《化工原理》教學大綱（混合式教學）課程名稱：化工原理課程類別（必修/選修）：必修課課程英文名稱：PrinciplesofChemicalEngineering總學時/周學時/學分：72/5/4.5其中實驗/實踐學時：0（實驗另單獨設實驗課）先修課程：有機化學、物理化學、化學反應過程、認識實習等課程后續課程支撐：化工原理課程設計、化工儀表及自動化、化工制圖、精細有機合成與單元反應、化工設計、精細化工設備、化工分離過程、生產實習等授課時間：1-15周：星期二5-7節、星期四3-4節授課地點：7B411(星期二5-7節)、7B412(星期四3-4節)答疑時間、地點與方式：（1）課前課后在上課教室進行答疑；（2）教師辦公室（12F202）答疑；（3）微信、電話或電子郵件等網絡工具進行答疑。課程考核方式：開卷（）閉卷（）課程論文（）其它（）使用教材：王志魁，化工原理，第五版，北京：化學工業出版社，2019。教學參考資料：1）陳敏恒、叢德滋、方圖南等主編《化工原理》(上、下冊)，第二版，北京：化學工業出版社，2009。2）譚天恩主編《化工原理》，第四版，北京：化學工業出版社，2013。3）丁忠偉主編《化工原理學習指導》，第二版，北京：化學工業出版社，2014。課程簡介：化工原理是應用化學專業的學科基礎課程。本課程的教學目標是使學生掌握各種典型化工過程及其主要設備的基本原理、基本概念、基本知識的熟練應用及其計算方法，培養學生分析和解決有關單元操作各種問題的能力。開設本門課程，旨在使學生全面系統地了解流體流動過程、傳熱過程、傳質過程（動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞）的基本原理及主要單元操作的典型設備構造、操作原理、過程計算、設備選型及實驗研究方法等，鍛煉學生的工程技能及培養學生的創新實踐精神，以適應生產建設的需要。課程教學目標及對畢業要求指標點的支撐課程教學目標支撐畢業要求指標點畢業要求目標1：了解化工原理的課程特點，掌握“三傳”的基本概念與理論，用于復雜的工程問題的分析研究。2-1能夠將自然科學的基本概念運用于復雜工程問題的適當表述。2.能夠運用數學、自然科學和化學學科等領域的基本原理，識別和表達化學領域相關的工程與設計問題，并通過文獻研究分析以獲得有效結論。目標2掌握化工過程主要研究方法和化工原理典型設備選型計算，用于解決復雜工程問題，具備單元操作過程（模型）和設備選型的計算能力。2-2能夠理解到解決復雜問題的多種方案，并通過分析文獻選擇和判斷可替代的解決方案。2-3能夠針對一個復雜系統或者過程選擇一種相關數學模型，并進行嚴謹推理，給出結論。2.能夠運用數學、自然科學和化學學科等領域的基本原理，識別和表達化學領域相關的工程與設計問題，并通過文獻研究分析以獲得有效結論。目標3掌握動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞的基本理論與計算，能夠設計針對化學工程問題的解決方案。掌握化工過程主要研究方法、單元設備及過程的設計計算，具備單元過程的設計計算能力，在設計環節體現創新意識。3-1能夠設計針對化學工程問題的解決方案，能夠設計相關實驗和方案以獲得和實現分析數據采集、數據處理、生產流程。3-2能夠設計開發滿足需求的化學系統，能夠在設計環節體現創新意識，遵循化學體系和工程化系統開發的基本要求。3.能夠設計針對化學相關的工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、功能單元，并體現人文知識，考慮社會、健康、安全、法律法規、工程倫理等因素。目標4了解化工行業特點及對社會發展和環境的影響，能夠了解化工生產過程中的社會責任和工程倫理。3-3能夠理解工程開發和設計過程中的社會、健康、安全、法律法規、工程倫理等因素。3.能夠設計針對化學相關的工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、功能單元，并體現人文知識，考慮社會、健康、安全、法律法規、工程倫理等因素。理論教學進程表周次教學主題授課教師學時數教學內容（重點、難點、課程思政融入點）學生學習預期成果教學模式（線上/混合式/線下教學方法作業安排支撐課程目標20緒論邵友元化工原理課程的性質、任務與內容；物料衡算及能量衡算；單位制及換算。1.了解化工原理發展歷及對社會發展影響。2.了解單元操作的概念，學會物流衡算及能量衡算，掌握單位制及換算。線上學生在優學院線上學習2認識化工原理邵友元2重點：單元操作概念、三傳、單位換算；難點：單位換算。