《化工原理Ⅱ》课程教学大纲.doc

化工原理课程教学大纲课程编号：02032英文名称：Principles of Chemical Engineering一、课程说明1. 课程类别专业基础课2. 适应专业及课程性质制药工程专业 必修3. 课程目的化工原理是化学化工类专业学生的主干课程，它是在学生学完高等数学、物理、化学、算法语言等数理基础课的基础上，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，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。本课程的研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调理论和实际相结合，提高分析和解决工程实际问题的能力。4. 学分与学时学分为4.学时为765. 建议先修课程高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学6. 推荐教材或参考书目推荐教材：（1）化工原理（第2版）.陈敏恒，方图南等主编.化学工业出版社.2000年参考书目：（1）化工原理示例与练习.丛德滋，方图南主编.华东理工大学出版社.1992年（2）化工原理例题与习题.姚玉英.化学工业出版社.1998年7. 教学方法与手段本课程采用多媒体进行教学，有利于提高课堂教学的信息密度，便于教师突出重点，展开难点分析；提倡启发式教学，提供电子版习题供同学学习，以满足不同层次学生学习的需要8. 考核及成绩评定考核方式：考试成绩评定：考试课（1）平时成绩占30%，形式有：作业、实验、课堂讨论（2）考试成绩占70%，形式有：闭卷考试9. 课外自学要求（1）完成课后习题（2）一些浅显易懂的需要了解的内容学生自己看书二、课程教学基本内容及要求第九章 吸收（1）概述：工业吸收过程；气体吸收的目的、原理及实施方法；吸收过程的经济性与吸收剂的选择原则（2）气液相平衡：亨利定律，温度、总压对平衡的影响；相平衡与吸收过程的关系扩散与单相传质：分子扩散与费克定律，扩散系数；等分子反向扩散、单向扩散的概念；对流传质与传质分系数；传质与动量、热量传递的类比；对流传质与有效膜模型（双膜理论）（3）相际传质：相际传质速率方程，传质分系数和总系数的关系；传质推动力与传质系数的关系传质速率的工程处理方法；溶解度对两相传质阻力分配的影响（4）吸收过程数学描述：低浓度气体吸收的假定；物料衡算、传质速率吸收过程数学描述方法； HOG,NOG的分解变量分离法；计算NOG的对数平均推动力法和吸收因数法；物料衡算及操作线的含义（5）吸收过程设计：吸收过程设计中参数的选择，指定分离要求下的最小液气比；返混及其对过程的影响（6）吸收操作:操作型问题的命题和解法，影响吸收结果的操作因素分析（7）化学吸收:化学反应对吸收相平衡的影响；化学反应对吸收速率的影响，增强因子基本要求：（1）掌握吸收过程的分类与应用（2）熟练掌握吸收过程的相平衡（3）熟练掌握平衡溶解度（4）熟练掌握亨利定律（5）掌握吸收剂的选择教学重点：组成表示法和换算；气体在液体中的溶解度；吸收速率方程；吸收塔计算教学难点：分子扩散和对流扩散；吸收速率方程；总传质系数和传质分系数的关系第十章 精馏 基本内容：（1）概述：典型工艺过程中的精馏操作，蒸馏操作的目的、原理及实施方法，蒸馏操作的经济性（2）双组分溶液的汽液相平衡：相律的应用；理想溶液的汽液相平衡及泡、露点计算；相对挥发度；非理想物系的活度系数计算(范拉方程，马古斯方程)；平衡蒸馏与简单蒸馏（3）精馏：用传质观点分析精馏原理；精馏过程数学描述单元过程法；恒摩尔流的简化假设，理论板和板效率工程简化处理方法；加料板上的过程分析；控制体物料衡算和操作线方程（4）双组分精馏的设计型计算：精馏设计型计算的命题；理论板数的逐板计算法；用图解法分析精馏过程的方法；全回