《化工原理》Ⅱ教學(xué)大綱

PrinciplesofChemicalEngineering

Ⅱ一、課程基本信息學(xué)

時(shí)：88

上冊(cè)48

下冊(cè)40學(xué)

分：5.5考核方式：閉卷考試。本課程總評(píng)成績(jī)構(gòu)成：考試卷面成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。中文簡(jiǎn)介：化工原理課程是我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的一門必修課，是綜合性技術(shù)學(xué)科的一個(gè)基礎(chǔ)組成部分，是學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課的基礎(chǔ)。通過(guò)這門課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握常見單元操作的基本原理及典型化工單元設(shè)備的結(jié)構(gòu)、造型、及工藝尺寸的計(jì)算，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，提高學(xué)生處理工程問題的能力。二、

教學(xué)目的與要求化工原理課程屬化學(xué)工程技術(shù)科學(xué)學(xué)科，是化工類及相近專業(yè)必修的一門化工基礎(chǔ)技術(shù)課程。本課程的主要任務(wù)是用自然科學(xué)方法考察、解釋和處理化工生產(chǎn)中單元操作的基本原理、典型設(shè)備及其計(jì)算（包括選型）方法，以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)工程實(shí)際問題的能力。本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量計(jì)算和工程設(shè)計(jì)（研究）能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)處理工程問題的方法論，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，除了為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的工程知識(shí)基礎(chǔ)外，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生具有正確的方法論和辨證唯物主義觀點(diǎn)也有重要的作用。

三、教學(xué)方法與手段

講授、課堂討論。四、

教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時(shí)分配

上冊(cè)48緒論21.

課程的性質(zhì)、研究對(duì)象、任務(wù)與基本內(nèi)容理解0.52.

課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法；因次、單位制和單位換算了解0.53.

物料衡算與能量衡算方法掌握1第一章

流體流動(dòng)141．流體密度、壓力表示方法、流體靜力學(xué)方程推導(dǎo)、流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用。掌握22．流體流動(dòng)基本概念、質(zhì)量衡算-連續(xù)性方程、機(jī)械能衡算方程推導(dǎo)與應(yīng)用掌握33．流動(dòng)形態(tài)的基本概念、管內(nèi)流動(dòng)的分析、邊界層與邊界層分離了解14．沿程損失的計(jì)算通式及其用于層流、量綱分析法、湍流的摩擦系數(shù)、非圓形管內(nèi)的沿程損失、局部損失、管內(nèi)流動(dòng)總阻力損失的計(jì)算掌握35．簡(jiǎn)單管路特點(diǎn)與計(jì)算、復(fù)雜管路特點(diǎn)與計(jì)算掌握36．變壓頭的流量計(jì)與變截面流量計(jì)結(jié)構(gòu)、工作原理與使用掌握2重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)是流體靜力學(xué)方程式、連續(xù)性方程式、柏努利方程式和機(jī)械能衡算的內(nèi)容及其應(yīng)用難點(diǎn)是管路阻力的計(jì)算、機(jī)械能衡算式理解和應(yīng)用衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；能用靜力學(xué)方程進(jìn)行測(cè)壓元件的計(jì)算，能用機(jī)械能衡算關(guān)系式進(jìn)行測(cè)流元件計(jì)算與管路阻力損失計(jì)算。能獨(dú)立完成課后習(xí)題第二章流體輸送設(shè)備61．離心泵的操作原理與構(gòu)造、離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭、離心泵的主要性能參數(shù)、離心泵的特性曲線及其應(yīng)用、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)、離心泵的安裝高度、離心泵的類型、選用、安裝與操作。掌握42．往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵、計(jì)量泵、旋渦泵了解13．通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵了解1重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)是離心泵的工作原理、性能參數(shù)、特性曲線與管路特性曲線的應(yīng)用。難點(diǎn)：管路計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；能正確使用離心泵，能結(jié)合離心泵特性曲線與管路特性曲線進(jìn)行流體管路輸送的計(jì)算。能獨(dú)立完成課后習(xí)題第三章非均相物系的分離81．顆粒的特性、顆粒群的特性、篩分了解12．重力沉降原理、重力沉降分離設(shè)備、離心沉降原理、離心沉降分離設(shè)備掌握23．濾餅過(guò)濾、過(guò)濾介質(zhì)、過(guò)濾設(shè)備、過(guò)濾基本理論、衡壓過(guò)濾方程、過(guò)濾常數(shù)測(cè)定、濾餅洗滌、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力。掌握44．流化床形態(tài)、流化床主要特性、起始流化速度、帶出速度理解1重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)是離心沉降速度、沉降室的計(jì)算，過(guò)濾計(jì)算難點(diǎn)是過(guò)濾基本方程式推導(dǎo)衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；能計(jì)算沉降速度，會(huì)沉降室、恒壓板框過(guò)濾機(jī)的計(jì)算。能獨(dú)立完成課后習(xí)題第四章

