《化工原理Ⅰ-2》教学大纲
《化工原理》教学大纲
《化工原理》教学大纲一、课程目标1.课程性质《化工原理》是化学工程与工艺类及相近专业的一门主干课,是学生在具备了必要的《高等数学》、《线性代数》、《物理》、《机械制图》、《算法语言》、《物理化学》等基础知识之后必修的技术基础课,也是学生学习《化工原理实验》、《化工原理课程设计》、《化工传递过程》、《化工分离工程》、《化工系统工程》等课程的先修课程。
《化工原理》是研究和探讨化工生产中大规模改变物质物理性质的工程技术学科,它以化工生产中的物理加工过程为背景,研究物理加工过程的基本规律,应用这些规律解决化工生产中的实际问题,并将这些规律按其操作原理的共性归纳成若干单元操作。
《化工原理》是化学工程这一学科中最早形成、基础性最强、应用面最广的学科分支。
2.教学方法以课堂讲授为主,讨论、自学、设备实物或模型现场教学、计算机辅助教学为辅。
3.课程学习目标与基本要求(1)单元操作的理论基础是流体力学(动量传递)、热量传递和质量传递理论。
通过课程教学,应使学生掌握流体力学、热量传递和质量传递的基本理论知识;掌握主要单元操作的基本原理、工艺计算和典型设备结构与设计;掌握本课程的主要研究方法,如数学模型方法和实验研究方法。
(2)通过课程教学,培养学生具备根据各单元操作在技术上和经济上的特点,进行“单元过程和设备”选择的能力、过程的计算和设备设计的能力;具备进行单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力;具备单元过程在操作中发生故障时如何寻找故障的原因并加以解决的能力;具备应用计算机进行单元操作辅助计算的能力;具备通过自学获取新知识的能力等。
(3)通过课程教学,应着重培养学生具备以下两方面的良好素质。
一是针对现有生产过程单元操作中存在的问题,能够善于运用所学的基本理论和知识动脑分析、动手解决;二是针对现有单元操作中技术上不合理的地方,能够发现并提出改进措施,达到节能、降耗、提高效率的目的。
4.课程总学时:化学工程与工艺及制药类专业110学时,其中化工原理(一)A 55学时,化工原理(一)B 55学时。
《化工原理2》教学大纲
《化工原理》教案大纲课程编码:课程名称:化工原理学时学分:先修课程:《高等数学》、《工程制图》、《物理化学》、《化工原理》适用专业:制药工程开课教研室:化工教研室一、课程性质与任务.课程性质:本课程是综合运用数学、物理、化学等基础知识,分析和解决化学加工类生产中各种物理过程问题的工程学科,它承担着工程科学与工程技术的双重教育任务,是承前启后、由理及工的桥梁。
本课程是制药工程专业的一门专业基础课,是制药工程专业学生的必修课。
.课程任务:本课程的任务是使学生初步掌握化工过程的基本原理,以质量传递、热质同时传递原理为主线,以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率等基本概念为理论依据,使学生掌握典型单元操作通用的学习方法和分析问题的思路,培养理论联系实际的观点,进行典型设备的设计、操作及选型的计算,并进行基本实验技能和设计能力的训练,增强学生解决工程实际问题的能力。
二、课程教案基本要求本课程强调对学生工程观点、定量运算及设计能力的培养,强调理论联系实际,使学生正确理解各单元操作(吸收、蒸馏、干燥等)的基本原理和操作要领,掌握塔设备、干燥器的构造、性能和操作原理,具有设备选型及校核的基本知识,进行选择适宜操作条件、探索强化过程途径和提高设备效能,运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的初步能力。
成绩考核形式:期末成绩(闭卷考试)()+平时成绩(作业、期中考试等)()。
成绩评定采用百分制,分为及格。
三、课程教案内容第一章传质与分离过程概论.教案基本要求重点掌握相组成的表示方法,分子传质、对流传质、相内(际)传质的传质机理及传质速率方程;了解传质设备的基本类型和性能要求。
.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教案,要求学生掌握传质与分离方法,相组成的表示方法;分子扩散、对流传质、费克定律、等分子反向扩散、单向扩散的定义;对流传质、相内传质速率的表达式;相际间的传质模型―双膜模型。
