附件2：《四川大學本科課程簡介》（中、英文版）格式課程號：30819030 課程名稱： 化學反應工程總學時：48 學 分：3先修課程：高等數(shù)學，物理化學，化工原理面向對象：化學工程與工藝，三年級考核方式：平時成績+期末考試 任課教師：梁斌，徐卡秋，段天平，唐盛偉課程簡介：化學反應工程是研究化學反應器或包含化學反應的化工單元設備的學科，是現(xiàn)代化學工程學科的重要學術基礎，核心主干課程.概括地講，反應工程是結合反應裝置，應用物理學、化學、工程學和經(jīng)濟學的基本原理與定律，采用現(xiàn)代科學計算方法與手段，綜合研究、分析反應器中傳遞現(xiàn)象和化學反應耦合過程的基本規(guī)律，使化學反應能較優(yōu)地實現(xiàn)工業(yè)化，或精細化的一門技術基礎學科。具體來說，反應工程主要從工程或現(xiàn)場應用角度研究大規(guī)?；蛭⑿突到y(tǒng)的反應設備結構中，反應動力學與反應器內(nèi)部（含催化劑）動量、質(zhì)量、能量（熱量，電荷）傳遞現(xiàn)象之間的相互作用關系，分析反應裝置的特性，獲得反應器體積設計，結構優(yōu)化，和動態(tài)操作控制的原理和方法。雖然化學反應工程是1957年才正式命名，但一些思想概念早在三十年代就開始萌芽了。在那以前，化學工程主要建立在單元操作（如流體輸送、蒸發(fā)、傳熱等）上，研究工程技術對化學反應有何影響則涉及較少。1937年，德國Damkohler首先研究了擴散、流動與傳遞對化學反應收率的影響，是化學反應工程的先導，我國科學家袁謂康先生正是在Damkohler先驅基礎上，近年凝煉出化學工程的時間多尺度思想。50年代，由于化學工程的發(fā)展，化工廠的大型化，綜合化，自動化與最優(yōu)化，提出了許多新的概念，例如“返混”現(xiàn)象，反應器的穩(wěn)定性等等，特別是電子計算機的迅速發(fā)展與應用，使大型非線性方程組的數(shù)值求解成為可能，促進了傳遞現(xiàn)象與化學反應的結合，水到渠成，正式命名了化學反應工程學。四川大學（原成都科技大學）化學反應工程課程，始自60年代開設的“無機物工藝反應過程動力學”.80年代改革開放初期，王建華先生是首批前往美國學習研究反應工程的中國學者之一，受到加州大學戴維斯分校J.M.Smith教授指導。Smith教授所著“ChemicalEngineeringKinetics”在反應工程學科正式誕生前的1956年第一版面世，到1981年第三版，是美國第一代反應工程教材。王先生回國后，與國內(nèi)同仁一道，極大地促進了反應工程在中國的學術發(fā)展。反應工程迄今只有50多年歷史，極大推動了化學工程，和鄰近學科，如原子能技術，煤炭加工，能源動力、石油化工，冶金工程，制藥工藝，生物技術，以及新興學科，如新材料，新能源，信息技術，環(huán)境科學，生命科學等的發(fā)展?！叭齻饕环础钡幕緦W術思想，正在前所未有的時間層次，空間廣度和深度上演繹出精彩輝煌的篇章。學生學完本課程后，能對反應器內(nèi)三傳現(xiàn)象和化學反應速率之間的相互作用有深厚的理解，掌握依靠數(shù)學模型方法對反應器分析的基本原理。能夠建立反映反應器基本特征的數(shù)學模型。能夠對等溫操作的理想反應器進行體積設計；正確認識反應器流動模型，停留時間分布，和非理想反應器的數(shù)學描述，用于預測實際反應器的轉化率；掌握等溫催化劑，以及外擴散對多相反應過程影響的數(shù)學模型分析原理。懂得對實際非等溫理想反應器作物料守恒和能量守恒耦合系統(tǒng)分析的計算方法。學習應用科學計算軟件求解反應器二維數(shù)學模型耦合偏微分方程組，給出反應器內(nèi)的空間場量，如流場、壓力場，濃度場，和溫度場，為反應器結構優(yōu)化設計提供科學依據(jù)。對反應器操作過程受操作參數(shù)波動引起的動態(tài)現(xiàn)象和開停車過程的操作，掌握反應器非線性系統(tǒng)定態(tài)多重性分析的基本方法。教學中，重基本分析方法，如反應速率的擬穩(wěn)態(tài)假定概念速率控制步驟概念，它們是現(xiàn)代化學工程技術中時間多尺度思想的基礎；重物理和化學的守恒原理，如物質(zhì)守恒，能量守恒，它們是分析反應器空間場量和新型反應裝置中空間多尺度現(xiàn)象的基礎。重視現(xiàn)代科學計算方法和手段對反應工程教學和學術發(fā)展的促進作用.希望能結合教師自身的科學研究，以基于研究的學習（Research一basedlearning）,作為教學方法的重要方面.在上課形式上，采用PowerPoint電子課件授課，方便對新近前沿研究領域、成果的介紹。推薦教材或主要參考書（含教材名，主編，出版社，出版年月）：教材：《化學反應工程》（21世紀高等院校教材），四川大學梁斌等主編，科學出版社，2003.參考教材：4thEdition,PrenticeHall1o4thEdition,PrenticeHall反應工程課程介紹(四川大學，化學反應工程)UpperSaddleRiver,NJ2006&化學工業(yè)出版社，北京2006.2。 Levenspiel,O.,ChemicalReactionEngineering,3rdEdition,JohnWiley&Sons,1999&化學工業(yè)出版社，北京2002.3。 袁謂康，朱開宏，化學反應工程分析，華東理工大學出版社，上海，1995。4。 陳甘棠，化學反應工程，第二版，化學工業(yè)出版社，北京，1990.5。 李紹芬，反應工程，化學工業(yè)出版社，北京，1990.6。 王建華，化學反應工程，成都科技大學出版社，成都，1988.7。 Smith,J.M.,ChemicalEngineeringKinetics,3rdEdition,McGram一Hill。1981.王建華等譯，化學工業(yè)出版社&成都科技大學出版社，北京，1988。備注：專業(yè)基礎課CourseCode:30819030CourseName:ChemicalReactionEngineeringTotalHours:48 Credit:3Textbookname:(Press,Author)Textbook:ChemicalReactionEngineering,ChemicalIndustryPress,LiangB.etal。，2003Referencebooks:1。 Folger,H。S。，ElementsofChemicalReactionEngineering4thEdition,PrenticeHall,UpperSaddleRiver,NJ20062。 Levenspiel,0。,ChemicalReactionEngineering3rdEdition,JohnWiley&Sons,19993。 Smith,J。M。，ChemicalEngineeringKinetics3rdEdition,McGram一Hill。