《化工原理》课程教学大纲

1、化工原理课程教学大纲一、基本信息中文名称:化工原理英文名称：Principles of chemical engineering编号：16042201性质：学科基础课学时和学分：总学时40学时（理论学时：40学时；实验学时：0学时）适用学院及专业：材料科学与工程学院 材料化学系先修课程：高等数学A、物理化学B、无机与分析化学、有机化学A开课学院、部、中心：材料科学与工程学院 材料化学系二、课程地位与作用本课程是材料化学专业重要的学科基础课之一。与四大化学、材料化学和高分子化学共同构成材料化学专业基础知识体系，作为工程技术学科的一个分支，也是学生学习后继专业课程的基础。本课程系统介绍化工产品生产

2、中的动量传递、热量传递、质量传递和化学反应，即“三传一反”过程。对“三传一反”过程中流体输送、过滤、沉降、固体流态化等过程遵循的流体动力学基本规律，加热、冷却、蒸发、冷凝等过程遵循的热量传递基本规律，以及蒸馏、吸收、萃取、干燥等遵循的质量传递基本规律进行介绍。本课程后续课程有材料化学和高分子化学。三、课程教学目的和要求通过本课程的学习，学生可以了解典型化工设备的构造、性能和操作原理，以及设备选型及校核的基本知识；理解“三传一反”过程中的基本计算公式的物理意义、应用方法和适用范围；掌握化工生产中主要单元操作过程及设备的基本计算方法，查阅和使用常用工程计算图表、手册、资料的基本方法，使学生具备选择

3、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，以及运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的能力。为日后从事材料研究与开发、化工工程师深造奠定基础。四、主要教学内容第一章 流体流动与输送机械（10学时）了解流体的连续介质假定、压缩性、质量力、压力、剪切力与粘度等流体基本性质，了解离心泵、往复式泵等流体输送机械类型；理解静压力特性、流体静力学基本方程、流体的流量与流速、定态流动的质量衡算和机械能衡算的方法，理解流体流动型态及在圆管内的速度分布、流体在管路中的总阻力；掌握管路计算的基本方法，掌握利用测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计进行流量测量的基本方法。重点：流体静力学

4、、流体动力学、流体流动阻力的基本理论难点：管路计算第二章 非均相物系分离（4学时）了解非均相物系分离在工业生产中的应用、颗粒与颗粒群的特性；理解重力沉降和离心沉降的基本原理，掌握颗粒在流体中的沉降过程分析方法和过滤的基本方程式。重点：颗粒与颗粒群的特性、颗粒在流体中的沉降过程难点：过滤的基本方程式第三章 传热（10学时）了解传热在化工生产中的应用、加热剂、冷却剂、传热设备中冷、热流体的接触方式和热量传递的三种方式；理解热传导机理、热传导速率的傅里叶定律、热导率的定义，理解单层平壁、单层圆筒壁和多层壁的定态热传导，理解对流传热过程、对流传热速率的牛顿冷却定律、对流传热系数的实验研究方法、流体无相

5、变时的对流传热系数经验关联式、蒸汽冷凝传热和液体沸腾传热，理解辐射传热的基本概念、物体的辐射能力、两固体间的辐射传热、对流-辐射联合传热；掌握换热器的热量平衡方程、总传热系数、总传热速率、平均传热温差的计算方法以及换热器的选型计算方法。重点：热传导速率的傅里叶定律、对流传热速率的牛顿冷却定律难点：换热器的热量平衡方程、总传热系数、总传热速率、平均传热温差的计算方法第四章 气体吸收（6学时）了解化工生产中的传质过程、相组成表示方法、气体吸收过程及应用、吸收剂、吸收操作的分类；理解气体在液体中的溶解度、相平衡关系在吸收过程中的应用、单相内物质的分子扩散、分子扩散系数、单相对流传质机理、单相内对流传

6、质速率方程、双膜理论和吸收过程的总传质速率方程；掌握吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量与最小液-气比的计算方法、吸收塔填料层高度、塔径和操作型的计算、解析过程及其计算。重点：吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量与最小液-气比的计算方法、吸收塔填料层高度、塔径和操作型的计算、解析过程及其计算难点：吸收过程的总传质速率方程、吸收塔的物料衡算与操作线方程第五章 蒸馏（8学时）了解简单蒸馏、平衡蒸馏、间歇精馏、恒沸精馏和萃取精馏的基本概念；理解理想溶液的气-液平衡、温度组成图、气-液平衡图、挥发度与相对挥发度，理解多次部分气化、部分冷凝、连续精馏装置流程和塔板的作用；掌握全塔物料衡算、操作线

7、方程、q线方程、理论塔板数及其简洁运算、双组份精馏的操作型计算。重点：全塔物料衡算、操作线方程、q线方程、理论塔板数及其简洁运算、双组份精馏的操作型计算难点：操作线方程、q线方程第六章 固体干燥（4学时）了解物料去湿与干燥的基本方法、对流干燥的特点、物料中水分含量的表示方法和干燥器的基本要求与分类；理解湿空气的性质、湿空气的湿度图及其应用、水分在气-固两相间的平衡；掌握干燥过程中的物料与热量衡算、干燥系统的热效率计算以及干燥器空气出口状态的确定方法，掌握干燥效率与恒定干燥条件下的干燥时间计算方法。重点：干燥过程中的物料与热量衡算、干燥系统的热效率计算以及干燥器空气出口状态的确定、干燥效率与恒定干燥条件下的干燥时间计算难点：干燥过程中的物料与热量衡算、干燥系统的热效率计算以及干燥器空气出口状态的确定方法五、课程考核和成绩评定方式本课程考核采用闭卷和平时考核相结合的方式，平时考核占20%，闭卷考试占80%。六、教材及参考文献1、教材：张祖荣，化工原理（第三版），北京，化学工业出版社，2014 2、主要参考教材1夏清，贾绍义，化工原理（上册）（第二版），天津，天津大学出版社