《化工原理AI和（II）》课程教学大纲（本科）.docx

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1、化工原理A(I)和(II)(Principles of Chemical Engineering A(I) and (II)课程代码：13410043 （I）和 13410057 （II）学 分：6学 时：96 （其中：课堂教学学时：96实验学时：0上机学时：0课程实践学 时：0）先修课程：高等数学、物理化学、普通物理、化工设备机械基础等适用专业：化学工程与工艺教 材：化工原理（上、下），陈敏恒主编，化学工业出版社，2015年第四 版。一、课程性质与课程目标（-）课程性质化工原理属于专业基础技术课程。它是以化工类型生产过程中的物理加工过程为背景，按其操作 原理的共性归纳成假设干“单元操作”进行

2、讲授。内容包括流体输送、过滤、沉降、传热、气体吸收、液 体精储、固体干燥等单元操作，基本涵盖了化工生产过程的主要环节。通过对各单元操作的讨论，掌 握过程的规律，从而对过程设备进行合理设计，使过程在有利条件下进行。化工原理用自然科学的原 理考察、解决和处理工程实际问题，研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强 调工程观点、定量运算、实验技能和设计能力的训练，强调理论与实际的结合，提高分析问题、解决 问题的能力。（二）课程目标通过本课程的理论教学，使学生能够掌握以下知识、具备以下能力：课程目标1:掌握化工原理的基础知识，学会运用传递过程（质量、能量、动量）及过程衡算（质 量、能量）

3、来讨论研究在化工生产过程中各种单元操作的内在规律及基本原理。课程目标2：掌握运用化工单元操作的基本原理，根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行 工艺路线的选择，以适应指定物系的特征。(按序填写)课堂教学实 验上机课程 实践小 计目标绪论20002讲授、讨论1、2、3第一章1400014讲授、讨论、演示、研究1、 2、 3、 4第二章80008讲授、讨论、演示2、 3、 4、 5第四章1200012讲授、讨论、演示、研究1、 2、 3、 4、5、6第五章80008讲授、讨论、演示、研究1、 2、 3、 4、5、6第六章1600016讲授、讨论、演示、研究1、 2、 3、 4、5、6第八章12

4、00012讲授、讨论、演示、研究1、 2、 3、 4、 5第九章1400014讲授、讨论、演示、研究1、 2、 3、 4、 5第十章40004讲授、讨论4、5、6第十三章20002讲授、讨论1、 2、 3、 4第十四章40004讲授、讨论1、 2、 3、 4、5、6合计9600096四、课程考核1 .化工原理A (I)考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤、上课态度、讨论0.15不定时点名、上课问题讨论平时作业完成量、正确率0.15每章1次作业，题量4-8题期末考试卷面成绩（闭卷）0.702.化工原理A （II）考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤、上课态度、讨论0.15不定时点名、上课

5、问题讨论平时作业完成量、正确率0.15每章1次作业，题量36题期末考试卷面成绩（闭卷）0.70五、参考书目及学习资料1 .化工原理（上、下），陈敏恒等编，化学工业出版社，2015年第四版。2 .化工原理管国锋、赵汝溥主编，化学工业出版社，2015年9月第四版。3 .化工原理学习指导丁忠伟主编，化学工业出版社，2014年5月第二版。4,化工原理学习指导与习题精解黄婕主编，化学工业出版社，2015年10月。六、大纲说明1 .限于课时，教材中搅拌、蒸发等章由学生自学，热质同时传递及干燥选讲局部内容;2 .本课程的实验要求见化工原理实验教学大纲。3 .本课程的课程设计见化工原理课程设计教学大纲。201

6、7年7月6日课程目标3： 了解量纲分析法和数学模型法的特点及局限性，学会合理运用这两种方法来研究复杂的化工单元操作过程，解决复杂的化工实际问题。课程目标4：掌握化工单元操作过程的基本计算和典型设备的设计方法，能够进行过程及设备的工 名计算。在缺乏数据的情况下，能够组织实验以取得必要的设计数据。了解化工单元操作过程对环境 保护所起到的作用。课程目标5：能够寻找适宜的操作条件以适应生产的不同要求，探索强化过程的方向及改进设备的 途径，在操作发生故障时如何寻找分析故障的缘由并解决产生的问题。课程目标&掌握典型设备的构造、性能及操作原理，根据设备在技术上和经济上的特点，进行适 用设备的最正确选择，经济

