化工原理课程性质与目标

课程名称：化工原理（二）

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

《化工原理》是一门工程学科的课程，是运用物理、物理化学的基本原理来研究和分析化工生产中的动量传递、热量传递及质量传递的原理，以及“三传”原理在各单元操作中的应用。本课程培养学生用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，它强调工程观点、定量运算和设计能力的训练。

二、课程目标与基本要求

通过本课程的学习，学生应掌握动量传递过程、热量传递过程及质量传递过程的基本原理；运用这些理论并结合所学的物理、化学、数学和物理化学等基础知识，研究化工、生物制品生产过程中各种单元操作的内在规律和基本原理。熟悉典型单元操作设备的基本构造，理解它们的工作原理。培养学生具有正确选择适宜单元操作的能力；正确进行过程的物料衡算、能量衡算和设备选型配套设计计算的能力。在工程计算中能正确地查阅工程手册中各种工程图表，获取设计计算有关参数。

三、与本专业其他课程的关系

《化工原理》课程是应用化学、生物工程及其相关专业必修的一门基础技术课程。学生在学完高等数学、物理学、物理化学的基础上，通过本课程的学习，为本专业的“生物工程设备”、“发酵工厂设计” 等后续专业课打好工程技术方面的基础。

第二部分考核内容与考核目标

绪论

一、学习目的与要求

了解《化工原理》课程的性质、任务，理解单元操作中常用的基本概念。掌握物理量的单位与量纲，以及混合物浓度的表示方法。

二、考核知识点与考核目标

识记：单元操作的概念及其分类、国际单位制、法定计量单位

理解：量纲、量纲一致性方程、单位的一致性及其换算、单元操作中常用的基本概念（物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率及经济核算）

应用：混合物浓度表示方法

第一章流体流动

一、学习目的与要求

掌握流体流动的基本原理、基本概念，能灵活运用流体静力学方程式、连续性方程以及实际流体机械能衡算式解决实际生产过程中工艺计算、管路计算等问题。掌握流体在管路中流动时流动阻力产生的原因、影响因素及计算方法。了解常用流量计的测量原理。

二、考核知识点与考核目标

第一节流体静力学（次重点）识记：流体的压力、流体的密度与比体积、理解：流体静力学基本方程式的推导应用：流体静力学基本方程式的应用第二节管内流体流动的基本方程式（重点）识记：流量（体积流量和质量流量）与流速（平均流速和质量流速）理解：流量与流速的关系、稳定流动与不稳定流动、伯努利方程的物理意义应用：管路直径的估算、连续性方程、伯努利方程、实际流体机械能衡算式

第三节管内流体流动现象（重点）识记：黏性、内摩擦力或粘滞力、黏度、运动黏度、牛顿性流体和非牛顿性流体、流体流动类型

理解：牛顿黏性定律、流体中的动量传递、雷诺数、流动相似原理、流体在圆管内的速度分布、

1/7 次方定律

应用：流体流动类型的判定原则、哈根泊谡叶方程第四节管内流体流动的摩擦阻力损失（重点）识

记：摩擦损失或阻力损失、直管摩擦阻力损失、局部摩擦阻力损失理解：直管中流体摩擦阻力损失的

测定、管壁粗糙度、湍流的摩擦阻力损失、量纲分

析法（量纲一致性原则、n定理）、摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度间的关系图、非圆形

管的当量直径

应用：层流的摩擦阻力损失的计算、局部摩擦阻力损失的计算、管内流体流动的总摩擦阻力损失计算第五节管路计算（次重点）

识记：分支管路理解：并联管路的特点

应用：简单管路刀h f的计算、简单管路u或q v的计算、简单管路d的计算、适宜管径的选择

第六节流量的测定（一般）识记：流量计的构造和应用理解：流量计的工作原理

第二章流体输送机械

一、学习目的与要求

掌握离心泵的基本构造、工作原理、主要性能参数、特性曲线及其应用、离心泵安装高度的计算，能够根据工艺需要正确选择和使用离心泵。了解常见的流体输送机械的工作原理。

二、考核知识点与考核目标

第一节离心泵（重点）识记：离心泵的气缚现象与防止、离心泵的主要部件、离心泵的主要性能参数（流量、扬程、轴功率、有效功率和效率）、离心泵功率损失的原因、离心泵的特性曲线、离心泵的汽蚀现象与防止、离心泵的类型

理解：离心泵的工作原理、离心泵特性曲线及其影响因素、管路特性曲线方程、离心泵的工作点、离心泵的并联操作和串联操作、离心泵的汽蚀余量（有效汽蚀余量、必需汽蚀余量和允许汽蚀余量）应用：离心泵的流量调节、离心泵的安装高度、离心泵的选用

第二节其他类型化工用泵（一般）识记：往复泵的类型、齿轮泵和旋涡泵的工作原理和特点理解：

往复泵的工作原理、往复泵的流量、往复泵的扬程与流量调节、正位移泵的特点

八、、

第三节气体输送机械（一般）

识记：离心式通风机的工作原理和基本结构、离心式通风机的性能参数与特性曲线、离心式鼓风机和压缩机的工作原理和结构、往复压缩机的余隙系数

理解：气体压缩所需外功、汽缸余隙和压缩比对往复压缩机排气量的影响、往复压缩机多级压缩的优点、常用真空泵的结构和工作原理

第三章沉降与过滤

一、学习目的与要求

了解非均相物系的性质、分离目的及分离方法，掌握重力沉降和离心沉降的基本原理、沉降速度的定义、计算方法及应用；熟悉降尘室生产能力的数学描述和旋风分离器的主要性能；掌握过滤操作的基本概念、过滤基本方程式及恒压过滤方程、过滤常数的测定方法; 掌握常用过滤设备的结构、特点及生产能力的计算。

二、考核知识点与考核目标

第一节概述（一般）

识记：非均相物系的分离目的及常用的分离方法

理解：颗粒与流体相对运动时所受的阻力

第二节重力沉降（次重点）

识记：重力沉降的概念、自由沉降、沉降速度、增稠器的结构和常用絮凝剂

理解：沉降速度的计算、沉降速度的影响因素、降尘室的分离原理、颗粒的临界粒径、降尘室的形状和计算

第三节离心沉降（次重点）

识记：离心沉降的概念、离心分离因数、离心沉降速度

理解：旋风分离器构造和操作原理、旋风分离的压力损失、旋液分离器的构造和操作原理、沉降式离