材料化工原理

（PrincipleofMaterialChemicalEngineering）

課程代碼：07410016

學(xué)分：2

學(xué)時(shí)：32（其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0上機(jī)學(xué)時(shí)：0課程實(shí)踐學(xué)時(shí):0）

先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)

適用專(zhuān)業(yè)：高分子材料與工程

教材：《化工原理》，王國(guó)勝，大連理工大學(xué)出版社，2010年8月

開(kāi)課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院

課程網(wǎng)站：

一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)

（-）課程性質(zhì)（需說(shuō)明課程對(duì)人才培養(yǎng)方面的貢獻(xiàn)）

材料化工原理屬于技術(shù)基礎(chǔ)課程。它在基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作

用。木課程是材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)生一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，安排在第四學(xué)期。它以高等數(shù)學(xué)、

物理及物理化學(xué)、計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，將自然科學(xué)的普遍規(guī)律應(yīng)用于解決工程問(wèn)題，是承前啟后、由

理及工的橋梁；本課程主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中以物理加工過(guò)程為主要背景歸納而成的若干共性規(guī)

律，并應(yīng)用這些共性規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、指導(dǎo)操作、強(qiáng)化過(guò)程及延伸拓展：并強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量

運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問(wèn)題的能力。

（二）課程目標(biāo)（根據(jù)課程特點(diǎn)和對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，確定課程目標(biāo)。應(yīng)包括知識(shí)目標(biāo)和能力

目標(biāo)。）

課程目標(biāo)1：掌握化工單元操作的基本原理，典型設(shè)備的構(gòu)造、性能及操作原理：

課程目標(biāo)2：根據(jù)各單元來(lái)作在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)“過(guò)程和設(shè)備”的合理選擇，以

適應(yīng)制定物系的特征，經(jīng)濟(jì)而有效地滿足工藝要求；

課程FI標(biāo)3：掌握化工單元操作過(guò)程的基本計(jì)算和典型設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，在缺乏數(shù)據(jù)的情況下，

學(xué)會(huì)組織實(shí)驗(yàn)以取得必要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：

課程目標(biāo)4：尋找適應(yīng)的噪作條件以適應(yīng)生產(chǎn)的不同要求，探索強(qiáng)化過(guò)程的方向及改進(jìn)設(shè)備的

途徑，分析操作發(fā)生故障的緣由。

二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求

緒論

（一）課程內(nèi)容（列出主要知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)）

（1）化工生產(chǎn)過(guò)程介紹；

（2）化工單元操作及其分類(lèi)；

（3）化工原理課程的兩條主線。

（二）教學(xué)要求（將相關(guān)內(nèi)容按照掌握、理解.、了解等不同教學(xué)要求進(jìn)行分類(lèi)）

（1）了解本課程的性質(zhì)、研究對(duì)象與方法、任務(wù)；

（2）掌握課程的幾個(gè)基礎(chǔ)概念；

（3）了解研究化工基本過(guò)程的意義及其在化工類(lèi)型生產(chǎn)過(guò)程的作用與分類(lèi)。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)掌握化工單元操作及其分類(lèi)。

第一章流體流動(dòng)

（一）課程內(nèi)容

（1）流體靜力學(xué)流體的密度、靜壓能、流體靜力學(xué)基本方程式及其應(yīng)用；

（2）流體流動(dòng)中的守恒原理流量、流速、穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)、連續(xù)性方程、伯努利方程及

其應(yīng)用；

（3）流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)流體的粘度與牛頓粘性定律，流動(dòng)形態(tài)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、滯流與湍流；

（4）阻力損失直管阻力、層流、湍流流動(dòng)阻力、局部阻力的計(jì)算；

（5）管路計(jì)算與流量測(cè);t簡(jiǎn)單管路、并聯(lián)管路、單聯(lián)管路、分支管路、畢托管、孔板、文丘里

管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

（二）教學(xué)要求

了解流體平衡和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，熟練地掌握靜力學(xué)基本方程、連續(xù)性方程、伯努利方程及其

