化工原理A(一)教学大纲

1、化工原理A(一)一、课程说明课程编号：150101X10课程名称：化工原理A(一)/ Principle of Chemical Engineering A (I)课程类别：学科基础课学时/学分：48/3先修课程：高等数学，无机化学，有机化学，物理化学适用专业：化学工程与工艺（含卓越工程师班），应用化学，制药工程教材、教学参考书：（1）夏清，贾绍义. 化工原理（上册，修订版）M. 天津大学出版社，2012.（2）周涛，王晖. 化工原理M. 科学出版社，2010.（3）陈敏恒. 化工原理（上册，第三版）M. 化学工业出版社，2013.二、课程设置的目的意义化工原理课程的目的是使学生获得常见化工单

2、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。具体目的与意义如下：（1）能正确理解各单元操作（流体流动与输送、沉降、过滤、传热、蒸发等）的基本原理；了解典型设备的构造、性能和操作原理，并具有设备选型及校核的基本知识。（2）熟悉主要单元操作过程及设备的基本计算方法；掌握基本计算公式的物理意义、应用方法和适用范围；具有查阅和使用常用工程计算图表、手册、资料的能力。（3）具有选择适宜操作条件、探索强化过程途径和提高设备效能的初步能力；具有运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一

3、般问题的初步能力。三、课程的基本要求知识：化工单元操作是组成各种化工生产过程、完成一定加工目的的基本过程，其特点是化工生产过程中以物理为主的操作过程，包括流体流动过程、传热过程和传质过程。本课程要求学生掌握化工单元操作的基本原理、物料衡算、典型设备的结构特点、操作性能和设计计算等（关联毕业要求1-5：专业知识；关联度：高）。能力：熟练掌握最基本的单元操作的基本概念和基础理论，对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力；掌握本大纲所要求的单元操作的基本常规计算方法，常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型（关联毕业要求2-1：分析能力；关联度：高）。素质：熟悉运用过程的基本原理，根据生产上的具

4、体要求，对各单元操作进行调节；培养学生的工程观念，提高学生综合素质、动手能力及创新意识（关联毕业要求3-2：创新意识；关联度：中）。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践绪论课程介绍22三传一反，单元操作，量纲概念的引入。国际单位换算，量纲。教学思路：通过化工过程的发展历史梳理三传 一反。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂讨论。第1章流体流动14141.1流体的物理性质1流体的密度、粘度。牛顿粘性 定律教学思路：由常见流体入手引入到化工流体。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂讨论。1.2流体静力学基本方程

5、式1压力的表示方法（绝对压力、表压、真空度），流体静力学基本方程的推导及其应用。流体静力学基本方程的推导。教学思路：由锅炉压力表引出化工过程压力的表示方法。教学模式：PPT电子课件讲授，真空表、压力表的模具演示。1.3流体流动的基本方程3流速、流量的概念，连续性方程、柏努利方程的推导与应用。连续性方程、柏努利方程的推导与 应用。教学思路：从静力学方程过渡到柏努利方程。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。1.4流体流动现象2雷诺实验与雷诺准数，层流与滞留的判断依据，流体在管内流动时的速度分布，边界层的概念。流体在管内流动时的速度分布，边界层的概念。教学思路：从雷诺实验现象开始导入。教学模式：

6、PPT电子课件讲授，自制雷诺实验微课演示（学生可在课前预习、课后加强复习）。1.5流体在管内的流动阻力3流体在圆形直管中流体阻力的计算，粗糙度对流体阻力的影响，量纲分析方法，局部阻力、流体在非圆形直管中阻力的计算。流体在圆形直管中的流体阻力，量纲分析方法。教学思路：从圆管内流体层流时的速度分布过渡到非圆管、湍流时的速度分布情况。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。1.6管路计算2简单支路的计算，复杂管路的计算。复杂管路的计算。教学思路：从简单支路引申到复杂管路。教学模式：PPT电子课件讲授，小组讨论，课堂 研讨。1.7流量测量2测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计的结构、特点、优缺

7、点及其适用范围。各种流量计的校正。教学思路：从转子流量计等教学道具入手，引申到基本原理与实际应用。教学模式：PPT电子课件讲授，转子流量计等模具演示。第2章流体输送机械662.1离心泵4离心泵工作原理，气缚现象，主要性能参数与特性曲线，影响离心泵性能的因素，气蚀现象与安装高度，泵的工作点及其流量调节，离心泵的选用等。气蚀现象，离心泵的安装高度等，离心泵的选用。教学思路：由生活中高楼用水入手，过渡到离心泵的基本原理。教学模式：PPT电子课件讲授，离心泵教学模具演示，自制离心泵微课的演示（学生可在课前预习、课后加强复习）。2.2其他类型液体输送设备1往复泵、旋转泵、旋涡泵的结构、特点、优缺点及其适

8、用范围。几种泵的性能比较及其选用。教学思路：由生活中的压水井引申到往复泵。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。2.3气体输送与压缩机械1离心通风机、鼓风机、压缩机等气体输送机械的基本原理与性能范围。几种气体输送机械的 选择。教学思路：由空压机引申到气体输送机械。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。第3章非均相物系的分离883.1颗粒及颗粒床层的特性2颗粒的特性，颗粒床层的特性，流体通过床层流动的压降。床层的比表面积、孔隙率、自由截 面积。教学思路：以纳米颗粒的粒度分析为例，过渡到颗粒床层。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。3.2沉降分离2重力沉降速度的计算，降尘室的生产能力，离心

