱量衡算 干燥器出口空氣狀態(tài)的確定 干燥器的熱效率和干燥效率 4．干燥速率和干燥時(shí)間

物料中所含水分的性質(zhì) 干燥速率及其影響因素 恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算

5．干燥器 干燥器的類型

基本要求: 了解濕分的定義、去濕的方法及干燥的分類；了解干燥過(guò)程的必要條件和干燥推動(dòng)力。掌握濕空氣的主要性質(zhì)，它們的定義和計(jì)算公式；掌握濕空氣的“I-H”圖及其中的五種線；掌握確定濕空氣狀態(tài)的三種條件及由狀態(tài)點(diǎn)確定空氣有關(guān)參量。掌握物干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算；掌握等焓和非等焓干燥過(guò)程確定干燥器出口狀態(tài)空氣；掌握干燥器的熱效率和干燥效率的定義。了解物料中所含水分性質(zhì)；掌握平衡水分與自由水分、結(jié)合水分與非結(jié)合水分的概念；掌握干燥速率的定義及干燥速率曲線；掌握臨界水含量的概念；了解影響恒速干燥和降速干燥的因素。掌握恒速和降速段干燥時(shí)間的計(jì)算方法。了解干燥器的主要型式及它們的特點(diǎn)。重 點(diǎn):

濕空氣性質(zhì) , 物料衡算和熱量衡算 , 干燥速率和干燥速率曲線 , 臨界水含量 , 干燥 時(shí)間的計(jì)算。難 點(diǎn):

露點(diǎn) , 濕球溫度 , 絕熱飽和溫度, 影響恒速干燥和降速干燥的因素。《化工原理》（A）實(shí)驗(yàn)

1.流體流動(dòng)阻力的測(cè)定（4學(xué)時(shí)）基本要求：

測(cè)定流體流過(guò)光滑管與粗糙管的直管阻力，作出實(shí)測(cè)的摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)曲線，并與教材中推薦的經(jīng)驗(yàn)曲線或理論關(guān)系曲線相比較；測(cè)出一定開啟度的閘閥的局部阻力系數(shù)數(shù)值。重 點(diǎn)：

保證實(shí)驗(yàn)中的流動(dòng)穩(wěn)定，正確讀取轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)和Ｕ型壓差計(jì)及壓差傳感器的讀數(shù)。難 點(diǎn)：

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的氣體排除，倒Ｕ型管壓差計(jì)及壓差傳感器的的使用。2.離心泵性能曲線的測(cè)定（４學(xué)時(shí)）基本要求：

測(cè)定離心泵在一定轉(zhuǎn)速下輸送水的特性曲線，即壓頭、軸功率和泵效率與流量曲線。重 點(diǎn)：

了解離心泵的結(jié)構(gòu)，操作要點(diǎn)；儀器的使用方法各操作參數(shù)的測(cè)定方法。難 點(diǎn)：

離心泵的灌泵和啟動(dòng)；真空表和壓力表的正確讀數(shù)；渦輪流量計(jì)的正確使用和倍率設(shè)置；扭矩儀及壓差傳感器的正確讀數(shù)。3.過(guò)濾實(shí)驗(yàn)（４學(xué)時(shí)）基本要求：

熟悉板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作，對(duì)碳酸鈣與水懸浮液作恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)出恒壓下的過(guò)濾常數(shù)，并根據(jù)不同壓力下的過(guò)濾常數(shù)值回歸出壓縮性指數(shù)值。重 點(diǎn)：

懸浮液的配制和輸送；過(guò)濾過(guò)程管路中的閥門正確操作；濾液計(jì)量的準(zhǔn)確可靠。難 點(diǎn)：

控制懸浮液的濃度均勻，防止固體顆粒沉淀。4.固定床與流態(tài)化實(shí)驗(yàn)（４學(xué)時(shí)）基本要求：

熟悉固體顆粒床層的結(jié)構(gòu)與操作，測(cè)出氣固相床層的流體力學(xué)特性曲線，即流動(dòng)壓降與表觀氣速關(guān)系曲線。

重 點(diǎn)：

顆粒床層的均勻性；流動(dòng)壓降的正確測(cè)定。難 點(diǎn)：

控制流量均勻，防止顆粒床層嚴(yán)重的溝流和節(jié)涌。5.傳熱實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）基本要求: 觀察水蒸氣在管外壁面冷凝的現(xiàn)象;學(xué)會(huì)用熱電阻測(cè)量?jī)?nèi)管壁溫的原理及測(cè)定方法,測(cè)出“水與水蒸汽”或“空氣與水蒸汽”體系的傳熱膜系數(shù)，并與由經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算值相比較。重 點(diǎn)：