課程思政融入點：介紹課程發展史，激發學生興趣。線下講授與問題討論課程思政作業：閱讀兩篇與課程相關文獻目標1目標42-5第一章流體流動邵友元流體靜力學及其應用；流體流動中的守衡原理；流體流動的內部結構；阻力損失；流體輸送管路的計算；流速、流量測量；非牛頓流體的流動。1.掌握流體流動中的基本概念。2.掌握伯努利方程及機械能守恒方程的推導。3.學會流體流動中的基本計算。線上學生在優學院線上學習2流體靜力學邵友元2重點：靜壓強和靜力學基本方程；難點：靜力學基本方程式的應用。1.掌握靜力學計算方法。2.掌握靜力學方程的基本計算。3.了解在生產中的應用。線下講授與問題討論課后作業：靜力學基本方程應用目標12,4管內流體流動的基本方程邵友元4重點：流量流速、連續性和柏努力、牛頓粘性定律、雷諾實驗等；難點：柏努力方程的應用。課程思政融入點：融入科學精神、中國元素等課程思政教育。1.掌握連續性方程和伯努利方程的計算方法；2.能夠運用連續性方程和伯努利方程分析實際工程問題。線下講授、小組討論課后作業：伯努利方程應用。課程思政作業：尋找生活中與伯努線上利方程有關現象。目標14-5流體流動摩擦阻力邵友元4重點：直管阻力和局部阻力的計算。難點：管路局部阻力和總阻力的計算。1.掌握管內摩擦阻力計算方法；2.了解工程上減小阻力技術措施。線下講授與問題討論課后作業：流體流動阻力計算。目標1目標25-6管路計算邵友元4重點：管路設計型和操作型計算、簡單和復雜管路計算；難點：試差方法、復雜管路計算。1.掌握管路計算方法；2.能夠分析和解決管路計算和設計問題。線下講授、小組討論課后作業：管路計算。目標26流量的測定邵友元2重點：畢托管、孔板流量計、文丘里流量計、轉子流量計等。難點：各種流量計的測量原理與特點。課程思政融入點：引入警示性案例，培養學生嚴謹、細致的工作作風。1.了解各種流量計原理和特點；2.能夠選擇合適的流量計。線下講授與小組討論課后作業：查閱文獻寫總結。目標26-7第二章流體輸送教學邵友元離心泵；往復泵；其他化工用泵；氣體輸送機械。1.掌握流體輸送設備工作原理和特點。2.能夠選擇合適的流體輸送設備。線上學生在優學院線上學習6-7流體輸送機械邵友元4重點：離心泵的基本結構、工作原理、泵和管的特性曲線、離心泵的類型和選擇、其他機械的原理等。難點：泵的組合、工作點流量的調節等。線下講授與問題討論課后作業：工作點流量計算目標37重力沉降及沉降設備邵友元2重點：沉降速度計算、降塵室的構造、工作原理及計算。難點：降塵室結構及處理能力等計算。課程思政融入點：引入PM2.5等降塵室無法分離的顆粒物，倡導生命共同體理念，踐行綠色發展觀1.掌握沉降過程計算方法；2.能夠了解沉降過程對社會發展和環境的影響。線下講授、小組討論課程思政作業：閱讀兩篇有關除塵的文獻。目標17-8第三章沉降與過濾邵友元1.選學：重力沉降速度，降塵室，懸浮液的沉聚過程，沉降槽構造；離心分離原理，離心沉降速度、旋風分離器、旋液分離器、離心機；2.必學：過濾速度、過濾方程、板框過濾機、真空過濾機。1.了解板框過濾操作的概念、設備結構原理及應用。2.基本掌握過濾方程推導、應用和基本計算。3.能夠了解過濾過程對社會發展和環境的影響。線上學生在優學院線上學習8過濾過程及設備邵友元6重點：過濾基本方程式、板框壓濾機的結構及工作原理。難點：過濾速率基本方程式的應用、恒壓過濾計算。1.掌握過濾過程計算方法；2.能夠了解過濾過程對社會發展和環境的影響。線下講授課后作業：恒壓過濾計算。目標2目標38-11第四章傳熱邵友元熱量傳遞的三種方式；傳熱過程的計算；傳熱設備。1.掌握傳熱的基本概念、方式及傳熱速率定義。2.基本掌握導熱、對流給熱過程的分析方法和基本計算。3.了解換熱常見設備及換熱過程在化工生產中作用與應用。線上學生在優學院線上學習8-9傳熱速率方程式及熱傳導邵友元6重點：熱量傳遞的基本方式、傳熱速率、導熱系數、熱阻。難點：平壁、圓筒壁溫度熱傳導。課程思政融入點：引入生活中的傳熱現象，激發學生興趣。1.掌握導熱過程分析和計算方法；2.了解導熱過程在生產中應用。線下講授課后作業：熱傳導計算。目標1目標210-11對流傳熱邵友元6重點：對流傳熱方程、對流傳熱系數；難點：影響對流傳熱系數因素。1.了解對流傳熱系數影響因素；2.能夠進行對流傳熱過程分析與計算。線下講授課后作業：傳熱計算。目標211換熱器邵友元2重點：換熱器的能量衡算，總傳熱速率方程和總傳熱系數，換熱器的結構與原理。難點：列管式換熱器選用計算。1.了解換熱器類型及各類換熱器優缺點;2.