應(yīng)用，了解管路的材料和構(gòu)成、管件、閥門(mén)的作用和規(guī)格等實(shí)際方面的知識(shí)，了解流體的兩種流動(dòng)

類(lèi)型，了解因次分析的基本概念及其應(yīng)用，熟練掌握流體在管路中流動(dòng)的阻力損失計(jì)算以及管路計(jì)

算、輸送設(shè)備的功率計(jì)算等。了解管路中流速和流量的測(cè)定所使用儀表的原理、構(gòu)造和性能。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)掌握流體靜力學(xué)方程、伯努利方程、阻力損失計(jì)算、管路計(jì)算；

（2）難點(diǎn)是阻力損失計(jì)算和管路計(jì)算。

第二章液體的攪拌

（一）課程內(nèi)容

（1）混合機(jī)理：

（2）攪拌器的性能；

（3）攪拌器的放人；

（4）其他混合設(shè)備

（二）教學(xué)要求

掌握混合過(guò)程的實(shí)質(zhì)，導(dǎo)出攪拌裝置的選擇和放大若干指導(dǎo)原則，了解攪拌器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原

理。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)掌握攪拌器的攪拌原理：

（2）難點(diǎn)是混合過(guò)程中能量合理分配問(wèn)題。

第三章傳熱

（一）課程內(nèi)容

（1）概述傳熱過(guò)程及基本方式、典型的傳熱設(shè)備；

（2）熱傳導(dǎo)傅里葉定律、導(dǎo)熱系數(shù)、單層及多層平壁、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)；

（3）對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱過(guò)程分析、牛頓冷卻定律、對(duì)流傳熱系數(shù)及相關(guān)聯(lián)式、流體在圓形直.管

內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算；

（4）傳熱過(guò)程的計(jì)算傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)描述及其速率基本方程式、平均溫度差與傳熱系數(shù)的計(jì)算、

換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算及操作型計(jì)算；

（二）教學(xué)要求

了解傳熱過(guò)程的基本原理、影響傳熱率的因素及控制傳熱速率的一般規(guī)律，初步學(xué)會(huì)根據(jù)牛產(chǎn)

要求來(lái)強(qiáng)化或削弱熱量傳遞。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)是掌握傅里葉定律、牛頓冷卻定律、對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算、傳熱過(guò)程的計(jì)算；

（2）難點(diǎn)是對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算、換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算及操作型計(jì)算。

第四章氣體吸收

（一）課程內(nèi)容

（1）氣液相平衡平衡溶解度，相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系；

（2）擴(kuò)散和單相傳質(zhì)雙組分混合物中的分子擴(kuò)散，擴(kuò)散系數(shù)，對(duì)流傳質(zhì)，對(duì)流傳質(zhì)理論；

（3）相際傳質(zhì)相際傳質(zhì)速率，傳質(zhì)阻力的控制步驟與界面含量；

（4）低含量氣體吸收吸收過(guò)程的數(shù)學(xué)描述，傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算方法；

（二）教學(xué)要求

了解氣液相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系，理解擴(kuò)散系數(shù)與對(duì)流傳質(zhì)理論，熟練掌握傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)

算方法。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)是掌握傅傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算方法，吸收塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算與操作型計(jì)算；

（2）難點(diǎn)是吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算與操作型計(jì)算。

第五章氣液傳質(zhì)設(shè)備

（一）課程內(nèi)容

（1）板式塔平衡溶解度，相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系；

（2）填料塔填料塔結(jié)構(gòu)及填料特性，氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng)，填料塔的傳質(zhì)，填料塔的附

屬結(jié)構(gòu)。

（二）教學(xué)要求

了解板式填料塔的阻力損失、板效率計(jì)算，掌握篩板塔設(shè)計(jì)方法。了解填料塔的結(jié)構(gòu)、填料特

性與其附屬結(jié)構(gòu)。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)是掌握篩板塔設(shè)計(jì)方法；