流和最少理论板数，最小回流比；加料热状态和回流比的选择；双组分精馏过程的其它类型（5）双组分精馏的操作型问题讨论：精馏操作型问题的命题；分离能力和物料衡算对精馏操作的制约和调节；灵敏板的概念间歇精馏：歇精馏过程的特点及应用场合（6）恒沸精馏与萃取精馏的基本概念（7）多组分精馏基础：程方案的选择；泡露点计算；关键组分和物料衡算(清晰分割法、全回流近似法)；最小回流比及塔板数捷算法基本要求： （1）掌握蒸馏过程特征（2）掌握蒸馏分离的应用、分类（3）熟练掌握汽、液相平衡（4）熟练掌握二元物系的汽液平衡、相图（5）熟练掌握相对挥发度及其应用（6）熟练掌握双组分精馏原理与精馏塔的基本构成（7）熟练掌握恒摩尔流假定（8）熟练掌握 理论板及其计算（9）熟练掌握塔板效率（10）熟练掌握塔高与塔径计算（11）熟练掌握精馏塔的设计型与操作型计算（12）掌握多组分精馏简介（13）掌握特殊精馏（14）了解特殊精馏与普通精馏的比较， 恒沸精馏、萃取精馏原理与特点教学重点：二元物系连续精馏塔的分析和计算；适宜回流比的确定及对精馏操作的影响教学难点：精馏原理 第十一章 气液传质设备 基本内容：（1）气液传质过程对塔设备的要求（2）板式塔：板上的气液接触状态；塔内非理想流动及其改善；漏液、液泛及有效操作范围(负荷性能图)；常用塔板型式及其主要特性；筛板塔的计算方法及结构参数的调整；板式塔的效率（3）填料塔：常用填料及其特性(比表面、空隙率、填料因子等)；气液两相在填料塔内的流动、压降、最小喷淋密度和液泛现象；塔径计算方法；填料塔内的传质(传质系数和HETP)基本要求：（1）掌握筛板上的汽液接触状态（2）熟练掌握筛板塔内汽液两相的非理想流动（3）熟练掌握板式塔的不正常操作现象（4）熟练掌握板效率的各种表示方法及其应用（5）熟练掌握提高板效率的措施（6）熟练掌握塔板型式（7）掌握填料塔的结构及填料特性（8）熟练掌握气液两相在填料层内的流动（9）熟练掌握填料塔的传质（10）掌握填料塔的附属结构（11）了解填料塔与板式塔的比较教学重点：板式塔和填料塔的流体力学性能，操作极限和设计方法教学难点：板式塔和填料塔的操作极限第十二章 液液萃取 基本内容：（1）概述：液液萃取的工业实例；萃取的目的、原理和实施方法（2）相平衡：三角形相图；物料衡算与杠杆定律；部分互溶物系的相平衡；分配系数与选择性系数（3）萃取过程的计算：单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取的解析计算方法；完全不互溶物系萃取操作的计算（4）萃取设备：常用萃取设备的工作原理（5）超临界萃取和液膜萃取：超临界萃取的原理、实施方法及工业实例；液膜萃取的原理、实施方法及应用实例基本要求： （1）掌握液液萃取过程（2掌握两相的接触方式（3）熟练掌握液液相平衡（4）熟练掌握三角形相图（5）熟练掌握部分互溶物系的相平衡（6）掌握液液相平衡与萃取操作的关系（7）熟练掌握萃取过程的计算（8）熟练掌握多级错流萃取工艺与计算（9）熟练掌握多级逆流萃取工艺与计算（10）掌握萃取设备教学重点：三角相图及其在萃取中的应用单级萃取计算教学难点： 三角相图的表示和杠杆原理的应用第十三章 其它传质分离方法基本内容：（1）结晶：结晶原理；晶习；溶解度曲线；形成过饱和度的方法；结晶速率及影响因素；物料衡算和热量衡算；结晶设备（2）吸附：吸附原理；常用吸附剂；吸附相平衡；吸附机理及吸附速率；固定床吸附过程分析和床高计算；吸附设备（3）膜分离：反渗透原理及工业应用；超滤原理及工业应用；电渗析原理及工业应用；气体膜分离原理；膜分离设备基本要求：（1）掌握结晶原理、晶习、溶解度曲线、形成过饱和度的方法、结晶速率及影响因素、物料衡算和热量衡算（2）了解结晶设备（3）掌握吸附原理、常用吸附剂、吸附相平衡、吸附机理及吸附速率、固定床吸附过程分析和床高计算（4）了解吸附设备掌握反渗透原理及工业应用、超滤原理及工业应用、电渗析原理及工业应用、气体膜分离原理（5）了解膜分离设备教学重点和难点：吸附原理、固定床吸附过程分析和床高计算、超滤原理及工业应用、电渗析原理及工业应用、气体膜分离原理第十四章 