【应用化工系】化工原理-教学大纲

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第一部分   课程概述
一、课程的性质和任务
化工原理课程是化学工程、化工工艺、生物化工、环境工程等类专业的一门主干课, 主要研究内容是以生产中的物理加工过程为背景,按其操作原理的共性归纳成的若干“单元操作”。
化工原理属工程科学,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,研究方法是理论解释和在理论指导下的实验研究。本课程强调理论与实际的结合,通过本课程的学习提高分析问题、解决问题的能力。
二、相关课程的衔接
《化工原理》是在学生在具备了必要的高等教学、物理学、物理化学、计算机技术(包括算法语言及其应用)等基础知识后必修的技术基础课。
三、课程教学的基本要求
通过本课程的学习,要求学生掌握化工原理各单元操作的基础知识和基本理论,具备能够熟练运用化工原理中相关知识分析和解决生化生产过程实际问题的概念和能力。
四、教材及主要参考书目:
教材:《化工原理》      化学工业出版社出版   陆美娟编著    2004年版。
参考书目:《化工原理》  化学工业出版社出版   陈敏恒编著    1999年版。
五、课程教学要求的层次与考核方法
本课程为考试课,考试为闭卷考试。
六、教学安排及学时分配:
序号 教学内容 学时分配
总时数 讲授 课内实践
1 绪     论 2 2  
2 第一章 流体流动 18 16 2
3 第二章 流体输送机械 12 10 2
4 第三章 非均相物系分离 12 10 2
5 第四章 传热 18 16 2
6 第五章 蒸发 6 6  
7 第六章 传质过程导论 6 6  
8 第七章 吸收 20 14 6
9 第八章 蒸馏 20 14 6
10 第九章 气液传质设备 4 4  
11 第十章 萃取 10 6 4
合计   120 104 24
 
七、必要的说明
本大纲适用于高等职业教育三年制化学工程专业。
(一)本大纲适用于应用化工技术专业,共计124学时, 计8学分。
(二)本大纲的制定,是以高等职业学校培养目标(生产第一线的高素质的劳动者和中高级专门人才)为依据,按照“以必需、够用为度”的原则,来确定教学内容的。教学中要力求以经典理论为主线,以掌握概念、强化应用为重点,以培养能力、提高素质为中心,充分利用多种教学辅助手段,如挂图、演示实验、录像、多媒体课件等,来提高教学效果。
(三)大纲的课时分配表是一个典型方案,实际应用中,可根据情况对内容次序和课时分配做适当的调整,实验的实施要与课程教学密切配合,互相衔接,根据学生的原有基础或因实验条件限制,亦可从实验教材中选做其它合适的实验。
第二部分  教学大纲内容与要求
绪论
学习要求
了解本课程研究对象、内容和学科发展史;
理解本课程的主要研究方法;
熟练掌握单位和单位换算。
教学内容
0.1本课程研究对象、内容和学科发展史
0.2本课程的主要研究方法
0.3单位和单位换算
第一章  流体流动
学习要求
了解离心泵操作原理、构造与类型,理解气缚和汽蚀现象;
理解流量、压头、功率和效率的概念;熟练掌握离心泵的特性曲线及其应用;
理解离心泵工作点概念,掌握管路特性方程的求取方法和流量调节方法;
熟练掌握离心泵安装高度的计算和选型方法;
了解其它类型泵的操作原理和选用原则;
了解离心式通风机、鼓风机、压缩机和往复式压缩机以及几种真空泵的操作原理和基本构造。
教学内容
1.1概述
1.2流体静力学
1.3流体动力学
1.4管内流动阻力
1.5管路计算
1.6流量的测定
第二章   流体输送机械
学习要求
了解离心泵操作原理、构造与类型,理解气缚和汽蚀现象;
理解流量、压头、功率和效率的概念;熟练掌握离心泵的特性曲线及其应用;
理解离心泵工作点概念,掌握管路特性方程的求取方法和流量调节方法;
熟练掌握离心泵安装高度的计算和选型方法;
了解其它类型泵的操作原理和选用原则;
了解离心式通风机、鼓风机、压缩机和往复式压缩机以及几种真空泵的操作原理和基本构造。
教学内容
2.1、概述
2.2、离心泵
2.3、其它类型的化工用泵
2.4、气体输送机械
第三章  非均相物系的分离
学习要求
了解筛分方法和颗粒特性;
掌握颗粒沉降速度的计算;
了解沉降分离的原理和应用,掌握降尘室处理能力和分离最小颗粒直径的计算方法;
了解旋风分离器的操作原理,掌握其分离性能计算方法和选型方法;
理解过滤过程的基本原理;
了解板框压滤机、转筒过滤机的构造和操作原理;
掌握过滤速率方程及其在恒压操作条件下的应用;
掌握过滤机生产能力的计算。
教学内容
3.1沉降
3.2过滤
3.3分离设备的选择
第四章  传热
学习要求
理解一维稳态傅立叶定律,熟练掌握一维稳态导热的计算;
理解两流体通过固体壁传热的概念;
熟练掌握传热速率方程、热量衡算方程和传热系数的计算;
理解对流传热的概念以及牛顿冷却定律;
熟练掌握对流传热系数的经验式,并能分析各种因素对不同情况下对流传热的影响;
掌握传热效率和传热单元数法;
理解热辐射的概念,掌握两固体间的辐射传热的计算和设备热损失的计算;
了解化工生产中常用的换热设备;
熟练掌握列管式换热器的结构、选型和设计;
掌握换热器的强化途径;
了解各种板式换热器的结构及其特点。
教学内容
4.1概述
4.2热传导
4.3对流给热
4.4传热计算
4.5热辐射
4.6换热器
 