（2）難點(diǎn)是篩板塔設(shè)計(jì)方法。

第六章固體干燥

（一）課程內(nèi)容

（I）濕空氣的性質(zhì)及濕度圖濕空氣性質(zhì)，濕度、相對(duì)濕度、濕比熱、濕比容、濕焰、干燥溫度、

濕球溫度、露點(diǎn)溫度等，濕空氣的濕度圖及其應(yīng)用；

（2）干燥過(guò)程的物料和熱量衡算濕物料中含水量的表示方法、物料和熱量衡算、干燥器出口空

氣狀態(tài)的確定；

（3）干燥速率和干燥時(shí)間物料中所含濕分的性質(zhì)，干燥過(guò)程機(jī)理、干燥曲線和干燥運(yùn)率曲線、

恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算;

（4）干燥器簡(jiǎn)介。

（二）教學(xué)要求

了解以空氣作為干燥介質(zhì)去除物料中水分的干燥過(guò)程、熟練掌握濕空氣的性質(zhì)、濕度圖及其應(yīng)

用、了解干燥機(jī)理、掌握干燥過(guò)程的物理和熱量衡算、干燥速率和干燥時(shí)間的計(jì)算、了解各種干燥

設(shè)備的性能和應(yīng)用。

（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)掌握濕空氣的性質(zhì)、濕度圖及其應(yīng)用，干燥過(guò)程的物料和熱量衡算干燥速率和干燥時(shí)

間的計(jì)算；

（2）難點(diǎn)是干燥速率計(jì)算。

三、本課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)學(xué)時(shí)類(lèi)型要求支撐的課程目標(biāo)

1

2

....

注：1.“類(lèi)型”填驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等;

2.“要求”填必做、選做。

實(shí)驗(yàn)1：（實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)）

寫(xiě)明實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)及要求。

實(shí)驗(yàn)2：（實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)）

寫(xiě)明實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)及要求。

四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法

章

教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配

（按序填寫(xiě)）

主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)

課堂實(shí)上課程小

教學(xué)驗(yàn)機(jī)實(shí)踐計(jì)

緒論21講授法1

講授法、討論法、研

第一章10121、2、3、4

究型教學(xué)方法

講授法、討論法、研

第二章441、2、3、4

究型教學(xué)方法

講授法、討論法、研

第三章441、2、3、4

究型教學(xué)方法

講授法、討論法、研

第四章441、2、3、4

究型教學(xué)方法

第五章44講授法1、2、3、4

第六章44講授法1、2、3、4

合計(jì)3232

注：1.課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格;

2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問(wèn)題、項(xiàng)目、案例等教

學(xué)方法）等。

五、課程考核

考核形式考核要求考核權(quán)重備注

以隨機(jī)的形式，在每章內(nèi)容進(jìn)行中進(jìn)行隨堂提

問(wèn)，主要考核學(xué)生課堂的聽(tīng)課效果和課后及時(shí)

點(diǎn)名及課堂表現(xiàn)10%

復(fù)習(xí)消化本章知識(shí)的能力，結(jié)合平時(shí)的隨機(jī)點(diǎn)

名，最后按10%計(jì)入課程總成績(jī)。

課后每章完成相應(yīng)習(xí)題，主要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)

平時(shí)作業(yè)課知雙點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計(jì)算全部20%

作業(yè)的平均成績(jī)?cè)侔?0%計(jì)入總成績(jī)。

試卷題型可包括填空題、名詞解釋題、問(wèn)答題、

期末考試計(jì)算題及綜合分析等類(lèi)型。根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算70%

得分并以卷面成績(jī)的70%計(jì)入課程息成績(jī)。

注：1.分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫(xiě)上表。

2.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小

論文、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和作品等。

3.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開(kāi)卷、閉卷）、項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求等。

4.考