“化工原理”课程教学大纲

教研室主任：赵云峰 执笔人：郭芬芬

一、课程基本信息

开课单位：bevictor伟德

课程名称：化工原理

课程编号：092030

英文名称：Principle of Chemical Engineering

课程类型：专业基础课

总 学 时：45 理论学时：45 实验学时：0

学 分：3

开设专业：生物工程专业 食品质量与安全专业

先修课程：高等数学、普通物理、物理化学

二、课程任务目标

（一）课程任务

《化工原理》课程是生物工程专业的一门主干课程。它研究化工生产过程中的物理过程及其设备的共性原理。主要包括物料衡算，能量衡算，过程速率和平衡关系的原则与方法，设备的工艺尺寸确定和过程参数变化规律，过程和设备的运行与强化机理，设备的主要结构及选用方法，过程及设备的实验研究方法。本课程主要任务是培养学生掌握各单元操作的基本原理，具有比较、选用和计算过程及设备的基本能力。

（二）课程目标

《化工原理》课程的教学目标是使学生获得常见化工单元操作过程及设备的基础知识、基本理论和基本计算能力，并受到必要的基本操作技能训练。为学生学习后续专业课程和将来从事工程技术工作，实施常规工艺、常规管理和常规业务打好基础。通过本课程的学习，培养学生有分析和解决单元操作中各种问题的能力，即在科学研究和生产实践中对设备应具有操作管理、设计、强化与过程开发的本领。

三、教学内容和要求

第一章 绪论

一、讲课内容

1. 化工过程与单元操作

2. 课程的性质、任务、内容及其重要性

3. 单位及单位换算

4. 常用基本概念：物料衡算，热量衡算

二、基本要求

1.掌握

化工原理课程中三大单元操作的分类和过程速率的重要概念的内涵。

2.了解

化工原理课程的性质和学习要求。

三、重点与难点

使学生通过对课程性质的了解，把基础课程的学习思维逐步转移到对专业技术课程的学习上，在经济效益观点的指导下建立起"工程"观念。了解本课程的性质、任务、研究对象和研究方法。本课程与本专业其他有关课程的关系。

第二章 流体流动

一、讲课内容

1. 静力学原理及其应用

2. 流体流动的质量衡算和机械能衡算

3. 牛顿粘性定律、层流和湍流，圆管中流体的流速分布，流动边界层概念

4. 流体流动的机械能损失，因次分析法

5. 管路计算、流速、流量的测量

二、基本要求

1.理解

流体的密度、比容、压力的意义及计算

流量、流速、稳定流动和不稳定流动

粘度、牛顿粘性定律、流体的流动形态、流体流动边界层

阻力产生的原因及因次分析法

2.掌握

流体静力学方程及应用

流体流动系统的物料衡算,机械能衡算及柏努利方程的物理意义和应用

阻力计算通式，直管阻力和局部阻力的计算

简单管路的计算，毕托管、孔板流量计和转子流量计的测量原理及应用

3.了解

复杂管路的计算

三、重点与难点

流体静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程及应用。

第三章 流体输送机械

一、讲课内容

1.液体输送设备: 离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的工作点与调节、离心泵的联用、离心泵的气蚀现象与安装高度、离心泵的类型与选用。其它类型泵, 如往复泵、漩涡泵、齿轮泵的工作原理和适用范围。

2.气体输送和压缩设备: 离心通风机的结构、性能参数和选择,鼓风机、压缩机、真空泵。

二、基本要求

1.掌握

流体输送机械工作原理和选用。

2.了解

化工生产中常用的流体输送设备的结构。

三、重点与难点

离心泵特性曲线 性能的影响因素 离心泵的安装高度等

第四章 沉降与过滤

一、讲课内容

重力沉降、离心沉降、过滤。

二、基本要求

1.掌握

重力沉降速度，降尘室的计算；

离心分离因素，旋风分离器的主要结构、操作原理、性能；

恒压过滤方程式；

过滤机的生产能力；

2.了解

典型过滤设备；

各种离心机简介、流化设备简介等。

三、重点与难点
过滤基本方程式推导 过滤常数的测定等。

第五章 传热

一、讲课内容

1. 热量传递
2. 傅立叶定律及其在一维稳态传导中的应用
3. 对流传热过程，对流传热系数及其主要影响因素
4. 热辐射
5. 两流体间壁传热过程计算
6. 常用换热器的类型与分类
7. 加热与冷却方法，常用换热设备，传热过程的强化，典型换热器的传热计算与设计

二、基本要求

1. 理解

对流传热的基本概念，牛顿冷却定律；对流传热系数的影响因素及因次分析法

2. 掌握

傅立叶定律及其应用

对流传热系数的关联式的选用及计算

两流体间壁传热过程的传热计算

列管换热器的结构、选用原则及设计计算

3.了解

传热的三种基本方式及在化工生产中的应用
热辐射基本概念，两物体间的相互辐射及设备热损失的计算
常用换热器类型及结构
加热和冷却方法、传热设备、传热过程的强化途径

三、重点与难点

对流传热机理分析；

牛顿冷却定律；

对流传热系数及其主要影响因素；

对流传热过程的因次分析等。

第六章 吸收

一、讲课内容

1. 分子扩散的和费克定律
2. 等分子反向扩散和通过静止组分的单向扩散，对流传质，相际传质
3. 气液相平衡和亨利定律
4. 吸收流程和溶剂的选择
5. 传质速率和传质系数
6. 吸收塔计算，传质单元高度和传质单元数的计算
7. 传质理论

二、基本要求

1. 理解

分子扩散和费克定律
双膜理论

2. 掌握

对流传质，相际传质，等分子反向扩散，单向扩散等基本概念

亨利定律及其应用

传质速率方程及总传质系数

吸收操作线方程，吸收剂的用量，最小液气比，传质单元数及传质单元高度的计算，吸收塔的填料高度计算

3.了解

吸收流程和溶剂的选择原则

三、重点与难点

相平衡关系；

传质机理和吸收速率；

传质单元高度和传质单元数求法。

四、学时分配

五、考核说明

课程考核办法：笔试、闭卷；平时作业（10％）；期末（90％）。

六、主要教材及教学参考书目

（一）主要教材

王志魁 主编《化工原理》（第四版），化学工业出版社，2010年

（二）主要参考书目

1. 陈敏恒 丛德滋 方图南等 编著《化工原理》(上、下册) 第二版，化学工业出版社，1999年

2. 谭天恩 麦本熙 丁惠华 编著《化工原理》(上、下册) 第二版，化学工业出版社，1998年

3. 姚玉英 主编《化工原理例题与习题》第三版，化学工业出版社，1998年