1、PAGE PAGE 11化工原理教學(xué)大綱課程編號：02120051課程性質(zhì)：核心必修課課程名稱：化工原理學(xué)時/ 學(xué)分：64/4英文名稱：Principle of Chemical Engineering 考核方式：閉卷筆試選用教材：化工原理(下冊)夏清等 天津大學(xué)出版社大綱執(zhí)筆人：先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，物理化學(xué)，化工原理大綱審核人：適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝及相近專業(yè)教學(xué)目標(biāo) 通過本課程學(xué)習(xí),學(xué)生掌握蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥四個單元操作的基本概念、模型公式、相關(guān)設(shè)備和應(yīng)用，使學(xué)生具備以下能力：目標(biāo)1：能夠運用數(shù)學(xué)、物理和物化知識表達單元操作的問題，掌握蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥等單

2、元操作的數(shù)學(xué)模型，利用行模型推演和分析復(fù)雜化工過程中的相關(guān)單元操作，根據(jù)推演和分析的結(jié)果進行復(fù)雜化工過程中相關(guān)單元過程的工藝設(shè)計、設(shè)備選型以及操作分析（1.3）目標(biāo)2：能運用化工原理的基本知識分析、識別和判斷復(fù)雜工程問題中蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的影響因素，能運用化工原理的基本知識表達上述影響因素，將上述表達結(jié)合文獻研究，分析和比較化工復(fù)雜工程問題的多種方案，獲得有效結(jié)論。 (2.2)目標(biāo)3：能夠結(jié)合數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)的基本知識，運用蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的基本概念、原理和數(shù)學(xué)模型進行典型蒸餾設(shè)備、吸收設(shè)備、萃取設(shè)備和干燥設(shè)備的設(shè)計和選型。（3.2）目標(biāo)4：能夠在課堂學(xué)習(xí)過程

3、中了解當(dāng)前化工單元操作的最新進展，以及這些進展對化工行業(yè)的意義，認(rèn)識到知識更新需要通過自主和終身學(xué)習(xí)來實現(xiàn)，在課程學(xué)習(xí)過程中通過查閱資料、獨立閱讀、理解原理和技術(shù)等手段解決復(fù)雜化工過程的技術(shù)問題以適應(yīng)化工行業(yè)發(fā)展需求。（12.1）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)內(nèi)容指標(biāo)點解釋畢業(yè)要求目標(biāo)1能夠運用數(shù)學(xué)、物理和物化知識表達單元操作的問題，掌握蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的數(shù)學(xué)模型，利用單元操作的模型推演和分析復(fù)雜化工過程中的相關(guān)單元操作，根據(jù)推演和分析的結(jié)果進行復(fù)雜化工過程中相關(guān)單元過程的工藝設(shè)計、設(shè)備選型以及操作分析。1.3能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)、化工專業(yè)知識和數(shù)學(xué)模型方法運用于

4、推演和分析化工單元及化工過程變化畢業(yè)要求1.工程知識目標(biāo)2能運用化工原理的基本知識分析、識別和判斷復(fù)雜工程問題中蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的影響因素，能運用化工原理的基本知識表達上述影響因素，分析和比較化工復(fù)雜工程問題的多種方案，獲得有效結(jié)論。2.2能運用相關(guān)科學(xué)原理、工程基礎(chǔ)知識和數(shù)學(xué)模型方法，分析化工單元及化工過程等復(fù)雜化學(xué)工程問題的影響因素、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、參數(shù)和邊界條件，正確表達化工單元設(shè)計及化工過程設(shè)計等復(fù)雜化學(xué)工程問題畢業(yè)要求2.問題分析目標(biāo)3能夠結(jié)合數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)的基本知識，運用蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的基本概念、原理和數(shù)學(xué)模型進行蒸餾、吸收、液-液萃取和干燥的設(shè)計和

5、選型。3.2能夠針對特定化工單元需求，完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計畢業(yè)要求3.設(shè)計/開發(fā)解決方案目標(biāo)4能夠在課堂學(xué)習(xí)過程中了解當(dāng)前化工單元操作的最新進展，以及這些進展對化工行業(yè)的意義，認(rèn)識到知識更新需要通過自主和終身學(xué)習(xí)來實現(xiàn)，在課程學(xué)習(xí)過程中通過查閱資料、獨立閱讀、理解原理和技術(shù)等手段解決復(fù)雜化工過程的技術(shù)問題以適應(yīng)化工行業(yè)發(fā)展需求。12.1能在社會發(fā)展的大背景下，認(rèn)識到自主和終身學(xué)習(xí)的必要性畢業(yè)要求12.終身學(xué)習(xí)三、教學(xué)活動對教學(xué)目標(biāo)支撐矩陣教學(xué)活動課堂講授課堂研討考核方式目標(biāo)1作業(yè)、考試目標(biāo)2作業(yè)、考試目標(biāo)3作業(yè)、考試目標(biāo)4作業(yè)、考試四、教學(xué)基本內(nèi)容一級知識點二級知識點目標(biāo)支撐說明達

