绪论教案12

一、教学课题：绪论化工原理基本知识二、教学目的：了解《化工原理》这门课程的性质、作用、任务，使学生对《化工原理》有一个感性的认知，激发学生对这门课程的学习兴趣，培养学生的探索精神及实事求是的科学态度。使学生通过对课程性质的了解，把基础课程的学习思维逐步转移到对专业技术课程的学习上，在经济效益观点的指导下建立起“工程”观念。三、课时：2h，第1次第6周10.8日星期一C24（1.2节）第1次第6周10.9日星期二C23（5.6节）四、课型：新课五、教具：白板笔、多媒体、教鞭六、教学重点：单元操作的概念，《化工原理》化工过程与单元操作,物料衡算、能量衡算、过程平衡和过程传递速率的概念以及物料衡算和能量衡算的方法及步骤教学难点：物料衡算、能量衡算、过程平衡和过程传递速率的概念以及物料衡算和能量衡算的方法及步骤七、教学方法和手段：主要以讲授为主，图表教学为辅。八、主要内容：导入：设计：同学们大家上午好，首先欢迎同学们从四面八方来到泰格职院，你们从近400名学生中脱颖而出，成为今天在座的佼佼者，用一个成语来形容那就是：群英荟翠，没错，我的名字也沾大家的光，我叫肖群英。由于我是从生产一线走向讲台，深刻体会到实际操作中学会发现问题处理问题才是同学们以后工作的关键，所以我对自己的要求是能尽最大努力把最实际的最可行的东西教给你们，对你们学习的要求就是希望你们能“化繁为简，化难为易”。所谓万变不离其中，只要你们做好预习、上课听讲、复习这3关，我相信大家一个学期后一定能学有所成、学有所用。好的，言归正传，我想先请同学们看一组咱们工厂图片：通过咱们公司这些工厂图片，大家可以看出来，这些密密麻麻的管线、这些塔以及底下这些化学器等等，那么这些东西这些槽罐、化学器、塔、管线，如果说我们外行人一看觉得眼花缭乱，不知道这些是干什么用的，但是如果说我们学了化工原理，把这些设备一个一个把它分解开来，就变成了数个单元操作，那么化工原理就是要解决化工厂各个单元操作。请同学们打开书，翻到绪论第一页下面我来逐项介绍：在绪论里面我给大家介绍5个方面问题：一、《化工原理》研究对象、性质及作用二、化工过程与单元操作三、本课程任务四、单元操作的4大基本关系五、单位制与单位计算（本次学习前面4个问题，下次课学习）一、化工原理的研究对象、性质及作用：1、它的研究对象：就是刚刚我们画面中所看到的就是：单元操作，同学们肯定想问：什么是单元操作呢？那么在化工工艺过程中我们把：遵循相同的基本原理，只改变物料状态（T、P等）或物理性质，不改变物料化学性质的过程，叫做单元操作。对于有化学变化的过程则叫做化学反应过程，属于化学反应工程学，不属于我们学习范畴。2、性质基础课(数学、物理及化学、化学等课程主要了解自然界普遍规律)→基础技术课（化工原理、机械设备属于工程技术学科的范畴）→专业课（制浆工艺、造纸工艺属于化工专业领域）。《化工原理》是承前启后、由理及工的桥梁，是各种化工专业课程的基础，具有工程性、应用性。无机化学分析化学有机化学物理化学应用化学高分子化学教育化工生产合成氨硫酸制造氯碱工业石油化工制糖业制漆业电镀业化学家化工专家化工原理传递过程反应工程（还有：分离工程、化工热力学、系统工程）科学实验水泥、玻璃、造纸制造业3、作用：①、学会用工程观点分析问题②、培养3大能力学会分析问题、考虑问题、解决有关问题的能力；学会查找数据、公式的能力；具备计算能力。二、化工过程与单元操作1、化工过程特征与构成：•基本环节：原料预处理过程、反应过程和反应产物后处理过程3个基本环节。•单元操作是一个物理过程。它就是使物质在组成上、状态上、能量上变化的操作。•举个大家最常见水的例子：组成上：如水的蒸发和吸湿，状态上：水变成了冰或水蒸气，能量上：把水加压增大能量。2、单元操作的研究内容与分类：回到刚刚我们所看到的工厂图片，这门课程主要研究各单元操作（大到工厂小到车间、工段）的基本原理、计算方法及设备的设计、操作与选型等•单元操作：遵循相同的基本原理，只改变物料物理状态（T、P等）或物理性质，不改变物料化学性质的过程。简单说单元操作就是一个物理过程。它就是使物质在组成上、状态上、能量上变化的操作。单元操作过程举例说明：如由乙烯到聚乙烯成品制备•根据单元操作的目的分类：•①物料加压减压、输送；•②物料的混合；•③非均相物料的分离；（非均相即两种或两种以上状态混合在一起如油和水）•④物料的加热与冷却；•⑤均相物质的分离•①②③为动能传递过程，④为热量传递过程，⑤为质量传递过程。根据各单元操作所遵循的基本规律，（理论上应用）可将单元操作划分为3类（即三传）：•动量传递过程流体输送，沉降，过滤，固体流态化等•热量传递过程加热，冷却，冷凝，蒸发等•物质传递过程蒸馏，吸收，萃取，结晶，干燥，膜分离等•我们的《化工原理》（上册）以动量传递和热量传递的基本理论为主线，常温、常压乙烯压缩机预热器反应器分离器粒化器常温、150MPa高压聚乙烯成品200°C、150MPa都是我们需要学习范畴，而（下册）主要讨论传质过程的基本原理、计算方法、设备的结构与选型等。