《化工原理》课程教学大纲.docx

化工原理课程教学大纲课程名称：化工原理英文名称：PrinciplesofChemicalengineering/UnitoperationsofChemicalengineering课程编码：x2030212学时数：96其中实践学时数：16课外学时数：0学分数：6.0适用专业：生物工程一、课程简介化工原理将课堂教学、化工单元试验操作与设计型教学内容相结合，使学生把握化工单元操作各局部的根本原理，把握流体输送过程的根本理论；把握气体和液体混合物分别操作的根本理论和实际操作要求，把握不同单元操作条件对化工单元过程生产效果的影响；把握传热过程的根本定律和实际生产设备应用；把握传热，精福和吸取单元操作所应用典型装置的设计方法；了解本学科领域热点问题：生疏型化工单元操作中生物化工生产的典型应用。最终把握生物化工生产单元操作有机结合的典型案例及设计方法，了解生产安全相关法律法规，能够针对具体化工单元操作过程，编制完整的具有典型生物工程单元操作的设计方案，培育把握具有化工根本学问的生物和化工领域的技术人才。二、课程目标与毕业要求关系表教学目标毕业要求把握化工单元操作各局部的根本原理把握流体输送过程的根本理论；把握气体和液体混合物分别操作的根本理论和实际操作要求，把握不同单元操作条件对化工单元过程生产效果的影响；把握传热，精馀和吸收单元操作所应用典型装置的设计方法；Q针对流体输运过程、液体混合物精做分别过程，灵敏运用各种化工单元操作的根本原理和方法，把握不同单元操作过程的化工分别过程要点和影响因素及条件；'支撑培育要求第1点1-3把握相关化学根底学问，并能将其应用于解决生物科学领域中生物产品提取与分别、生物化学材料制备与工艺设计等工程实际问题。1-4把握相关化学工程根底学问1化工原理、生物化学、自然药物化学、生物反响工程、生物分别工程），能将其应用于解决生物工程领域的产品生产、分别分析及工艺过程设计问题；把握生物化工生产技术与化工单元操作有机结合的典型案例及设计方法，了解生产安全相关法律法规，能够针对具体化工单支撑培育要求第2点2-2能够应用工程根底学问对争论对象进展正确的表达、分析工程设计问题；元操作过程，编制完整的具有典型生物工程特点的设计方案，培育把握具有化工根本学间的生物工程领域的技术人才。支撑培育要求第3点3-2能够针对生物工程产品的特定需求，完成生物药物制造过程的单元1部件）的设.三、课程教学内容、根本要求、重点和难点绪论1、教学内容化工过程与单元操作；化工原理课程的性质与任务：2、根本要求了解局部：化工原理课程的性质、争论对象、任务与根本内容理解局部：因次、单位制和单位换算把握局部：物料衡算与能量衡算娴熟把握：无3、重点和难点（1）重点：单元操作及根本特点（2）难点：无第一章流体流淌1、教学内容流体概述；流体静力学方程及其应用；流体流淌中的守恒原理；流体的流淌状态分析；流体的阻力损失缘由及阻力计算；简洁管路的计算；流速和流量的测定方法。2、根本要求了解局部：流体概述；流速和流量的测定方法理解局部：流体静力学方程及其应用；流体流淌中的守恒原理；流体的流淌状态分析；流体的阻力损失缘由及阻力计算；简洁管路的计算；把握局部：流体静力学方程及其应用；流体的流淌状态分析；简洁管路的计算；娴熟把握：流体流淌中的守恒原理；3、重点和难点（1）重点：流体静力学方程；连续性方程；柏努利方程；雷诺试验及应用；阻力计算（2）难点：柏努利方程；雷诺试验及应用；阻力计算第2章流体输送机械1、教学内容常用液体输送机械；离心泵的理论压头和实际压头（扬程），功率和效率；离心泵的气缚与气蚀现象；泵的安装高度、流量调整、泵的选择；离心风机的性能与选择。