40613061化工原理

40613051、40613061《化工原理(Ⅰ)(Ⅱ)》英文课名：ChemicalEngineering学时：120学时学分：8学分先修课程：《高等数学》、《物理》、《物理化学》适用专业：化学工程与工艺、高分子材料与工程一、总论(一)课程性质化工原理课是化工类及相关专业技术基础的主干，它是在学生学完数学、物理、物理化学等理论基础课的基础上，综合运用上述基础知识，分析和解决化工类生产中各种物理过程（单元操作）问题的工程学科，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。(二)开课目的与任务本课程以动量传递、热量传递与质量传递基本理论为主线，论述了流体流动与输送、液体搅拌、颗粒的沉降与分离、过滤分离、固体流态化技术、传热过程与设备、蒸发、气体吸收、液体精馏、液—液萃取、固体干燥等操作的研究方法，主要是理论解析法，对复杂问题在理论指导下借助实验研究，以利于学生对化工单元操作基本内容的理解与掌握。本课程强调工程观点、定量计算、实验技能和设计能力的训练，强调理论与实践的结合，培养分析问题、解决问题的能力。(三)课程教学重点、难点、手段、方法等有关说明本课程由前述之“单元操作”构成。以动量传递、热量传递、质量传递为主线，重点讨论各单元操作过程原理、计算方法、设备结构。研究方法论是本课程难点。本课程的教学环节有讲课、课程设计、实验、下厂实习等（后三项另外设课）。讲课在各教学环节中起主导作用，课堂教学应带动其它各教学环节。二、课程内容及其学时分配、教学要求(一)总体安排上册教学计划总学时64学时，下册为56学时，教材内容分为课堂讲授、学生自学和学生选读三部分，其中课堂讲授部分作为基本要求内容，由教师在教学计划内进行课堂教学；学生自学部分作为一般要求内容，由学生在教师指导下进行自学；选读部分学生根据自己的兴趣及能力，进行课外选读。本大纲所列为讲授内容，自学，选学内容由教师在课堂布置。(二)授课安排第一章流体流动一、流体静止的基本方程流体的密度、比重、重度；流体静压力；流体及静力学基本方程；基本方程的应用；液柱压差计。二、流体流动的基本方程流体流动的流量与流速；定态流动与非定态流动；流体流动的质量衡算；流体流动的总能量衡算；流体流动的机械能衡算及其应用。三、流体的流动现象粘度；流动形态；管内层流与湍流的比较；层流内层；层流特征和管内速度分布；湍流特征和管内速度分布。四、管内流动阻力阻力损失计算式；层流摩擦阻力；湍流摩擦阻力；因次分析；ë—Re的关系曲线与关联式；非圆形管内的流动阻力；局部阻力。五、管路计算简单管路；复杂管路；管路计算要点。六、流量测量测速管；孔板流量计；文丘里流量计；转子流量计。第二章流体输送一、离心泵工作原理及主要部件；气缚现象；主要性能参数与性能曲线；影响泵性能的因素；气蚀现象与安装高度；泵的选用；流量调节方法。二、其它类型化工用泵三、通风机与压缩机离心式通风机；鼓风机；压缩机；真空泵。第三章液体搅拌(简介)第四章流体通过颗粒床层流动一、颗粒床层特性；流体通过颗粒床层压降；颗粒床层简化模型二、过滤过滤操作及典型过滤设备；过滤基本方程；恒压与恒速过滤方程；过滤常数的测定；滤饼的洗涤；过滤机生产能力的计算；板框式过滤机的构造与操作；转筒真空过滤机的构造与操作。第五章颗粒的沉降与流态化一、沉降沉降运动的特征；颗粒运动阻力与阻力系数；重力沉降速度；降尘室；离心沉降速度；离心沉降设备。二、固体流态化技术第六章传热一、概述传热在化工生产中的应用；传热的三种基本方式。二、热传导温度场；温度梯度；付立叶定律；导热系数；定态传热与非定态传热；平壁与圆筒壁的定态热传导。三、对流传热对流传热机理，牛顿冷却定律，传热系数及其主要影响因素；对流传热系数关联式。四、辐射传热基本概念和定律；两固体间的辐射传热；对流和辐射的联合传热。五、传热计算总传热速率方程式；总传热系数；热负荷；平均传热温度差；污垢热阻；增大总传热系数的途径。六、传热效率与传热单元数七、换热器的类型及典型换热设备的结构；列管式换热器的选用与设计计算；换热器的强化第七章蒸发一、蒸发器的型式典型蒸发器的结构与特点；蒸发器的选型。