7、而有效地满足工艺要求。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1-3、3-3、5-2、5-3、7-1、11-1。L毕业要求1-3：能将工程基础知识和数学模型用于推演、分析复杂化学工程问题的解决途径并加 以改进。2 .毕业要求3-3：能集成单元过程进行工艺流程设计，对设计方案进行优化和改进，表达创新意 识。3 .毕业要求5-2：能选择与使用恰当的仪器、技术、资源和工具，对复杂化学工程问题进行分析与 设计。4毕业要求5-3：能运用化工常用的制图、模拟设计软件等工具，对化工设计等结果进行模拟与预 测，并能够分析其局限性。5 .毕业要求7-1：能够理解化工产业

8、对环境保护和社会可持续开展的内涵和意义。6 .毕业要求11-1：掌握化学工程工程中涉及的管理与经济决策方法。程目标毕业指标点课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5课程目标6毕业要求1-34毕业要求3-3毕业要求5-2毕业要求5-37毕业要求7-1毕业要求11-1注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、L”。二.课程内容与教学要求绪论（一）课程内容1 .化工生产过程介绍；.化工单元操作及其分类：A、物料的增压、减压和输送；例：流体流动及流体输送机械。B、物料的混合或分散；例：液体搅拌、固体溶解、气体扩散。C、物料的加热或冷却；例：传热、蒸发、冷却等。D、非均

9、相混合物的别离；例：过滤、沉降、干燥等。E、均相混合物的别离；例：精谯、吸收、结晶等。2 ,化工原理课程的两条主线：A、传递过程：质量传递、热量传递、动量传递；B、研究方法：实验研究方法、数学模型方法。（二）教学要求L理解本课程的性质、研究对象与方法、任务；3 .掌握学习本课程的几个基础概念：质量衡算、能量衡算、过程速率；4 . 了解研究化工基本过程的意义及其在化工类型生产过程中的作用与分类;（三）重点与难点质量衡算、能量衡算、过程速率。第一章流体流动（一）课程内容1 .流体静力学 流体的密度、静压能、流体静力学基本方程式及其应用；2 .流体动力学 流量、流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程

10、式、伯努利方程式及其应用3 .流动类型流体粘度与牛顿粘性定律，流动形态与雷诺准数、滞流与湍流；4 .流体在管内的流动阻力 直管阻力、层流、湍流流动阻力、局部阻力的计算；5 .管路计算与流量测量 简单管路、并联管路、单联管路、分支管路、毕托管、孔板、文丘里 管、转子流量计。（二）教学要求1 .理解流体流动的基本概念：定态流动、流线与轨线、系统与控制体、体积力和外表力、压强能 等；2 .掌握流体流动的基本规律：静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程、机械能衡算及其应 用；3 . 了解管路的材料和构成、管件、阀门的作用和规格等实际方面的知识，了解流体的两种流动类 型，了解因次分析的基本概念及其应用；

11、4 .掌握流体在管路中流动的阻力损失计算以及管路计算、输送设备的功率计算等5 . 了解管路中流速和流量的测定所使用仪表的原理、构造和性能（三）重点与难点静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程、机械能衡算及其应用、流体在管路中流动的阻力损 失计算以及管路计算、输送设备的功率计算。第二章流体输送机械（一）课程内容1 .离心泵 工作原理及主要部件，主要性能参数、特性曲线及其应用、流量调节、运转与启动的 考前须知、安装高度、离心泵的类型与选用；2 .其它类型泵简介往复泵、计量泵、旋泯泵；3 .气体输送机械简介离心式通风机、鼓风机、往复式压缩机、真空泵。（二）教学要求L理解流体输送机械的作用原理、简单构

