《化工基础》课程教学大纲.docx

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1、化工基础教学大纲一、说明适用专业化学（师范）先修课程大学物理、高等数学、物理化学总学时48总学分3.0（一）本课程的目的、要求化工基础是化学专业的一门主要技术基础课，它是综合运用数学、物理、化学等基 础知识，分析和解决化工生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科，本课程担负 着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。本课程用自然科学的原理（主要为动量、热量 与质量传递理论）考察、解释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、定量运算和设计能力的训练、强调理论与实际相结合, 提高分析问题、解决问题的能力。学生通过本课程学习，应能够解决流体流动、

2、流体输送、 过程传热等单元操作过程的计算及设备选择等问题。教学目标：通过学习初步掌握化工基础（三传一反）的基本概念、基本理论、基本计算 方法和典型设备等知识，初步具备从工程观点分析和解决问题的能力。教学要求：（1）通过学习，掌握单元操作（流体流动、传热、精储等）和反响器的基本 概念、理论和计算，初步掌握典型化工设备的构造、性能、用途和操作原理。（2）熟悉化学 原理在化工生产中的应用。（3）初步树立技术经济观点。（4）初步掌握化工运算的基本方法。（5）使学生初步具有相应的分析工程实际问题和解决工程实际问题的能力。（二）内容选取和实施中注意的问题以三传一反知识点为主导，选择不同单元操作为内容，注重

3、三基教学，理论联系实 际。（三）教学方法多媒体教学，以课堂讲授为主。在教学中重视理论联系实际和课堂讨论，并加强典型例 题的讲解。（四）考核方式闭卷考试，平时成绩占20%,考试成绩占80%。（五）教学内容与学时分配教学章节教学内容学时安排备注1绪论22流体流动103流体输送机械34传热125传质与别离过程概论66精微97化学反响动力学基础28典型反响器4二、大纲内容第一章绪论1 .本课程的主要内容和学习方法；2 .化工生产的特点；3 .化工过程的几个重要规律：物料衡算、热量衡算、平衡关系和过程速率等；4 .从实验室到工业规模生产的几个重要阶段。说明和要求：（1）了解化工过程和化工工艺的相同和不同

4、，掌握化工过程中的四个基本规律和相关 各种单位之间的换算关系，了解化工开发过程的基本步骤和化工的开展动态。（2）重点：学习内容和学习方法。（3）难点：选取合适的物料衡算范围求出未知量。第二章流体流动1 .与流体输送相关的基本概念；2 .理想流体稳定流动时的物料衡算和能量衡算；3 .实际流体流动时产生阻力的原因一粘度的引入；4 .流体在圆形管内流动时阻力的计算，包括直管和局部阻力公式的推导和计算等； 说明和要求：（1）熟练掌握流体静力学方程的应用，掌握柏努力方程的解题步骤和方程使用时的注 意事项，理解工业上测量流量的各种方法原理，了解常用液体输送设备的结构、工作原理、 类型、材质等内容。（2）重

5、点：流体静力学方程和柏努力方程的应用，流体流动时沿程阻力和局部阻力的 计算方法。（3）难点：粘度概念的理解，柏努力方程在流体流量测定中的应用原理及其在管路中计算的灵活运用。第三章流体输送机械1 .概述；2 .离心泵。说明和要求：(1)基本要求：理解离心泵的工作原理、性能参数；掌握离心泵的特性曲线的实验测定、 影响因素；掌握管路特性曲线、泵的工作点及流量调节；掌握离心泵安装高度确实定、开停 车操作要点、泵的选型；了解往复泵的工作原理，特性曲线、操作要点；了解离心式通风机 的性能参数、特性曲线及选用。(2)重点：离心泵的基本结构、工作原理、性能参数与特性曲线、安装、工作点、操作调 节及选型。(3)

6、难点：离心泵的基本方程式；离心泵的安装高度。第四章传热1 .传热过程的基本概念和所用的一些基本物理量、物理量的单位及其换算；2 .导热的基本方程一傅立叶定律。关于导热系数问题。平面壁、圆筒壁、保温问题等 传导传热问题计算；3 .传热的传热机理，对流传热过程问题的分析、转化和解决方法，解决求算传热膜系 数的思路和方法，狄丢斯公式等；4 .热交换的计算：间壁换热的总传热方程，总传热系数、总传热阻力和分阻力，热负 荷和载热体的概念和相关计算，冷热流体不同换热条件的传热推动力的计算，换热面积确实 定等。说明和要求：(1) 了解传热过程中的基本概念；理解各种传热方式的机理，掌握热交换的计算，掌 握强化传