6、成途徑學(xué)時目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4蒸餾蒸餾操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用、蒸餾分離的依據(jù)、蒸餾過程的分類。掌握蒸餾分離的依據(jù)、理想溶液的氣液平衡及應(yīng)用、精餾原理、物料衡算與操作線方程、進料熱狀況、回流比的影響及選擇、理論板數(shù)的計算、精餾塔的操作與分析；理解簡單蒸餾與平衡蒸餾、理論板與恒摩爾流概念；了解特殊蒸餾。作業(yè)、單元測試、期末考試18理想溶液的氣液平衡和非理想溶液的氣液平衡。簡單蒸餾與平衡蒸餾，精餾原理和流程。理論板與恒摩爾流概念、物料衡算與操作線方程、進料熱狀況的影響、理論板數(shù)的計算、回流比的影響及選擇、特殊蒸餾過程計算、精餾塔的操作與分析。間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾。吸收吸收操作的依據(jù)、吸收

7、操作的分類和流程。掌握亨利定律及應(yīng)用、物料衡算和操作線方程、吸收劑用量的確定、傳質(zhì)速率方程、填料層高度的計算；理解溶劑選擇的原則、傳質(zhì)過程的推動力與阻力、氣膜控制與液膜控制、傳質(zhì)單元高度及總傳質(zhì)單元數(shù)的概念；了解菲克定律與分子擴散和傳質(zhì)機理。作業(yè)、單元測試、期末考試16氣體溶解度、 亨利定律及其應(yīng)用。傳質(zhì)機理和吸收速率方程。物料衡算與操作線方程、 吸收劑用量的確定和填料層高度的計算。吸收系數(shù)的測定和吸收系數(shù)的經(jīng)驗式。*脫吸過程和其他吸收過程。*塔設(shè)備塔板類型與結(jié)構(gòu)特點、塔板水力學(xué)性能、板塔板的工藝設(shè)計方法。掌握塔內(nèi)氣液兩相的流動狀況和傳質(zhì)特性、氣體通過填料層的壓力降、塔設(shè)備的設(shè)計方法；理解塔式

8、塔的負(fù)荷性能圖的意義、泛點氣速、填料塔和板式塔的主要結(jié)構(gòu)；了解常見的不正常操作情況和評價設(shè)備的基本性能。作業(yè)、單元測試、期末考試6填料塔的結(jié)構(gòu)、性能及類型，填料層的流體力學(xué)性能，填料塔的工藝設(shè)計方法。液-液萃取萃取分離的依據(jù)、萃取分離流程、萃取劑的選擇。掌握萃取分離的依據(jù)、三角形相圖、部分互溶物系的相平衡、杠桿規(guī)則、單級萃取流程與計算、分配系數(shù)與選擇性系數(shù)；理解萃取劑的選擇原則；了解多級萃取流程與計算、萃取設(shè)備。作業(yè)、單元測試、期末考試12液液相平衡和杠桿規(guī)則。單級萃取流程與計算、多級萃取流程與計算。萃取設(shè)備介紹和萃取設(shè)備的選擇。*干燥除濕方法和燥過程進行的條件。掌握濕空氣的性質(zhì)及濕度圖、干燥

9、過程物料衡算和熱量衡算、濕物料中水分存在形態(tài)與分類、恒定干燥條件下干燥速率與干燥時間的計算、常用干燥器的結(jié)構(gòu)與原理；理解、干燥過程進行的條件、空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化、干燥器的熱效率；了解除濕方法和干燥機理和干燥器類型。作業(yè)、單元測試、期末考試12濕空氣的性質(zhì)和濕度圖。干燥過程的物料衡算、干燥過程的熱量衡算和空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化。物料中的水分和干燥時間的計算干燥器的類型和干燥器的選擇與設(shè)計。*合計64注：表示重點內(nèi)容，表示難點內(nèi)容，*表示選講或自學(xué)內(nèi)容。課外時間為課內(nèi)時間1.0倍。五、教學(xué)方法與考核方式（一）、教學(xué)環(huán)節(jié)要求本課程的基本理論部分進行系統(tǒng)講授。講課的內(nèi)容注意系統(tǒng)性和邏輯性。

