化 工 基 础(教案)

化工基础

教案

课程名称化工基础

学时学分学时

专业班级1503化工技术类授课教师王蕊兰

本课程教学总体安排

课程名称：化工基础

课程性质与类型：专业必修课

总学时：106学时

教学目的与要求：

化工基础是以定性阐述基本概念和基础理论为主，进行少量必要的定量计算，通过有关化学工程基本原理和设备的感性认识，进一步加深对基本概念和基础知识的理解，物理化学上的热力学和动力学的运用使学生对化工生产实际有一定的印象。本课程通过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。

教材及参考书目：

教材：《化工基础》化学工业出版社

章节题目：绪论，第一章流体流动与输送

学时分配：24学时

本章教学目的与要求：

本课程的研究对象和内容；学科发展史；主要研究方法；单元操作；单位和单位换算。

和规律去分析和计算流体流动过程的有关问题，诸如：流体输送：流速的选择，管径的计算，输送机械选型。流动参数的测量：压强（压力）、流速（流量）等。

其它：

课堂教学方案

课题名称、授课时数：绪论，第一章流体流动（1.1 概述）（4学时）

授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：理论课

教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：多媒体

教学目的要求：掌握流体流动过程的基本原理、管内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和计算流体流动过程的有关问题。

教学重点、难点：流体静力学基本方程及其应用；连续性方程式；伯努利方程式及其应用；流体在管内的流动阻力；能量守衡控制体的选取边界层概念等。

第一章流体流动

第一节概述

流体：包括液体和气体

特点：（a）具有流动性

（b）受外力作用时内部产生相对运动

流体流动基本原理的应用

一、流体的输送

(1)确定输送管路的直径,选择适宜的流动速度

(2)选用输送设备,需要确定流体在流动过程中应加入的外功

二、压力、流速和流量的测量

三、为强化设备提供适宜的流动条件

教学反思：

课堂教学方案

课题名称、授课时数：1.2 流体静力学（4学时）

授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：理论课

教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：多媒体

教学目的要求：掌握流体流动过程的基本原理、管内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和计算流体流动过程的有关问题。

教学重点、难点：一、流体的压强及其特性二、流体静力学基本方程式。

第二节流体静力学

---静止流体内部压力变化的规律

一、流体的压缩性

液体的形状与容器相同，其体积几乎不随压强和温度而改变。

气体的形状与容器完全相同，完全充满整个容器，其体积随压强和温度的变化而有明显改变。

流体的体积随压强和温度而变的这个性质，称为流体的压缩性。

1、理想液体：体积绝对不随压强和温度的变化而改变，在流动时分子之间没有摩擦力

2、理想气体：高温、低压下的实际气体。所以通常可用理想气体状态方程式来计算。

二、流体的主要物理量

1．密度、相对密度和比体积

（1）密度单位体积流体所具有的质量

密度一般从物化手册或相关资料中查得。

①气体的密度

1、从手册中查得的气体密度往往是某一指定条件下的数值

2、一般当压强不太高、温度不太低时，可按理想气体来处理

3、计算混合气体的密度，应以混合气体的平均千摩尔质量M均代替M

②液体的密度

1、实验方法测定

2、工业上测定液体密度最简单的方法使用比重计

3、混合液体的密度(若体积变化不大)

（2）相对密度

相对密度为流体密度与4℃时水的密度之比,习惯称为比重

（3）比体积

定义:单位质量流体所具有的体积称为流体,习惯称为比容,其单位为m3/㎏

2．压强（压力）

(1)定义:流体垂直作用于单位面积上的力

（2）压强的单位及其换算

1、1 atm=101.3 kPa=1.033 kgf/cm2 =760mmHg =10.33mH2O

1、1 atm=101.3 kPa=1.033 kgf/cm2 =760mmHg =10.33mH2O

2、液柱高度表示流体压强

（3）压力的表达方式

①绝对压强（简称绝压）

②表压强（简称表压）

表压=绝对压强－（外界）大气压强

③真空度

真空度=（外界）大气压强－绝对压强

在以后的讨论中规定，对表压和真空度均加以标注,如果没有注明，即为绝压

三、流体静力学基本方程式

1、流体静力学基本方程式的形成

2、静力学基本方程的讨论

（1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力越大。

（2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。此压力相等的截面称为等压面。

（3）（3）当液体上方的压力或液体内部任一点的压力p1 有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。

3、静力学基本方程的应用

（1）测量流体的压力或压差

①U管压差计其特点是：构造简单，测压准确，价格便宜。但玻璃管易碎，不耐高压，测量范围狭小，读数不便。

②微差压差计特点：内装有两种密度相近、且互不相溶的指示液A和B 两侧臂顶端各装有扩大室

用途：测量气体的微小压力差。工业上常用的双指示液有石蜡油与工业酒精；苯甲醇与氯化钙溶液等。

（2）液位的测量①玻璃管液面计②液柱压差计

教学反思：

课堂教学方案

课题名称、授课时数：1.2 流体动力学（8学时）

授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：理论课

教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：多媒体

教学目的要求：掌握流体流动过程的基本原理、管内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和计算流体流动过程的有关问题。

教学重点、难点：实际流体流动的机械能衡算式；实际流体流动的机械能衡算式的应用