化工基础课程教学大纲.doc

《化工原理》课程教学大纲 英文名称：Principles of Chemical Engineering 课程说明 1. 课程性质 学科基础课，选修。 2. 课程的目的和任务 主要内容是介绍流体流动、传热和传质的基本原理、主要单元操作以及典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法等。其目的在于培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种实际问题的能力，为专业课学习和今后的工作打下较坚实的基础。 3. 适应的专业 本大纲适用于应用化学专业。 4．学时与学分 本课程教学总学时48学时，4学分，其中课程讲授48学时。 5．先修课程 无机化学、有机化学、物理化学、高等数学、大学物理、计算机基础知识。 6．推荐教材及参考书目 推荐使用由化学工业出版社出版，王志魁主编的《化工原理》（2005，第三版）教材。实验教材选用孟昭福主编的《化工原理试验》，西北农林科技大学校内教材，2004。 主要参考书目： ①姚玉英主编. 化工原理. 天津：天津大学出版社. 1999 ②王志魁主编. 化工原理. 北京：化学工业出版社，1998（第二版） ③陈敏恒，丛德滋等．化工原理. 化学工业出版社，2000（第二版） ④蒋维钧、戴猷元、顾惠君主编. 化工原理. 北京：清华大学出版社，2003（第二版） ⑤大连理工大学化工原理教研室编. 化工原理实验.大连：大连理工大学出版社，1995 ⑥西北大学校内教材. 化工原理实验讲义 7．主要教学方法和手段 本课程采用板书及多媒体手段相结合。 8．考核方式 课程成绩为百分制，总评成绩为考试成绩与平时成绩相结合，平时成绩占20～30%，考试成绩占70～80%。 9．课外自学要求 完成教师布置的每章作业。 教学基本要求和能力培养要求 1．通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求： 了解课程的性质与任务，掌握化工过程和单元操作的概念。 熟练掌握流体静力学基本方程，连续性方程式，伯努力方程式及其应用，管内流体流动现象，流体流动阻力及阻力损失计算方法。掌握管路计算。 熟练掌握离心泵的工作原理，构造，性能参数，泵特性曲线，工作点和流量调节（管路特性曲线），汽蚀及安装高度，了解离心泵类型及选用。 熟练掌握重力、离心沉降基本原理，了解重力、离心分离一般设备。掌握过滤速率基本方程式以及恒压过滤的原理，并一般了解过滤设备。 熟练掌握热量传递的方式，传热速率的基本方程式。掌握平壁和圆筒壁的稳态热传导。熟练掌握对流传热方程，了解对流传热系数的计算。了解热辐射。掌握热负荷计算，传热平均温度差，总传热系数，壁温计算，传热的计算。了解换热器的分类及选用。 了解吸收过程的速率，单相内的对流传质，双膜理论，各种传质速率方程式；掌握吸收塔计算，包括物料衡算，操作线方程，吸收剂的用量，最小液气比，填料层高度计算。 熟练掌握蒸馏与精馏原理，掌握理论板的概念，恒摩尔流的假定，操作线方程式，理论板数计算，了解板式塔。 2．通过学习本课程，应具备以下能力： （1）对化工过程中常见的基本原理、基本单元操作及典型设备的构造、原理有较为全面、系统的了解； （2）能应用所学原理进行化工生产中一些简单过程的计算； （3）能分析解决化工过程中存在的一些实际问题。 课程教学内容 绪论 化工过程与单元操作；《化工原理》课程的性质与任务；物理量的单位与量纲；单元操作中常用的基本概念 流体流动 流体静力学 流体静力学基本方程式；流体静力学基本方程式的应用 管内流体流动的基本方程式 连续性方程式；伯努利方程式；实际流体机械能衡算式 管内流体流动现象 流体流动类型与雷诺数；流体在圆管内的速度分布 管内流体流动的摩擦阻力损失 直管中层流、湍流的摩擦阻力损失计算；局部摩擦阻力损失；管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 管路计算 流体输送机械 离心泵 离心泵的工作原理；离心泵的主要部件；离心泵的主要性能参数；离心泵的特性曲线；离心泵的工作点与流量调节；离心泵的汽蚀现象与安装高度；离心泵的类型与选用※。 其他类型化工用泵 ※ 气体输送机械※ 沉降与过滤 概述 非均相物系分离；颗粒与流体运动时所受的阻力 重力沉降 重力沉降；降尘室；悬浮液的沉聚 离心沉降过滤 离心分离因数；离心沉降速度；旋风分离器；旋液分离器 过滤 过滤速率基本方程式；恒压过滤；过滤设备※ 传热 概述 传热过程；热量传递的基本方式；两流体通过间壁换热与传热速率方程式 热传导 傅里叶定律；平壁的稳态热传导；圆筒壁的稳态热传导 对流传热 对流传热方程与对流传热系数；对流传热的准数关系式；流体无相变时对流传热系数的经验关联式※；流体有相变时的对流传热系数的经验关联式※ 两流体间传热过程的计算 热量衡算；传热平均温度差；总传热系数；壁温计算 热辐射 热辐射的基本概念；两固体间的辐射传热；辐射与对流的联合传热 换热器 换热器