10、講課時做到概念準(zhǔn)確，重點突出，板書清楚，層次清晰，條理分明，并能承前啟后，適當(dāng)介紹實際應(yīng)用的科研與工程實例。課程教學(xué)形式采用多媒體課件與黑板講授相結(jié)合的教學(xué)方式，運用案例教學(xué)，按照“過程分析-數(shù)學(xué)描述-實例分析”的方式展開，體現(xiàn)“定性-定量-應(yīng)用”三個不同層次，使學(xué)生掌握單元操作的基本原理、過程計算和工程應(yīng)用；運用研討教學(xué)，幫助學(xué)生逐步樹立工程意識和解決工程問題的一般處理方法，使學(xué)生初步具備一定的化工知識去分析、解決工程實際問題的能力。本課程完整的教學(xué)過程包括：理論教學(xué)、作業(yè)兩部分；理論講解采用課堂教學(xué)方式，以作業(yè)形式完成習(xí)題的練習(xí)。（二）、教學(xué)方式 以課堂講授為主，輔以多媒體課件。每個單元操

11、作內(nèi)容按照“基本原理、數(shù)學(xué)模型、應(yīng)用及設(shè)備”的邏輯順序構(gòu)建。（三）、考核方式及成績評定 本課程成績由平時成績、期末考試組合而成，采用百分計分制。各部分所占比例如下：平時成績占總評50%，平時分值為100分，其中作業(yè)40分、占總評20%，單元測試60分、占總評30%。平時作業(yè)和單元測試的評價指標(biāo)見下表。平時成績支持教學(xué)目標(biāo)1、2、3、4。評價評分說明及方法權(quán)重平時作業(yè)平時作業(yè)布置時要盡量關(guān)注知識點的學(xué)習(xí)，平時作業(yè)和習(xí)題考核時則要求學(xué)生認(rèn)真、獨立、按時完成老師布置的作業(yè)。A (95分)：所有題目答題正確（允許有少量錯誤）；B (85分)：80%以上題目答題正確；C (75分)：70%以上題目答題正

12、確；D (65分)：50%以上題目答題正確；E (55分)：50%以下題目答題正確；F( 0分 )：未上交作業(yè)。占總評20%單元測試單元測試試題要突出重點和難點，單元測試采用閉卷的形式進行，試卷滿分分值為100分。占總評30%期末考試占總評50%，采用考試的考核方式，考試采用閉卷形式。題型為填空題、選擇題、計算選擇題和計算題等?？己藘?nèi)容包括動量傳遞與熱量傳遞的各個單元操作的基本原理、基本規(guī)律及其分析計算等。期末成績支持教學(xué)目標(biāo)1、2、3。平時成績與教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系表教學(xué)目標(biāo)作業(yè)單元測試總計40分60分100目標(biāo)106060目標(biāo)2000目標(biāo)3000目標(biāo)440040教學(xué)目標(biāo)及考核方式對應(yīng)關(guān)系表教學(xué)

13、目標(biāo)評價指標(biāo)考核方式總貢獻度及分值平時貢獻度(50)期末考試貢獻度(50)期末考試分值分布(100)作業(yè)貢獻度作業(yè)占比%單元測試貢獻度單元測試占比%目標(biāo)1指標(biāo)點1.30030100102040目標(biāo)2指標(biāo)點2.20000255025目標(biāo)3指標(biāo)點3.20000153015目標(biāo)4指標(biāo)點12.120100000020小計201003010050100100分目標(biāo)達成值=0.2（分目標(biāo)作業(yè)占比分/分目標(biāo)作業(yè)占比總分）+0.3（分目標(biāo)單元測試占比分/分目標(biāo)單元測試占比總分）+0.5（分目標(biāo)期末考試分/分目標(biāo)期末考試總分）六、持續(xù)改進本課程根據(jù)學(xué)生平時作業(yè)、考勤等情況反饋，對學(xué)生課業(yè)成績進行中期檢查，對可能

