《化工原理》教学大纲

课程英文名称：      

Principles of chemical engineering      

课程类别：      

专业基础教育      

课程性质：      

核心课程      

总学时/学分：      

80学时/5学分      

讲课学时/学分：      

56学时/3.5学分      

实验学时/学分：      

24学时/1.5学分      

课内实践/学分：      

      学时/学分      

开课单位：      

生命科学学院      

开设学期：      

5      

适用专业及类型：      

生物工程、制药工程（复合应用型）      

先修课程：      

物理化学，高等数学      

主撰人：      

陈玉萍      

主审人：      

田瑞华      

制定时间：      

2017年5月20日      

理论      

实验      

习题      

实习      

讨论      

……      

一      

绪论      

2      

二      

流体流动      

10      

4      

3      

1      

三      

流体输送机械      

4      

4      

1      

1      

四      

非均相物系的机械分离      

6      

8      

1      

1      

五      

传热      

10      

4      

2      

1      

六      

蒸馏      

10      

4      

2      

1      

合　计      

42      

24      

9      

5      

注1：“学时分配”涉及的项目可以根据教学实际、学生学习情况等进行适当调整。      

绪论      

化工生产过程、单元操作的概念；单元操作的分类；物料衡算和能量衡算两个基本关系；单位换算的方法。      

(1)教学重点是物料衡算和能量衡算两个基本关系，单位换算的方法；      

(2)教学难点是物料衡算和能量衡算；单元操作的概念。      

(1)了解化工生产过程、单元操作的概念、课程的性质、内容及任务；      

(2)熟悉研究单元操作常用的“物料衡算和能量衡算”两个基本关系；      

(3)掌握单位换算的方法。      

第一章 流体流动      

第一节 流体静力学基本方程式及其应用      

第二节 流体在管内的流动      

第三节 流体的流动现象      

第四节 流体在管内的阻力      

第五节 流量测量      

第一节主要讲流体静力学基本方程式及其应用      

第二节主要讲流体在管内的流动；流量与流速；稳态流动与非稳态流动；连续性方程式；能量衡算方程式（柏努利方程）；      

第三节主要讲柏努利方程式的应用；流体的流动现象；牛顿粘性定律与流体的粘度；      

流动类型与雷诺准数；滞流与湍流；      

第四节主要讲流体在管内的流动阻力；      

第五节主要讲流量测量。      

（1）教学重点是柏努利方程及应用，流体的粘性，流动阻力的计算，管路计算。      

（2）教学难点是实际流体流动阻力的计算，管路的计算。      

（1）了解定态流动、非定态流动、牛顿粘性定律、牛顿型流体的概念；      

（2）熟悉连续性、密度、压力、流量、流速、粘度、层流、湍流、雷诺准数的概念；      

（3）掌握流体静力学基本方程式及其应用、连续性方程式及其应用、柏努利方程式及其应用、阻力损失的应用。      

第二章 流体输送机械        

第一节 离心泵      

第一节主要讲离心泵的工作原理和主要部件，离心泵的主要性能参数与特性曲线，离心泵的气蚀现象与允许吸上高度，离心泵的工作点与调节，离心泵的类型、选择与使用。      

（1）教学重点是离心泵的工作原理和性能；      

（2）教学难点是离心泵的性能与管路特性的关系。      

（1）了解离心泵的工作点与调节以及离心泵的类型、选择与使用；      

（2）熟悉离心泵的工作原理和主要部件；      

（3）掌握离心泵的主要性能参数与特性曲线；离心泵的气蚀现象与允许吸上高度。      

第三章 非均相物的机械分离      

第一节 沉降过程      

第二节 过滤      

第一节主要讲在沉降操作中，颗粒的特性，重力沉降以及离心沉降。      

第二节主要讲在过滤操作中，介绍过滤操作的基本概念，颗粒床层的特性，过滤基本方程式，恒压过滤过程的计算，过滤常数的测定，过滤设备，滤饼的洗涤以及过滤机的生产能力。      

（1）教学重点是过滤基本方程式，过滤过程的计算。      

（2）教学难点是过滤基本方程及过滤过程的计算，沉降设备的计算。      

（1）了解要重点掌握沉降和过滤这两种机械分离操作的基本原理；      

（2）熟悉典型设备的结构与特性，能够根据生产工艺要求，合理选择设备类型和尺寸；      

（3）掌握过滤基本方程及过滤过程的计算过程计算。      

第四章 传热      

第一节 概述      

第二节 热传导      

第三节 对流传热      

第四节 稳态传热过程的计算      

第五节 换热器      

第一节主要讲传热的三种基本方式        

传热过程中热、冷流体热交换方式及典型的换热设备，载热体及其选择；      