傳熱121．傳熱在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用、傳熱的三種基本方式、傳熱速率與熱阻。理解12．傅里葉定律、熱傳導(dǎo)、平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)。掌握23．兩流體通過(guò)間壁傳熱分析、傳熱速率與傳熱系數(shù)、傳熱溫差與熱量衡算、平均溫差、傳熱效率與傳熱單元數(shù)法、壁溫計(jì)算。掌握44．給熱系數(shù)的影響因素和數(shù)值范圍、給熱系數(shù)與量綱分析、流體作強(qiáng)制對(duì)流的給熱系數(shù)、流體作自然對(duì)流的給熱系數(shù)、蒸汽冷凝時(shí)的給熱系數(shù)、液體沸騰時(shí)的給熱系數(shù)。了解25．物體的發(fā)射能力與斯蒂芬-波爾茨曼定律、克希夫定律、兩固體間的相互輻射理解26．換熱器的類型和特征；列管式換熱器的基本型式和設(shè)計(jì)計(jì)算；強(qiáng)化傳熱過(guò)程的途徑了解1重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)是熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流計(jì)算，換熱器的計(jì)算難點(diǎn)是換熱器的計(jì)算、給熱系數(shù)計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；能對(duì)套管式換熱器、列管式換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與操作定性分析；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第五章蒸發(fā)61．蒸發(fā)基本流程、單效蒸發(fā)物料衡算與熱量衡算、傳熱面積計(jì)算、溫差損失、沸點(diǎn)升高與杜林規(guī)則22．多效蒸發(fā)流程、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)強(qiáng)度與效率、多效蒸發(fā)的計(jì)算、提高經(jīng)濟(jì)程度的措施23．蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、蒸發(fā)器輔助設(shè)備、蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度2重點(diǎn)與難點(diǎn)；單效蒸發(fā)的物料衡算、熱量衡算、傳熱面積計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；能進(jìn)行單效蒸發(fā)的計(jì)算，能獨(dú)立完成課后習(xí)題下冊(cè)40第六章吸收121．相組成表示、傳質(zhì)速率、分子擴(kuò)散與菲克定律；氣相中的穩(wěn)定分子擴(kuò)散--等分子反向擴(kuò)散和一組分通過(guò)另一停滯組分的擴(kuò)散；液相中的穩(wěn)定分子擴(kuò)散；擴(kuò)散系數(shù)。掌握22．吸收操作的依據(jù)、分類和流程。吸收過(guò)程的相平衡；亨利定律；相平衡曲線；吸收劑的選擇；雙膜理論。界面濃度、總吸收系數(shù)及相應(yīng)的吸收速率方程式；氣膜阻力和液膜阻力；吸收過(guò)程的氣相控制和液相控制。掌握33．填料吸收塔的物料衡算和操作線方程式；吸收劑進(jìn)口濃度和最高允許濃度；最小液氣比；操作液氣比和吸收劑用量的確定掌握34．填料層高度的計(jì)算方法--傳質(zhì)單元、傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算；吸收操作型問題的分析方法與計(jì)算。掌握35．多組分吸收、化學(xué)吸收、非等溫吸收。了解1重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)是吸收過(guò)程及基本理論、吸收塔的計(jì)算難點(diǎn):