.教案重点和难点教案重点是对流传质、相内传质速率的表达式、相际传质的机理;教案难点是单向扩散的机理、相际传质的机理。
化工原理课程教学大纲
化工原理课程教学大纲一、课程背景和目标化工原理课程是化工专业的基础课程之一,旨在通过系统地介绍化工原理的基本概念、原理和应用,培养学生对化工原理的理论掌握和实际应用能力。
二、教学内容和安排1. 第一章:引言- 化工原理的定义和重要性- 化工原理与现代化工产业的关系- 化工原理的学习方法和途径2. 第二章:质量守恒原理- 质量守恒定律的表述与应用- 质量守恒的连续性方程- 质量守恒定律在化工领域的应用3. 第三章:能量守恒原理- 能量守恒定律的表述与应用- 能量守恒的热力学方程- 能量守恒定律在化工领域的应用4. 第四章:物质平衡原理- 混合物质平衡的表述与应用- 化工反应平衡的物质平衡方程- 物质平衡在化工过程中的应用5. 第五章:动量守恒原理- 动量守恒定律的表述与应用- 流体力学基本方程- 动量守恒定律在化工领域的应用 6. 第六章:传质原理- 传质过程的基本概念和分类- 线性传质模型和非线性传质模型 - 传质过程在化工中的应用7. 第七章:传热原理- 传热过程的基本概念和热传导方程 - 对流传热和辐射传热- 传热过程在化工中的应用8. 第八章:化工过程模拟与优化- 化工过程模拟的基本原理和方法- 优化化工过程的基本思想和方法- 化工过程模拟与优化在工业实践中的应用案例三、教学方法和手段1. 理论授课:通过教师讲解、示范和案例分析,介绍化工原理的基本概念和原理。
2. 实验教学:通过实验操作,培养学生的实验能力和科学思维能力。
3. 讨论与互动:组织学生进行小组讨论、课堂互动,加深对化工原理的理解和应用。
4. 课程设计:要求学生进行化工过程的模拟与优化设计,提高其综合运用化工原理的能力。
5. 学生作业:布置相关的习题和课后作业,巩固学生对所学内容的掌握程度。
四、教学评估方法1. 考试评估:定期进行笔试和实验考核,考察学生对化工原理的理解和应用能力。
2. 课程设计评估:对学生的课程设计报告进行评审和评分,评估学生的综合能力。
化工原理1课程大纲
《化工原理Ⅰ》课程(双语)教学大纲一、《化工原理Ⅰ》课程说明(一)课程代码:09130110(二)课程英文名称:Unit Operations of Chemical EngineeringⅠ(三)开课对象:化学工程与工艺专业、环境工程专业(四)课程性质:每一种化工产品的生产过程,都是运用若干单元操作技术来处理某些化学反应从原料到加工成产品的过程的总和。
化工原理课程是讲述化工生产过程的单元操作及所用设备的基本理论知识的课程,是化工类各专业都需要开设的专业基础课。
属工程学科,具有工程性和应用性。
(五)教学目的:本课程较系统地介绍了主要化工单元操作的基本原理、典型设备的结构及计算方法。
通过教学,使学生对化工设备和过程具有一定的操作、调节能力;同时逐步掌握设备工艺尺寸的计算和典型设备的选型计算。
通过本课程的学习,要求学生掌握各个化工单元操作的基本原理,主要计算方法、完成化工过程主要设备的结构特点、主要工艺尺寸或性能。
在开此课前应先开设数学、物理、无机化学、有机化学等课程,与化工制图等课可以同时开设,为后面化工工艺学课打下基础。
(六)教学内容:1.本课程的性质、任务、内容、物料衡算与能量衡算关系,单位制与单位换算。
2.流体静力学基本方程式;流体在管内的流动;流体的流动现象;流体在管内的流动阻力;管路计算;流量测量。
3.流体输送机械:离心泵的结构、原理、气缚现象,离心泵基本方程式;离心泵的主要性能参数及特征曲线;离心泵的气蚀现象与安装高度;离心泵的工作特点与流量调节;离心泵的类型及其选择;其它类型泵;气体输送设备。
4. 非均相物系的分离:重力沉降;离心沉降;过滤。
5.传热:概述,传热的基本方程式;热传导;对流传热;传热过程计算;对流传热系数关联式;换热器。
(七)学时数、学分数及学时数具体分配教学时数:68学时学分数: 4 学分学时数具体分配:教学内容讲授实验/实践合计绪论 4 4流体流动18 18流体输送机械12 12非均相物系的分离16 16传热16 16总复习 2 2合计68 68 (八)教学方式课堂教授、多媒体教学。
《化工原理》教学大纲
《化工原理》教学大纲
一、课程背景
化工原理课程是一门以物理及化学原理为基础,介绍各种工业反应的基本原理和过程,提高本专业本科生的基本理论水平和实践能力的工科基础课程。
