《化工原理B》课程教学大纲（本科）.docx

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1、化工原理BPrinciples of Chemical Engineering B课程代码：13410058学分：4.5学 时：72学时（其中课堂教学学时：64实验学时：8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：制药工程教 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、课程性质和课程目标（-）课程性质化工原理是化学工程与工艺类及其相近专业的一门主干课，属于基础技术课程。它在基础课 和专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用。它是以化工类型生产过程中的物理加工过 程为背景，讲授按其操作原理的共性归纳成的假设

2、干“单元操作”。化工原理属工科科学，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）课程目标课程目标1: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。课程目标2：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，经济而有效地满足工艺要求。课程目标3：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

3、备的工艺计算。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。报告理期末考试闭卷考试0.7六、参考书目及学习资料L化工原理，陈敏恒等编，化学工业出版社，2015年第四版。2.化工原理，夏清、贾绍义主编，天津大学出版社，2012年第二版。七、大纲说明1 .限于课时，教材中搅拌、蒸发、吸收、干燥等章由学生自学；2 .本课程采用多媒体教学。3 .每次课后布置24条作业，作业总量约为60题计算题。可另行布置一些思考题供学生理解 教学内容。2017年7月6日课程目标4：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

4、的问题。（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1-1、1-2、1-3、1-4。1 .毕业要求1-1:能够针对一个系统或过程建立合适的数学模型，并利用适宜的边界条件求 解。2 .毕业要求1-2:能够将自然科学知识用于工程问题的分析与表述。3毕业要求1-3:能够将工程基础和专业知识用于寻找工程问题的解决途径并加以改进。4毕业要求1-4:能够将专业知识知识用于过程极限的判别和途径优化。毕业要求磊课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求1-1LHML毕业要求1-2HLLL毕业要求1-3LLHH毕业要求1-4LLLH二、课程内容与教学要求绪论（一）课程

5、内容1 .化工生产过程介绍2 ,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：精储、吸收、结晶等。3 .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；（-）教学要求L了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；2 .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3 .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

6、与分类；（三）重点与难点重点掌握化工单元操作及其分类。第一章流体流动（-）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L了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 .熟练地掌握

7、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;4 .熟练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1 .重点掌握流体静力学方程、伯努利方程、阻力损失计算、管路计算。2 .难点是阻力损失计算和管路计算。第二章流体输送机械（-）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

8、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、旋涡泵；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1 .了解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；2 .掌握离心泵的选型、安装及使用等。3 .一般性了解其它类型泵及气体输送机械（三）重点与难点1 .重点掌握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 .难点是离心泵特性曲线与安装高度计算。第四章流体通过颗粒层的流动（-）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

9、 .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L了解颗粒床层（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1 .重点掌握过滤操作的原理及设备、过滤过程的数学描述及其计算。2 .难点是恒速过滤特定情况下过滤常数的测定。第五章颗粒的沉降和流态化（-）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

10、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 .了解颗粒沉降的相关概念，掌握沉降速度的计算方法；2 .重点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择合适的沉 降设备；3 .一般性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L重点掌握流体对固体颗粒的绕流、颗粒的自由沉降、重力沉降和离心沉降计算和设备。4 .难点是离心沉降设备。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

11、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,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；6 ,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。（-）教学要求1 .掌握传热过程的基本原理：热传导、对流传热；2

12、 .一般性了解热辐射；3 .了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，强化或削弱热量传递的途径；（三）重点与难点1 .重点掌握傅立叶定律、牛顿冷却定律、对流传热系数计算、传热过程的计算。2 .难点是对流传热系数计算、换热器的设计型计算及操作型计算。第八章气体吸收（自学内容）（-）课程内容1 .汽液相平衡 气体在液体中的溶解度、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

13、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；2 .T解吸收过程各种吸收机理的基本论点；.熟练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；4,了解解吸操作过程及计算；.一般性了解高含量气体吸收及化学吸收的操作

14、过程及计算方法；（三）重点与难点.重点掌握传质单元数的计算方法，吸收塔的设计型计算与操作型计算。1 .难点是吸收塔的设计型计算与操作型计算。第九章液体精馄（一）课程内容1 ,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；.平衡蒸储与简单蒸储3,精镭精僧过程及原理、精储过程的数学描述、塔板上过程的数学描述、精微过程的两 种解法、精储塔的操作方程。4 .双组分精储塔的计算 理论塔板数的计算、回流比和加料状态的选择、双组份精储过程 的其它类型、平衡线为直线时理论塔板数的解析计算；.双组份精储的操作型计算5 .间歇精储 保持储出液组成恒定的间歇精储、回流比保持恒定的间

15、歇精储；.恒沸精微与萃取精储（-）教学要求1 ,复习物理化学中双组分物系的汽液相平衡内容、溶液泡点温度的计算；2,了解简单蒸储、平衡蒸储过程及计算；.掌握精微原理、并运用精储原理来分析精储过程和设备的影响因素；3 .熟练掌握双组分连续精储塔的计算方法：4 .一般性了解间歇精储、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1 .重点掌握闪蒸过程计算、精储塔的逐板计算、双组分精微的设计型计算与操作型计算。2 .难点是双组分精微的设计型计算。第十章气液传质设备（-）课程内容1.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

16、、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,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；1 ,掌握筛板塔和填料塔的设计要点及步骤等；.一般性了解其它类型的板式塔及其特点、应用场合。（三）重点与难点L重点掌握筛板塔设计方法。2 .难点是筛板塔设计方法三、本课程开设的实验工程序号实验工程名称学时类型要求支撑的课程目标1流体流动阻力摩擦系数的测定2综合选做流体流动阻力摩擦系数的测定实验装置2离心泵特性曲线的测定3综合选做离心泵特性曲线的测定测定装置3过滤常数的测定4综合选做

17、过滤常数的测定装置4流体对流给热系数和总传热系数的测定4综合选做流体对流给热系数和总传热系数的测定装置5板式精微塔的操作及全塔效率的测定4综合选做板式精储塔的操作及全塔 效率的测定精溜装置实验教学的基本要求,复习相关原理，认真写好预习报告，独立设计实验方法。1 .了解仪器设备的原理构造和使用方法，正确操作实验装置，平安开展工程相关实验。2 .正确采集、整理实验数据，并对数据进行分析、关联和建模。分析并解释实验结果，与 理论模型进行比拟，并通过信息综合得到合理结论。3 .实验过程中与同组成员协调工作。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课 程目标课堂 教学实

18、验上 机课程 实践小 计绪论10001讲授法1、2、3第一章1420016讲授法、讨论法1、3、4第二章62008讲授去2、3、4第四章62008讲授法、讨论法1、 2、 3、 4第五章60006讲授法、讨论法1、 2、 3、 4第八早1520017讲授法、讨论法1、 2、 3、 4第九章1500015讲授法、讨论法1、3、4第十章10001讲授法2、3合计6480072五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注考勤及学习态 度随机点名，不得无故旷课，上课认真听讲0.05平时作业、课 堂讨论1.作业完成情况；2.对每章概念、原理的理解 和掌握运用程度，3.作业的认真程度等0.05实验操作和操作规范，独立认真完成实验报告，结果合0.2