2、根本要求了解局部：常用液体输送机械，把握离心泵工作原理、根本构造、主要性能参数、特性曲线的意义、用途、测量方法；理解局部：离心泵产生气缚与气蚀现象的缘由及防止；把握局部：离心泵的安装高度的计算、流量调整、泵的选择原则；娴熟把握：流体输送机械的工作原理及问题解决3、重点和难点（1）重点：离心泵工作原理、根本构造、特性曲线，离心泵的安装高度的计算（2）难点：离心泵产生气缚与气蚀现象的缘由及解决方法第3章传热1、教学内容热传导根本原理，一维定常态傅立叶定律及应用，平壁及圆筒壁一维定常态热传导计算与分析；对流传热根本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因素；传热速率方程与热负荷的计算、平均温差推动力、总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热面积、加热程度和冷却程度计算、强化传热的途径；热辐射的根本概念、两灰体间辐射传热计算；2、根本要求了解局部：各种常用换热器的构造特点及应用；列管换热器的构造及选型计算；理解局部：热传导根本原理；热辐射的根本概念、两灰体间辐射传热计算；对流传热系数阅历式建立的一般方法；把握局部：热传导根本原理，一维定常态傅立叶定律及应用，平壁及圆筒壁一维定常态热传导计算与分析；对流传热根本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因素；传热计算：传热速率方程与热负荷的计算、平均温差推动力、总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热面积、加热程度和冷却程度计算、强化传热的途径；娴熟把握：平壁及圆筒壁一维定常态热传导计算与分析；传热速率方程与热负荷的计算；传热效率、传热单元数及其在传热操作型计算中的应用；3、重点和难点（1）重点：平壁及圆筒壁一维定常态热传导计算与分析；传热速率方程与热负荷的计算、平均温差推动力、总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热面积、加热程度和冷却程度计算；（2）难点：总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热面积、加热程度和冷却程度计算。第4章吸取1、教学内容相组成的常用表示方法和换算；气体在液体中的溶解度、亨利定律表达式及相互关系、相平衡与吸取、解吸的关系；分子集中与菲克定律、集中系数及其影响因素、等分子反向集中与单相集中、漂流因子；对流传质、双膜模型要点、总传质速率方程表达式、总传质系数与膜传质系数、传质阻力分析、气膜把握与液膜把握；吸取塔的操作线方程、物理意义、图示方法及应用，最小液气比、吸取剂用量确定；填料层高度计算、传质单元高度与传质单元数的定义与物理意义、传质单元数的计算（平均推动力法、解吸因数法）；吸取塔操作分析、设计型计算和操作型计算；2、根本要求了解局部：填料塔根本构造、两相接触方式，板式塔根本构造、两相接触方式；解吸、非等温吸取、高浓度吸取等特点；理解局部：吸取根本方程式推导；传质单元数的图解积分法和梯级图解法；均相物系分别的分类与特征、吸取的分类、吸取剂选用的根本原则；吸取与解吸的比较；把握局部：相组成的常用表示方法和换算；气体在液体中的溶解度、亨利定律表达式及相互关系、相平衡与吸取、解吸的关系；分子集中与菲克定律、集中系数及其影响因素、等分子反向集中与单相集中、漂流因子；对流传质、双膜模型要点、总传质速率方程表达式、总传质系数与膜传质系数、传质阻力分析、气膜把握与液膜把握；吸取塔的操作线方程、物理意义、图示方法及应用，最小液气比、吸取剂用量确定；填料层高度计算、传质单元高度与传质单元数的定义与物理意义、传质单元数的计算（平均推动力法、解吸因数法）；娴熟把握：相组成的常用表示方法和换算；总传质系数与膜传质系数、传质阻力分析、气膜把握与液膜把握；吸取塔的操作线方程、物理意义、图示方法及应用，最小液气比、吸取剂用量确定；3、重点和难点（1）重点：相组成的常用表示方法和换算；总传质系数与膜传质系数、传质阻力分析、气膜把握与液膜把握；吸取塔的操作线方程、物理意义、图示方法及应用，最小液气比、吸取剂用量确定；难点：传质单元高度与传质单元数的定义与物理意义、传质单元数的计算（平均推动力法、解吸因数法）。第5章蒸馆1、教学内容双组分混合液的汽液平衡；平衡蒸储和简洁蒸溜；精储原理，理论板，理论板计算方法；2、根本要求了解局部：精储塔的能量衡算及节能及其它蒸储方法理解局部：蒸镭原理，抱负溶液及拉乌尔定律；精储原理、理论板、恒摩尔流假设把握局部：t-x-y图、x-y图、挥发度、相对挥发度、相平衡方程；进料板位置确实定、理论板的计算法、适宜回流比的选择娴熟把握：精健操作线方程及应用，q线方程及应用3、重点和难点（1）重点：精镭操作线方程及应用，q线方程及应用，进料板位置确实定、理论板的计算法、适宜回流比的选择。