14、出現(xiàn)不及格的學(xué)生進行課業(yè)成績預(yù)警；根據(jù)學(xué)生期中教學(xué)檢查座談內(nèi)容，改進教學(xué)中不足之處，并在后面的課程教學(xué)中改進提高；本課程根據(jù)學(xué)生期末考試情況反饋，改進教學(xué)。確保相應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點達成。七、教學(xué)參考書1化工原理何潮洪主編.北京：科學(xué)出版社，20012化工原理楊祖榮主編. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20043化工原理李鳳華主編. 大連：大連理工大學(xué)出版社，20054化工原理（第二版）蔣維鈞主編北京：清華大學(xué)出版社，20035化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)丁忠偉主編. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20066化工原理的教學(xué)與實踐丁惠華主編北京：化學(xué)工業(yè)出版社1992九、評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)90-10075-8960-74

15、0-59優(yōu)良中/及格不及格目標(biāo)1：能夠運用數(shù)學(xué)、物理和物化知識表達單元操作的問題，建立流體流動、非均相物系分離和傳熱過程的數(shù)學(xué)模型，利用建立的模型推演和分析復(fù)雜化工過程中的相關(guān)單元操作，根據(jù)推演和分析的結(jié)果進行復(fù)雜化工過程中相關(guān)單元過程的工藝設(shè)計、設(shè)備選型以及操作分析。能夠準(zhǔn)確的運用所學(xué)知識表達化工單元操作問題，系統(tǒng)地掌握各類化工單元過程數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)方法，并正確求解能夠合理的運用所學(xué)知識表達化工單元操作問題，掌握各類化工單元操作的建構(gòu)方法，并求解方法基本正確。能夠運用所學(xué)知識表達化工單元操作問題，掌握各類化工單元操作的建構(gòu)方法，并求解方法但不夠準(zhǔn)確。表達化工單元操作問題出現(xiàn)基本概念錯誤，部分

16、了解化工單元操作的建構(gòu)和求解方法，但不會合理運用。目標(biāo)2：能運用化工原理的基本知識分析、識別和判斷復(fù)雜工程問題中流體流動、非均相物系分離和傳熱過程的影響因素，能運用化工原理的基本知識表達上述影響因素，將上述表達結(jié)合文獻研究，分析和比較化工復(fù)雜工程問題的多種方案，獲得有效結(jié)論。能靈活運用化工單元操作的思維方法，準(zhǔn)確識別過程的關(guān)鍵參數(shù)，分析判斷化工單元設(shè)備變量對評價指標(biāo)的影響，提出優(yōu)化的解決方案。能運用化工單元操作的思維方法，識別化工單元操作過程的關(guān)鍵參數(shù)，能夠分析判斷化工單元設(shè)備的變量對結(jié)果的影響，提出合理的解決方案。具有化工單元操作的思維方法，能識別化工單元操作的關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)要求分析判斷化工

17、單元設(shè)備變量對結(jié)果的影響，但不夠準(zhǔn)確，能提出的解決方案但存在缺陷。未很好掌握化工單元操作的思維方法，對化工單元操作的分析不著要領(lǐng)，能夠說明化工單元操作設(shè)備的變量對評價指標(biāo)的影響，但存在概念錯誤，不能提出解決方案。目標(biāo)3：能夠結(jié)合數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)的基本知識，運用流體流動、非均相物系分離和傳熱過程的基本概念、原理和數(shù)學(xué)模型進行管道設(shè)計和選型、泵選型、過濾和沉降設(shè)備的設(shè)計和選型、換熱器的設(shè)計和選型。能靈活運用化工單元操作的思維方法， 能夠準(zhǔn)確針對特定化工單元需求，完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計。能正確運用化工單元操作的思維方法， 能夠合理針對特定化工單元需求，完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計。具有運用化工單元操作的思維方法，能夠合理針對特定化工單元需求，但不夠準(zhǔn)確地完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計但存在缺陷。未很好運用化工單元操作的思維方法，不能夠合理針對特定化工單元需求，無法確地完成化工單元或化工設(shè)備部件的設(shè)計。目標(biāo)4：能夠在課堂學(xué)習(xí)過程中了解當(dāng)前化工單元操作的最新進展，以及這些進展對化工行業(yè)的意義，認(rèn)識到知識更新需要通過自主和終身學(xué)習(xí)來實現(xiàn)，在課程學(xué)習(xí)過程中通過查閱資料、獨立閱讀、理解原理和技術(shù)等手段解決復(fù)雜化工過程的技術(shù)問題以適應(yīng)化工行業(yè)發(fā)展需求。能夠利用文獻資料獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗和半經(jīng)驗公式，分析和運用上述數(shù)據(jù)和公式解決復(fù)雜化工過程中的單元操作