2015第一学期专业基础课课程大纲之化学工程基础及实.doc

化学工程基础及实验Chemical Engineering Principle and Experiments【课程编号】XZ27106【课程类别】专业基础课【学分数】5.5【先修课程】高数、物理、物理化学【学时数】54【编写日期】2010/5/29【适用专业】化学专业 一、教学目的、任务 本课程的教学任务和目的是使学生综合应用数学、物理学、化学的基础理论及基本知识分析和解决化工生产中的实际问题。通过教学使学生初步掌握化工过程的单元操作、化学反应器原理和化学工艺学的基础知识，具有解决化工过程所涉及的实际问题的初步能力。化工基础实验是本课程的重要组成部分。其目的在于使学生获得必要的感性知识和一定的实验操作及数据处理方面的训练，从而使学生进一步理解有关化工基本概念、基本规律，并使这些理论在实验中得到验证，巩固和深化学生所学到的知识。二、课程教学的基本要求通过本课程知识系统的学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括进行工程计算的能力，正确运用工程图表的能力和运用技术经济观点分析、解决工程实际问题的能力。通过对单元操作基本原理、过程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维能力和创新思维能力。培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。三、教学内容和学时分配（一） 理论课 54课时第1章 绪论 2学时主要内容：1、课程的研究对象，内容，性质与任务。2、单元操作中常用的基本概念。3、单位制及单位换算。教学要求：了解本课程的性质、研究对象、目的、任务、现状及发展等。第2章 流体流动过程和输送设备 10课时 主要内容：流体的基本性质；流体流动的基本规律；流体压力和流量的测量；管内的流体流动的阻力；流体输送设备教学要求：1、掌握流体静力学方程式和柏努利方程式的物理意义及其在工程上应用。2、掌握阻力的计算方法。3、了解管路中的流量，流速测定所用的仪表的原理。 4、掌握离心泵的工作原理，主要性能参数及选用。第3章 传热 过程及换热器 8课时主要内容：化工生产中的传热过程及常见换热器；传导传热；对流传热；间壁式热交换的计算；换热器的选择及传热过程的强化。教学要求：1、掌握传热基本规律。2、掌握热传导，对流传热及传热计算。3、熟悉换热器的类型与选用。第4章 传质过程及塔设备 18课时 主要内容：传质过程及塔设备简介；气体吸收；液体精馏；新型传质分离技术与特殊传质分离过程简介教学要求：1、掌握两相间的传质机理。2、掌握物料衡算，填料层高度的计算。3、了解吸收设备的类型及特点。4、掌握精馏过程的原理。5、掌握物料衡算，理论板数的计算。6、了解蒸馏设备的类型及特点。第5工业化学反应过程及反应器 6课时主要内容：概述；理想反应器及其计算；理想反应器的评比与选择；气固相催化反应器教学要求：1、了解工业化学反应过程的特征；化学反应工程学的任务和研究方法；工业反应器简介；。2、掌握间歇搅拌釜式反应器、活塞流反应器 、全混流反应器和多釜串联反应器计算。3、掌握气固相催化反应过程；固定床催化反应器；流化床催化反应器。第6章 典型化工产品工艺学 10课时主要内容：硫酸生产、合成氨生产教学要求：1、 了解硫酸、合成氨生产的进展2、 掌握硫酸生产工艺流程及工艺参数选择。3、 掌握合成氨生产工艺流程及工艺参数选择（二） 实验课 16课时主要内容：1、流体流动能量转换实验 4课时2流体流动阻力实验 4课时3离心泵特性曲线测定4课时4套管换热器对流传热系数测定4课时5填料吸收塔实验4课时6精馏实验4课时上述实验选做4个教学要求：学生要完成实验预习、实验操作、撰写实验报告三个教学环节。完成化工基础实验考核内容包括实验内容所列所有必做实验的实验目的、实验原理、操作方法、数据处理方法等； 四、教学重点、难点及教学方法教学重点与难点:流体静力学、流体流动中的守恒原理、管内流动的数学描述、流体流动阻力的产生和计算、管路计算。传热机理及换热器面积的计算。气液相平衡、传质机理与传质速率、吸收和填料塔高度的计算。*双组分溶液和气液相平衡，精馏的设计型和操作型计算，多组分精馏。化学反应动力学基础，反应器的特点及反应器容积计算。停留时间的测定方法，不同反应器的停留时间分布特点。合成氨的热力学和动力学特点，合成氨工艺。教学难点：机械能衡算式的应用和管路计算；给热系数的计算；换热器的设计型计算和操作型计算；传质速率和填料层高度的计算（*蒸馏的设计型和操作型计算，多组分物系气液平衡与计算）；反应器。教学方法；课堂讲授为主，结合自习、作业以及工厂见习。五、考核方式及成绩评定方式考核方式：笔试（闭卷）成绩评定：平时 30%，期末考试 70%。六、教材及参考书目教 材：张近. 化工基础.北京:化学工业出版社 ； 实验教材自编参考书：姚玉英.化工原理（上册）（下册）. 天津:天津大学出版社陈敏恒.化工原理（上册）（下册）.北京:化学工业出版社谭天恩.化工原理（上册）（下册）.北京:化学工业出版社朱炳辰.化学反应工程. 北京