了解套管換熱器的結(jié)構(gòu)；蒸汽中冷凝水和不凝性氣體排放；流體流量的穩(wěn)定；熱電阻的溫度正確讀取。難 點(diǎn)： 保持蒸汽壓力恒定；使傳熱處于穩(wěn)定狀態(tài)；冷凝液的液面恒定。6.填料塔的傳質(zhì)性能實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）基本要求: 觀察填料塔內(nèi)的氣液流動(dòng)現(xiàn)象;學(xué)會(huì)氣相色譜儀、二氧化碳?xì)饷綦姌O的測(cè)定方法及原理,測(cè)出“二氧化碳、空氣與水”體系的體積傳質(zhì)系數(shù)。重 點(diǎn)：

了解填料塔的結(jié)構(gòu)，氣液流量的穩(wěn)定；二氧化碳濃度的正確測(cè)定。難 點(diǎn)：

二氧化碳?xì)饷綦姌O的熟練使用；使傳質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)；塔底液位的恒定。7.精鎦實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）基本要求: 掌握雙組分連續(xù)精餾塔的實(shí)驗(yàn)原理及測(cè)定方法,測(cè)定“乙醇與水”體系的全塔效率或等板高度。重 點(diǎn)：

了解精鎦塔的結(jié)構(gòu)；全回流條件下的總板效率或等板高度的測(cè)定。

難 點(diǎn)：

非理想物系的理論塔板數(shù)的求取。8.干燥曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）基本要求: 在恒定干燥條件下測(cè)定干燥曲線，求出“濕空氣，濕氈與水體系”的臨界含水量及臨界干燥速率；了解稱重傳感器、自動(dòng)記錄儀和電加熱控溫儀的原理和使用方法。重 點(diǎn)：

恒定干燥條件的建立；濕物料的正確配制和秤量。干燥過(guò)程中濕物料的含水量隨時(shí)間的變化規(guī)律。難 點(diǎn)：

準(zhǔn)確掌握濕物料的加入水量；正確調(diào)節(jié)和使用稱重傳感器。9.仿真實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）基本要求: 掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)的模擬演示，要求自動(dòng)評(píng)分達(dá)到額定標(biāo)準(zhǔn)。重 點(diǎn)：

實(shí)驗(yàn)步驟的正確性，分析模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性。難 點(diǎn)： 準(zhǔn)確回答思考題。10.演示實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）基本要求: 通過(guò)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的直觀教學(xué)，對(duì)化工單元設(shè)備有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)化工原理課程理論的理解。重 點(diǎn)：

掌握單元操作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換、流動(dòng)現(xiàn)象。難 點(diǎn)：

能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象分析。11.實(shí)驗(yàn)儀表（2學(xué)時(shí)）基本要求: 了解常見儀表的使用原理，熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和操作步驟。重 點(diǎn)：

熱電阻的測(cè)定要點(diǎn)，渦輪流量計(jì)的操作范圍。難 點(diǎn)：

干燥數(shù)據(jù)測(cè)定儀的正確使用。12.數(shù)據(jù)處理（2學(xué)時(shí)）基本要求: 通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的介紹，掌握數(shù)據(jù)有效位數(shù)、精確度、準(zhǔn)確度、誤差、誤差分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。重 點(diǎn)：

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析及數(shù)據(jù)處理。難 點(diǎn)：

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表達(dá)法。預(yù)修課程：

高等數(shù)學(xué)、普通物理、物理化學(xué)?？荚嚪绞剑?理論課閉卷考試。

實(shí)驗(yàn)課采用口試結(jié)合筆試形式。

考題出自全國(guó)《化工原理》專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)編制的試題庫(kù)。參考教材：

1．南京化工大學(xué)《化工原理》，化學(xué)工業(yè)出版社，1995 2．華東化工學(xué)院《化工原理》，化學(xué)工業(yè)出版社，1991 3．天津大學(xué)《化工原理》，天津科學(xué)技術(shù)出版社，1987 4．南京化工大學(xué)《化工原理實(shí)驗(yàn)》，東南大學(xué)出版社，1996