课程有助于学生全面理解化工原理,掌握化工基本概念和技术,认识各类工业反应过程,培养学生运用所学知识从事化工工程解决方案分析、实施与控制的能力。
二、教学目标
1.了解化工反应基本原理,掌握分子的基本性质和物质的变化;
2.掌握各类化工反应的基本原理,了解各类化工反应过程中有效的因素;
3.掌握反应溶液控制的方法和技术,熟悉工业反应的热物理参数;
4.熟悉常见工业反应器的结构和性能,掌握反应热传递及其计算,学会化工原理中的实验方法;
5.通过案例分析学会运用所学知识分析和解决实际工程问题。
三、教学内容
1.物理化学原理:
(1)溶液热力学及热力学的可逆性;
(2)热力学条件下化学反应的基本原理;
2.化学反应的活性:
(1)化学反应的催化原理;
(2)化学反应的浓度、温度等影响因素;
3.工业反应:
(1)气体、液体及固体反应的基本原理;
(2)常见工业反应器及其性能;。
(完整)化工原理课程设计教学大纲
《化工原理课程设计(Ⅰ、Ⅱ)》大纲课程名称:化工原理课程设计英文名称: Course Design of Principles of Chemical Engineering课程编号: 1804031(1804032)课程类别:专业基础课学时数:四周(第四学期两周和第五学期两周)学分数:4 学分使用专业:化学工程与工艺一、课程设计目的与任务化工原理课程设计是一门重要的实践课程,是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程所学知识,完成以化工单元操作为主的一次设计实践。
通过课程设计,对学生进行设计技能的基本训练,培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力,也为毕业设计打下基础。
因此,化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。
二、教学基本要求通过课程设计学生应在下列几个方面得到较好的培养和训练:1。
使学生掌握化工设计的基本程序与方法;2。
结合设计课题,培养学生查阅有关技术资料及物性参数的获取信息能力;3。
通过查阅技术资料,选用设计计算公式,搜集数据,分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响,增强学生分析问题、解决问题的能力;4. 对学生进行化工工程设计的基本训练,使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求;5. 通过编写设计说明书,提高学生文字表达能力,掌握撰写技术文件的有关要求;6. 了解一般化工制图基本要求,对学生进行绘图基本技能训练。
三、课程设计内容及学时分配化工原理课程设计应以化工单元操作的典型设备为对象,课程设计的题目尽量从科研和生产实际中选题。
化工原理课程设计内容包括:1. 设计方案简介:包括对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2. 主要设备的工艺设计计算:包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。
3。
典型辅助设备的选型和计算:包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。
4。
工艺流程图:以单线图的形式绘制,标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。
《化工原理》课程教学大纲
《化工原理》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程性质及任务《化工原理》是化学工程专业极为重要的的专业基础课,通过本课程的学习,使学生掌握化工单元操作的基本原理、计算方法、典型设备以及有关的化学工程实用知识。
并能用以分析和解决工程技术中的一般问题。
以便对现行的化学工业生产过程进行管理,使设备能正常运转,进而对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率,从而使生产获得最大限度的经济效益。
为深入学习本专业后续课程及从事化工专业的实际工作打下基础。
二、与其他课程的关系先修高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等课程。
