《化工原理》课程教学大纲（本科）

《化工原理》课程教学大纲

课程代码：070301课程性质：必修总学时：48学时

总学分：3开课学期：5适用专业：制药工程

先修课程：物理化学等后续课程：制药工程学等

一、课程介绍

化工原理是制药工程专业的一门主干课程，属工程科学，是用自然科学的原理考察、解

释和处理工程实际问题。本课程强调工程观点、定量运算、实验技能和设计能力的训练，强

调在理论和实际的结合中，提高分析问题、解决问题的能力。理论教学主要研究“三传”（动

量传递、热量传递和质量传递）基础理论、主要单元操作的基本原理、典型设备的结构和工

艺计算。通过本课程理论的学习，使学生获得化学工程学的基础知识和基本技能。

《化工原理》课程是大学本科制药工程专业的重要专业课，是培养学生创新能力和解决

实际问题能力的重要课程。学时48,共3学分，第五学期授课，本课程除重点讲授外，还

包括自学、答疑、辅导、习题作业、课堂测验、实验（独立授课）、认识实习和考核考试等

主要教学环节组成。

二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用

本课程主要研究化工生产中最常见的单元操作和典型设备的工作原理。化工原理作为化

学学科中的一个重要分支学科、制药工程专业的一门重要的必修课，在制药工程专业的人才

培养中负有极重要的作用，进行必要的化工原理教学和训练，可以使学生具有对医药产品的

生产和工程设计的基本能力，是培养具有较高的理论素养和工程实践能力的保证。

三、本课程教学所要达到的基本目标

1、掌握三大传递过程的基本原理：

2、掌握单元操作的基本原理和典型设备：

3、掌握研究复杂工程问题的思想方法；

4、学会理论联系实际，提高分析问题和解决问题的能力。

四、学生学习本课程应掌握的方法与技能

通过本课程学习单元操作的基本原理和应用，掌握一般化工设备的设计型计算、操作型

计算、工艺过程的优化。了解化工过程分析及解决问题的方法与思路，为学生在今后的学习、

工作中正确、有效的解决化工生产实际问题打下基础。

五、本课程与其他课程的联系与分工

本课程是在学生已掌握“高等数学”、“物理化学”、“有机化学”等前置课程的基本理论

和实验技能的基础上开出，是化工原理课程设计、制药工程专业课程及毕业设计的基础。

六、本课程的教学内容与目的要求

【第。章】绪论（共1学时）

1、教学目的和要求：

（I）r解化工过程与单元操作

（2）熟悉本课程的性质任务和内容

（3）掌握物理量的单位与量纲

（4）熟悉单元操作中常用的基本概念

2、教学内容：

（1）化工过程与单元操作：

（2）课程的性质、任务、内容及其重要性：

（3）物理量的单位与量纲：

（4）单元操作中常用的基本概念。

3、教学重点和难点：

（1）重点：单元操作的概念和分类、物理量的量纲

（2）难点：物理量的量纲

4、本章思考题：

课后习题3

【第一章】流体流动（共11学时）

I、教学目的和要求：

（1）掌握流体静力学基本方程式及其应用