12、造、主要性能参数及特性曲线；2 .掌握离心泵的选型、安装及使用等。3 .了解其它类型泵及气体输送机械（三）重点与难点流体输送机械的作用原理、简单构造、主要性能参数及特性曲线、离心泵的选型、安装及使用 等。第四章流体通过颗粒层的流动（一）课程内容1 .颗粒床层的特性：单颗粒的特性、颗粒群的特性、床层的特性；2 .流体通过固定床的压降；3 .过滤 过滤操作的原理及设备、过滤过程的数学描述及其计算。恒压与恒速过滤特定情况下， 过滤常数的测定、过滤设备。4 .加快过滤速率的途径（二）教学要求1 .理解颗粒床层（固定床）的基本概念及基本特性，掌握床层压降的计算方法；2 .了解过滤操作的基本原理，掌握常用

13、过滤过程及设备的计算和设计；3 .能够根据过滤任务正确选择过滤方法及过滤设备。（三）重点与难点流体输送机械的作用原理、简单构造、主要性能参数及特性曲线、离心泵的选型、安装 及使用 等。第五章颗粒的沉降和流态化（一）课程内容1 .颗粒的沉降运动：流体对固体颗粒的绕流、颗粒的自由沉降；2 .沉降别离设备：重力沉降设备、离心沉降设备；3 .固体流态化技术：实际流化现象及流化质量，流化床的基本概念、主要特性及操作范围；4 .气力输送：气力输送设备、稀相输送的流动特性。（二）教学要求1 .理解颗粒沉降的相关概念，掌握沉降速度的计算方法；2 .掌握固体沉降别离的原理，并能够根据别离要求进行过程相关计算及选

14、择合适的沉降设备；3 . 了解固体流态化的基本概念及流化床的主要特性及操作范围，气力输送技术。（三）重点与难点沉降速度的计算方法、根据别离要求进行过程相关计算及选择合适的沉降设备。第六章传热（一）课程内容1 .概述 传热过程及基本方式、典型的传热设备；2 .热传导傅立叶定律、导热系数、单层及多层平壁、圆筒壁的稳定热传导；3 .对流传热 对流传热过程分析、牛顿冷却定律、对流传热系数及相关联式、流体在圆形直管内 强制对流时对流传热系数的计算；4 .冷凝与沸腾传热 沸腾给热、沸腾给热过程的强化、蒸汽冷凝给热、冷凝给热系数、影响冷凝 给热系数的因素及强化措施；5 .热辐射简介固体辐射、气体辐射；6 .

15、传热过程的计算 传热过程的数学描述及其速率基本方程式、平均温度差与传热系数的计算、 换热器的设计型计算及操作型计算；7 .换热器间壁式换热器的类型、管壳式换热器的设计及选用、强化传热的措施。（二）教学要求L掌握传热过程的基本原理：热传导、对流传热；2 . 一般性了解热辐射；3 .理解影响传热速率的因素及控制传热速率的一般规律；4 .掌握传热过程的计算方法及列管式换热器的选型计算；5 .能够根据生产要求选择适宜的传热设备，确定强化或削弱热量传递的途径；（三）重点与难点传热过程的基本原理、传热过程的计算方法及列管式换热器的选型计算。第八章气体吸收（一）课程内容1 .汽液相平衡 气体在液体中的溶解度

16、、亨利定律、相平衡与吸收过程的关系；2 .扩散和单相传质 双组份混合物中的分子扩散、分子扩散与费克定律、对流传质、物质传递与 动量、热量传递的类比、对流传质理论；3 .相际传质 相际传质速率、传质阻力的控制步骤与界面含量；4,低浓度气体吸收的计算 吸收过程的数学描述、传质单元数的计算方法、吸收塔的设计型计算、 吸收塔的操作型计算；5 .高含量气体吸收高含量气体吸收的特点、高含量气体吸收过程的数学描述、高含量气体吸收过 程的计算；6 .化学吸收化学反响对相平衡的影响、化学吸收速率、化学吸收塔高的计算方法；（二）教学要求L掌握相平衡、吸收操作线、吸收推动力、吸收速率方程式等吸收过程的基本原理；7