二、单效蒸发物料与热量衡算；溶液的沸点和温度差损失；总传热系数；传热面积的计算。三、蒸发器的生产能力和生产强度四、多效蒸发的操作流程五、多效蒸发与单效蒸发的比较六、多效蒸发中效数的限制第八章吸收一、概述吸收过程特征；应用与分类。二、吸收过程的相平衡关系相组成的表示方法；气体在液体中的溶解度、相律及其应用；相平衡关系和平衡曲线；吸收剂的选择。三、传质机理与速率均相混合物的分离与相际传质过程；分子扩散与费克定律；气相中的稳定分子扩散；液相中的单向分子扩散；扩散系数；对流传质扩散；吸收过程的机理；吸收速率方程式及其应用。四、吸收塔的计算吸收设备简介；物料衡算与操作线方程式；吸收剂用量的确定；最小液气比；实际液气比。五、吸收系数吸收系数六、脱吸脱吸七、其它条件下的吸收非等温吸收；多组分吸收；化学吸收。第九章蒸馏一、概述传质与分离过程；蒸馏过程的特征与分类。二、二元理想溶液的汽液平衡拉乌尔定律与相律；二元物系汽液平衡；相图、泡点和露点；相平衡曲线；相对挥发度。三、蒸馏方式平衡蒸馏；简单蒸馏；精馏原理和流程。四、二元物系连续精馏计算精馏过程：流程、精馏段、提馏段；工艺计算的主要内容；理论板概念和恒摩尔流假定；物料衡算与操作线方程；进料热况对操作的影响；理论板数的确定；回流比的选择；实际板数和填料层高度；连续精馏装置的热量衡算。五、其它蒸馏方式间歇蒸馏；恒沸蒸馏与萃取蒸馏。六、多元蒸馏基本概念与流程的选择；多元物系的汽液平衡；关键组分；物料衡算；捷算法求理论板数。第十章气液传质设备一、概述传质设备简介与分类二、板式塔板式塔的主要类型与特点；水力学性能；负荷性能图；板效率；设计要领。三、填料塔填料塔与填料；水力学性能与传质性能；设计指标；板式塔与填料塔的比较。第十一章液液萃取一、概述萃取定义、方法及操作流程二、萃取过程的相图三角形相图；萃取过程与三角形相图上的表达；萃取过程在直角坐标上相平衡关系的表达。三、萃取剂的选择萃取剂的选择四、萃取理论级的概念；单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取；连续接触逆流萃取。五、萃取设备逐级接触式萃取设备；微分接触式液液传质设备。第十二章其它分离方法一、结晶结晶的基本原理；工业结晶方法与设备结晶过程计算。二、膜分离膜材料与分离膜；膜组件；膜传递现象。第十三章、第十四章热质同时传递、干燥一、概述过程特点与分类；对流干燥与过程进行的必要条件。二、湿空气的性质与湿度图湿空气的性质；湿度图及其应用。三、干燥过程的物料衡算及热量衡算四、干燥速率与干燥时间物料中所含水分的性质；干燥曲线；干燥速率曲线；恒定条件下干燥时间的计算；干燥器。内容学时内容学时绪论2气体吸收16流体流动18液体蒸馏14流体输送8气液传质设备6液体搅拌2液液萃取6流体通过颗粒床层流动10其它分离方法4颗粒的沉降与流态化4热质同时传递、干燥10传热18蒸发2合计6456每章安排2-4学时习题课与讨论课，讨论课(一)《化工原理》，陈敏等编，化学工业出版社，2000(二)1.《化工原理》，谭天恩等编，化学工业出版社，20002.《化工原理》，姚瑛等编，天津大学出版社，20003.《化工原理》，王国栋，李然等编，吉林人民出版社，19954.《化工原理例题与习题》，姚瑛等编，天津大学出版社，2000本课程总成绩由平时20%与期末成绩80%构成，平时成绩由作业，课堂讨论，期中测验及出勤40613071《化工原理实验(Ⅰ)》英文课名：ExperimentofChemicalEngineering(Ⅰ)31学时2学分《电工基础》、《高等数学》〖ZK)〗程、制药工程、环境工程、生物工程、食品科学与工程等。“素质教育”要求，以培养面向21世纪具有一定创新能力的人才为目标。化工原理实验主要包括：基本实验教学型、实验提高型，研究创新型实验，属于化学工程及相近专业必修实践型课程，是化工原理课程的重要组成部分。思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。