（2）掌握连续性方程式和伯努利方程式及其应用

（3）熟悉管内流体流动现象

（4）熟悉管内流体流动的摩擦阻力损失的计算

（5）了解用流体流动原理进行流量测定

2、教学内容：

（1）流体静力学

压强的表示方法；液体的密度；流体静力学基本方程式及其应用

（2）管内流体流动的基本方程式

稳定流动；连续性方程式；伯努利方程式及其应用

（3）管内流体流动现象

牛顿粘性定律；流体流动类型；流体在圆管中的速度分布；流动边界层概念

（4）管内流体流动的摩擦阻力损失

直管阻力损失；层流的摩擦阻力损失计算：湍流的摩擦阻力损失：当量直径：局部摩擦

阻力损失；总摩擦阻力损失计和

（5）流量的测定

测速管、孔板流量计、转子流量计

3、教学重点和难点：

（1）重点：流体静力学基本方程式及其应用、连续性方程式、伯努利方程式、流体流

动类型、层流的摩擦阻力损失计算、湍流的摩擦阻力损失

（2）难点：牛顿粘性定律、伯努利方程式的应用、湍流时摩擦系数

4、本章思考题：

课后习题1、2、3、4、9、12、15、19、21、22、23、25、28、29、32、33

【第二章】流体输送机械（共2学时）

1、教学目的和要求：

（I）掌握离心泵工作原理、基本结构、主要性能参数

（2）掌握离心泵特性曲线的意义、测量方法

（3）熟悉离心泵的工作点与流量调节

（4）了解离心泵产生气博与气蚀现象与安装高度

2、教学内容：

（1）离心泵

离心泵的工作原理：离心泵的特性曲线：离心泵的流量调节与组合操作：离心泵的汽蚀

现象与安装高度

3、教学重点和难点：

（1）重点：离心泵的工作原理、离心泵的特性曲线、离心泵的工作点。

（2）难点：管路特性曲线和离心泵的安装高度。

4、本章思考题：

课后习题3、8、9。

【第三章】沉降与过滤（共4学时）

1、教学目的和要求：

（I）了解颗粒沉降运动的特性

（2）掌握重力沉降速度的计算

（3）熟悉离心沉降原理和设备

（4）掌握过滤原理和过程计算。

2、教学内容：

（1）概述

非均相物系的分离：颗粒与流体相对运动时所受的阻力的计算

（2）重力沉降

沉降速度：降尘室；悬浮液的沉聚

（3）离心沉降

离心分离因数；离心沉降速度；旋风分离器；旋液分离器

（4）过滤

悬浮液的过滤；过滤速率基本方程式；恒压过滤：过滤设备

3、教学重点和难点：

（1）重点；沉降速度的计算；过滤原理和恒压过滤计算

（2）难点：过浓原理和恒压过灌计算

4、本章思考题：

课后习题1、2、3、7、10。

【第四章】传热（共8学时）

1、教学目的和要求：

（I）熟悉热量传递的基本方式

（2）掌握傅里叶定律和热传导的计算

（3）熟悉对流传热系数和对流传热的计算

（4）掌握两流体间传热过程的计算

（5）熟悉各类换热器

2、教学内容：

（1）概述

热量传递的基本方式：传热速率方程式

（2）热传导

傅里叶定律，热导率；平壁的稳态热传导，圆筒壁的稳态热传导

（3）对流传热

对流传热方程与对流传热系数；影响对流传热系数的因素；对流传热的特征数关系式:

