化工原理B教學(xué)大綱

1、化工原理(B)課程教學(xué)大綱一、課程名稱化工原理二、課程英文名Principles of Chemical Engineering三、課程編碼050103114四、課程類別技術(shù)基礎(chǔ)課五、學(xué)時(shí)數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)、開課學(xué)期120學(xué)時(shí)；6學(xué)分；第五、六學(xué)期六、適用專業(yè)過程裝備與控制工程、生物工程七、編制者高智，副教授八、編制日期2005年9月九、課程的目的與任務(wù)化工原理課程是化學(xué)工程、化工工藝及相近專業(yè)的一門主干課程，是學(xué)生在具備了必要的高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)之后所必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門工程學(xué)科的課程。本課程的目的是使學(xué)生掌握研究化工生產(chǎn)中各種單元操作的基本原理，過程設(shè)備和計(jì)算方法。培養(yǎng)學(xué)生具

2、有運(yùn)用課程有關(guān)理論來分析和解決化工生產(chǎn)過程中常見實(shí)際問題的能力，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。本課程的任務(wù)是要求學(xué)生熟練掌握最基本的單元操作的基本概念和基礎(chǔ)理論，對(duì)單元過程的典型設(shè)備具備基礎(chǔ)的判斷和選擇能力；掌握本大綱所要求的單元操作的基本計(jì)算方法，常見過程的計(jì)算和典型設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算或選型；熟悉運(yùn)用過程的基本原理，根據(jù)生產(chǎn)上的具體要求，對(duì)各單元操作進(jìn)行調(diào)節(jié)；在了解化工生產(chǎn)中各單元操作中的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，能夠提出強(qiáng)化和改進(jìn)過程的措施。十、本課程與其它課程的關(guān)系本課程是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用先修課程的基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種單元操作問題的工程學(xué)科，

3、是基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)課程、理論到工程過渡的橋梁課程之一，并與化工工藝計(jì)算、化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)、化工儀表自動(dòng)化等課程共同構(gòu)成一個(gè)完整的化工過程的知識(shí)體系，為化工分離工程、化工工藝學(xué)等課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。十一、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配教學(xué)課時(shí)分配序號(hào)章節(jié)內(nèi)容講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)其它實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)機(jī)動(dòng)1緒論一、化學(xué)工程學(xué)科的進(jìn)展二、化工原理課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù)22第一章 流體流動(dòng)第一節(jié) 流體的物理性質(zhì)第二節(jié) 流體靜力學(xué)基本方程式第三節(jié) 流體流動(dòng)的基本概念第四節(jié) 流體流動(dòng)的總衡算方程第五節(jié) 流體流動(dòng)阻力的計(jì)算第六節(jié) 管路計(jì)算第七節(jié) 流量測(cè)量1663第二章 非均相物系的機(jī)械分離第一節(jié) 顆粒及顆粒床層的特性第二節(jié) 重力

4、沉降第三節(jié) 離心沉降第四節(jié) 過濾第五節(jié) 離心機(jī)第六節(jié) 固體流態(tài)化簡(jiǎn)介1014第三章 傳熱第一節(jié) 概述第二節(jié) 熱傳導(dǎo)第三節(jié) 對(duì)流傳熱第四節(jié) 輻射傳熱第五節(jié) 換熱器第六節(jié) 傳熱過程的計(jì)算1545第四章 蒸發(fā)第一節(jié) 概述第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備第三節(jié) 單效蒸發(fā)第四節(jié) 多效蒸發(fā)第五節(jié) 蒸發(fā)器的工藝設(shè)計(jì)106第五章 蒸餾第一節(jié) 概述第二節(jié) 雙組分溶液的汽液平衡關(guān)系第三節(jié) 平衡蒸餾和簡(jiǎn)單蒸餾第四節(jié) 精餾原理和流程第五節(jié) 雙組分連續(xù)精餾過程的計(jì)算第六節(jié) 間歇精餾第七節(jié) 特殊精餾1447第六章 吸收第一節(jié) 概述第二節(jié) 吸收過程的氣液平衡關(guān)系第三節(jié) 吸收過程的機(jī)理第四節(jié) 吸收速率方程式第五節(jié) 吸收過程的計(jì)算第六節(jié) 吸收

