8544-化工原理及设备

8544化工原理及设备课程名称：化工原理及设备 课程代码：8544第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点《化工原理》是在高等数学、大学物理及物理化学等课程的基础上开设的一门基础技术课，要紧研究化工单元操作的差不多原理、典型设备构造、过程运算、设备选型及实验研究方法等。该课程注重工程概念与共性咨询题的研究，是一门理论联系实际，应用性较强的课程。二、课程目标与差不多要求设置本课程，为了使考生把握化工各单元操作的差不多概念、差不多原理和运算方法；把握各单元操作典型设备的结构和特点；能运用所学理论知识进行各单元操作过程和设备的设计运算；能运用过程的差不多原理正确分析阻碍单元操作的要紧因素，提升解决工程实际咨询题的能力。要求考生在学习本课程中，牢固把握差不多概念、差不多原理和运算方法，在各单元操作的学习中，多作练习，将所学差不多原理和实际应用结合起来。通过本课程的学习，考生应具有一定的工程观点和解决实际咨询题的能力。三、与本专业其它课程的关系《化工原理》是一门基础技术课程，在基础课和专业课之间起着承先启后的作用。《高等数学》、《大学物理》及《物理化学》是本课程的基础，同时本课程又是今后学习专业课，如《水污染操纵工程》、《大气污染操纵工程》等的基础。第二部分考核内容与考核目标绪论一、学习目的与要求通过本章学习，应了解化工过程与单元操作的关系，了解《化工原理》课程的性质与任务；把握单元操作的含义，把握物理量的单位与量纲，把握混合物浓度的表示方法，把握单元操作中常用的差不多概念。二、考核知识点与考核目标（一）化工过程与单元操作（一样）了解：化工过程的含义，化工过程的与单元操作的关系。明白得：单元操作的含义，单元操作的三大分类。（二）物理量的单位与量纲（次重点）了解：SI差不多单位与导出单位。明白得：量纲与量纲一致性方程。应用：单位换算的应用。（三）混合物浓度的表示方法（重点）明白得：各种浓度的表示方法。应用：浓度之间的换算。（四）单元操作中常用的差不多概念（一样）了解：单元操作中常用的五个差不多概念。明白得：物料衡算的运算步骤；传递速率的表达式。应用：物料衡算的简单应用。第一章流体流淌一、学习目的与要求通过本章学习，应把握流体静力学差不多方程及应用，把握连续性方程式和柏努利方程式的物理意义及应用，能够进行流体流淌时的阻力运算，并能够运用流体流淌的差不多知识、差不多原理进行一样简单管路的运算，并了解流量测定的原理二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：流体的范畴，不可压缩流体和可压缩流体的定义。（二）流体静力学（重点）了解：流体密度的定义、单位，应专门注意气体密度的运算；流体密度与比体积之间的关系；流体压力的定义，单位及表示法。明白得：流体静力学差不多方程式的意义。应用：流体静力学差不多方程式的应用，流体静压强的测量。（三）管内流体流淌的差不多方程式（重点）了解：流体流量和流速的定义及二者的关系；稳态流淌与不稳态流淌。明白得：连续性方程式的意义；柏努利方程式的物理意义及基准面与截面的选取原则。应用：柏努利方程式用于确定治理中流体的流量、压强、设备相对位置及输送机械的有效功率等。（四）管内流体流淌现象（次重点）了解：牛顿黏性定律及流体的黏度，把握黏度的单位换算；流体在圆管内的速度分布：层流时的哈根泊谡叶方程式及湍流时的1/7次方定律。明白得：雷诺准数与流体的流淌类型；层次与湍流的特点。（五）管内流体流淌的摩擦阻力缺失（重点）了解：水力半径，当量直径，速度平方区的概念，及量纲分析法的差不多定律和步骤。明白得：摩擦系数(λ)与雷诺数(Re)、相对粗糙度(ε/d)关系图曲线的变化规律。应用：流体在直管中流淌阻力的运算；流体在层流时摩擦系数的运算；流体在湍流时摩擦系数的运算(λ与Re及ε/d关系图的使用)；局部摩擦阻力缺失的运算（阻力系数系数法及当量长度法）。