7、热过程的途径。了解各种热交换器的特点，掌握列管式热交换器的构造和操作。(2)重点：各种导热计算、对流传热的机理和传热推动力的计算。(3)难点：对流传热问题的解决思路和方法，量刚分析法推导传热膜系数的方法。 第五章传质与别离过程概论1 .概述；2 .质量传递的方式与描述：分子传质(扩散)，对流传质，相际间的传质；3 .传质设备简介。说明和要求：(1)理解两相传质过程概念；熟练掌握相组成的各种表示方法；理解一维稳态费克定 律和分子扩散概念，熟练掌握分子扩散速率的计算；理解对流扩散概念，熟练掌握对流扩散 速率的计算；了解双膜、渗透、外表更新这三种传质模型以及一些传质系数的关联式；掌握 传质设备的分类

8、与性能要求。（2）重点：传质过程相组成表示法及换算；分于扩散及对流扩散。（3）难点：单向扩散的总体流动。第六章精微1 .精储原理：完全互溶双液系的相图、拉乌尔定律、相对挥发度和物理意义；2 .简单精微：操作及相关计算；3 .连续精储的理论依据：恒摩尔流满足的条件、局部冷凝和局部汽化所需热量平衡的 前提、整塔内的物料流动和组成变化情况等；4 .连续精播塔板数的计算：精微段操作线方程的推导和讨论、提微段操作线方程推导 和讨论、图解法求理论塔板数的步骤、逐板计算法求论塔板数的方法、简捷法求理论塔板数 的原理、回流比对塔板数的影响、进料热状态对塔板数的影响。说明和要求：（1）熟悉工业生产中别离液体混合

9、物的主要方法之一是精储，熟悉精储的主要问题、 解决的方法和原理、相关的计算等。熟练掌握完全互溶双液系的各种相图，特别是气-液相 平衡关系图。理解挥发度和相对挥发度的引入原因、方法及其在确定气-液相平衡关系时的 用途。掌握回流比和最小回流比的计算及意义。掌握在沸点进料时连续精微理论塔板数图解 求算法的步骤、考前须知等。了解不同回流比和不同进料状态对理论塔板数的影响。（2）重点：用相对挥发度表示的气一液相平衡关系，精储塔各段操作线方程中各项的 意义，图解法求算理论塔板数的方法步骤。（3）难点：精储别离液体混合物的原理。第七章化学反响动力学基础1 .化学反响动力学的基本概念：包括计量方程、反响速率表

10、达、均相和非均相反响等;2 .简单反响的速率方程式：指一级、二级反响的计算；3 .简单反响和复杂反响：转化率、选择性、收率的引入和各种表示方法；4 .本征动力学和宏观动力学。说明和要求：（1）了解反响速率的表示方法，一些常见反响反响速率和转化率的计算。熟悉反响动 力学方程的表达方式，掌握零级、一极、二级反响的转化率计算，了解本征动力学和宏观动 力学的相同和不同，对非均相反响了解反响控制步骤。（2）重点：一级、二级反响动力学方程的表示，转化率、选择性、收率、本征动力学、 宏观动力学的概念。（3）难点：无。第八章典型反响器1 .反响器常见类型及其特点：按操作形式和结构分类有间歇釜式反响器、连续管式

11、反响器、连续单釜反响器、连续搅拌多釜串联反响器;2 .间歇式反响器的计算：反响转化率和反响时间的关系式、反响器体积与设计体积、 填料系数、辅助操作时间、达一定转化率的反响时间的各种关系公式；3 .返混的概念及对反响的影响。说明和要求：（1） 了解常见反响器的类型，熟悉不同类型反响适合采用的反响器类型。熟悉各种反 应器的性质，特别是浓度性质和物料停留时间性质。了解返混的概念及对反响的影响。（2）重点：根据动力学方程选择合适类型的反响器。（3）难点：连续釜式反响器内物料的停留时间特点理解。三、教材和主要参考书1 .北大化学系编著.化学工程基础（第二版）.高等教育出版社,2004.2 .夏清.化工原理.天津大学出版社,2012.3 .上海师大.化工基础（第三版）.高等教育出版社,2006.4 .柴诚敬.化工原理（第二版）.高等教育出版社,2010.5 .何潮洪.化工原理习题精解.科学出版社,2003.