吸收塔的計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：能對(duì)吸收塔進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與操作定性分析；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第七章蒸餾121．雙組分溶液的汽液平衡拉烏爾定律和相律；理想溶液和非理想溶液；雙組分理想溶液汽液平衡相圖--t-x-y圖和x-y圖；泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程；揮發(fā)度和相對(duì)揮發(fā)度；以相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡方程式。掌握22．蒸餾操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用；蒸餾過(guò)程的依據(jù)和分類。精餾原理；多次部分汽化和多次部分冷凝；精餾塔和精餾操作流程；精餾段和回流的作用；提餾段和再沸器的作用。掌握23．雙組分連續(xù)精餾塔的計(jì)算理論板的概念及衡摩爾流假定；全塔物料衡算；精餾段和提餾段的物料衡算--操作線方程的推導(dǎo)；進(jìn)料熱狀況的影響--進(jìn)料段的物料衡算和熱量衡算、q線方程式及不同進(jìn)料狀態(tài)下q線的特征。掌握24．理論塔板數(shù)的計(jì)算方法--逐板計(jì)算法和圖解法；回流比的確定及其對(duì)理論板數(shù)的影響--全回流和最少理論板數(shù)、最少回流比、適宜回流比；簡(jiǎn)捷法求理論板數(shù)。掌握35．全塔效率與單板效率；塔高和塔徑計(jì)算；精餾塔操作型問題的分析方法與計(jì)算掌握26．間歇蒸餾、恒沸蒸餾、萃取蒸餾和反應(yīng)蒸餾。了解1重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)是二元物系的汽液相平衡和二元連續(xù)精餾計(jì)算難點(diǎn)是二元連續(xù)精餾計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：能對(duì)蒸餾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與操作定性分析；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第八章

蒸餾和吸收塔設(shè)備31．板式塔的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、板式塔的水力學(xué)性能、板效率。了解1.52．填料塔與填料、填料塔的水力學(xué)性能和傳質(zhì)性能、設(shè)備比較與選用掌握1.5重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)塔結(jié)構(gòu)、水力學(xué)性能難點(diǎn)是：塔板設(shè)計(jì)計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：能計(jì)算板式塔的負(fù)荷性能曲線和吸收塔的水力學(xué)性能曲線；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第九章萃取61．萃取基本概念、三角形相圖、萃取劑選擇了解22．單級(jí)萃取、多級(jí)錯(cuò)流萃取、多級(jí)逆流萃取、萃取過(guò)程的流程和計(jì)算掌握23．重力流動(dòng)萃取塔、輸入機(jī)械能量萃取塔、萃取設(shè)備選用理解2重點(diǎn)與難點(diǎn)：三角形相圖在萃取計(jì)算中應(yīng)用、單級(jí)萃取計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：會(huì)單級(jí)萃取的計(jì)算；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第十章干燥71．濕空氣的性質(zhì)、空氣濕度圖、濕度圖的用法理解22．濕物料的含水率的表示方法、空氣干燥器的物料衡算、空氣干燥器的熱量衡算、干燥過(guò)程圖解。掌握23．水分在空氣與物料間的平衡關(guān)系、恒定干燥條件下的干燥速度、恒定干燥條件下的恒速階段干燥時(shí)間的計(jì)算、恒定干燥條件下的降速干燥階段干燥時(shí)間的計(jì)算。掌握24．各種形式的干燥器了解1重點(diǎn)與難點(diǎn):

重點(diǎn)空氣濕度圖及應(yīng)用、干燥機(jī)理、干燥速率及干燥時(shí)間的計(jì)算難點(diǎn)：干燥機(jī)理、干燥速率及干燥時(shí)間的計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：會(huì)濕空氣性質(zhì)的計(jì)算與干燥過(guò)程的計(jì)算；能獨(dú)立完成課后習(xí)題

高分子、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)等專業(yè)72學(xué)時(shí)分配

教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配緒論2第一章

流體流動(dòng)14第二章

流體輸送設(shè)備6第三章

非均相物系的分離6第四章

傳熱12第六章

吸收12第七章

蒸餾12第八章

蒸餾和吸收塔設(shè)備3第十章

干燥5五、推薦教材和教學(xué)參考資源使用教程[1]

譚天恩、周明華等.化工原理（上、下冊(cè)）第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.教學(xué)參考資源[1]

趙汝溥、管國(guó)鋒.化工原理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.[2]

陳敏恒、叢德滋等.化工原理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.[3]趙文、王曉紅等.