后续课程为化工设备机械基础、化工仪表、有机化工、石油炼制等专业课程。
三、教学总体要求基本概念:流体流动、输送机械、沉降、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等。
基本知识:化工单元操作的基本原理基本技能:一般单元操作的操作能力、典型设备计算选用能力、因次分析法、实验测定法等重点:流体流动、传热、精馏、吸收等难点:阻力计算、对流传热计算、吸收速率计算等四、课程的教学方法和教学形式建议1、本课程的工程性、实践性较强,环节多,因此,教学形式以讲授为主。
2、为加强和落实动手能力的培养,充分重视实践性教学环节,保证上机操作、实验等不少于36课时,课程设计不少于60课时。
五、教学要求的层次课程的教学要求在每一章教学内容之后给出,大体分为了解、理解和熟练掌握三个层次。
了解一般为扩展知识面,知道即可;理解是能正确表达有关概念、掌握定律、计算、结构和方法;熟练掌握是在理解的基础上加以灵活运用。
第二部分教学内容及要求一、课程教学总学时数课程教学总学时数144学时(不含课程设计60课时),其中实验36学时。
二、教材与教学环节1、参考教材:天津大学《化工原理》、李云倩编《化工原理》2、授课内容以教材为主,教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务,是学生学习的主要媒体形式。
因此教材要概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学,并要注意加强导学。
化工原理教学大纲
3.掌握吸收过程的物料平衡--操作线方程式和吸收剂用量计算;
4.掌握吸收塔填料层高度的计算;
5.了解吸收操作型问题的分析方法与计算
6.了解板式吸收塔塔板数的确定方法;
7.了解高浓度气体吸收、非等温吸收和多组分吸收的基本过程。
【教学内容】
1.概述吸收操作的依据、分类和流程;
5.管路计算简单管路的设计型和操作型计算;复杂管路--分支管路和并联路的特点及计算。
6.流量测量测速管、孔板流量计、文秋里流量计、转子流量计等。
第二章流体输送设备(4学时)
【教学要求】
1.了解流体输送机械在化工生产中的作用;
2.掌握离心泵的结构、工作原理、主要性能参数、特性曲线及其应用、泵的安装、操作注意事项、泵的选型;
二、课程地位、意义和教学要求
化工原理作为化工专业的一门基础理论课程,是是用自然科学原理考察、解释和处理化工生产和化工单元操作的基本原理和基本规律的一门科学,在实验方法上主要是采用物理学和工程中的方法。该课程科学、系统、严谨地阐明化工单元操作的基本理论及其应用,为学生学习专业课程打下坚实的基础。通过本课程的理论教学及实验教学、课程实习等实践性环节相结合,使学生牢固建立起"单元操作"的概念,培养学生工程分析方法及独立分析问题和解决问题的能力。通过系统的理论学习与实践,使学生具有一定的工程设计能力,为未来的工作和后继课程的学习打下基础。教学的具体要求由课堂讲授和课外辅导两个教学环节组成:
2、本课程的特点及学习方法;
3、因次、单位制和单位换算;
4、物料衡算与能量衡算。
【教学内容】
1、化工原理的目的和内容和研究方法。
2、化工原理的因次、单位制和单位换算。
《化工原理Ⅰ-2》教学大纲
《化工原理Ⅰ-2》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称:Principle of Chemical EngineeringⅠ-22、课程类别:专业基础课程3、课程学时:总学时56,实验学时84、学分:3.55、先修课程:高等数学、大学物理、物理化学、化工热力学6、适用专业:化学工程与工艺7、大纲执笔:化学工程与工艺教研室刘瑾8、大纲审批:化学化工学院学术委员会9、制定(修订)时间:2006年9月二、课程的目的与任务化工原理是化学工程学科中的基础部分,是化学工程与工艺专业的一门骨干技术基础课。
本课程的主要任务是研究化工生产中以物理加工为背景,具有共同规律的各种单元操作的基本原理;典型设备的构造、性能与操作原理;研究单元操作及其典型设备的有关计算;寻找适宜的操作条件,探索强化过程的方向及改进设备的途径。
通过本课程的学习,使学生牢固掌握单元操作的基础理论;初步掌握化工过程的开发、设计与操作的有关方法;同时培养学生学会从工程实际出发,运用工程观点从多种角度,尤其是经济角度考虑技术问题。
