《化工原理》課程教學(xué)大綱

《化工原理》課程教學(xué)大綱課程代碼：ABCL0802課程中文名稱：化工原理課程英文名稱：PrinciplesofChemicalEngineering課程性質(zhì)：必修課程學(xué)時(shí)數(shù)：72其中講課學(xué)時(shí)：64實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8學(xué)分：4.5授課對象：環(huán)境工程本課程先導(dǎo)課程：高等數(shù)學(xué)物理物理化學(xué)一、課程簡介化工原理課程主要介紹化工單元操作的基本原理、典型設(shè)備及其計(jì)算?；ぴ碚n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。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求緒論課程教學(xué)內(nèi)容：化工單元操作歷史梗概，本門課程的性質(zhì)、地位和要回答的問題。第一章流體流動課程教學(xué)內(nèi)容：流體靜力學(xué)基本方程；流體的密度及靜壓強(qiáng)，流體靜力學(xué)基本方程式及應(yīng)用；流體在管內(nèi)的流動；穩(wěn)定與不穩(wěn)定流動，連續(xù)性方程式，柏努利方程式及應(yīng)用。流體在管內(nèi)的流動阻力；牛頓粘性定律及流體的粘度，流動類型；機(jī)械能衡算和阻力損失計(jì)算；課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：流體靜力學(xué)基本方程；連續(xù)性方程式；柏努利方程式及應(yīng)用；牛頓粘性定律；機(jī)械能衡算和阻力損失計(jì)算；課程教學(xué)要求：學(xué)習(xí)流體流動的宏觀規(guī)律，理解流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握因次論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究法、阻力損失計(jì)算、流體輸送管路計(jì)算，能夠運(yùn)用流體流動原理進(jìn)行流速流量測量第二章流體輸送機(jī)械課程教學(xué)內(nèi)容：離心泵工作原理，泵的結(jié)構(gòu)，參數(shù)，選擇和操作；離心泵基本方程的應(yīng)用和離心泵安裝高度。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：離心泵工作點(diǎn)確定、管路特性曲線、離心泵安裝高度。課程教學(xué)要求：將流體力學(xué)原理應(yīng)用于工程實(shí)際；第三章非均相混合物的分離課程教學(xué)內(nèi)容：重力沉降：沉降速度、降塵室；離心沉降：慣性離心力作用下的沉降速度，旋風(fēng)分離器；過濾：恒壓過濾，過濾常數(shù)測定；課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：沉降速度以及計(jì)算；恒壓過濾以及計(jì)算課程教學(xué)要求：了解非均相混合物的分離的目的方法，沉降和過濾的基本方程以及計(jì)算。第四章傳熱課程教學(xué)內(nèi)容：傳熱的基本方式，典型的傳熱設(shè)備，穩(wěn)定與不穩(wěn)定傳熱。熱傳導(dǎo)：傅立葉定律，導(dǎo)熱系數(shù)，平壁與圓筒壁的導(dǎo)熱；對流傳熱：壁面和流體間的對流傳熱速率，熱邊界層；傳熱計(jì)算：能量衡算，總傳熱速率方程，平均溫度差，總傳熱系數(shù)，對流傳熱系數(shù)：對流傳熱系數(shù)的影響因素，流體無相變及有相變時(shí)的傳熱系數(shù)，壁溫的估算；課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：傅立葉定律，導(dǎo)熱系數(shù)，平壁與圓筒壁的導(dǎo)熱、總傳熱速率方程，平均溫度差，對流傳熱系數(shù)；課程教學(xué)要求：掌握傳熱一般規(guī)律，能分析影響傳熱的各種因素；合理選擇和設(shè)計(jì)傳熱；合理操作和調(diào)節(jié)傳熱。第五章蒸餾課程教學(xué)內(nèi)容：雙組分溶液的氣液平衡：相律，相對揮發(fā)度，兩組分氣液平衡圖；精餾原理；精餾塔和精餾操作原理；雙組分連續(xù)精餾塔的計(jì)算：理論板及恒摩爾流假定，物料衡算和操作線方程，進(jìn)料熱狀況的影響，理論板層數(shù)的求法(逐板、圖解梯級及簡捷法)，回流比的影響等；特殊精餾：恒沸精餾和萃取精餾。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：雙組分溶液的氣液平衡、精餾塔和精餾操作原理、理論板層數(shù)的求法(逐板、圖解梯級)、回流比；課程教學(xué)要求：掌握蒸餾一般規(guī)律，能分析影響蒸餾的各種因素；合理操作和調(diào)節(jié)蒸餾。第六章吸收課程教學(xué)內(nèi)容：吸收過程的相平衡關(guān)系：氣體在液體中的溶解度，亨利定律；傳質(zhì)機(jī)理及吸收速率：分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律，氣相中與液相中的穩(wěn)定分子擴(kuò)散，擴(kuò)散系數(shù)，對流擴(kuò)散，吸收機(jī)理及速率方程式；吸收塔的計(jì)算：吸收塔的物料衡算及操作線方程式，吸收劑用量，填料層高度和理論板層數(shù)的計(jì)算；課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：相平衡關(guān)系，亨利定律；分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律；操作線方程式；吸收劑用量；填料層高度和理論板層數(shù)的計(jì)算；課程教學(xué)要求：掌握吸收一般規(guī)律，能分析影響吸收的各種因素；合理選擇和設(shè)計(jì)吸收；合理操作和調(diào)節(jié)吸收。低含量氣體吸收過程數(shù)學(xué)描述和計(jì)算；擴(kuò)散與單相傳質(zhì)。第七章氣液傳質(zhì)設(shè)備課程教學(xué)內(nèi)容：板式塔：塔板類型，板式塔流體力學(xué)性能，浮閥塔設(shè)計(jì)，塔板效率；填料塔：填料，填料塔的流體力學(xué)性能及塔計(jì)算。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：板式塔流體力學(xué)性能；填料塔的流體力學(xué)性能及塔計(jì)算課程教學(xué)要求：了解氣液傳質(zhì)設(shè)備的設(shè)計(jì)意圖、結(jié)構(gòu)，熟悉氣液兩相在塔內(nèi)的流體力學(xué)狀況。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求1．雷諾準(zhǔn)數(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)判斷流型，并計(jì)算出界限2．伯努力方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)了解、掌握并驗(yàn)證驗(yàn)伯努力方程以及能量轉(zhuǎn)換形式3．氣固分離實(shí)驗(yàn)了解旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)，原理4．精餾實(shí)驗(yàn)了解精餾塔的結(jié)構(gòu)，原理四、教學(xué)方法與手段講授，計(jì)算機(jī)輔助五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配章節(jié)與內(nèi)容課時(shí)作業(yè)量備注緒論24流體流動128流體輸送機(jī)械44非均相混合物的分離66傳熱128蒸餾128吸收128氣液傳質(zhì)設(shè)備42合計(jì)6448六、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法閉卷考試2、成績評定平時(shí)成績（作業(yè)和考勤）30%考試