9、分离因素，旋风分离器的主要结构、操作原理。重力沉降速度的计算，降尘室的生产能力。教学思路：以典型的沙子沉降开始，引出重力沉降的基本概念与原理。教学模式：PPT电子课件讲授，自制重力沉降微课的演示（学生可在课前预习、课后加强复习）。3.3过滤3过滤速率与过滤速度，恒压过滤方程式，过滤时间的计算，过滤机生产能力。过滤基本方程式推导，过滤常数、压缩性指数的测定等。教学思路：以过滤实验为典型实例，导出本节内容。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。3.4固体流态化1流态化的类型、主要特点、操作范围及其 设备。临界流化速度的确定。教学思路：从流态化的发展历史开始梳理。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂

10、研讨。第4章传热12124.1传热概述1传热的基本方式，传热速率与热通量，稳态传热与非稳态传热。传热速率与热通量。教学思路：以生活中的传热实例导出本节内容。教学模式：PPT电子课件讲授，小组研讨。4.2热传导2傅里叶定律，导热系数，平壁的稳态热传导，圆筒壁的稳态热 传导。导热系数随温度的关系，多层圆筒壁稳态传热的计算。教学思路：通过木棒与铁棍的传热快慢引申到热传导的计算。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。4.3对流传热1对流传热速率方程与对流传热系数，对流传热机理，保温层的临界直径。保温层临界直径的计算。教学思路：从对流传热与热传导的差异入手讲解。教学模式：PPT电子课件讲授，课堂研讨。

11、4.4传热过程计算2热量衡算，总传热方程与总传热系数，逆流与并流传热，传热单元数。总传热系数的计算，传热单元数的确定。教学思路：通过实例进行传热过程分析计算。教学模式：PPT电子课件讲授，枚举实例。4.5对流传热系数关联式2影响对流传热系数的因素，对流传热过程的量纲分析，各种情况下对流传热系数的计算，壁温的估算。传热过程的量纲分析，对流传热系数计算公式的适用范围。教学思路：以典型的对流传热系数关联式与生产实际相结合。教学模式：PPT电子课件讲授，小组讨论。4.6辐射传热2黑体的概念，辐射能力，普朗克定律，斯蒂芬-玻尔兹曼定律，克希霍夫定律，两固体间的辐射传热。普朗克定律，斯蒂芬-玻尔兹曼定律，

12、克希霍夫定律。教学思路：从黑体的概念入手讲述辐射传热。教学模式：PPT电子课件讲授，小组讨论。4.7换热器2各种换热器的分类、基本结构、优缺点与应用范围，换热器的设计与选型。换热器的设计与选型。教学思路：以化工原理课程设计为目标。教学模式：PPT电子课件讲授，模型演示，学生上台讲解。第5章蒸发665.1单效蒸发2溶液的沸点与温度差损失，蒸发量、加热蒸汽消耗量、传热面积的计算，管内沸腾传热系数的关联式。三种温度差损失的造成原因与计算，管内沸腾传热系数的关联式的应用范围。教学思路：从蒸发与传热过程的共同点与不同点入手。教学模式：PPT电子课件讲授，小组讨论。5.2多效蒸发2并流加料、逆流加料、平流

13、加料法的蒸发流程与计算，多效蒸发与单效蒸发的比较。三种不同加料方式的蒸发流程的优缺点与计算。教学思路：以蒸发器设计为教学目标。教学模式：PPT电子课件讲授，小组讨论。5.3蒸发设备及其工艺设计2蒸发器的生产能力与生产强度，几种常见蒸发器的基本结构、优缺点、及其工艺计算。蒸发器的工艺计算。教学思路：从工艺计算到机械设计。教学模式：PPT电子课件讲授，小组讨论，学生上台讲解。五、实践教学内容和基本要求另行设课化工原理实验A48学时安排实验。六、考核方式及成绩评定根据化工原理A（一）与毕业要求的关联度，本课程的考核内容与考核方式均立足于相应毕业要求指标点的达成。教学过程中采取讲授、讨论、分析、课前导

14、学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、课内互动、课外阅读等。过程考核占总评成绩的40%，期末考试占总评成绩的60%。考核方式考核内容成绩比例（%）备注课内互动和抢答基本知识，学习主动性10%专题讨论和辩论分析能力，交流素质10%分组进行课外作业文献和自学能力与素质10%课程考勤主动性和团队素质10%期末考试课程知识和分析能力60%闭卷考试七、课程的持续改进为了更好地服务于毕业要求指标点的达成，本课程将积极持续改进、推进以下课程建设工作：（1）加强化工原理课程师资力量、教学团队的建设，进一步明确以课程教授为核心的教学团队的职责。（2）理论联系实际，切实把培养学生工程意识作为本课程的重要目标，通过课堂教学的模具演示（如压力表、离心泵、转子流量计等）增加学生对实物的认识。（3）通过化工原理微