《化工原理1》教学大纲.doc

化工原理1教学大纲课程编码：课程名称：化工原理1学时/学分：56/3.5先修课程：高等数学、工程制图、物理化学适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1.课程性质：本课程是化学工程与工艺专业的核心课程之一，是化学工程与工艺专业的专业基础课，也是该专业学生的一门必修课。2.课程任务：本课程的任务是使学生初步掌握化工过程的基本原理，以动量传递、热量传递原理为主线，以物料衡算、能量衡算、传递速率等基本概念为理论依据，使学生掌握典型单元操作通用的学习方法和分析问题的思路，培养理论联系实际的观点，进行典型单元操作设备的设计、操作及选型的计算，并进行基本实验技能和设计能力的训练，增强学生解决工程实际问题的能力。二、课程教学基本要求本课程强调对学生工程观点、定量运算及设计能力的培养，强调理论联系实际，使学生正确理解各单元操作（流体输送、沉降、过滤、换热等）的基本原理和操作要领，熟悉典型设备（泵、沉降室、过滤机、换热器等）的构造、性能和操作原理，具有设备选型及校核的基本知识，进行选择适宜操作条件、探索强化过程途径和提高设备效能，运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的初步能力。成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）平时成绩（作业、期中考试等）（30%）。成绩评定采用百分制，60分为及格。3、 课程教学内容第一章 绪论1.教学基本要求了解化工原理课程的内容、特点、研究方法、化工过程计算的理论基础；掌握单位制度及单位换算。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握化工生产过程与单元操作，课程的性质和任务、课程内容的研究方法、单位制和单位换算。3.教学重点和难点教学重点是单元操作的概念及其特点。教学难点是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。4.教学内容（1）化工原理课程的内容和特点主要知识点：课程的内容、性质和任务、单元操作的分类和特点。（2）单位制度与单位换算主要知识点：单位和单位制度；单位换算。第二章 流体流动1.教学基本要求熟练掌握连续性方程、机械能衡算式的物理意义及其应用，流体流动阻力的计算方法，正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念，掌握简单管路的设计型计算和输送能力的核算；了解测速管、文丘里流量计、孔板流量计和转子流量计的工作原理和基本计算。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握流体的主要物性（密度、粘度）的物理意义、影响因素及确定方法，流体静止平衡和运动的基本规律，连续性、定态与非定态流动、两种流动类型及其判别、边界层概念，流体静力学方程式、连续性方程式和柏努利方程式的物理意义及其应用，流体适宜流速的选择及管路直径的确定，流体在管路中流动时流动阻力的产生原因、影响因素及计算方法，简单管路和复杂管路的特点，简单管路设计型和操作型问题的计算方法，管路中流体的压力、流速和流量的测定原理及方法，各种流量计的测量原理、结构和性能。3.教学重点和难点教学重点是流体流动的机械能衡算式的应用，管内流动阻力的计算，流体输送管路的计算。教学难点是动量传递现象，边界层的分离，涡流传递等概念。4.教学内容（1）流体的重要性质主要知识点：连续介质假定；流体的密度；流体的可压缩性；流体的黏性。（2）流体静力学主要知识点：流体的受力；静止流体的压力特性；流体静力学方程；流体静力学方程的应用。（3）流体流动概述主要知识点：流动体系的分类；流量与平均流速；流动形态与雷诺数。（4）流体流动的基本方程主要知识点：总质量衡算连续性方程；总能量衡算方程；机械能衡算方程的应用。（5）动量传递现象主要知识点：层流分子动量传递；湍流特性与涡流传递；边界层与边界层分离现象；动量传递小结。（6）流体在管内流动的阻力主要知识点：管流阻力的分类及计算摩擦阻力的通式；管内层流的摩擦阻力；管内湍流的摩擦阻力；非圆形管的摩擦阻力；管路上的局部阻力；管流阻力计算小结。（7） 流体输送管路的计算主要知识点：简单管路；复杂管路；可压缩流体管路的计算。（8） 流量的测量主要知识点：测速管；孔板流量计；文丘里流量计；转子流量计。第三章 流体输送机械1.教学基本要求重点掌握离心泵的工作原理、选型、安装和操作，离心式通风机的性能参数、往复式压缩机的工作原理及操作特性；了解常见流体输送机械的特性及适用场合。