（六）管路运算（重点）了解：简单管路最适宜管径的确定，复杂管路的运算。明白得：简单管路运算中的第三类咨询题：管径运算咨询题应用：简单管路运算中的第一、二类咨询题：摩擦缺失运算咨询题和流量运算咨询题。（七）流量的测量（次重点）明白得：皮托管、孔板流量计、转子流量计、湿式气体流量计的要紧结构、测量原理及应用场合。第二章流体输送设备一、学习目的与要求通过本章学习，应把握离心泵的性能参数、特性曲线、工作点及流量调剂，并把握离心泵安装高度的确定原则及离心泵的选用方法。二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：流体输送设备的分类，流体输送设备在化工生产中的作用。流体输送设备的分类。（二）离心泵（重点）了解：离心泵的类型与选用，离心泵的并联与串联操作。明白得：离心泵的工作原理及要紧部件；离心泵气缚现象的产生；离心泵汽蚀现象的产生；阻碍离心泵性能的因素；离心泵安装高度的确定原则，注意汽蚀现象的产生。应用：把握离心泵的要紧性能参数、特性曲线，工作点和流量调剂。（三）其他类型化工用泵（一样）了解：往复泵的工作原理及要紧结构；往复泵的性能参数及流量调剂；齿轮泵，旋涡泵的特点及适用场合。（四）气体输送设备（次重点）了解：离心式通风机的要紧性能与特性曲线；真空泵的类型。第三章沉降与过滤一、学习目的与要求通过本章学习，应把握沉降与过滤两种过程中沉降速度和临界粒径的运算；把握恒压过滤的运算。二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：分散相与连续相；沉降的要紧方式。明白得：非均相物系分离的目的；阻力系数与雷诺数的关系（二）重力沉降（重点）了解：重力沉降的含义；自由沉降的含义；阻碍沉降速度的因素；沉降室的构造；悬浮液的沉聚。明白得：不同雷诺数范畴的沉降速度运算式；临界粒径；降尘室的运算。（三）离心沉降（次重点）了解：离心沉降的含义；离心分离因数的含义；旋风分离器与旋流分离器的构造；沉降室离心机的要紧类型。明白得：离心沉降速度的运算式；临界粒径。（四）过滤（重点）了解：过滤的含义及设备；滤浆；过滤介质及常用过滤介质；滤饼及滤饼比阻；滤液；深层过滤与滤饼过滤。明白得：悬浮液量、固体量、滤液量及滤渣量之间的关系；过滤速率差不多方程式；恒压过滤时滤液体积与过滤时刻的关系，过滤常数的测定。应用：恒压过滤的运算。第四章传热一、学习目的与要求通过本章学习，应把握总传热速率方程式中总传热系数及传热平均温度差的运算，配合换热器的热量衡算式进行传热面积的运算，并能解决传热过程中流量、换热器进、出口温度的运算等咨询题。了解热传导过程和对流传热过程的差不多原理和运算方法。二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：传热过程在化工生产中的应用；传热的差不多方式：热传导、对流传热和辐射传热的概念。明白得：间壁换热的意义；传热速率方程式的数学形式；热阻。（二）热传导（次重点）了解：傅立叶定律、导热系数，导热推动力和热阻的概念。明白得：单层及多层平壁定态热传导的运算；单层及多层圆筒壁定态热传导的运算。（三）对流传热（重点）了解：牛顿冷却公式；阻碍对流传热系数的因素；有无相变时的对流传热。明白得：对流传热的特点数关系式；选用对流传热系数关联式的注意事项。（四）两流体间传热过程的运算（重点）明白得：污垢热阻，总热阻的概念。应用：把握总传热速率方程的应用，包括：换热器的热量衡算、总传热系数、传热平均温度差及传热面积的运算。（五）热辐射（一样）了解：物体的辐射能力与斯蒂芬-波尔兹曼定律；克希霍夫定律；两固体间的辐射传热；辐射与对流的联合传热。明白得：热辐射的差不多概念。（六）换热器（次重点）了解：换热器的分类；间壁式换热器的分类；列管式换热器的结构及选用运算中的有关咨询题；系列标准换热器的选用步骤；加热介质与冷却介质。明白得：传热过程的强化措施。