第二节主要讲热传导的基本概念和傅立叶定律，导热系数，平壁的稳态热传导 ，圆筒壁的稳态热传导；      

第三节主要讲对流传热机理，对流传热速率方程和对流传热系数，影响对流传热系数的因素，对流传热过程的因次分析，流体无相变时的对流传热膜系数；      

第四节主要讲总传热速率微分方程和总传热系数，传热平均温度差；第五节主要讲间壁式换热器的类型，列管式换热器的设计和选用。        

（1）教学重点是单层、多层壁面热传导速率方程及其应用；对流传热的基本概念，对流传热系的影响因素；换热器的能量衡算，总传热速率方程、平均温度差和总传热系数的计算。      

（2）教学难点是对流传热的概念和稳态对流传热的计算，换热器的选择。      

（1）了解传热的三种基本方式        

传热过程中热、冷流体热交换方式及典型的换热设备      

（2）熟悉对流传热机理对流传热速率方程和对流传热系数，影响对流传热系数的因素；      

（3）掌握单层、多层壁面热传导速率方程及其应用，对流传热的原理、过程计算。能够根据生产工艺要求，设计出满足生产要求的换热器      

第五章  蒸馏      

第一节 两组分溶液的气液平衡      

第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏      

第三节 双组分连续精馏      

第一节主要讲两组分理想物系的气液平衡；      

第二节主要讲平衡蒸馏和简单蒸馏；      

第三节主要讲精馏原理和流程，理论板的概念及恒摩尔流假设，物料衡算和操作线方程，进料热状况的影响，理论板层数的求法（逐板计算法、图解法），回流比的影响及其选择，板效率和全塔效率。      

（1）教学重点是精馏的目的和条件；两组分精馏过程的计算，包括相平衡关系、精馏塔的物料衡算和操作线方程、进料状况和加料方程、塔板数的求法等；影响精馏过程主要因素的分析。      

（2）教学难点是精馏传质过程的平衡关系，操作线方程，加料方程及塔板数的确定，影响精馏过程主要因素的分析。      

（1）了解平衡蒸馏和简单蒸馏的基本原理，精馏原理和流程；      

（2）熟悉两组分理想物系的气液平衡；理论板的概念及恒摩尔流假设，物料衡算；      

（3）掌握精馏传质过程的平衡关系，操作线方程，加料方程及塔板数的确定。      

1      

能量转换演示实验      

能量转换实验装置      

能量转换实验设备，包括往复泵、水箱、测试导管各一套      

2      

离心泵性能测定实验      

离心泵性能测定实验装置      

离心泵性能测定实验装置：包括离心泵、压力表、真空表、水箱、功率表各一套      

3      

旋风分离器演示实验      

旋风分离器演示实验装置      

旋风分离器实验装置：包括旋风分离器、风机、文丘里管、孔板流量计、U型管各一套      

4      

恒压过滤常数测定实验      

恒压过滤常数测定实验装置      

恒压过滤实验装置：包括真空泵、过滤漏斗、直流电机、真空表、集液计量瓶各一套      

5      

传热实验      

传热实验装置一套      

传热实验装置一套: 包括风机、电加热斧、孔板流量计、U型管、保温瓶、温度计      

6      

精馏实验      

精馏实验装置一套      

精馏塔实验装：包括精馏塔、风机、转子流量计、阿贝折射仪、电流表、电压表      

1      

能量转换演示实验      

了解流体流动中所具有的能量及各种能量之间的转移关系。      

（1）了解流体流动中所用到的设备；      

（2）熟悉流体在流动过程中具有的能量及各种能量之间的转移关系；      

（3）掌握流动流体中各种能量和压头之间的换算。      

2      

离心泵性能测定实验      

学习离心泵的操作方法，掌握离心泵特性曲线的测定及数据处理的方法。      

（1）了解离心泵流体输送中的作用；      

（2）熟悉离心泵的工作原理及使用中需注意的问题；      

（3）掌握离心泵特性曲线的测定及数据处理的方法。      

3      

旋风分离器演示实验：      

学习旋风分离器的工作原理。      

（1）了解旋风分离器的工作原理；      

（2）熟悉旋风分离器的各部分的作用；      

（3）掌握旋风分离器的使用方法及在工业生产中的应用。      

4      

恒压过滤常数测定实验      

掌握恒压过滤常数的测定方法及测定原理、了解真空过滤所需的设备及流程。      

（1）了解真空过滤所需的设备及流程；      

（2）熟悉恒压过滤的操作原理及所处理的对象；      

（3）掌握恒压过滤常数的测定方法及测定原理。      

5      

传热实验      

了解设备流程，掌握测定原理，学习总传热系数、对流传热系数的测定方法。      

（1）了解气—汽对流传热的流程；      

（2）熟悉套管式换热器的传热原理；      

（3）掌握总传热系数、对流传热系数的测定方法。      

6      

精馏实验      

了解精馏塔结构、流程及操作方法以及不同回流比对连续精馏操作的影响。掌握测定筛板塔连续精馏时精馏塔的理论塔板数和总塔板效率的方法。      

（1）了解精馏塔结构、流程及操作方法；      

（2）熟悉不同回流比对连续精馏操作的影响；      

（3）掌握测定筛板塔连续精馏时精馏塔的理论塔板数和总塔板效率的方法。      

权 重（％）      

5      

5      

20      

70      

权重（％）      

30      

20      

20      

30