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握流体输送机械的作用、分类，离心泵的构造、工作原理、特性参数、特性曲线、工作点及其调节、串联和并联、汽蚀余量与安装高度、选型和操作，往复泵的构造、工作原理、特性参数、操作及流量调节方法，气体输送机械工作原理、特性参数，离心式风机的选型。3.教学重点和难点教学重点是离心泵的性能参数、特性曲线、工作点、流量调节及其选型。教学难点是离心泵的工作原理、气缚和气蚀现象、工作点的变化分析。4.教学内容（1）概述主要知识点：流体输送机械的作用；流体输送机械的分类。（2） 离心泵主要知识点：离心泵的工作原理和基本结构；离心泵的基本方程；离心泵的性能参数和特性曲线；离心泵在管路中的运行；离心泵的类型与选择。（3） 其他类型的化工用泵主要知识点：往复泵；回转式泵；旋涡泵；常用液体输送机械性能比较；液体输送机械的发展趋势。（4） 气体输送和压缩机械主要知识点：气体输送机械的分类；离心通风机、鼓风机和压缩机；往复压缩机；回转鼓风机；真空泵；常用气体输送机械的性能比较。第四章 传热1.教学基本要求重点掌握三种传热方式的机理，傅立叶定律，牛顿冷却定律及计算，熟练运用热平衡方程和总传热速率方程对换热器进行选型，掌握列管换热器的结构特点及其应用；了解其他换热器的分类及特点。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握三种传热操作方式及其特点，热传导定律-傅里叶定律及其应用，对流传热定律-牛顿冷却定律及其应用，对流传热系数的影响因素及其确定方法，传热过程的热平衡方程，总传热速率方程及其应用，列管式换热器的设计和选用。3.教学重点和难点教学重点是传热过程的热平衡方程、总传热速率方程的应用。教学难点是对流传热系数的计算，列管式换热器的设计和选用，传热操作型问题的计算和分析。4.教学内容（1）传热过程概述主要知识点：热传导及导热系数；对流；热辐射；冷热流体热交换方式及换热器；载热体及其选择。（2） 热传导主要知识点：平壁一维定态热传导；圆筒壁一维定态热传导。（3） 换热器的传热计算主要知识点：热平衡方程；总传热速率方程和总传热系数；传热计算方法。（4） 对流传热主要知识点：对流传热机理和对流传热系数；对流传热的量纲分析；流体无相变时的对流传热系数；流体有相变时的对流传热系数；非牛顿流体的传热。（5） 辐射传热主要知识点：基本概念和定律；两固体间的辐射传热；对流和辐射联合传热。（6） 换热器主要知识点：间壁式换热器的结构型式；换热器传热过程的强化；传热过程强化效果的评价；管壳式换热器的设计和选型。第五章 非均相混合物分离及固体流态化1.教学基本要求重点掌握沉降（包括重力沉降和离心沉降）过程的基本原理，降沉室的设计，旋风分离器的选型，过滤操作的原理及过滤设备生产能力的计算；了解固体流态化的基本概念。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握沉降、过滤固体流态化等单元操作的原理和计算方法，降沉室、旋风分离器的结构特性，并能根据生产工艺的工求正确选择分离设备。3.教学重点和难点教学重点是恒压过滤基本方程及过滤常数的测定。教学难点是恒压过滤方程的应用。4.教学内容（1）沉降分离原理及设备主要知识点：颗粒相对于流体的运动；重力沉降；离心沉降。（2）过滤分离原理及设备主要知识点：流体通过固体颗粒床层的流动；过滤操作的原理；过滤基本方程；恒压过滤；恒速过滤与先恒速后恒压过滤；过滤常数的测定；过滤设备；滤饼的洗涤；过滤机的生产能力。（3） 离心机主要知识点：一般概念；离心机的结构与操作简介。（4） 固体流态化主要知识点：流态化的基本概念；流化床的流体力学特性；流化床的浓相区高度与分离高度；流化质量及提高流化质量的措施；气力输送简介。第六章 蒸发1.教学基本要求了解多效蒸发流程，重点掌握单效蒸发计算，蒸发器的分类结构。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握单效蒸发原理、流程、计算，多效蒸发的计算，蒸发器的分类及结构。3.教学重点和难点教学重点是单效蒸发计算；教学难点是单效蒸发原理。4.教学内容（1）概述主要知识点：蒸发的概念、分类及操作特点。（2）蒸发设备主要知识点：循环型蒸发器；单程型蒸发器；蒸发器的选型；蒸发器的辅助设备。（3） 单效蒸发的计算主要知识点：物料衡算与热量衡算；蒸发器的传热面积；蒸发器的生产强度；加热蒸汽的经济性和蒸发过程的节能措施。（4）多效蒸发主要知识点：多效蒸发的流程；多效蒸发的计算；多效蒸发与单效蒸发的比较；多效蒸发的适宜效数。（5） 生物溶液的增浓主要知识点：生物溶液的蒸发；冷冻浓缩。4、 学时分配表章序内容学时备注一绪论2二流体流动20三流体输送机械8四传热20五非均相混