第五章吸取一、学习目的与要求通过本章学习，应把握亨利定律的表达式及应用，了解吸取速率方程式的不同表达方式，并利用总吸取系数的运算式分析吸取过程的操纵因素；把握吸取塔的物料衡算及正确确定吸取剂用量；在填料层高度的运算中，应会用对数平均推动力法和吸取因数法算传质单元数。二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：吸取操作的应用；常用吸取设备；吸取过程的分类；吸取剂的选择。（二）气液相平稳（重点）明白得：平稳溶解度的含义及阻碍因素。应用：把握亨利定律的不同表达形成及各系数之间的关系；气液相平稳在吸取中的应用：判定传质方向、过程极限，运算传质推动力。（三）吸取过程的传质速率（重点）了解：分子扩散与费克定律；气相和液相中的扩散系数；对流传质、湍流扩散和有效层流膜的概念。明白得：两种情形下（等摩尔逆向扩散和单方向扩散）分子扩散的传质速率表达式；漂流因子；双膜理论的差不多论点；气相和液相传质速率方程式的不同表达形式；界面组成的确定；总传质速率方程的推导；传质系数与总传质系数的关系；相间传质总阻力；气膜操纵、液膜操纵及双膜操纵的吸取过程。（四）吸取塔的运算（重点）了解：解吸塔的运算。明白得：适宜液-气比的确定原则；传质单元高度与传质单元数；图解积分法运算传质单元数；吸取剂用量的大小对吸取过程的阻碍。应用：吸取塔的物料衡算及操作线方程式；最小液-气比的运算;填料吸取塔填料层高度的运算；两种传质单元数的运算方法：对数平均推动力法和吸取因数法。（五）填料塔（次重点）了解：填料塔的结构；几种常见填料；压力降与空塔气速的关系；填料塔的附件明白得：填料性能参数；持液量；空塔气速；载点；液泛点。应用：塔径的运算。第六章蒸馏一、学习目的与要求通过本章学习，应把握两组分理想溶液的相平稳关系和利用相对挥发度表示的相平稳方程；精馏塔物料衡算和操作线方程：正确选择回流比，并会用逐板运算法和梯级图解法求理论板数。二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：蒸馏操作在化工生产中的应用；轻组分与重组分的概念；蒸馏操作的依据—挥发度的差异；蒸馏过程的分类。（二）两组分溶液的气液相平稳（次重点）了解：蒸气压；理想溶液；泡点与露点；挥发度与相对挥发度；非理想溶液气液相平稳；恒沸点与恒沸组成。明白得：拉乌尔定律，沸点—组成图(t-x-y图和x-y图)；挥发度和相对挥发度。应用：把握用相对挥发度表示的气液相平稳方程式。（三）蒸馏与精馏原理（次重点）了解：简单蒸馏与平稳蒸馏明白得：精馏原理；连续精馏操作流程；理论板的概念；回流（塔顶液相回流与塔底气相回流）在精馏操作中的作用。（四）双组分连续精馏塔的运算与分析（重点）了解：直截了当蒸气加热及两股进料精馏塔的运算与分析。明白得：恒摩尔流量的假设；进料热状况的阻碍及q线方程式；最小回流比；全回流及适宜回流比的选择；理论板数的简洁运算法。应用：全塔物料衡算和精馏段、提馏段操作线方程；最小回流比的运算；把握理论板数的两种运算方法：逐板运算法和梯级图解法；塔高和塔径的运算。（五）间歇精馏（一样）了解：间歇精馏的特点。（六）恒沸精馏与萃取精馏（一样）了解：恒沸精馏与萃取精馏的适用场合；恒沸精馏与萃取精馏的含义。（六）板式塔（次重点）了解：板式塔的结构及要紧类型。明白得：塔板上气液两相的流淌现象；塔板效率；板式塔的流体力学性能。应用：塔高与塔径的运算。第七章干燥一、学习目的与要求通过本章学习，应把握湿空气的性质及湿度图的应用；把握干燥过程的物料衡算及热量衡算；了解湿物料中所含水分的性质及在恒定干燥条件下干燥时刻的确定。二、考核知识点与考核目标（一）概述（一样）了解：固体物料的去湿方法；湿物料的常见干燥方法；对流干燥的特点。（二）湿空气的性质及湿度图（次重点）明白得：湿空气各性质的定义；湿度，相对湿度及焓的运算公式。应用：把握湿度—焓图（H—I图）及其应用。