三、课程的基本要求1、化工原理是一门具有承上启下作用的技术基础课程。
是学生具备了必要的高等数学、物理、物理化学、机械制图、计算技术等基础知识后的一门必修主干课程。
2、本课程以课堂教学为主,辅以其他教学环节,如习题课、演示课、CAI、电化教学、实验教学、计算机仿真。
学生应完成一定数量的课外作业,通过作业、测验和考试等方式,以及后续的化工原理课程设计来检查和巩固教学效果。
3、本课程采用双语教学。
四、教学内容、要求及学时分配(一) 理论教学第八章气体吸收16学时8.1 概述工业吸收过程;溶剂的选择、吸收过程中气液两相的接触方式、本章的基本假定、相组成的表示方法8.2 气液相平衡平衡溶解度、享利定律8.3 扩散和单向传质费克定律;一维稳定分子扩散;扩散系数;湍流扩散;对流传质;质量、热量、动量传递之间的关系8.4 相际传质相际传质速率;传质速率方程的各种表达形式;控制步骤与界面含量8.5 低含量气体吸收吸收过程的数学描述;低含量气体吸收的特点;物料衡算的微分表达式;传质速率积分式;传质单元高度与传质单元数;传质单元数的计算方法;吸收塔的设计型计算;吸收塔的操作型计算8.6 高含量气体吸收高含量气体吸收的特点;高含量气体吸收过程的数学描述;高含量气体吸收过程的计算8.7 化学吸收化学反应对相平衡的影响;化学吸收速率;化学吸收塔的计算方法基本要求:掌握吸收的概念、类型和目的;了解解吸的概念;掌握溶剂选择的原则;掌握亨利定律三种表达形式及相关的计算;掌握吸收与解吸的过程方向判断及过程推动力的计算。
《化工原理2》教学大纲
《化工原理2》教学大纲
一、教学目标
1.了解化工原理的基本概念和定义;
2.掌握化工原理的基本原理,掌握化工原理的基本实验技术;
3.掌握化学反应的基本过程和化学反应的基本原理;
4.掌握无定型反应和非平衡反应的基本原理;
5.深入了解流体相平衡,萃取原理,沸点提高原理,吸附原理和催化
原理;
6.掌握混合物分离技术;
7.掌握化工自动控制技术;
8.掌握化学反应的调控原理及调控方法。
二、教学内容
1.化工原理:
(1)化工热力学、化工催化、化工流体动力学;
(2)化工物理、化工热力、化工混合物、化工分离技术;
(3)吸附原理、催化原理、沸点提高原理、萃取原理以及其它新技术;
(4)化学反应的热力学、催化反应热力学、调控反应热力学、无定型
反应热力学和非平衡反应热力学;
(5)化工自动控制技术;
(6)热力学过程的分析方法;
(7)化学反应的调控原理及调控方法。
2.实验内容
(1)热力学实验:蒸汽压实验、平衡蒸汽压实验、静压汽液平衡实验、表面张力实验;
(2)催化实验:催化定型实验、催化新原料实验;
(3)混合物分离实验:柱塞混合物实验、萃取实验、乙烯/水分离实验、乙烯/水提纯实验;。
化工原理教学大纲
化工原理教学大纲化工原理I课程名称:化工原理 I英文名: Unit Operations of Chemical Engineering I课程号:0817********周学时:3学时学分:3教学目的和教学要求:化工原理课程是化学工程与工艺及其相近专业的一门主干课,是在学生具备了必要的高等数学、物理、物理化学、计算技术等基础知识之后,是一门工科必修的专业技术基础课,是一个承上启下的课程,并为各专业课程打下坚实的基础,起到由理及工的作用。
化工原理的主要内容是研究化工生产中的各主要单元操作及典型设备的基本原理和计算方法。
通过课堂教学、实验(包含多媒体仿真实验)等环节、强调工程观点,定量运算,实验技能和设计能力的训练.强调理论与实际的结合,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
本课程有如下基本要求:1、熟悉和掌握单元操作基本概念、基本原理、基本计算方法和典型设备。
2、学会根据生产、科研要求和物料性质,以及技术上可行、经济合理的原则去选择单元操作和设备。
3、根据所选定单元操作过程和设备进行过程的计算和设备设计,培养学生工程设计能力。
4、要了解化工单元操作过程的操作方法和参数调节,了解强化和优化单元操作过程的途径。
通过《化工原理 I》及实验的学习,使学生了解动量传递(流体流动)、热量传递的基本理论,掌握化工生产中常用的基于动量传递、热量传递的物理加工过程(单元操作)的基本原理,熟练进行相应单元操作的工艺计算,并了解相应单元操作的设备结构和特点。