1981.CourseDescription:Comparingwithothercoursesofchemicalengineeringtraining,thiscourseisyoung,buttheresearchfieldofthiscourseisveryactiveThebirthofchemicalreactionengineeringwasintheinternationalconferenceatAmsterdamin1957，whichwasbasicallybecauseitwasimpossibletosolvelargenonlinearalgebraicequationsystemcomefrommathematicalmodelingforchemicalreactorsuntilthethresholdofcomputerassistanceatthattime。Theprominentcharacteristicofchemicalreactionengineeringisthecouplingoftransportphenomenaandchemicalreactionkineticswhichismodeledbypartialdifferentialequationsandsolvednumericallybyvirtueofcomputer.Thedisciplineofchemicalreactionengineeringconcernswiththeexploitationofchemicalreactionsonacommercialscale,orforthepointofcareapplicationofchemicalreactionunits.Itsgoalisthesuccessfuldesignandperformanceofchemicalreactorsorunits.Reactordesignusesknowledgeformavarietyofareas——thermodynamics,chemicalkinetics,transportphenomena,andeconomics.Chemicalreactionengineeringisthesynthesisofallthesefactorssuchthatconservationlawsareappliedtomodeltheinteractionsofthesefactorsmathematically,andthustoanalyzethesteady——statecharacteristicsanddynamicbehaviorsofchemicalreactorsorunitsinperformanceorapplication,withtheaimsofproperlydesigningtheirsizesandstructures,controllingtheirfunctionalperformanceintheoptimalandsafestmanner.Asthebackboneofchemicalengineeringtraining,studentsshouldhavegoodunderstandingforanalyzingtheinteractionsbetweenmomentum,mass,andenergytransferandthereactionkinetics,beofreasoningpowerofmathematicalmodelingforchemicalreactors.Inessence,theskillofseizingtheisothermalidealreactors,includingbatchreactor,continuouslystirredtankreactor(CSTR),andplugflowreactor(PFR)mustbecastspecialattentionsforflowingpattern,residencetimedistribution,andmodelsfornonidealreactorsshouldbegiventopredictconversionratioofreactors;mathematicalanalyzingfortheisothermalsolidcatalystsinthetypicalgeometricalformandtheeffectsofexternaldiffusiononheterogeneousreactionsshouldbespeciallytrainedmodelingandsimulationforsteady——statenonisothermalideal-basedreactorsareencouragedtobeattemptedwiththeassistanceofcommercialsoftwarepackagesuchasCOMSOL,bywhichthestreamlines,fieldsofspeciesconcentrations,andtemperatureswouldbeplotted;additionally,themultiplicityofchemicalreactorscanbebrieflyintroduced,whichisthebasisforunderstandingthedisturbanceinoperation,starting-upandshuttingdownreactorsoForteaching,ourbasicpolicyisresearch-basedlearningoWeencouragescientificresearchsupportcourseteachingoForexample,pseudosteady-stateassumptioninthestudiesoncatalyticreactionkinetics,theeffectsofexternaldiffusiononheterogeneousreactions,anddiffusionandreactionisthebasisforthetemporalmultiscaleconception,usingconservation反應工程課程介紹(四川大學，化學反應工程)lawstomodelandanalyzethereactorstructurecanfacilitatetheunderstandingofspatialmultiscalephenomena。Softwarepackagesfornumericalsolutionofthereactormodelequationsareappreciated.Ourcourseofchemicalreactionengineeringhadbeengivenin1960s,andwasknownas“ReactionKineticsinInorganicChemicalProcess”atthattime.Intheearlydaysof1980s,JianhuaWang,theprofessorteachingthiscourseinourdepartment,wasoneofafewChinesescholarsgoingtoUStolearnchemicalengineering.Prof.WangwenttoJoeMaukSmith’sgroup,U.C.Davis,tostudyChemicalReactionEngineeringoProf.Smith(1916一2009)wasrenownedforreact