1、化工原理教學(xué)大綱英文名稱：Principles of Chemical Engineering課程編碼：03101學(xué)分：8參考學(xué)時(shí)：133實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：22上機(jī)學(xué)時(shí)：20適用專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)大綱執(zhí)筆人：李發(fā)永、段紅玲系（教研室）主任：李發(fā)永一、課程目標(biāo)化工原理是化學(xué)工程學(xué)科中的基礎(chǔ)部分，是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的主要任務(wù)是研究石油化工生產(chǎn)中具有共同規(guī)律的各種單元過(guò)程的基本原理、典型的設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能與操作原理；研究單元過(guò)程及其典型設(shè)備的計(jì)算方法；通過(guò)各種單元過(guò)程的操作因素分析，尋找適宜的操作條件，探索強(qiáng)化過(guò)程的方向及改進(jìn)設(shè)備的途徑。 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生掌握流體流動(dòng)、流體輸送、傳熱

2、、吸收、蒸餾、萃取等單元操作的基本原理及典型設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程及從事工程實(shí)踐奠定必要的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，要求通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)，使學(xué)生理解流體流動(dòng)、傳熱與傳質(zhì)的共性與特殊性，提高分析和解決化工實(shí)際問(wèn)題的能力。二、基本要求 本課程在教學(xué)計(jì)劃中是一門具有承上啟下作用的技術(shù)基礎(chǔ)課，由于課程內(nèi)容的需要，學(xué)生必須預(yù)修：高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)、機(jī)械制圖和算法語(yǔ)言等課程。因?yàn)楸菊n程主要研究石油、化工生產(chǎn)中（在輕工、醫(yī)藥、冶金和原子能工業(yè)中也有應(yīng)用）具有共同規(guī)律的單元過(guò)程，其中包括基本原理及計(jì)算方法，為后續(xù)的專業(yè)課如石油煉制工程以及實(shí)際工作打下基礎(chǔ)，本課程應(yīng)放在基礎(chǔ)課授課

3、之后，專業(yè)課進(jìn)行之前。 學(xué)生從牢固掌握基本理論到運(yùn)用這些理論解決工程實(shí)際問(wèn)題，必須經(jīng)過(guò)鍛煉和實(shí)踐過(guò)程。所以，本課程雖以課堂教學(xué)為主，但應(yīng)輔以下列必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)：在學(xué)習(xí)本課程之前應(yīng)先進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)；在講授本課程同時(shí)應(yīng)進(jìn)行習(xí)題課、演示課、實(shí)驗(yàn)課；并且應(yīng)完成一定數(shù)量的課外作業(yè)。通過(guò)批改作業(yè)、測(cè)驗(yàn)和考試等方式以及后續(xù)的化工原理課程設(shè)計(jì)來(lái)檢查和鞏固教學(xué)效果。 運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算部分計(jì)算量較大的習(xí)題（如管路、換熱設(shè)備、精餾過(guò)程的計(jì)算等。）三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配建議緒論 講課2學(xué)時(shí)化工過(guò)程與單元操作、單位與單位換算、物料衡算、熱量衡算 第一章 流體流動(dòng) 講課16學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí) 第一節(jié) 流體及其主要物理性

4、質(zhì) 第二節(jié) 流體靜力學(xué) 流體的靜壓強(qiáng)、流體靜力學(xué)基本方程式、流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用 第三節(jié) 流體動(dòng)力學(xué) 概述、物料衡算連續(xù)性方程、總能量衡算、機(jī)械能衡算柏努利方程第四節(jié) 流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力 流體流動(dòng)型態(tài)、邊界層概念、直管阻力損失和局部阻力損失及其計(jì)算 第五節(jié) 管路計(jì)算 簡(jiǎn)單管路計(jì)算、復(fù)雜管路計(jì)算要點(diǎn) 第六節(jié) 流量測(cè)量孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、測(cè)速管第二章 流體輸送機(jī)械 講課10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)第一節(jié) 液體輸送機(jī)械離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型、離心泵的主要性能參數(shù)、離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭、離心泵的特性曲線、離心泵的安裝高度、離心泵的工作點(diǎn)、離心泵的選用、安裝和操作、往復(fù)泵、其

5、它類型的泵 第二節(jié) 氣體輸送機(jī)械 通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵第三章 非均相物系的分離 講課8學(xué)時(shí) 第一節(jié) 顆粒與顆粒床層的特性第二節(jié) 沉降第三節(jié) 過(guò)濾過(guò)濾的基本概念，過(guò)濾基本方程，過(guò)濾設(shè)備及操作，過(guò)濾計(jì)算 重力沉降及設(shè)備、離心沉降及設(shè)備 第四章 固體流態(tài)化和氣力輸送講課4學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí) 流化床基本概念及現(xiàn)象、流化床的主要特性、流化床的操作 第五章 傳熱 講課14學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)第一節(jié) 概述第二節(jié) 導(dǎo)熱 導(dǎo)熱速率方程、導(dǎo)熱系數(shù)、平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱、圓筒壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱第三節(jié) 對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱速率方程牛頓冷卻定律、影響對(duì)流傳熱膜系數(shù)的因素、因次分析的應(yīng)用、對(duì)流傳熱膜系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式第四節(jié) 沸騰與冷凝