第五章  蒸发
学习要求
掌握单效的物料和热量衡算以及溶液沸点的计算;
了解多效蒸发的特点、效数的确定原则以及节约蒸汽消耗的措施;
了解多效蒸发的计算方法;
了解各种蒸发设备的构造,特点和应用场合。
教学内容
5.1概述
5.2单效过程的分类
5.3多效蒸发过程
5.4蒸发装置及其选型
第六章  传质过程导论
学习要求
理解两相传质过程概念;
掌握相成的各种表示法;
理解一维稳态费克定律和分子扩散概念,熟练掌握分子扩散速率的计算。理解对流扩散概念,熟练掌握分子扩散速率的计算。
教学内容
6.1概述
6.2传质机理
6.3吸收过程的气液相平衡关系
6.4吸收速率
6.5吸收塔的计算
6.6传质系数
6.7其他类型吸收操作简介
第七章  吸收
学习要求
熟练掌握气体在液体中溶解度的表示方法和亨利定律的三种形式;
熟练掌握吸收速率方程各种表示形式及相互联系,总传质系数与分传质系数之间的关系;
熟练掌握吸收塔物料衡算和操作线方程;
熟练掌握低浓度气体吸收塔溶剂用量和填料层高度、理论塔板的计算;
了解脱吸、多组分吸收、化学吸收、非等温吸收的基本概念;
理解双膜、渗透、表面更新这三种传质模型。
教学内容
7.1概述
7.2双组分溶液的汽液相平衡
7.3蒸馏方式及其原理
7.4双组分连续精馏塔的计算
7.5间歇精馏
第八章  蒸馏
学习要求
理解双组分混合液平衡概念,熟练掌握理想系统的相平衡计算;
理解简单蒸馏,平衡蒸馏的基本原理;
理解精馏过程原理;
熟练掌握精馏过程物料衡算和双组分混合液常压连续精馏操作线、进料线方程,理解各种进料状态对精馏的影响及q值的计算;
熟练掌握M-T图解法和逐板计算理论塔板数;
理解总板效率、单板效率、理论塔板、实际塔板概念;
理解回流比对精馏操作的影响,熟练掌握回流比的选取方法,了解精馏操作经济核算方法,理解操作优化概念;
掌握用捷算法求理论塔板数;
掌握精馏塔的热量衡算方法;
了解水蒸汽蒸馏、间歇精馏、恒沸精馏、萃取精馏、多元精馏的基本概念。
教学内容
8.气液传质设备类型与基本要求
8.板式塔
8.填料塔
8.4板式塔与填料的比较
 
第九章  气液传质设备
学习要求
了解板式塔和填料塔的典型结构、分类和特点;
熟练掌握板式塔流力学性能计算及操作极限校验方法,塔板操作负荷性能图的绘制;
熟练掌握板式塔流力学性能计算;
掌握塔设备的设计方法;
了解板效率的预测方法,掌握板效率的经验关联式。
教学内容
9.1概述
9.2温空气的性质和湿度图
9.3连续干燥过程的物料衡算与热量衡算
9.4干燥过程的平衡关系和速率关系
9.5干燥器
 
第十章  萃取
学习要求
熟练掌握三元物系组成、液液平衡关系、萃取过程在三角形相图图解中的表示方法;
掌握萃取剂的选择原则;
熟练掌握萃取剂和原溶剂部分互溶和不互溶两种情况下的单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取的流程和计算;
了解各种常用萃取设备的结构特点及其适用场合。
教学内容
10.1概述
10.2液-液相平衡关系
10.3萃取剂的选择
10.4萃取过程的计算
10.5液-液萃取设备

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