一、教材信息《化工原理 I》:姚玉英、夏清、陈常贵编;天津大学出版社; 2005年1月第一版二、教学内容和课时分配教学安排共17周。
理论课每周3学时。
理论课主要内容:(一)绪论 0.5学时本课程的性质、内容和学习方法、学习要求。
(二)流体流动 17.5学时1、基本概念:流体的性质、连续介质模型。
2、流体静力学及其应用:静止流体所受的力、流体静力学基本方程、静力学原理在压力和压力差测量上的应用。
《化工原理》课程教学大纲
《化工原理》课程教学大纲合用专业:工艺类专业有化学工程工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物工程、食品工程、轻化工工程,非工艺专业有工份子材料、安全工程、生物技术、过程装备与控制;对非工艺类专业,带*部份不做要求,也可根据专业特点选择下册中的气体吸收和塔设备等部分。
课程性质:技术基础课一、目的及任务学时数: 120/80 学时学分: 7.5/5 学分第一部份教学基本要求化工原理是化学工程与工艺及相关专业最重要的技术基础课之一。
通过这门课程的学习,要使学生系统地获得:‘三传’的基本概念;各单元操作的原理、典型设备的结构、工艺尺寸计算、设备选型与校核和工程学科的研究方法。
培养学生的工程观念、分析和解决单元操作中各种问题的能力。
突出课程的实践性,使学生受到利用自然科学的基本原理解决实际工程问题的初步训练,提高学生的定量运算能力、实验技能、设计能力、单元操作的分析与调节能力。
二、本课程的先行课程数学、普通物理、物理化学、计算方法、化工设备设计基础。
三、各章节具体内容要求绪论掌握的内容:1、掌握单位换算方法;2、掌握物、热衡算的原则以及衡算的方法和步骤。
熟悉的内容:1、熟悉单元操作的概念及其在化工过程中的地位。
了解的内容:1、了解化工原理的目的、任务、化学工程的发展简史;2、了解过程速率、平衡关系。
第一章流体流动掌握的内容:1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据获取;2、压强的定义、表达方法、单位换算;3、流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用; 4、流体的流动类型及其判断、蕾诺准数的物理意义、计算;5、流体阻力产生的原因、流体在管内流动的机械能损失计算;6、管路的分类、简单管路计算及输送能力核算;7、液柱式压差计、测速管、孔板流量计和转子流量计的工作原理、基本结构、安装要求和计算;8、因次分析的目的、意义、原理、方法、步骤;熟悉的内容:1、流体的连续性和压缩性,定常态流动与非定常态流动;2、层流与湍流的特征;3、圆管内流速分布公式及应用;4、Hagon-Poiseeuill方e程推导和应用;5、复杂管路计算的要点;6、正确使用各种数据图表;了解的内容:1、牛顿粘性定律,牛顿流体与非牛顿流体;2、边界层的概念、边界层的发展、层流底层、边界层分离。
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《化工原理Ⅰ-2》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称:Principle of Chemical EngineeringⅠ-22、课程类别:专业基础课程3、课程学时:总学时56,实验学时84、学分:3.55、先修课程:高等数学、大学物理、物理化学、化工热力学6、适用专业:化学工程与工艺7、大纲执笔:化学工程与工艺教研室刘瑾8、大纲审批:化学化工学院学术委员会9、制定(修订)时间:2006年9月二、课程的目的与任务化工原理是化学工程学科中的基础部分,是化学工程与工艺专业的一门骨干技术基础课。
本课程的主要任务是研究化工生产中以物理加工为背景,具有共同规律的各种单元操作的基本原理;典型设备的构造、性能与操作原理;研究单元操作及其典型设备的有关计算;寻找适宜的操作条件,探索强化过程的方向及改进设备的途径。
通过本课程的学习,使学生牢固掌握单元操作的基础理论;初步掌握化工过程的开发、设计与操作的有关方法;同时培养学生学会从工程实际出发,运用工程观点从多种角度,尤其是经济角度考虑技术问题。
三、课程的基本要求1、化工原理是一门具有承上启下作用的技术基础课程。