热质同时传递的过程 基本内容：（1）热、质同时传递过程的工业实例（2）热、质同时传递过程的主要特点；过程的极限湿球温度与绝热饱和温度基本要求：（1）了解热、质同时传递过程的工业实例（2）掌握热、质同时传递过程的主要特点（3）掌握湿球温度与绝热饱和温度教学重点和难点：湿球温度与绝热饱和温度的理解和计算第五章 固体干燥 基本内容：（1）概述：化工产品干燥实例；固体干燥的目的、原理及实施方法（2）干燥静力学：湿空气的状态参数及其计算；I-H图及其应用；水分在气固两相间的平衡（3）干燥动力学：恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量（4）干燥过程计算：间歇干燥过程的干燥时间；连续干燥过程的特点，物料衡算，热量衡算及热效率（5）常用干燥设备：选型原则；常用干燥设备的主要组成部分及特性基本要求：（1）熟练掌握描述湿空气的主要参数及定义（2）熟练掌握湿度图与应用（3）熟练掌握湿物料中含水量的表示方法（4）熟练掌握物料在定态空气条件下的干燥速率（5）熟练掌握间歇干燥过程的计算（6）熟练掌握干燥过程的物料衡算与热量衡算（7）掌握干燥过程的热效率教学重点：湿空气的性质；t-H图及其应用；物料衡算和热量衡算；恒定干燥条件下的干燥速度和干燥时间计算；干燥机理分析教学难点：绝热饱和温度和湿球温度；降速干燥阶段的干燥机理三、课程学时分配本课程计划76学时，其中讲课56学时，实验20学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。课程学时分配表教学环节时数课程内容讲课实验习题讨论小计第九章 吸收108422第十章 蒸馏9514第十一章 气液传质设备4812第十二章 液液萃取、超临萃取64414第十三章 其它传质分离方法（结晶、膜分离）44第十四章、第十五章 热质传递、固体干燥7310总计40201676习题讲解在每个重要知识点讲解后，立刻讲解例题，加深和巩固学生的理解和应用修订人：蔡崇林审核人：陈光友2008年9月28日化工原理课程实验教学大纲课程编号：02032英文名称：The experiment of Principles of Chemical Engineering一、课程说明1. 课程性质课程内实验2. 适应专业制药工程专业 3. 课程实验目的和要求 实验的目的有以下几个方面：（1）通过实验加深学生对化工原理基本概念的认识，验证有关的化工单元操作的理论，培养学生理论联系实际的能力（2）使学生学会常用的实验方法，提高学生的实验操作技能和实际动手能力（3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力实验的基本要求：（1）要求学生实验前认真阅读实验指导书，了解实验目的、要求、内容和所依据的原理（2）进行现场预习，了解实验装置及实验流程，并掌握检测仪器的用法和注意事项（3）进行实验操作，要求认真记录实验原始数据。操作中能进行理论联系实际的思考（4）独立撰写实验报告：包括实验目的，原理，实验装置，实验数据及处理，实验结果及讨论4. 学时学时为205. 主要仪器设备（1）CEA-M03型填料吸收塔实验仪1，北京清华华教公司（2）CEA-M05型流化干燥实验仪1，北京清华华教公司（3）CEA-M02型精馏实验仪1，北京清华华教公司（4）CEA-M04往复式振动筛板塔液-液萃取实验仪1，北京清华华教公司（5）CEA-M06型板式塔实验仪1，北京清华华教公司6. 考核方式（1）实验报告：独立撰写实验报告：包括实验目的，原理，实验装置，实验数据及处理，实验结果及讨论。（2）考核方式：a.实验课上实验操作的表