化工原理教學大綱嘉應學院化學與環境學院2013433《化工原理》課程教學大綱一、課程性質、目的和任務化工類及相近專業學生的業務素質和工程能力的培養起著至關重要的作用。本課程屬工科科學，用自然科學的原理（主要為動量、熱量與質量傳遞理論）的能力。學生通過本課程學習，應能夠解決流體流動、流體輸送、沉降分離、過濾分離、過程傳熱、蒸發、蒸餾、吸收、萃取和干燥等單元操作過程的計算及設備選擇等問題，并為后續專業課程的學習奠定基礎。二、教學基本要求《化工原理》課程在第五、六學期(四年制)開設。教材內容分為課堂講授、學生自學內容；學生選讀部分由學生根據自己的興趣及能力，進行課外選讀，不作要求。10456學時（54學時，機動2學時程設計1周；下冊48學時（課堂講授46學時，機動2學時，課程設計1.5周。本課程采用課后習題，每次課后留2～3布置綜合練習題和安排習題討論課。本課程每周安排課外答疑一次小時。本課程的期55%。三、教學內容本課程主要內容包括：用；流體的流動現象；流動在管內的流動阻力；管路計算；流量測量。他液體輸送機械簡介；氣體輸送機械簡介。濾分離原理與設備。射傳熱簡介；換熱器簡介。蒸發。蒸發設備、流程與操作特點；單效蒸發計算；多效蒸發簡介。蒸餾。兩組分理想溶液的氣液平衡；精餾原理與流程；兩組分連續精餾的計算（包算、回流比的影響及其選擇、塔高和塔徑的計算等。（；吸收系數簡介。結構與特點；填料塔的流體力學性能。液－液萃取。液－液萃取相平衡；單級萃取的計算。中所含水分的性質；干燥曲線、干燥速率與干燥速率曲線。其它分離過程。結晶的基本概念、結晶過程的相平衡、結晶過程的動力學。四、學時分配注：—課堂講授內容☆—學生自學內容學生選讀內容（上冊）緒論（★） 1學時第一章流體流動9學時第一節流體靜力學基本方程式（2學時）1.1.1流體的密度（★）1.1.2流體的靜壓強（★）1.1.3流體靜力學基本方程式（★）1.1.4流體靜力學基本方程式的應用（★）第二節流體在管內的流動（3學時）1.2.1流量與流速（★）1.2.2定態流動與非定態流動（★）1.2.3連續性方程式（★）1.2.4能量衡算方程式（★）1.2.5柏努利方程式的應用（★）第三節流體的流動現象（2學時）1.3.1牛頓粘性定律與流體的粘度（★）1.3.2非牛頓型流體（☆）1.3.3流動類型與雷諾準數（★）1.3.4滯流與湍流（★）1.3.5邊界層的概念（★☆）第四節流體在管內的流動阻力（2學時）1.4.1流體在直管中的流動阻力（★）1.4.2管路上的局部阻力（★）1.4.3管路系統中的能量損失（★）第五節管路計算第六節流量測量第二章流體輸送機械4學時第一節液體輸送機械（4學時）2.1.1離心泵（★）2.1.2往復泵（★）2.1.3其它類型泵（★☆）第二節氣體輸送和壓縮機械2.2.1離心通風機、鼓風機與壓縮機（★）2.2.2旋轉鼓風機與壓縮機（★）2.2.3往復式壓縮機（★☆）2.2.4真空泵（※）第三章機械分離與固體流態化第一節顆粒及顆粒床層的特性3.1.1顆粒的特性（★）3.1.2顆粒床層的特性（★）第二節沉降過程3.2.1重力沉降（★）3.2.2離心沉降（★☆）第三節過濾3.3.1過濾操作的基本概念（★）3.3.2過濾基本方程式（★）3.3.3恒壓過濾（★）3.3.4恒速過濾與先恒速后恒壓過濾（★）3.3.5過濾常數的測定（★）3.3.6過濾設備（★☆）3.3.7濾餅的洗滌（★）3.3.8過濾機的生產能力（★）第四節離心機3.4.1一般概念（★）3.4.2離心機的結構與操作（※）第五節固體流態化3.5.1流態化的基本概念（★）3.5.2流動阻力（★☆）流態設備簡介（※）氣力輸送簡介（※）第四章 