第五篇：化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

課程編號(hào)：01010102

課程名稱：化工原理課程設(shè)計(jì)

英文名稱：Design of Chemical Engineering Principle

學(xué)時(shí)：2周 學(xué)分：2 適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、高分子材料與工程、材料化學(xué)、生物工程、輕化工程、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)、藥物制劑

課程性質(zhì)：必修

授課對(duì)象：化學(xué)工程與工藝、高分子材料與工程、材料化學(xué)、生物工程、輕化工程、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)、藥物制劑

執(zhí)筆人： 曾慶榮 張衛(wèi)華

先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理、物理化學(xué)、機(jī)械制圖等

后續(xù)課程：分離工程、化工工藝設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等

編寫日期：2007年2月

修訂日期：2008年2月

一、課程設(shè)計(jì)性質(zhì)

化工原理課程設(shè)計(jì)是一門重要的實(shí)踐課程，是綜合運(yùn)用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程所學(xué)知識(shí)，完成以化工單元操作為主的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的書本知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。因此，化工原理課程設(shè)計(jì)是提高學(xué)生實(shí)際工作能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。

二、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的和任務(wù)

化工原理課程設(shè)計(jì)以“化工原理課程教學(xué)基本要求”為依據(jù)，達(dá)到以下目的：

1、使學(xué)生掌握化工設(shè)計(jì)的基本程序與方法；

2、結(jié)合設(shè)計(jì)課題，培養(yǎng)學(xué)生查閱有關(guān)技術(shù)資料及物性參數(shù)的獲取信息能力；

3、通過(guò)查閱技術(shù)資料，選用設(shè)計(jì)計(jì)算公式，搜集數(shù)據(jù)，分析工藝參數(shù)與結(jié)構(gòu)尺寸間的相互影響，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；

4、對(duì)學(xué)生進(jìn)行化工工程設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，使學(xué)生了解一般化工工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與要求；

5、通過(guò)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，提高學(xué)生文字表達(dá)能力，掌握撰寫技術(shù)文件的有關(guān)要求；

6、了解一般化工制圖基本要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行繪圖基本技能訓(xùn)練。

三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

化工原理課程設(shè)計(jì)應(yīng)以化工單元操作的典型設(shè)備為對(duì)象，課程設(shè)計(jì)的題目盡量從科研和生產(chǎn)實(shí)際中選題。化工原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：

1.設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介：包括對(duì)給定或選定的工藝流程、主要設(shè)備的型式進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述。2.主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算：包括工藝參數(shù)的選定、物料衡算、熱量衡算、設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.典型輔助設(shè)備的選型和計(jì)算：包括典型輔助設(shè)備的主要工藝尺寸計(jì)算和設(shè)備型號(hào)規(guī)格的選定。

4.工藝流程圖：以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主要設(shè)備和輔助設(shè)備的物料流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測(cè)量點(diǎn)。

5.主要設(shè)備工藝條件圖：包括設(shè)備的主要工藝尺寸。

6.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書：掌握設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫方法和格式。包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄、設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介與評(píng)述、工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算、主要設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝流程示意圖（Visio或AutoCAD），電算程序及符號(hào)說(shuō)明，設(shè)計(jì)結(jié)果總匯，設(shè)計(jì)結(jié)果的自我評(píng)價(jià)和結(jié)束語(yǔ)、參考文獻(xiàn)等，要求整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容全部用計(jì)算機(jī)打字排版、打?。ㄆ鋮⒁姶蛴∥谋靖袷剑?。設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容，并附工藝流程圖和主要設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。

7.關(guān)于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用：掌握計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。特別是優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，要求學(xué)生自編程序，自 己上機(jī)操作，在說(shuō)明書中附上計(jì)算框圖，計(jì)算機(jī)程序及符號(hào)說(shuō)明以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的排版、打印。

四、課程設(shè)計(jì)的題目類型及選題要求

1.精餾塔設(shè)計(jì)

針對(duì)不同物系，雙組分或多組分，常壓或減壓以及篩板、浮閥等不同板型和工藝條件立題。2.吸收塔設(shè)計(jì)

針對(duì)不同的物系，單組分或多組分填料塔或板式塔立題。3.干燥器設(shè)計(jì)