（2）难点：进料板位置确实定、理论板的计算。第6章固体枯燥1、教学内容固体枯燥，湿空气性质和湿度图；枯燥器的物料衡算和热量衡算；湿分在气固两相间平衡,恒定气液条件下的固体枯燥速率、临界含湿量、枯燥时间计算，典型枯燥设备。2、根本要求了解局部：枯燥过程特征、枯燥方法分类及应用；枯燥器类型及其应用理解局部：湿空气的性质及湿度图的应用；枯燥机理，自由水与平衡水，结合水与非结合水的概念把握局部：枯燥过程中的物料衡算和热量衡算，枯燥过程图解法娴熟把握：恒定条件下枯燥速率的计算方法，枯燥曲线和枯燥速率曲线，枯燥时间计算3、重点和难点（1）重点：枯燥速率的计算方法，枯燥曲线和枯燥速率曲线，枯燥时间计算。（2）难点：湿度图的应用，枯燥过程图解法。四、教学方式及学时安排序号主要内容主要教学方式学时安排痛导答疑比例1、什么是化工原理？如何理解化工原理课程的地位；2、课程简介；3、化工原理处理问题的方法；物理量的单位与量纲；4、混合物含量的表示方法；讲授/争论22:11、流体的压力；流体的密度；2、流体的静力学方程；流体静力学方程的应用；3、流量与流速；定态流淌与非定态流淌；4、流体的连续性方程；5、柏努利方程及其应用；6、牛顿黏性定律与流体的黏度；流体的流淌类型与雷诺准数；7、流体在圆管内流淌的速度分布；流体流量的计算方法；8、流体在直管中的流淌阻力；管路上的局部阻力损失；总阻力的计算；降低管路中流体阻力的途径；9、管路计算的类型与方法；简洁管路的计算；简洁管路的计算；10、二种流量计介绍讲授/争论142:1三1、流体输送机械的作用；流体输送机械的分类；2、离心泵的工作原理；离心泵的主要部件；离心泵的主要性能参数；3、离心泵的工作点与流量调整；离心泵的特性曲线4、离心泵的汽蚀现象；离心泵的安装高度5、离心泵的联用；离心泵的安装选择6、其他类型的化工用泵讲授/争论102:1四1、热传导根本原理，一维定常态傅立叶定律及应用；2、平壁及圆筒壁一维定常态热传导计算与分析；3、对流传热根本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因素；4、传热速率方程与热负荷的计算、平均温差推动力、总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热面积、加热程度和冷却程度计算、强化传热的途径；5、热辐射的根本概念、两灰体间辐射传热计算；讲授/争论142:1五1、相组成的常用表示方法和换算；气体在液体中的溶解度、亨利定律表达式及相互关系、相平衡与吸取、«吸的关系；2、分子集中与菲克定律、集中系数及其影响因素、等分子反向集中与单相集中、漂流因子；3、对流传质、双膜模型要点、总传质速率方程表达式；4、总传质系数与膜传质系数、传质阻力分析、气膜把握与液膜把握；5、吸取塔的操作线方程、物理意义、图示方法及应用，最小液气比、吸取剂用量确定：6、填料层高度计算、传质单元高度与传质单元数的定义与物理意义、传质单元数的计算（平均推动力法、解吸因数法）；7、吸取塔操作分析、设计型计篁和操作型计笆：讲授/争论142:1六1、蒸储操作在化工生产中的作用；分别的依据；蒸镭操作的分类；2、抱负溶液的气液相平衡；温度组成图；y-x图；挥发度与相对挥发度；非抱负溶液的气液相平衡；简洁蒸储和平衡蒸馈；3、精福操作及原理；恒沸精储与萃取精储；间歇精讲授/争论122:1储；企业生产用精储塔；4、恒摩尔流假设；全塔物料衡算；精微段操作线方程；提储段操作线方程；5、双组份连续精储塔的计算逐板计算法；双组份连续精馆塔的计算图解法；6、进料热状态影响；q线方程；全回流与最少理论塔板数；最小回流比；适宜回流比的选择；7、精幅装置的热量衡算七1、固体物料的去湿方法；枯燥过程的分类；对流干燥过程；2、湿空气的性质；湿空气温度；湿空气的湿度图；湿度图的应用；连续枯燥流程分析；3、湿物料中含水率的表示方法；枯燥过程的物料衡算；枯燥过程的热量衡算；枯燥器的热效率和枯燥效率；枯燥器空气出口状态确实定；4、枯燥速