傳熱 12學時第一節概述（2學時）傳熱的基本方式）傳熱過程中熱、冷流體（接觸）熱交換的方式）典型的間壁式換熱器）熱載體及其選擇★第二節熱傳導（2學時）基本概念和傅立葉定律）導熱系數）平壁的熱傳導）圓筒壁的熱傳導★）第三節對流傳熱概述（2學時對流傳熱速率方程和對流傳熱系數）對流傳熱機理）保溫層的臨界直徑第四節傳熱過程計算（4學時）能量衡算）總傳熱速率微分方程和總傳熱系數）平均溫度差法★）傳熱單元數法★）第五節對流傳熱系數關聯式（2學時）影響對流傳熱系數的因素★）對流傳熱過程的因次分析★）液體無相變時的對流傳熱系數）液體有相變時的對流傳熱系數）壁溫的估算★第六節輻射傳熱基本概念）物體的輻射能力和有關定律）兩固體間的輻射傳熱（※）對流和輻射聯合傳熱第七節換熱器間壁式換熱器的類型）列管式換熱器的設計與選用）各種間壁式換熱器的比較和傳熱的強化途徑）第五章氣體吸收10學時第一節氣－液相平衡（1.5學時）2.1.1氣體的溶解度（★）2.1.2亨利定律（★）2.1.3吸收劑的選擇（★）第二節傳質機理與吸收速率（3學時）2.2.1分子擴散與菲克定律（★）2.2.2氣相中的定態分子擴散（★）2.2.3液相中的定態分子擴散（★）2.2.4擴散系數（★）2.2.5對流傳質（★）2.2.6吸收過程的機理（★）2.2.7吸收速率方程式（★）第三節吸收塔的計算（3.5學時）2.3.1吸收塔的物料衡算與操作線方程（★）2.3.2吸收劑用量的決定（★）2.3.3塔徑的計算（★）2.3.4填料層高度的計算（★）2.3.5理論板層數的計算（★）第四節吸收系數（1學時）2.4.1吸收系數的測定（★）2.4.2吸收系數的經驗公式（☆）2.4.3吸收系數的準數關聯式（★☆）第五節脫吸及其它條件下的吸收（1學時）2.5.1脫吸（★）2.5.2高濃度氣體吸收（☆）2.5.3非等溫吸收（※）2.5.4多組分吸收（※）2.5.5化學吸收（※）第六章蒸餾第一節概述（0.5學時）第二節兩組分溶液的氣液平衡（2學時）1.2.1兩組分理想溶液的氣液平衡（★）1.2.2兩組分非理想溶液的氣液平衡（※）第三節平衡蒸餾與簡單蒸餾（1.5學時）1.3.1平衡蒸餾（★）1.3.2 簡單蒸餾）第四節精餾原理和流程（1學時）精餾過程原理和條件）精餾操作流程）第五節兩組分連續精餾的計算（7學時）理論板的概念及恒摩爾流假定）物料衡算和操作線方程）進料熱狀況的影響★）理論板層數的求法★）幾種特殊情況時理論板層數的求法）回流比的影響及其選擇）簡捷法求理論板層數）塔高和塔徑的計算）連續精餾裝置的熱量衡算）精餾塔的操作和調節★第六節間歇精餾（1學時）回流比恒定時的間歇精餾計算）餾出液組成恒定時的間歇精餾計算★（0學時）恒沸精餾☆）萃取精餾☆）第八節多組分精餾（0學時）流程方案的選擇（※）多組分物系的氣液平衡（※）關鍵組分的概念及各組分在塔頂和塔底產品中的預分配（※）最小回流比（※）簡捷法確定理論板層數（※）第七章 干燥第一節濕空氣的性質及濕度圖（2學時）濕空氣的性質）H-I圖（）第二節干燥過程的物料衡算與熱量衡算（3學時）濕物料含水量的表示方法）干燥系統的物料衡算★）干燥系統的熱量衡算★）空氣通過干燥器時的狀態變化）第三節固體物料在干燥過程中的平衡關系與速率關系（2.5學時）物料中的水分）干燥時間的計算第四節干燥器（0.5學時）干燥器的主要型式）干燥器的設計（※）第六章其它分離過程2學時第一節結晶（2學時）6.1.1基本概念（★）6.1.2結晶過程的相平衡（★）6.1.3結晶過程的動力學（★）6.1.4溶液結晶過程與設備及產量的計