传递过程与单元操作.doc

课程名称 传递过程与单元操作（一）英文名称 Transport Processes and Unit Operations()课程编号 开课学期 第 7 学期学分/周学时4/4课程类型学科类通修课程先修课程 高等数学、物理化学、工程数学、大学物理、计算机基础选用教材 柴诚敬、张国亮编：化工流体流动与传热,化学工业出版社，2000 年9 月主要参考书1.陈敏恒、丛德滋、方图南 编:化工原理(上),化学工业出版社，1985 年9 月2.化学工程手册编委会 编：化学工程手册，19773.McCabe, Smith, Harriott：Unit Operations of Chemical Engineering(sixthedition)，McGRAW-HILL，2001 年4.姚玉英 主编：化工原理例题与习题(第二版）,化学工业出版社，1990 年6 月5.王绍亭、陈涛 编：化工传递过程基础，化学工业出版社，1987 年11 月本课程通过课堂教学、习题课、讨论课、课外作业等对学生进行系统的训练，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，培养学生的自学能力和独立工作能力。本课程主要以动量传递和热量传递的基本理论体系为主线，论述了流体流动基础、流体输送、颗粒与流体之间的相对运动（包括颗粒的沉降分离、过滤分离）、传热过程基础及设备等操作。主要内容包括：1流体流动基础。流体的重要性质及流体流动的基本概念；流体静力学及其应用；流体流动的总衡算方程（包括管路积分连续性方程与机械能衡算方程）的应用；动量传递与流动阻力的概念，流体流动的微分衡算方程及其简单应用（包括管内层流与湍流）；量纲分析及管流阻力计算；管路计算与流量测量。2流体输送机械。离心泵的工作原理、性能参数与特性曲线、流量调节以及安装；其他液体输送机械简介；气体输送机械简介。3颗粒与流体之间的相对运动。颗粒与颗粒床特性；重力沉降与离心沉降的原理和操作；过滤分离原理与设备。4传热过程基础。传热概述与能量方程；热传导分析；对流传热机理及管内对流传热系数的理论分析；量纲分析及对流传热系数的计算（包括强制对流与自然对流、液体沸腾与蒸气冷凝）；动量传递与热量传递的类比；辐射传热简介。5换热器。换热器的传热计算；换热器的结构与选型。三、主要内容及学时安排章或节 主要内容 学时安排绪论化学工程学科发展，课程的目的、任务、研究方法，单位制及单位换算 2第一章第一节流体流动基础流体的物理性质1.1.1 连续介质假定 1.1.2 流体的密度1.1.3 流体的粘性和理想流体1.1.4 非牛顿型流体简介 1.1.5 流体的可压缩性和不可压缩流体2第二节 流体静止的基本方程1.2.1 作用在流体上的力 1.2.2 静止流体的压力特性1.2.3 流体静力学方程 1.2.4 流体静力学方程的应用2第三节第四节流体流动的基本概念1.3.1 稳态流动与非稳态流动 1.3.2 流线与流管1.3.3 流率与平均流速 1.3.4 流动型态与雷诺数流体流动的总衡算方程1.4.1 概述 1.4.2 总质量衡算 1.4.3 总能量衡算2第四节 1.4.4 机械能衡算方程2习 题 柏努利方程的应用 2第五节第六节动量传递与流动阻力导论1.5.1 动量传递的概念 1.5.2 流动阻力导论流体流动的微分方程1.6.1 欧拉方法与拉格朗日方法 1.6.2 物理量的时间导数2第六节1.6.3 连续性方程 1.6.4 运动方程习题讲解2第七节连续性方程与运动方程的应用示例1.7.1 平壁上的降落液膜流动 1.7.2 套管环隙中的轴向稳态层流1.7.3 爬流与斯托克斯定律 1.7.4 理想流体流动 1.7.5 边界层理论简介2第八节第九节第十节湍流1.8.1 湍流的特点 1.8.2 湍流的表征因次分析1.9.l 因次分析法的基本概念 1.9.2 奈维一斯托克斯方程的因次分析1.9.3 伯金汉定理流动阻力计算1.10.1 阻力产生的机理 1.10.2 管内流动阻力计算2管路计算与流量测量1.11.1 简单管路计算 1.11.2 并联与分支管路1.11.3 可压缩流体的管路计算2第十一节1.11.4 流量测量2第二章第一节第二节流体输送机械概述2.1.1 对流体输送机械的基本要求 2.1.2 输送机械的分类离心泵2.2.l 离心泵的基本结构和工作原理 2.2.2 离心泵的基本方程式2第二节 2.2.3 离心泵的性能参数与特性曲线 2.2.4 离心泵的工作点和流量调节2第二节2.2.5 离心泵的气蚀现象与安装高度 2.2.6 离心泵的类型与选择2第三节第四节其它类型液体输送机械2.3.1 往复泵 2.3.2 回转式泵2.3.3 旋涡泵 2.3.4 常用液体输送机械的性能比较气体输送机械2.4.1 离心通风机、鼓风机和压缩机 2.4.2 往复式压缩机2.4.3 回转鼓风机、压缩机 2.4.4 真空泵2考试 期中考试 2第三章第一节第二节颗粒与流体之间的相对运动颗粒及颗粒床层的特性3.1.1 颗粒的特性 3.1.2 颗粒床层的特性沉降分离原理及方法3.2.1 重力沉降 3.2.2 离心沉降2第三节过滤分离原理及设备3.3.1 过滤操作的原理 3.3.2 过滤基本方程式 3.3.3 恒压过滤3.3.4 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 3.3.5 过滤常数的测定2第三节第四节3.3.6 过滤设备 