由于课时安排，除了干燥这一章在制浆造纸中对我们有一定实际意义，其他章节同学们自己看看书了解则可。三、本课程任务与如何学好本课程1、本课程任务综合为3个字，选、算、用。选：过程与设备的选择即根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指定物系的特性，经济而有效地满足工艺的要求。算：有关参数的计算即进行过程的计算和设备的设计。用：如何操作和调节以适应生产的要求，在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。2、如何学好本课程1、学会用工程观点分析问题建立工程概念即具备工程观点：在理论上的可能性、在技术上的可行性，在经济上的合理性（是核心），在生产上的安全性。2、培养3大能力①学会分析的能力，考虑问题、解决有关单元操作问题的能力；②学会查找数据、公式的能力，数据来源包括查图表、手册、做实验测试、工程计算；③具备计算能力，即物理量=数字×单位。好的，同学们，这堂课我给大家简单介绍关于《化工原理》绪论的4个问题，让大家对这门技术基础课程的基本了解，还有2分钟大家可以预习下节课所要学习《化工原理》的4大关系即物料衡算、能量衡算、平衡、速率4大关系是什么。四、单元操作的4大基本关系：1、物料衡算2、能量衡算3、平衡关系4、速率关系1、物料衡算：根据质量守恒定律，任何一个化工生产过程F=d+AF──输入物料质量的总和，kgd──输出物料质量的总和，kgA──积累在过程中的物料质量，kg此式是物料衡算的通式，可对总物料或其中某一组成列出物料衡算式，进行求解。P6物料衡算式：进入系统的各股物流量-离开系统的各股物流量=系统中物料的积累量2、能量衡算根据能量守恒定律，在任何一个化工生产过程中，凡向该过程输入的能量必等于该过程输出的能量。在许多化工生产中所涉及的能量仅为热能，所以本课程中能量衡算简化为热量衡算：QF=QD+qQF––输入该过程的各物料带入的总热量,JQD––输出该过程的各物料带出的总热量,Jq––该过程与环境交换的总热量，当系统向环境散热时为正，称为热损,J通过热量衡算，可以了解在生产操作中热量的利用和损失情况，而在生产过程与设备设计时，利用热量衡算可以确定是需要从外界引入热量或向外界输出热量的问题。P9物流带入的焓+传入系统的热量=离开系统物流的焓+传出系统的热量+系统内部物料焓的积累量对于连续定常过程，系统内焓的积累量为零。3、平衡关系物系在自然界发生变化时，其变化必趋于一定方向，如果任其发展，结果必达到平衡关系为止。平衡状态表示的就是各种自然发生的过程可能达到的极限程度，除非影响物系的情况有变化，否则其变化的极限是不会改变的。一般平衡关系则为各种定律所表明，如热力学第二定律，拉乌尔定律等。在化工生产过程中，可以从物系平衡关系来推知其能否进行以及进行到何种程度。平衡关系也为设备尺寸的设计提供了理论依据。4、速率关系：任何一个不处于平衡状态的物系，必然发生使物系趋向平衡的过程，但过程以什么速率趋向平衡，这不决定于平衡关系，而是由多方面的因素影响的，由于对这些因素有些还不清楚，目前过程速率是近似的采用除以阻力表示。这里的过程推动力，可依据具体过程而有不同的理解，但必要的条件是物系在平衡状态时推动力必须等于零。至于过程的阻力则较为复杂，要具体情况具体分析。例题讲解：P7例0-1例0-2在物料衡算中P8有一个基本步骤进行了小结，有6个步骤，有点复杂，难以掌握与理解，在这里我给同学们总结了最主要要注意一下4点：1、确定衡算范围2、明确衡算对象3、统一计算单位4、选定计算基准P9例0-3（能量衡算，暂时自学为主，后续的学习中将强化知识）小结:1、单元操作，遵循相同的基本原理，只改变物料状态（T、P等）或物理性质，不改变物料化学性质的过程，叫做单元操作。2、根据各单元操作所遵循的基本规律，（理论上应用）可将单元操作划分为三类（即三传）：动量传递过程、热量传递过程、质量传递过程过程阻力过程推动力过程速率3、本课程任务：任务综合为3个字，选、算、用。4、什么是三传：动量传递过程、热量传递过程、质量传递过程5、4大关系即物料衡算、能量衡算、平衡、速率4大关系物料衡算式：进入系统的各股物流量-离开系统的各股物流量=系统中物料的积累量热量衡算式：物流带入的焓+传入系统的热量=离开系统物流的焓+传出系统的热量+系统内部物料焓的积累量九、作业安排P12：1、2十、教后记：1、同学们基础太差，浆纸班共92名学生中，仅35位理科生，还有一些是往届生，对物料衡算与热量衡算不甚了解，学习之后对物料衡算的步骤有点难以转变观念，对例题与作业题进行了反复讲解后，同学们才有所理解。2、开篇很重要，故对《化工原理》主要研究对象：单元操作。什么是单元操作，为什么要学习单元操作这里可以作为一个详细的展开。