《化工原理1》课程教学大纲

《化工原理1》课程教学大纲

课程代码：072016课程性质：专业必修总学时：48学时

总学分：3开课学期：第5学期适用专业：应用化学、化学L程与L艺

先修课程：物理化学等后续课程：化学反应工程、化工设计

一、课程介绍

《化工原理》课程是化工类及相近专业的一门主要技术基础课，它是综合运用数学、物

理、化学等基础知识，分析和解决化工类型生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程

学科，木课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。研究方法主要是因次论指导

下的实验研究法和数学模型法。本课程屈调工程观点、定量运算、设计能力和模拟优化能力

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技能。

二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用

本课程土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、应用化学专业的一门重要的必修课，在应用化学和制药工程

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，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

学生通过本课程学习，应能够解决流体流动、流体输送、沉降分离、过滤分离、过程传热、

蒸发、蒸镯、吸收、萃取和干燥等单元操作过程的计算及设备选择等问题，并为后续专业课

程的学习奠定基础。

四、学生学习本课程应掌握的方法与技能

通过本课程的学习熟悉典型设备的工艺结构与操作特性，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卜.基础。

五、本课程与其它课程的联系与分工

本课程是在学生已掌握“高等数学”、“物理化学”、“无机化学”、“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、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

绪论（共1学时）

化工原理课程的性质、任务、内容及其特点；物理量的单位单位制度及单位换算。

【第一章】流体流动（共12学时）

1、教学目的和要求：

（1）学习流体流动的宏观规律

（2）理解流体流动的内部结构

（3）掌握因次论指导下的实验研究法、阻力损失计算、流体输送管路计算，能够运用流体

流动原理进行流速流量测量

2、教学内容：

（1）流体的重要性

压强的表示方法

（2）流体静力学

流体静力学基本方程式及其应用

（3）流体流动概述

稳定流动、连续性方程式、伯努利方程式

（4）流体流动的基本方程

牛顿粘性定律、层流和湍流，圆管中流体的流速分布，沅动边界层概念

（5）动能传递现象

（6）流体在管内流动的阻力

（7）流体输送管路的计算

简单管路、复杂管路

（8）流量的测量

测速管、孔板流量计、转子流量计

3、教学重点和难点

（1）重点：机械能衡算和阻力损失计算

（2）难点：湍流时摩擦系数

4、本章思考题

课本P76-77第1,10,15题。

【第二章】流体输送机械（共7学时）

1、教学目的和要求：

（1）将流体力学原理应用于工程实际：将“流体输送机械”作为单元操作进行讨论

（2）掌握离心泵工作原理、基本结构、主要性能参数、特性曲线的意义、用途、测量方法

（3）掌握离心泵产生气缚与气蚀现象的原因及防止措施

（4）掌握离心泵的安装高度的计算、流量调节、泵的选择原则：其他液体输送机械简介：

气体输送机械简介。

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

（2）其他类型化工用泵

往复泵的作用原理和类型：往复泵的流量调节

（3）气体输送和压缩机械

鼓风机和压缩机

3、教学重点和难点

型点：离心泵的工作原理和离心泵的特性曲线；

难点：管路特性曲线和离心泵的安装高度。

4、本章思考题

【第三章】非均相混合物分离及固体流态化（共8学时）

1、教学目的和要求：

（1）了解颗粒与颗粒床特性；

（2）掌握重力沉降与离心沉降的原理和操作；

（3）掌握过滤分离原理与设备。

2、教学内容：

（1）沉降分离原理及设备

颗粒与流体相对运动时阻力的计算、沉降速度；降尘室；悬浮液的沉聚。

离心分离因数：离心沉降速度：旋风分离器，旋液分离器

（2）过虑分离原理及设备

悬浮液的过滤；过滤速率基本方程式：恒压过滤：过滤设备。

（3）离心机

（4）固体流态化

3、教学重点和难点

（1）重点：沉降速度和沉降设备的计算；过滤原理和恒压过滤计算

（2）难点：过滤原理和过程计算

4、本章思考题

【第五章】传热（共12学时）

1、教学目的和要求：

（1）掌握传热一般规律，能分析影响传热的各种因素：

（2）掌握热传导及对流传热；

（3）掌握传热过程计算；

（4）理解对流传热系数关联式；

（5）了解辐射传热、换热器。

2、教学内容：

（1）传热过程概述

热量传递的基本方式；传热速率方程式

（2）热传导

傅立叶定律和导热系数；平壁的稳态热传导；圆筒壁的稳态热传导；通过多层壁的稳态

热传导。

（3）换热器的传热计算

热量衡算：传热平均温度差：总传热系数：壁温计第；传热计算

传热过程的数学描述：传热过程基本方程式；换热器的设计型计算；换热器的操作型计算；

传热单元法。

（4）对流传热

对流给热过程分析；对流给热过程的数学描述；影响对流传热传热系数的因素及其求取;

无相变的对流给热系数的经验关联式：有相变的对流传热。

（5）换热器

换热器分类；间壁式换热器的类型；列管式换热器的设计和选用：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：沸腾给热和冷凝给热过程数学描述。

4、木章思考题

【第六章】蒸发（共8学时）

1、教学目的和要求：

（1）了解蒸发设备

（2）掌握蒸发流程与操作特点；

（3）掌握单效蒸发计算；

（4）了解多效蒸发。

2、教学内容：

（1）蒸发设备

循环型蒸发器；单程型蒸发器；蒸发设备及蒸发技术的进展：蒸发器选型

（2）单效蒸发的计算

物料、能量衡算：传热面积的计算：蒸发器的生产能力、生产强度及节能措施。

（3）多效蒸发

多效蒸发流程及计算。

（4）生物溶液的增浓

3、教学重点和难点

（1）重点：蒸发流程与操作特点

（2）难点：单效蒸发计算

4、本章思考题

七、本课程教学时数分配表

学时分配

章节标题

讲授实践

绪论1

一流体流动12

二流体输送机械7

三沉降与过滤8

五传热12

六蒸发8

合计48

八、教材和主要参考资料

1、指定教材：

《化工原理（上）》.柴诚敬.高等教育出版社（第二版），2009年

2、主要参考资料：

《化工原理》.王志魁.化学工业出版社（第三版），2005年

《化工原理》.陈敏恒,从德滋，方图南等.化学工业出版社（第二版），2000年

《化工原理》.赵汝溥,管国锋.化学工业出版社，1999.

《化工原理》.赵文，王晓红等.石油大学出版社，2001乍

九、课程考核与成绩评定方法

1、命题要求

（1）命题内容要求

命题者要结合教学大纲对各章的课时分配，根据教学重点内容编制试题。考试目标分为

四个层次，即认知与记忆、理解与判断、掌握与应用、分析与综合，所占比例大致应为：认

知与记忆为20%,理解与判断为30%,掌握与应用为40%,分析与综合为10%。

（2）命题的覆盖面:难易度、题型结构等要求

试题覆盖面要宽，应涉及该学期教学的内容，既要考核学生对基本理论，基本知识的掌

握程度，又要考核学生分析问题和解决问题的能力，还要考核学生对本课程相关的知识技能

最新成果的掌握情况。

试卷组成：客观题（占43分）：选择、填空等；主观题（占60分）：计凫、简答、推断

等。客观题：测试学生对化工原理基本知识、基本概念、公式理解的准确程度，掌握的熟练

程度。主观题：测试学生综合应用知识、分析问题和理论联