无相变的对流给热系数的经验关联式；流体有相变时的对流传热。

（4）两流体间传热过程的计算

热量衡算；传热平均温度差；总传热系数：壁温计算；传热计算示例

（5）换热器

换热器分类；间壁式换热黑；列管式换热器选用计算中有关问题：系列标准换热器的选

用步骤：加热介质与冷却介质：传热过程的强化

3、教学重点和难点：

（1）重点：傅立叶定律，总传热系数：各种传热过程数学描述和计算：

（2）难点：影响对流传热传热系数的因素及其求取；两流体间传热过程的计算。

4、本章思考题：

课后习题1、5、6、9、16、17、19、23、26

【第五章】吸收（共8学时）

1、教学目的和要求：

（I）掌握亨利定律和气液相平衡在吸收中的应用

（2）了解费克定律和组分A通过静止组分B的扩散

（3）掌握两相间的双膜理论和总传质速率方程

（4）掌握物料衡算与操作线方程

（5）熟悉填料层高度的计算：

（6）了解气液两相在填料层内的流动

2、教学内容：

（1）概述

吸收操作的应用；吸收设备：吸收操作的分类、吸收剂的选择

（2）气液相平衡

平衡溶解度；亨利定律：气液相平衡在吸收中的应用

（3）吸收过程的传质速率

分子扩散与费克定律；等摩尔逆向扩散：组分A通过静止组分B的扩散；分子扩散系

数；单相内的对流传质：两相诃的双膜理论；总传质速率方程、总传质速率方程的各种表示

形式

（4）吸收塔的计算

物料衡算与操作线方程：吸收剂的用量与最小液-气比：填料层高度的计算：吸收塔的

操作计算

（5）填料塔

填料塔的结构及填料性能：气液两相在填料层内的流动：塔径的计算：填料塔的附件

3、教学重点和难点：

（I）重点：亨利定律；两相间的双膜理论、总传质速率方程、操作线方程、最小液・

气比、填料层高度的计算

（2）难点：总传质速率方程；吸收塔的操作计算

4、本章思考题：

课后习题I、2、4、7、9、12、15、16、21

【第六章】蒸储（共10学时）

1、教学目的和要求：

（1）掌握拉乌尔定律和精储原理

（2）熟悉恒摩尔流量的假设：进料热状况参数q；回流比与进料热状态对精馀过程的

影响;

（3）掌握全塔物料衡算：操作线方程与q线方程；理论极数计算；

（4）熟悉塔顶液相回流比的选择；理论板数的简捷算法

（5）熟悉间歇精饱和特殊精饰

（6）熟悉板式塔

2、教学内容：

（1）双组分溶液的气液相平衡

溶液的蒸气压与拉乌尔定律；理想溶液气液和平衡

（2）蒸播与精锚原理

简单蒸饰与平衡蒸储；精馀原理

（3）双组分连续精微的计算与分析

全塔物料衡算：恒摩尔流量的假设：进料热状况参数q：操作线方程与q线方程；理论

板数计算:：回流比与进料热状态对精储过程的影响：塔顶液相回流比的选择；理论板数的简

捷算法

（4）间歇精储

间歇精饰过程的特点；回流比保持恒定的操作；饱出液组成恒定的操作

（5）恒沸精储与萃取精储

（6）板式塔

塔板结构：塔板上汽液两相的流动现象；塔高的确定；塔密的计算；塔板类型

3、教学重点和难点：

（1）重点：拉乌尔定律和精储原理、全塔物料衡算：恒摩尔流量的假设；进料热状况

参数q：操作线方程与q线方程：理论板数计算：塔顶液相回流比的选择

（2）难点।全塔物料衡算，操作线方程与q线方程।理诒板数计算；塔顶液相回流比

的选择

4、本章思考题：

课后习题4、5、6、7、8、II、13、14、15、20、29

【第七章】干燥（共4学时）

1、教学目的和要求：

（1）了解对流干燥过程的传热与传质

<2）熟悉湿空气的湿度图、物料的平衡含水量与干燥速率

（3）掌握湿空气的物料衡算

2、教学内容：

（1）概述

固体物料的去湿方法；湿物料的干燥方法：对流干燥过程的传热与传质

（2）湿空气的性质及湿度图

湿空气的性质；湿空气的湿度图及其应用

（3）干燥过程的物料衡算和热量衡凫

干燥过程的物料衡算；干燥过程的热量衡算

（4）物料的平衡含水量与干燥速率

物料的干燥实验曲线；物料的平衡含水量曲线；恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间

3、教学重点和难点：

（1）重点；湿空气的性质；湿空气的湿度图、物料的平衡含水量与干燥速率、湿空气

的物料衡算

（2）难点：湿空气的湿度图及其应用；恒定干燥条件卜的干燥速率与干燥时间

4、本章思考题：

课后习题1、3、4、9

七、本课程教学时数分配表

章节标题学时分配

讲授实践

绪论

01

流体流动

—•11

流体输送机械

二2

沉降与过滤

—4

传热

四8

吸收

五8

蒸憎

六10

干燥

七4

合计48

八、教材和主要参考资料

1、指定教材：

《化工原理》（第四版），王志魁.化学工业出版社，2010年

2、主要参考资料：

《化工原理》上、下册（修订版），夏青、陈常宽.天津大学出版社，2005年

《化工原理》上、下册（第三版），陈敏恒、从德滋、方图南.化学工业出版社:，2006

年

《化工原理》，马晓迅.化学工业出版社，2010年

九、课程考核与成绩评定方法