5、系數(shù)第七節(jié) 解吸及其它吸收簡(jiǎn)介1448第七章 氣液傳質(zhì)設(shè)備第一節(jié) 板式塔第二節(jié) 填料塔619第八章 固體物料的干燥第一節(jié) 概述第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì)及其濕度圖第三節(jié) 干燥過程的物料衡算和熱量衡算第四節(jié) 固體物料在干燥過程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系第五節(jié) 干燥器103合計(jì)9723十二、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)與教學(xué)進(jìn)度安排緒論（2學(xué)時(shí)）了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)和內(nèi)容，了解化學(xué)工程學(xué)科的形成、發(fā)展和研究階段。1、主要內(nèi)容：一、化學(xué)工程學(xué)科的進(jìn)展二、化工原理課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù)第一章 流體流動(dòng)（16學(xué)時(shí)）掌握流體流動(dòng)的基本概念，流體的物理性質(zhì)，流體靜力學(xué)基本方程式、連續(xù)性方程式、柏努利方程式、管路阻力計(jì)

6、算方程式及其應(yīng)用，掌握流體流動(dòng)規(guī)律在管路計(jì)算、流量測(cè)量中的具體應(yīng)用。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 流體的物理性質(zhì)第二節(jié) 流體靜力學(xué)基本方程式第三節(jié) 流體流動(dòng)的基本概念第四節(jié) 流體流動(dòng)的總衡算方程第五節(jié) 流體流動(dòng)阻力的計(jì)算第六節(jié) 管路計(jì)算第七節(jié) 流量測(cè)量2、本章重點(diǎn)：流動(dòng)操作參數(shù)，流動(dòng)類型，流體靜力學(xué)基本方程式、柏努利方程式、管路阻力計(jì)算方程式所反映的基本規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用，管路計(jì)算、流量的測(cè)量。3、本章難點(diǎn)：阻力系數(shù)的計(jì)算，動(dòng)量衡算，邊界層的概念。第二章 非均相物系的機(jī)械分離（10學(xué)時(shí)）掌握固體顆粒及顆粒床層的特性，重力沉降的計(jì)算及設(shè)備，過濾的基本概念、恒壓過濾過程的計(jì)算、過濾設(shè)備，了解離心沉降的基本概

7、念、計(jì)算及其離心沉降和離心過濾設(shè)備。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 顆粒及顆粒床層的特性第二節(jié) 重力沉降第三節(jié) 離心沉降第四節(jié) 過濾第五節(jié) 離心機(jī)第六節(jié) 固體流態(tài)化簡(jiǎn)介2、本章重點(diǎn)：重力沉降速度的計(jì)算，降塵室的計(jì)算；恒壓過濾方程式的應(yīng)用，板框過濾機(jī)和轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的構(gòu)造、操作原理及其計(jì)算，過濾機(jī)的生產(chǎn)能力。3、本章難點(diǎn)：過濾基本方程式的推導(dǎo)，過濾常數(shù)，旋風(fēng)分離器的操作及性能，固體流態(tài)化。第三章 傳熱（15學(xué)時(shí)）掌握三種基本傳熱方式的特點(diǎn)、傳熱過程的計(jì)算、影響傳熱過程的因素，列管式換熱器的類型、結(jié)構(gòu)和選用計(jì)算，總傳熱速率方程式的應(yīng)用，傳熱過程的強(qiáng)化途徑。了解傳熱單元數(shù)法。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 概述第二節(jié)

8、熱傳導(dǎo)第三節(jié) 對(duì)流傳熱第四節(jié) 輻射傳熱第五節(jié) 換熱器第六節(jié) 傳熱過程的計(jì)算2、本章重點(diǎn)：熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射傳熱的基本概念及其計(jì)算，總傳熱速率方程式中總傳熱系數(shù)、平均溫度差的計(jì)算及其方程式的應(yīng)用，傳熱過程的影響因素及其強(qiáng)化途徑，列管式換熱器的類型、結(jié)構(gòu)和選型計(jì)算。3、本章難點(diǎn)：對(duì)流傳熱過程的分析及其對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，傳熱效率和傳熱單元數(shù)法。第四章 蒸發(fā)（10學(xué)時(shí)）掌握蒸發(fā)過程的特點(diǎn)，單效蒸發(fā)過程的計(jì)算，典型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其應(yīng)用，多效蒸發(fā)的流程、特點(diǎn)；了解多效蒸發(fā)過程的計(jì)算，單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)的比較，蒸發(fā)器的工藝設(shè)計(jì)。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 概述第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備第三節(jié) 單效蒸發(fā)第四節(jié) 多