6、給熱第五節(jié) 兩流體間傳熱計(jì)算 熱量衡算方程、傳熱速率方程、總傳熱系數(shù)、平均溫度差、綜合傳熱及設(shè)備熱損失的計(jì)算第六章 換熱器 講課4學(xué)時(shí)第一節(jié) 間壁式換熱器的類型第二節(jié) 列管式換熱器的基本結(jié)構(gòu)第三節(jié) 換熱器標(biāo)準(zhǔn)系列第四節(jié) 列管式換熱器的選用及校核計(jì)算第五節(jié) 傳熱過(guò)程的強(qiáng)化及新型換熱器簡(jiǎn)介第七章 傳質(zhì)過(guò)程導(dǎo)論 講課4學(xué)時(shí) 第一節(jié) 概述第二節(jié) 擴(kuò)散與單相傳質(zhì)分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律、雙組分混合物中的一維穩(wěn)定分子擴(kuò)散、擴(kuò)散系數(shù)、渦流擴(kuò)散與對(duì)流傳質(zhì) 第八章 蒸餾 講課14學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)第一節(jié) 概述 第二節(jié) 二元理想溶液相平衡混合物的泡點(diǎn)和露點(diǎn)、低壓下的汽液相平衡、恒壓相平衡圖、以相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系第

7、三節(jié) 二元非理想溶液的相平衡第四節(jié) 精餾原理汽化與冷凝、精餾過(guò)程第五節(jié) 二元連續(xù)精餾塔的計(jì)算與分析工藝計(jì)算任務(wù)、全塔物料衡算、理論板數(shù)的計(jì)算、實(shí)際塔板數(shù)與精餾塔的效率、精餾塔的熱量衡算、精餾塔的操作因素分析、二元精餾過(guò)程的幾種特殊情況、理論板數(shù)的簡(jiǎn)捷算法第六節(jié) 其他蒸餾方式間歇蒸餾、平衡蒸餾、萃取精餾第九章 吸收 講課14學(xué)時(shí) 第一節(jié) 概述 吸收過(guò)程在石油化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用、吸收劑的選擇 實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí) 第二節(jié) 吸收的相平衡關(guān)系 氣體在液體中的溶解度、亨利定律第三節(jié) 吸收過(guò)程的機(jī)理及傳質(zhì)速率吸收過(guò)程的機(jī)理、傳質(zhì)速率方程式 第四節(jié) 吸收塔的計(jì)算 全塔物料平衡和操作線方程式、最小液氣比及適宜液氣比的選擇

8、、填料塔填料層高度的計(jì)算、理論板數(shù)的計(jì)算、解吸過(guò)程第五節(jié) 傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)理論 第六節(jié) 其他條件下的吸收過(guò)程第十章 萃取 講課8學(xué)時(shí)第一節(jié) 概述第二節(jié) 萃取的基本原理液液相平衡、三角形相圖、萃取劑的選擇、溫度的影響第三節(jié) 萃取過(guò)程的計(jì)算單級(jí)萃取過(guò)程、單級(jí)萃取過(guò)程、多級(jí)錯(cuò)流過(guò)程、多級(jí)逆流過(guò)程；其他萃取過(guò)程簡(jiǎn)介第四節(jié) 萃取設(shè)備萃取設(shè)備的類型、連續(xù)接觸式逆流萃取塔的計(jì)算第十一章 汽液傳質(zhì)設(shè)備 講課6學(xué)時(shí)第一節(jié) 板式塔塔板的結(jié)構(gòu)及類型、塔板的工作情況、塔徑和塔高的決定、塔板的初步設(shè)計(jì)、塔板水力學(xué)計(jì)算第二節(jié) 填料塔填料塔的結(jié)構(gòu)、填料種類與特性、填料塔的水力特性、填料塔塔徑及填料塔高度的決定、填料層壓力降、

9、填料塔的附屬結(jié)構(gòu)、板式塔與填料塔的比較。第十二章 干燥 講課14學(xué)時(shí)第一節(jié) 概述第二節(jié) 濕氣體的性質(zhì)濕氣體的干球溫度和總壓、濕分的表示方法第三節(jié) 干燥過(guò)程基本規(guī)律濕分在氣體和固體間的平衡關(guān)系、對(duì)流干燥的基本規(guī)律、影響干燥過(guò)程的主要因素第四節(jié) 干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算物料衡算、熱量衡算、干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率、干燥過(guò)程的物料溫度、氣體進(jìn)出口狀態(tài)的確定、露點(diǎn)溫度及氣體出口溫度的校核第五節(jié) 恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間恒速干燥段的干燥時(shí)間、降速干燥段的干燥時(shí)間第六節(jié) 氣體濕度圖第七節(jié) 干燥器四、教材及主要參考資料1石油加工單元過(guò)程原理，沈復(fù)、李陽(yáng)初編，中國(guó)石化出版社，1996；2化工原理例題與習(xí)題，李發(fā)永、劉雪暖編，石油大學(xué)出版社，1999；