針對(duì)不同物料、不同型式的干燥器立題。4.換熱器設(shè)計(jì)

針對(duì)不同形式換熱器立題。

五、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求

課程設(shè)計(jì)題目可根據(jù)情況選擇一題，題目不同，其具體的相同設(shè)計(jì)項(xiàng)目也彼此有所差別，但其基本內(nèi)容和要求大體上是一致的。

1.設(shè)計(jì)方案的選定

掌握對(duì)給定或選定的工藝流程、流程生產(chǎn)條件和設(shè)備型式的說(shuō)明，繪制示意工藝流程圖。2.工藝設(shè)計(jì)計(jì)算

掌握根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行物料衡算、熱量衡算，設(shè)備的 3.輔助設(shè)備

了解典型輔助設(shè)備主要工藝設(shè)計(jì)尺寸的確定，設(shè)備規(guī)格型號(hào)的選定，匯總工藝尺寸的結(jié)果。4.工藝流程圖

掌握以單線圖的形式繪制主體設(shè)備工藝條件圖的方法，標(biāo)出主體設(shè)備與輔助設(shè)備的物料方向，主要測(cè)量控制點(diǎn)。

5.主體設(shè)備工藝條件圖

了解主體設(shè)備工藝條件圖，圖面應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸，結(jié)構(gòu)技術(shù)特性和接管表。6.設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫

掌握設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫方法和格式。包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄、中文摘要、前言、設(shè)計(jì)方案的選擇和論證，工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算，工藝流程示意圖（Visio或AutoCAD），電算程序及符號(hào)說(shuō)明，設(shè)計(jì)結(jié)果總匯，設(shè)計(jì)結(jié)果的自我評(píng)價(jià)和結(jié)束語(yǔ)、參考文獻(xiàn)等，要求整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容全部用計(jì)算機(jī)打字排版、打?。ㄆ鋮⒁姶蛴∥谋靖袷剑?/p>

7.關(guān)于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

掌握計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。特別是優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，要求學(xué)生自編程序，自己上機(jī)操作，在說(shuō)明書中附上計(jì)算框圖，計(jì)算機(jī)程序及符號(hào)說(shuō)明以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的排版、打印。

六、教學(xué)安排及方式

課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)： 2周。

課程設(shè)計(jì)時(shí)間：第五學(xué)期(適用于化學(xué)工程與工藝、輕化工程、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)、藥物制劑、生物工程專業(yè))、第四學(xué)期（高分子材料與工程、材料化學(xué)專業(yè)）。1.下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書

2.閱讀設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，查閱資料擬定設(shè)計(jì)程序和進(jìn)度計(jì)劃。

3.查閱文獻(xiàn)，收集有關(guān)數(shù)據(jù)，了解設(shè)備配置，安裝和操作的有關(guān)知識(shí)。4.設(shè)計(jì)計(jì)算，繪圖和編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。5.設(shè)計(jì)考核及評(píng)定成績(jī)。

考核的內(nèi)容包括：考勤、計(jì)算草稿或筆記、說(shuō)明書和圖紙的質(zhì)量，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)情況和答辯情況，考核采取個(gè)別審定與集中答辯，評(píng)議相結(jié)合的形式，成績(jī)?cè)u(píng)定按優(yōu)、良、中、及格和不及格五級(jí)分。

七、考核方式

以答辯方式，通過(guò)審閱設(shè)計(jì)說(shuō)明書和圖紙等，給出綜合成績(jī)（按五級(jí)分制計(jì)）。

八、推薦教材

《化工單元操作及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 匡國(guó)柱 史啟才編著，化學(xué)工業(yè)出版社 2005

九、參考資料

(1)《化工原理》第二版陳敏恒 叢德滋 方圖南編著，化學(xué)工業(yè)出版社 2002(2)《化工原理》第二版 譚天恩 麥本熙 丁惠華 化學(xué)工業(yè)出版社 2002(3)《化工原理》 天津大學(xué)化工原理教研室編 天津大學(xué)出版社 1994(4)《化工原理課程設(shè)計(jì)》大連理工大學(xué)化工原理教研室編 大連理工大學(xué)出版社 1996(5)《化工原理課程設(shè)計(jì)》天津大學(xué)化工原理教研室編 天津大學(xué)出版社 1995