9、效蒸發(fā)第五節(jié) 蒸發(fā)器的工藝設(shè)計(jì)2、本章重點(diǎn)：蒸發(fā)過程的特點(diǎn)和應(yīng)用，單效蒸發(fā)過程的物料和熱量衡算，典型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其應(yīng)用，多效蒸發(fā)的流程，單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)的比較，蒸發(fā)器的工藝設(shè)計(jì)。3、本章難點(diǎn)：蒸發(fā)過程沸點(diǎn)升高的計(jì)算，典型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，多效蒸發(fā)過程的計(jì)算，蒸發(fā)器的工藝設(shè)計(jì)。第五章 蒸餾（14學(xué)時(shí)）掌握蒸餾過程的基本概念、分類、操作原理，雙組分連續(xù)精餾過程的簡(jiǎn)化和計(jì)算，不同操作狀態(tài)、操作參數(shù)對(duì)精餾過程的影響；了解芬斯克方程和吉利蘭圖的應(yīng)用。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 概述第二節(jié) 雙組分溶液的汽液平衡關(guān)系第三節(jié) 平衡蒸餾和簡(jiǎn)單蒸餾第四節(jié) 精餾原理和流程第五節(jié) 雙組分連續(xù)精餾過程的計(jì)算第六節(jié) 間歇

10、精餾第七節(jié) 特殊精餾2、本章重點(diǎn)：精餾原理、恒摩爾流假設(shè)、理論板的概念，物料衡算和操作線方程，進(jìn)料熱狀況、回流比的影響及其選擇，圖解法、逐板計(jì)算法求解理論板層數(shù)的計(jì)算，塔板效率、塔高和塔徑的計(jì)算，連續(xù)精餾裝置的熱量衡算。3、本章難點(diǎn)：進(jìn)料熱狀況參數(shù)及其影響，最小回流比的概念和計(jì)算，精餾過程的操作型計(jì)算和調(diào)節(jié)。第六章 吸收（14學(xué)時(shí)）掌握吸收的基本概念、分類、操作原理，吸收傳質(zhì)過程的理論和吸收過程的模型及其計(jì)算。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 概述第二節(jié) 吸收過程的氣液平衡關(guān)系第三節(jié) 吸收過程的機(jī)理第四節(jié) 吸收速率方程式第五節(jié) 吸收過程的計(jì)算第六節(jié) 吸收系數(shù)第七節(jié) 解吸及其它吸收簡(jiǎn)介2、本章重點(diǎn)：氣液平衡

11、關(guān)系及應(yīng)用，總吸收系數(shù)，總吸收速率方程式，雙膜理論，吸收塔填料層高度的計(jì)算，吸收劑用量的計(jì)算。3、本章難點(diǎn)：物質(zhì)傳遞機(jī)理，最小吸收劑用量的概念和計(jì)算，吸收系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式。第七章 氣液傳質(zhì)設(shè)備（6學(xué)時(shí)）掌握板式塔和填料塔的類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，板式塔和填料塔內(nèi)的流體力學(xué)性能，板式塔和填料塔的設(shè)計(jì)程序。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 板式塔第二節(jié) 填料塔2、本章重點(diǎn)：板式塔和填料塔的類型、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)性能，板式塔和填料塔的設(shè)計(jì)，板式塔和填料塔的比較。3、本章難點(diǎn)：塔板負(fù)荷性能圖，板式塔和填料塔的操作特性。第八章 固體物料的干燥（10學(xué)時(shí)）了解固體物料去濕的方法及其干燥的分類；掌握濕空氣的主要參數(shù)和濕度圖，濕

12、物料中所含水分的劃分，物料衡算，熱量衡算，物料干燥時(shí)間的計(jì)算，干燥器的主要型式及其特點(diǎn)。1、主要內(nèi)容：第一節(jié) 概述第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì)及其濕度圖第三節(jié) 干燥過程的物料衡算和熱量衡算第四節(jié) 固體物料在干燥過程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系第五節(jié) 干燥器2、本章重點(diǎn)：H-I圖的應(yīng)用，濕空氣在干燥過程狀態(tài)的變化，干燥過程的物熱衡算，干燥速率的定義及其干燥速率曲線，恒速和降速干燥階段干燥時(shí)間的計(jì)算，常用干燥器的型式及其應(yīng)用。3、本章難點(diǎn)：濕空氣狀態(tài)點(diǎn)的確定（包括等焓和非等焓干燥過程），濕物料平衡水分與自由水分、結(jié)合水分與非結(jié)合水分、臨界水分的概念，影響恒速干燥和降速干燥的因素。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)安排實(shí)驗(yàn)一 雷諾實(shí)驗(yàn)（1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)二 能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)（1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)三 單相流體阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)四 板框過濾機(jī)演示實(shí)驗(yàn)（1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)五 傳熱實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)六 精餾實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)七 二氧化碳吸收填料塔實(shí)驗(yàn)(4學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)八 塔設(shè)備實(shí)驗(yàn)（1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)九 干燥實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）十三、課程考核方式閉卷考試十四、建議教材與教學(xué)參考書1、建議教材1