学研究能力，引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控原理等理论知识，分析和设计化工过程单元操作并独立完成实验，掌握先进的测量手段和计算机控制技术及计算机在化工原理实验教学中的应用，进而全面提高学生的创新能力和综合素质。3-4人一组，要求学生在实验前预习，做好记录表格，教师提问检查预习情况，实验中注意安全、认真操作，做好原始记录，课后一周内完成实验报告。(一)教材杜长海等编，吉林大学出版社，2002(二)主要参考书1，冯亚云主编，化学工业出版社，200021994319944理实验室编，2000四、实验考核办法及成绩评定绩百分制。的质量、考试成绩和设计研究性实验成绩综合评定，其比率为：一般平时成绩占总成绩的70%，期末考试占总成绩的20%，课外实践、选做设计研究型实验占总成绩的10%，按学生成绩评定办法给出，最终成绩分级为：优、良、中、及、不及。上课，再利用计算机仿真系统进行模拟实验，然后进行实际操作实验，最后回到微机室进行实实验理论(10学时)概述：05实验误差的估算与分析：15实验设计方法：30实验参数测量方法：30实验数据处理：30实验课：21(1)掌握流体流动中各种能量的概念及其相互转化(2)掌握流体流动形态，学会Re的测定与计算，学(3)熟悉离心泵的构造、实验操作及有关仪表的使用方法，测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线，熟悉离心泵的串并联操作及计算机数据采(4)以水为工作流体测定流体流经光滑管、粗糙管、变径管的摩擦阻力及流体经过弯头、突然扩大和突然缩小等局部摩擦阻力，确定摩擦系数()与雷诺准数(Re)(5)流量计校核实验(Ⅰ、Ⅱ)掌握文丘里、孔板流量计性能与标定、测定流量计流量系数，并绘制C-Re之间关系曲线，流量(6)利用正交试验法设计实验并测定恒压过滤方程式中常数K、qe、瑾璭，计算最终过滤速率、(7)单相搅拌功率曲线的测定及变化规律，混合速率的测定及变化规律；多相搅拌功率曲线的测定〖HT5”SS〗〖BG(!XDF〗〖BHDFG3，FK2，K6*2ZQ，K2，K5，K2，K3F〗1实验理论课10实验理论必修2柏努利方程实验20验证性实验必修3-53雷诺实验10验证性实验必修3-44离心泵性能实验40综合性实验必修3-45流体阻力实验40综合性实验必修3-4〖BHDG6，K17*2，K3F〗〖ZB(〗〖BHDG3，FK2，K6*2ZQ0，K2，K5，K2〗6流量计校核实验(Ⅰ、Ⅱ)30〖〗验证性实验必修7[HJ0]正交实验法在过滤研究中的应用40设计型实验必修〖ZB)〗3-43-4[HJ]〖BHDG2，FK2，K6*2，K2，K5，K2，K3F〗8搅拌实验30设计性实验必修3-4合计3140613041《化工原理实验(Ⅱ)》Experimentofchemicalengineering(Ⅱ)17学时1学分工基础》、《化工原理》(下册)程、制药工程、环境工程、生物工程、食品科学与工程等起的作用“素质教育”要求，以培养面向21世纪具有一定创新能力的人才为目标。化工原理实验主要包括：基本实验教学型、实验提高型，研究创新型实验，属于化学工程及相近专业必修实践型课程，是化工原理课程的重要组成部分。思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。学研究能力，引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控原理等理论知识，分析和设计化工过程单元操作并独立完成实验，掌握先进的测量手段和计算机控制技术及计算机在化工原理实验教学中的应用，进而全面提高学生的创新能力和综合素质。实验每3-4人一组，要求学生在实验前预习，做好记录表格，教师提问检查预习情况，实验中注意安全、认真操作，做好原始记录，课后一周内完成实验报告。(一)教材杜长海等编，吉林大学出版社，2002〖BFQ(二)主要参考书1业出版社，200021994319944理实验室编，2000绩百分制。的质量、考试成绩和设计研究性实验成绩综合