3.3.7 滤饼的洗涤 3.3.8 过滤机的生产能力离心机3.4.1 一般概念 3.4.2 离心机的结构与操作2第五章第一节第二节热过程基础热导论5.1.1 热传导及导热系数 5.1.2 对流传热5.1.3 辐射传热 5.1.4 典型传热设备能量方程5.2.1 能量方程的推导 5.2.2 能量方程的特定形式5.2.3 柱坐标系与球坐标系的能量方程2第三节 热传导5.3.1 无内热源的一维稳态热传导 5.3.2 有内热源的一维稳态热传导5.3.3 二维稳态热传导2第四节对流传热5.4.l 对流传热 5.4.2 热边界层及对流传热系数5.4.3 管内强制层流传热的理论分析 5.4.4 对流传热过程的因次分析2第四节 5.4.5 流体无相变时的强制对流传热系数5.4.6 动量传递与热量传递的类比 5.4.7 自然对流传热2大纲制定者：叶李艺王宏涛大纲审定者：曹志凯第四节第五节5.4.8 流体有相变时的对流传热系数辐射传热5.5.1 基本概念和定律 5.5.2 两固体间的辐射传热5.5.3 气体的辐射传热 5.5.4 对流和辐射联合传热2第六章第一节第二节换热器换热器的分类与结构形式6.1.1 换热器的分类 6.1.2 换热器的结构形式换热器的传热计算6.2.1 总传热速率方程2第二节 6.2.2 传热计算方法（传热温度差法）2第二节 6.2.2 传热计算方法（传热单元数法）2第三节第四节换热器传热过程的强化6.3.1 传热过程的强化途径 6.3.2 传热过程强化的评价管壳式换热器的设计与选型6.4.1 管壳式换热器的型号与系列标准 6.4.2 管壳式换热器的设计与选型2习题课传热计算 2复习 期末总复习 2考试 期末考试 2四、考核方式：笔试（闭卷）讨论和提问作业平时考勤五、开课专业：化学工程与工艺、生物工程专业六、其它信息校级精品课程_课程名称 传递过程与单元操作（二）英文名称 Transport Processes And Unit Operation课程编号开课学期 第 8 学期学分/周学时4/4课程类型学科类通修课程先修课程 高等数学、物理化学、工程数学、传递过程与单元操作（一）选用教材贾绍义，柴诚敬编：化工传质与分离过程，化学工业出版社，2001，1。主要参考书1 姚玉英主编：化工原理：新版，天津大学出版社，天津，20022 大连理工大学主编：化工原理，高等教育出版社，北京，20023 柴诚敬等编：化工原理课程学习指导，天津大学出版社，天津，20034 姚玉英主编：化工原理例题与习题，化学工业出版社，北京19985 王运东, 骆广生, 刘谦编著：传递过程原理，清华大学出版社，北京，2002一、课程性质、目的与任务本课程将传统的化工原理与化工传递过程基础有机地融为一体，并适当吸取化工分离过程的有关内容，依据传递过程的理论体系和单元操作的共性组合而成。本课程属于化工类及其相近专业的一门主干课，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用，是化工类及其相近专业许多专业课程的重要基础课程。本课程属工科科学，用自然科学的原理（主要为动量、热量与质量传递理论）考察、解释和处理化学工程中的实际问题，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；强调提高分析问题、解决问题的能力和综合能力。学生通过本课程学习，应能够运用质量传递的基本理论及各传质单元操作过程的原理，解决过程计算及设备选择等问题，并为后续专业课程的学习奠定基础。二、教学基本要求本课程（界面化学）的主要内容包括：传质过程基础、吸收、蒸馏、传质过程设备、液液萃取、干燥、其它分离过程七个部分。每部分的基本内容如下：（1）传质过程基础：熟悉传质过程的相关概念；掌握分子传质的原理及计算；了解对流传质的原理；掌握建立数学模型求解传质系数的方法；了解分析求解、三传类比、经验公式求解传质系数的方法。（2）吸收：熟悉气体吸收的特点、分类及应用场合；掌握气体吸收相平衡关系、吸收速率方程；熟练掌握两组分低浓度气体吸收过程的计算。了解解析操作的有关概念及简单计算。（3）蒸馏：熟悉蒸馏的特点、分类及应用场合；了解间歇精馏、简单精馏、平衡精馏的原理与计算；掌握两组分理想溶液的相平衡关系, 精馏的原理和流程。熟练掌握两组分连续精馏的计算。（4）传质过程设备：熟悉板式塔和填料塔的结构特点、主要部件、流体力学性能；掌握板式塔的不正常操作及负荷性能图；了解板式塔和填料塔的设计。（5）液液萃取：熟悉萃取过程特点、分类及应用场合；掌握液液萃取的相平衡关系，熟练掌握三元相图；掌握单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取计算；了解萃取设备的主要类型及设备的选用。（6）干燥：了解干燥操作的特点；掌握湿空气的性质及湿度图；掌握干燥过程的物料衡算、热量衡算和恒定干燥条件下干燥时间的计算；了解干燥设备的主要类型及设备的选用。（7）其它分离过程: 了解膜分离过程的基本原理、分类。大纲制定者：孙道华、沙勇大纲审定者：卢英华三、主要内容及学时安排章 主要内容 学时安排绪论 21 传质过程基础第一节 传质概论与传质微分方程； 第二节 分子传质； 第三节 对流传质82 气体吸收第一节 概述； 第二节 气体吸收的平衡关系； 第三节 气体吸收速率方程式；第四节 低组成气体吸收的计算； 第五节 其它吸收与解吸123 蒸馏第一节 两组分溶液的汽液平衡；