是学生具备了必要的高等数学、物理、物理化学、机械制图、计算技术等基础知识后的一门必修主干课程。
2、本课程以课堂教学为主,辅以其他教学环节,如习题课、演示课、CAI、电化教学、实验教学、计算机仿真。
学生应完成一定数量的课外作业,通过作业、测验和考试等方式,以及后续的化工原理课程设计来检查和巩固教学效果。
3、本课程采用双语教学。
四、教学内容、要求及学时分配(一) 理论教学第八章气体吸收16学时8.1 概述工业吸收过程;溶剂的选择、吸收过程中气液两相的接触方式、本章的基本假定、相组成的表示方法8.2 气液相平衡平衡溶解度、享利定律8.3 扩散和单向传质费克定律;一维稳定分子扩散;扩散系数;湍流扩散;对流传质;质量、热量、动量传递之间的关系8.4 相际传质相际传质速率;传质速率方程的各种表达形式;控制步骤与界面含量8.5 低含量气体吸收吸收过程的数学描述;低含量气体吸收的特点;物料衡算的微分表达式;传质速率积分式;传质单元高度与传质单元数;传质单元数的计算方法;吸收塔的设计型计算;吸收塔的操作型计算8.6 高含量气体吸收高含量气体吸收的特点;高含量气体吸收过程的数学描述;高含量气体吸收过程的计算8.7 化学吸收化学反应对相平衡的影响;化学吸收速率;化学吸收塔的计算方法基本要求:掌握吸收的概念、类型和目的;了解解吸的概念;掌握溶剂选择的原则;掌握亨利定律三种表达形式及相关的计算;掌握吸收与解吸的过程方向判断及过程推动力的计算。
了解费克定律的适用范围;掌握等摩尔反向分子扩散和单向分子扩散,分子扩散速率与传质速率之间的关系;掌握摩尔反向分子扩散和分子单向扩散传质速率积分式的区别;了解气、液相分子扩散系数。
了解吸收过程;掌握双膜理论;掌握汽、液相总传质系数的计算方法以及推动力与阻力的关系;掌握气膜控制和液膜控制;掌握物料衡算和操作线方程;掌握汽、液相总传质单元高度及总传质单元数常用的计算方法;掌握设计型和操作型计算;了解其它吸收流程。
重点:溶剂选择,亨利定律,菲克定律,双膜理论,汽、液相总传质系数,操作线,平衡线,设计型和操作型计算。
难点:高浓度气体吸收过程计算、化学吸收的计算第九章液体精馏14学时9.1 蒸馏概述9.2 双组分溶液的气液相平衡理想溶液的汽液平衡;挥发度和相对挥发度;非理想溶液的汽液相平衡9.3 简单蒸馏与平衡蒸馏简单蒸馏;平衡蒸馏9.4 精馏原理连续精馏原理与过程分析;基本型连续精馏塔的设计型和操作型计算;其它类型的连续精馏9.5 其它蒸馏方式水蒸汽蒸馏;间歇精馏;萃取馏和恒沸蒸馏9.6 多元蒸馏多元物系的汽液平衡;多元蒸馏简捷计算法基本要求:了解蒸馏与蒸发的区别;掌握相对挥发的定义;了解闪蒸的原理;掌握用安托因方程计算平衡的汽液相组成;掌握“t~x~y”图、泡点线和露点线;了解总压对泡点线和露点线的影响;了解正、负偏差溶液的形成和特点。
了解简单蒸馏的计算;掌握精馏原理及回流的定义;掌握全塔物料衡算;掌握恒摩尔流假设;掌握五种进料状态;掌握平衡线、q线、精馏段操作线和提馏段操作线;掌握理论板的定义及全塔效率的概念。
掌握全回流、最小回流比和最佳加料板位置的概念;掌握进料状态对理论塔板数的影响;掌握设计型计算中图解法、逐板计算法求解理论塔板数的方法;了解吉利兰快速估算法和芬斯克方程求最少理论塔板数。
在操作型计算中,掌握进料浓度、回流比的变化对塔顶产品和塔底产品的影响。
了解直接蒸汽加热、分凝器、冷液回流、侧线出料和回收塔各自的特点。
了解间歇精馏的特点与计算,了解特殊精馏的特点。
重点:相对挥发度,“t~x~y”图,精馏原理,,恒摩尔流假设,进料状态,操作线方程,操作型计算和设计型计算。
难点:“t~x~y”图,精馏原理,操作型计算与判断。
第十章气液传质设备4学时10.1 概述塔设备的分类;塔设备的性能指标10.2 填料塔填料塔的结构;填料的种类;填料塔的流体力学性能和气液传质;填料塔附件;等板高度10.3 板式塔板式塔的结构;塔板的型式;塔板的流体力学性能;塔板效率10.4 填料塔和板式塔的比较两种塔型的异同点;塔型的选择基本要求:了解填料塔和板式塔的主要构件;掌握塔内气液两相的流动状况和传质特性;了解常见的不正常操作情况和评价设备的基本性能;熟悉常规塔设备的一般计算方法。
重点:气体通过填料层的压力降;影响泛点气速的主要因素。
板式塔的负荷性能图;筛板塔的设计。
难点:填料塔压降通用关联图及其应用;板式塔的操作参数与塔板结构尺寸的关系。