率及枯燥速率曲线；枯燥过程各阶段（干燥速率曲线各局部）分析；恒定枯燥条件下枯燥时间的计算；5、枯燥过程操作分析及枯燥器讲授/争论142:1八试验（一）流体阻力试验讲授/试验32:1试验（二）离心泵性能曲线测定试验讲授/试验32:1试验（三）传热试验讲授/试验42:1试验（四）气体吸取试验讲授/试验32:1试验（五）液体精储试验讲授/试验32:1六、课程其他教学环节要求（一）试验的根本要求试验（1）：流体阻力试验试验目的：了解流体流淌阻力的测定方法，测定流体流过圆形直管时的摩擦阻力，并确定摩擦系数人与雷诺准数Re的关系，测定流体流过管件、阀门时的局部阻力，并求出阻力系数。试验内容：测定不同的流体流型状态下摩擦阻力系数人与雷诺数Re的关系；在双对数坐标纸上绘制NRe关系曲线；测定局部阻力系数。试验（2）:离心泵性能曲线测定试验试验目的：了解离心泵的构造与操作，对离心泵进、出口压强，流量和输入功率进展测量和计算机数据采集，并测得离心泵特性曲线和离心泵气蚀曲线，计算出临界吸上高度和允许吸上高度。对离心泵输送量进展把握，并了解自动把握抑制干扰的影响。试验内容：人工操作标绘出某一型号离心泵在确定转速下的特性曲线；计算机数据采集测定离心泵特性曲线和气蚀曲线；计算机过程把握测定离心泵特性曲线。试验（3）：传热试验试验目的：了解套管换热器的根本构造，把握气一汽流体在圆形直管内作强制湍流时的对流传热系数的测定方法，并将试验数据整理成准数关联式；学习用热电偶测定温度的方法。试验内容：测定在套管换热器中，流体在管内作强制湍流时的对流传热系数：利用图解法求准数关联式NU=ARemPr0.4中的常数A,m。试验（4）：气体吸取试验试验目的：了解填料吸取塔的构造和操作；观看流体在填料吸取塔的操作状况，了解填料塔的流体力学性质；把握填料吸取塔的传质单元高度HOG、体积吸取系数KYa和回收率的测定方法。试验内容：观看流体在填料吸取塔的操作状况，测定ApU关系曲线并确定液泛气速；测量固定液体流量下，两种不同气体流量时，填料吸取塔的传质单元高度、体积吸取系数和回收率。试验（5）：液体精储试验试验目的：了解板式精储塔的构造和连续精微的流程安排与操作；观看板式塔气、液流淌状态，测定精储理论塔板数和总板效率；了解间歇精储流程，把握计算机自动采集和过程把握在精储操作中的应用并测定全回流条件下的总板效率。试验内容：测定指定条件下，试验用连续精储塔的全塔效率，局部同学可增加测定塔的单板效率内容；争论回流比转变对塔性能的影响；间歇精储流程试验。七、本课程与其他课程的联系（一）先修课程：高等数学，物理化学等。（二）后修课程I生产实习、毕业设计等。八、建议教材及教学参考书目（一）教材：课程教材：王志魁主编，化工原理（第五版），化学工业出版社，2023；（二）参考书:1大连理工大学编，化工原理上、下册，高等教育出版社，2023；2姚文英主编，化工原理上、下册，天津大学出版社，1999；3陈敏恒，丛德滋，方图南等.化工原理（上、下册）.其次版.北京：化学工业出版社,1999：4陈敏恒，潘鹤林，齐鸣斋，化工原理（少学时），华东理工大学出版社，2023；九、课程考核方式与成绩评定方法课堂教学留意理论联系实际，做到根本概念、根本理论讲授清楚、重点突出，针对需把握的内容布置作业，以加强学生对根本概念、根本理论的理解、把握及应用。每周安排一次辅导答疑，对于普遍存在的共性问题在课堂教学中集中讲授。（一）课程考核方式为：本课程考核方式为多维考核方式，即寻常成绩+考试成绩。寻常成绩包括出勤、课堂作业、争论题与试验操作等考察环节，其中试验成绩占总成绩的15%。（二）成绩评定方法：寻常成绩+期末成绩*60%=总成绩。评价工程评价环节课程目标寻常成绩（25分）作业、课堂提问，争论（1）把握化工单元操作根本学问、根本理论和争论方法，并能应用解决根底问题。（2）具备分析设计生物化工操作中涉及化工原理问题力气。试验成绩（15分）试验操作技能、实验报告（3）把握化工原理试验原理、仪器安装、测试方法、数据采集与处理等技能。课程考试（60分）推断题、选择题、填空题、简答题、计算题（1）把握化工原理的根本学问、根本理论和争论方法，并能应用解决根底问题。（2）具备分析解决化工工程中涉及化工原理学问的力气。