17、.理解吸收过程各种吸收机理的基本论点；8 .掌握低含量气体吸收过程适宜吸收剂用量及填料层高度的计算；9 .理解解吸操作过程及计算；10 了解高含量气体吸收及化学吸收的操作过程及计算方法；（三）重点与难点相平衡、吸收操作线、吸收推动力、吸收速率方程式等吸收过程的基本原理、低含量气体吸收过 程适宜吸收剂用量及填料层高度的计算。第九章液体精储（一）课程内容L双组分溶液的汽液相平衡理想物系和非理想物系的汽液相平衡、挥发度与相对挥发度；11 平衡蒸储与简单蒸储12 精储精储过程及原理、精储过程的数学描述、塔板上过程的数学描述、精镭过程的两种解法、 精储塔的操作方程。13 双组分精偏塔的计算 理论塔板数的

18、计算、回流比和加料状态的选择、双组份精编过程的其它 类型、平衡线为直线时理论塔板数的解析计算;14 .双组份精微的操作型计算；15 间歇精微 保持偏出液组成恒定的间歇精福、回流比保持恒定的间歇精镭；16 .恒沸精储与萃取精储（二）教学要求1 .理解双组分物系的汽液相平衡内容、溶液泡点温度的计算；2 . 了解简单蒸馈、平衡蒸镭过程及计算；3 .掌握并运用精储原理来分析精储过程和设备的影响因素；4 .熟练掌握双组分连续精储塔的计算方法；5 .了解间歇精储、恒沸精储以及萃取精储等特殊精储的原理及应用场合；（三）重点与难点双组分物系的汽液相平衡内容、溶液泡点温度的计算、运用精镭原理来分析精储过程和设备

19、的影 响因素、双组分连续精镭塔的计算方法。第十章气液传质设备（一）课程内容L板式塔（筛板塔）筛板上气液接触状态、阻力损失、塔内气液两相的非理想流动、板式塔的不 正常操作现象、板效率、塔板型式、筛板塔的设计；2.填料塔 填料塔的结构及填料特性、气液两相在填料层内的流动、填料塔的传质、填料塔的附 属结构、填料塔与板式塔的比拟；（二）教学要求1 ,掌握筛板塔和填料塔的结构、气液传质原理、过程操作及控制；2 .掌握筛板塔和填料塔的设计要点及步骤等；3 .了解其它类型的板式塔及其特点、应用场合。（三）重点与难点筛板塔和填料塔的结构、气液传质原理、过程操作及控制、筛板塔和填料塔的设计要点及步骤。第十三章热

20、、质同时传递的过程（-）课程内容L气液直接接触时的传热和传质 过程分析、极限温度-湿球温度与绝热饱和温度;2.过程计算过程数学描述、计算方法介绍一逐段计算及熔差推动力的近似计算。（二）教学要求1 .掌握气液直接接触时的热质传递的基本概念；2 .理解过程的数学描述；3 . 了解过程的计算方法。（三）重点与难点气液直接接触时的热质传递的基本概念。第十四章固体干燥（-）课程内容1 ,湿空气的性质及湿度图 湿空气性质，湿度、相对湿度、湿比热、湿比容、湿焰、干球温度、湿 球温度、露点温度等、湿空气的湿度图及其应用；2,干燥过程的物科和热量衡算 湿物料中含水量的表示方法、物科和热量衡算、干燥器出口空气状 态确实定；3 .干燥速率和干燥时间 物料申所含湿分的性质，干燥过程机理、干燥曲线和干燥速率曲线、恒定 千燥条件下干燥时间的计算；4 .干燥器简介。（二）教学要求L 了解以空气作为干燥介质去除物料申水分的干燥过程、干燥机理；2 .熟练掌握湿空气的性质、湿度图及其应用；3 .掌握干燥过程的计算-物料和热量衡料、干燥速率和干燥时间的计算；4 .了解各种干燥设备的性能和应用。（三）重点与难点湿空气的性质、湿度图及其应用、干燥过程的计算-物料和热量衡料、干燥速率和干燥时间的计 算。三、学时分配及教学方法章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程