化工基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

化工基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程編號(hào)：095024,095025課程名稱：化工基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)/學(xué)分：(64+48)/(4+3)適用專業(yè)：化學(xué)先修課程：高等數(shù)學(xué)，普通物理，物理化學(xué)開(kāi)設(shè)系或教研室：化學(xué)化工系一、課程的性質(zhì)與任務(wù)1．課程性質(zhì)：化學(xué)工程基礎(chǔ)是工程技術(shù)的一個(gè)分支，是一門探討化工生產(chǎn)過(guò)程的基本規(guī)律、并應(yīng)用這些規(guī)律解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科。2．課程任務(wù)：使學(xué)生理解化學(xué)工程規(guī)律在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，獲得化工計(jì)算及設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)化工操作中各種問(wèn)題的能力，以便在化工生產(chǎn)、科研和設(shè)計(jì)工作中達(dá)到強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備生產(chǎn)能力和效率、降低設(shè)備投資及產(chǎn)品成本、節(jié)能、防止污染及加速新技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面的目的。二、課程教學(xué)基本要求化學(xué)工程基礎(chǔ)是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，課堂教學(xué)采用多媒體方式，盡量系統(tǒng)而清晰地講授重要單元操作的基本原理、典型設(shè)備及計(jì)算方法，同時(shí)配合一定的教學(xué)模型、實(shí)驗(yàn)等，做到理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生將掌握的知識(shí)向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化；培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生用工程技術(shù)的觀點(diǎn)和方法研究應(yīng)用科學(xué)、尤其是科技開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)的問(wèn)題。本課程課堂教學(xué)54學(xué)時(shí)，習(xí)題討論課10學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)48學(xué)時(shí)，閉卷考試?？己朔绞綖椋嚎偝煽?jī)=期末考試（90%）+平時(shí)成績(jī)（10%）三、課程教學(xué)內(nèi)容（一）化學(xué)工業(yè)與化學(xué)工程1．化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)、特點(diǎn)及分類；2.化工生產(chǎn)工藝及流程；※3.實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)生產(chǎn)的差別。（二）流體流動(dòng)與輸送1.密度、壓強(qiáng)、流量和流速、粘度、動(dòng)量傳遞、流動(dòng)邊界層等基本概念；2.流體靜力學(xué)方程式、流體動(dòng)力學(xué)方程及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，簡(jiǎn)單管路的計(jì)算；※3.流體輸送設(shè)備的原理及結(jié)構(gòu)；4.量綱分析方法。（三）傳熱過(guò)程

1.付立葉定律、單層和多層平壁及圓筒壁的定常態(tài)熱傳導(dǎo)；※2.牛頓冷卻定律、有效膜的概念、量綱分析法求傳熱膜系數(shù)α；3.熱交換計(jì)算、傳熱系數(shù)、傳熱平均溫度差；※4.輻射傳熱的基本知識(shí)；5.常見(jiàn)和新型間壁式熱交換器，紅外和微波加熱技術(shù)。（四）傳質(zhì)過(guò)程

1.分子擴(kuò)散；2.雙膜理論?！ㄎ澹┚s

1.氣液平衡相圖，氣液平衡線方程；2.精餾原理和流程；精餾段、提餾段及全塔物料衡算；加料板的物料衡算和熱量衡算；逐板計(jì)算法、圖解法和簡(jiǎn)捷法求理論塔板數(shù)；最小回流比和適宜回流比；塔板效率；※3.間歇精餾、多組分精餾，共沸精餾和萃取精餾；4.填料塔、泡罩塔、篩板塔和浮閥塔。（六）吸收1.氣體在液體中溶解度、亨利定律、相平衡與吸收和解吸的關(guān)系；雙膜理論、相間傳質(zhì)速率方程、總傳質(zhì)系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)；※2.吸收過(guò)程機(jī)理；吸收速率方程式；3.填料吸收塔的計(jì)算：吸收劑用量和填料層高度的計(jì)算；※4.填料塔及其流體力學(xué)性能和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。（七）新型分離技術(shù)

1.反滲透，超濾，電滲析，氣體膜分離，液膜分離。

2.超臨界萃取，反應(yīng)精餾，反應(yīng)萃取，變壓吸附。（八）化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)基本原理

1.反應(yīng)進(jìn)度，轉(zhuǎn)化率，收率和選擇性2.氣相反應(yīng)的膨脹因子，總物質(zhì)的量發(fā)生變化的氣相反應(yīng)速率方程?！?.停留時(shí)間分布函數(shù)的概念，停留時(shí)間分布函數(shù)的測(cè)定，停留時(shí)間分布函數(shù)的數(shù)字特征，幾種流動(dòng)模型的停留時(shí)間分布函數(shù)?！ň牛┚喾磻?yīng)過(guò)程

1.間歇操作反應(yīng)器計(jì)算，連續(xù)操作管式反應(yīng)器計(jì)算，連續(xù)釜式反應(yīng)器計(jì)算，混合狀態(tài)對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響，多釜串聯(lián)反應(yīng)器的計(jì)算?！?.簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程優(yōu)化，平行反應(yīng)、串聯(lián)反應(yīng)過(guò)程優(yōu)化。（十）氣—固相催化反應(yīng)過(guò)程

1.表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，外、內(nèi)擴(kuò)散的影響。

2.絕熱反應(yīng)器，換熱反應(yīng)器，絕熱反應(yīng)器計(jì)算。流化床反應(yīng)器?！?/p>

3.最佳溫度和平衡溫度，最佳溫度分布的實(shí)施。※

4.生熱曲線，去熱曲線，反應(yīng)器熱穩(wěn)定性判據(jù)，工業(yè)生產(chǎn)上保證熱穩(wěn)定性的措施。（十一）生化反應(yīng)器1.生物和酶催化反應(yīng)的特點(diǎn)，酶的分類和用途；2.酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，影響酶催化反應(yīng)的因素，生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；※3.生化反應(yīng)器類型，生化反應(yīng)器計(jì)算。四、學(xué)時(shí)分配表章節(jié)主要內(nèi)容課時(shí)備注（一）化學(xué)工業(yè)與化學(xué)工程2（二）流體流動(dòng)與輸送10（三）傳熱過(guò)程6（四）傳質(zhì)過(guò)程2（五）精餾8（六）吸收6（七）新型分離技術(shù)6（八）化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)基本原理8（九）均相反應(yīng)過(guò)程4（十）氣固相催化反應(yīng)過(guò)程6（十一）生化反應(yīng)器6合計(jì)64五、教材及參考書(shū)教材：《化學(xué)工程基礎(chǔ)》．武漢大學(xué)．高等教育出版社，2005教學(xué)參考書(shū)：1.《化工原理》(上、下冊(cè))．陳敏恒．第二版．化學(xué)工業(yè)出版社，19992.《化工原理》(上、下冊(cè))．譚天恩.第二版.化學(xué)工業(yè)出版社，19983．《化學(xué)工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》.楊國(guó)泰，楊繼紅.化學(xué)工業(yè)出版社，20034.《化學(xué)工程基礎(chǔ)》．北京大學(xué)