了解換熱器結構。線下講授與小組討論課后作業：查閱文獻寫總結目標311-12第五章吸收邵友元吸收過程相平衡基礎；吸收過程模型及傳質速率方程；吸收塔計算，多組分吸收；化學吸收；填料塔，塔設備的比較和選型。線上學生在優學院線上學習11-12氣液相平衡邵友元4重點：氣體在液體中的溶解度、亨利定律；亨利定律的應用。難點：氣液相平衡在吸收中的應用。1.了解亨利定律內涵；2.掌握不同形式亨利系數之間的換算。線下講授與問題討論課后作業：查閱文獻。目標112-13吸收過程的傳質速率與吸收塔的計算邵友元6重點：分子擴散與菲克定律；雙膜理論；吸收速率方程；操作線方程與平衡線方程；最小液氣比計算；填料層高度計算；難點：吸收劑的用量、塔高、塔經的計算及設備；氣液傳質設備（吸收塔部分）。1.了解分子擴散原理、雙膜理論及速率方程；2.掌握操作線方程的推導及其與平衡線方程的使用；3.掌握物料衡算、最小液氣比計算、吸收劑的用量、填料層高度計算；4.了解氣液傳質設備及塔經計算。線下講授與問題討論課后作業：傳質速率計算、塔設備計算。目標2目標3目標413-15第六章蒸餾邵友元雙組分物系的氣液相平衡；蒸餾方式；雙組分連續精餾的分析與計算；恒沸精餾與萃取精餾；反應精餾；多組分精餾；板式塔塔板的結構、計算與類型。1.了解蒸餾與精餾的基本概念、理及工業應用，包括相對揮發度、回流比、理論級與塔板、操作線方程和平衡線方程等。2.了解精餾過程中的基本計算，包括加料板位置計算、塔高計算、回流比確定等。3.精餾塔結構與原理。線上學生在優學院線上學習13蒸餾與精餾原理邵友元2重點：相律和拉烏爾定律；兩組分理想物系汽液平衡關系；蒸餾過程原理。難點：兩組分理想物系汽液平衡關系。1.了解拉烏爾定律及其與亨利定律的區別；2.了解精餾的原理。線下講授與問題討論課后作業：物料衡算及相平衡計算。目標1目標414-15雙組分連續聯精餾的計算與分析邵友元6重點：操作線方程與q線方程；理論板數的計算；回流比與最小回流比；精餾塔的操作計算。難點：進料熱狀態參數q；回流比與進料熱狀態對精餾過程的影響。1.了解恒摩爾假設；掌握回流比、最小回流比計算與使用；掌握進料熱狀況及對精餾塔操作影響；2.掌握全塔物料衡算、操作線方程的推導及其使用；3.掌握精餾塔的設計型(特別是理論級的計算)和操作型計算。線下講授與問題討論課后作業：組分計算及精餾塔計算。目標215特殊精餾邵友元2重點：恒沸精餾與萃取精餾。難點：夾帶劑、萃取劑的選擇。1.了解特殊精餾的概念及其常見特殊精餾種類及其特點；2.特殊精餾的選擇與使用。線下講授課后作業：查閱文獻。目標315板式塔邵友元2重點：塔板結構；塔高與塔徑的計算；精餾塔設備。難點：塔的選型與計算。1.了解板式塔種類及其內部結構和特點；2.掌握塔板上汽液兩相流動現象；3.掌握塔板效率、全塔效率的計算和實際塔板數的計算；4.塔高的確定及塔徑的計算。線下講授與小組討論課后作業：查閱文獻。目標2目標316第七章干燥邵友元濕空氣的性質和濕度圖；干燥過程的物、熱衡算；干燥速率和干燥時間；干燥器。1.了解干燥種類、原理及特點；2.掌握濕空氣性質及焓濕圖應用；3.掌握干燥過程物料和熱量衡算；4.掌握物量的含水量的各種表示方法及其計算；5.掌握干燥速率的計算。線上學生在優學院線上學習16干燥及過程的物料衡算和熱量衡算邵友元4重點：濕空氣的性質；濕空氣的濕度圖及應用；干燥過程的物料衡算與熱量衡算及干燥設備。難點：干燥過程的物料衡算與熱量衡算。線下講授與小組討論課后作業：查閱文獻寫總結。目標1目標2目標317-18總復習邵友元2線下講授合計：72備注：實際教學進程可根據實際情況和疫情發展靈活調整。課程考核課程目標支撐畢業要求指標點評價依據及成績比例（%）合計作業課堂討論專題研討期末考試目標一1-2053513目標二2-410302538目標三3-110002535目標四3-2027514總計20101060100附錄：各類考核評分標準表作業評分標準觀測點評分標準A(100)B(85)C(70)D(0)基本概念掌握程度概念清楚，答題正確。概念比較清楚，作業比較認真，答題比較正確。概念基本清楚，答題基本正確。概念不太清楚，答題錯誤較多。解決問題的方案正確性解題思路清晰，計算正確概念比較清楚，作業比較認真，答題比較正確。概念基本清楚，答題基本正確。概念不太清楚，答題錯誤較多。作業完成態度按時完成，書寫工整、清晰，符號、單位等按規范要求執行按時完成，書寫清晰，主要符號、單位按照規范執行按時完成，書寫較為一般，部分符號、單位按照規范執行未交作業或后期補交，不能辨識，符號、單位等不按照規