第十一章液液萃取4学时11.1概述液液萃取过程;两相的接触方式11.2 液液相平衡三角形相图;三角形相图在单级萃取中的应用;萃取剂的选择11.3 萃取过程计算单级萃取;多级错流萃取;连续接触逆流萃取;回流萃取、双溶质的萃取10.4 萃取设备混合-澄清槽;重力流动的萃取塔;输入机械能量的萃取塔;离心萃取机重点:三角形相图在萃取中的应用;单级萃取与多级萃取的计算。
难点:多级萃取计算。
第十四章固体干燥10学时14.1 概述14.2 干燥静力学湿空气的性质;湿空气的“I—H”图及其应用14.3 干燥速率与干燥过程计算物料衡算;热量衡算;干燥器出口空气状态的确定;干燥器的热效率和干燥效率;物料中所含水分的性质;干燥速率及其影响因素;恒定干燥条件下干燥时间的计算14.4 干燥器干燥器的类型基本要求:了解湿分的定义、去湿的方法及干燥的分类;了解干燥过程的必要条件和干燥推动力。
掌握湿空气的主要性质,它们的定义和计算公式;掌握湿空气的“I —H”图及其中的五种线;掌握确定湿空气状态的三种条件及由状态点确定空气有关参量。
掌握物干燥过程的物料衡算和热量衡算;掌握等焓和非等焓干燥过程确定干燥器出口状态空气;掌握干燥器的热效率和干燥效率的定义。
了解物料中所含水分性质;掌握平衡水分与自由水分、结合水分与非结合水分的概念;掌握干燥速率的定义及干燥速率曲线;掌握临界水含量的概念;了解影响恒速干燥和降速干燥的因素。
掌握恒速和降速段干燥时间的计算方法。
了解干燥器的主要型式及它们的特点。
重点:湿空气性质,物料衡算和热量衡算,干燥速率和干燥速率曲线,临界水含量,干燥时间的计算。
难点:露点,湿球温度,绝热饱和温度,影响恒速干燥和降速干燥的因素。
(二) 实验教学及学时分配1、实验项目名称:填料吸收塔传质系数测定实验综合型 2.5学时实验目的:(1)了解填料塔吸收装置的基本结构及流程;(2)掌握总体积传质系数的测定方法;(3)了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响;实验设备:吸收实验装置。
2、实验项目名称:填料精馏塔实验系统实验综合型 2.5学时实验目的:(1)了解连续精馏塔的基本结构及流程。
(2) 掌握连续精馏塔的操作方法。
(3) 学会填料精馏塔等板高度的测定方法。
(4)确定部分回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。
实验设备:精馏实验装置。
3、实验项目名称:塔设备演示实验验证型1学时实验目的:(1)了解筛板、浮阀、喷射塔的结构及特点;(2)观察上述各种塔的操作现象。
实验设备:各种板式塔。
4、实验项目名称:干燥速率曲线的测定实验验证型2学时实验目的:(1) 熟悉常压洞道式(厢式)干燥器的构造和操作;(2) 测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变、物料与气流的接触方式不变)下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线;(3) 测定该物料的临界湿含量X0;(4) 掌握有关测量和控制仪器的使用方法。
实验设备:干燥实验装置。
五、考试考核办法本课程为考试课程。
期末考试成绩占70%、实验成绩占15%、平时成绩占15%。
六、教材及参考书(一) 教材1、陈敏恒等编.《化工原理》(下册)(第三版).北京:化学工业出版社,20062、刘瑾等编.《化工原理实验》.成都:西南石油大学印刷,2005(二) 参考书[1] McCabe W L , Smith J C. Unit Operation of Chemical Engineering. 3rd ed.New York: McGraw-Hill, 1976[2] 谭天恩等编.《化工原理》(下册) (第二版) . 北京:化学工业出版社,1999[3] 姚玉英等编.《化工原理》(下册) .天津:天津大学出版社,1999[4] 丛德滋等编.《化工原理详解与应用》.北京:化学工业出版社,2002[5] 何潮洪等编.《化工原理习题精解》.北京:科学出版社,2003七、课程网站及其它网络教学资源1、四川省精品课程. :8000/C171/zcr-1.htm2、四川省精品课程. http://221.10.254.145/2004/hgyl/index.htm3、国家精品课程. http://202.113.7.181/。