（三）干燥过程的物料衡算和热量衡算（重点）明白得：湿物料中含水量的表示方法及其相互换算关系；干燥过程的物料衡算：包括水分蒸发量、空气消耗量及干燥产品量的运算；连续干燥过程的热量衡算；理想干燥器出口空气状态的确定。（四）物料的平稳含水量与干燥速率（次重点）明白得：物料中所含水分的性质：平稳水分，自由水分、结合水分、非结合水分；恒定干燥条件下的干燥曲线与干燥速率曲线；恒定干燥条件下恒速干燥与降速干燥时期的特点。应用：把握在恒定干燥条件下干燥时刻的运算。（五）干燥设备（次重点）了解：工业常用干燥器：厢式干燥器，气流干燥器及流化床干燥器的差不多结构，操作特点及应用场合。第三部分有关讲明与实施要求一、考核的能力层次描述本大纲在考核目标中，按照“了解”、“明白得”、“应用”三个能力层次规定应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：了解：能明白有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的眼球。明白得：在实际的基础上，能全面把握差不多概念、差不多原理、差不多方法，能把握有关概念、原理、方法的区不与联系，是较高层次的要求。应用：在明白得的基础上能运用差不多概念、差不多原理、差不多方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论咨询题和实际咨询题，是最高层次的要求。二、指定教材《化工原理》（第三版）王志魁化工出版社2005年版三、自学方法指导1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点以及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材是做到心中有数，有的放矢。2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对差不多概念必须深刻明白得，对差不多理论必须完全弄清，对差不多方法必须牢固把握。3、在自学过程中，既要摸索咨询题，也要做好阅读笔记，把教材中的差不多概念；原理；方法等加以整理，这可从中加深对咨询题的认知；明白得和经历，以利于突出重点，并涵盖整个内容，能够持续提升自学能力。4、完成书后作业和适当的辅导练习是明白得；消化和巩固所学知识；培养分析咨询题；解决咨询题以及提升能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，把握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回忆和发挥，注重理论联系实际和具体咨询题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对咨询题围绕有关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。2、应把握个知识点要求达到的能力层次，并深刻明白得对各知识点的考核目标。3、辅导时应以考试大纲为依据，指定教材为基础，不要随意增删内容，以免于大纲脱节。4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取关心，依靠自己学通”的方法。5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的咨询题，不要有咨询即答，要主动启发引导。6、注意对应考能力的培养，专门是自学能力的培养，要引导学生逐步学会独立学习，在自学过程中要善于提出咨询题，分析咨询题，做出判定，解决咨询题。7、要使考生了解试题的难以与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。8、助学学时：本课程共4学分，建议总课时72学时，其中助学课时分配如下：章次内容