1、化工原理課程教學大綱課程名稱：化工原理 課程類型: 專業基礎課總 學 時：72 講課學時：72 學分：4適用對象: 化學工程與工藝專業、制藥工程專業、生物工程專業、環境工程等相關專業先修課程：高等教學、物理學、物理化學一、課程性質、目的和任務 化工原理課程是化學工程、化工工藝、生物化工、環境工程等類專業的一門主干課，為學生在具備了必要的高等教學、物理學、物理化學、計算機技術（包括算法語言及其應用）等基礎知識后必修的技術基礎課。 化工原理的主要研究內容是以生產中的物理加工過程為背景，按其操作原理的共性歸納成的若干“單元操作”。化工原理屬工程科學，用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實際問題，研究

2、方法是理論解釋和在理論指導下的實驗研究。本課程強調理論與實際的結合，通過本課程的學習提高分析問題、解決問題的能力。二、教學基本要求 通過本課程的教學，要使學生系統地掌握工業生產中常用單元操作的原理，設備的構造、設計計算及選型，單元操作的工業應用及操作過程中操作條件對過程的影響。三、教學內容及要求 教學內容教學要求1.流體流動流體的密度和壓強；流體靜力學基本方程及其應用；流體流動連續性方程和機械能衡算方程柏努利方程及其應用；牛頓粘性定律；層流和湍流；管流速度分布；流動邊界層概念；管內流動的阻力損失的計算；管路計算；流速、流量的測定。理解與掌握連續性方程和柏努利方程，熟練掌握它們的應用；掌握牛頓粘

3、性定律及其應用；掌握管內流動阻力的計算；掌握各種局部阻力的計算；了解簡單管路；掌握各種管路的計算；了解各種測速裝置；了解各種測速裝置的流量計算及其校正方法。2.流體輸送機械離心泵結構、操作原理和類型；離心泵的理論壓頭和實際壓頭；離心泵特性參數和特性曲線；管路特性曲線；離心泵的工作點和流量調節；離心泵安裝高度的確定；離心泵的選用；往復泵和其它類型泵；通風機、鼓風機、 壓縮機和真空泵。了解離心泵操作原理、構造與類型，理解氣縛和汽蝕現象； 理解流量、壓頭、功率和效率的概念；熟練掌握離心泵的特性曲線及其應用； 理解離心泵工作點概念，掌握管路特性方程的求取方法和流量調節方法； 熟練掌握離心泵安裝高度的計

4、算和選型方法。3.機械分離非均相物系分離的特點；篩及篩分；顆粒特性；自由沉降和離心沉降；沉降速度和沉降設備；旋風分離器的結構和操作原理；板框和葉慮過濾原理；過濾基本方程及其應用；過濾機生產能力。了解篩分方法和顆粒特性； 掌握顆粒沉降速度的計算； 了解沉降分離的原理和應用，掌握降塵室處理能力和分離最小顆粒直徑的計算方法。理解過濾過程的基本原理， 了解板框壓濾機、轉筒過濾機的構造和操作原理；掌握過濾速率方程及其在恒壓操作條件下的應用；掌握過濾機生產能力的計算。4.傳熱傳熱方式；傅立葉定律及其在一維穩態（平壁和圓筒壁）熱傳導中的應用；兩流體通過間壁的傳熱分析；傳熱方程和傳熱系數；牛頓冷卻定律；對流傳

5、熱膜系數及其影響因素和半經驗公式；傳熱效率和傳熱單元數法；熱輻射傳熱；輻射、對流的聯合傳熱。理解一維穩態傅立葉定律，熟練掌握一維穩態導熱的計算；理解兩流體通過固體壁傳熱的概念；熟練掌握傳熱速率方程、熱量衡算方程和傳熱系數的計算；理解對流傳熱的概念以及牛頓冷卻定律；熟練掌握對流傳熱系數的經驗式，并能分析各種因素對不同情況下對流傳熱的影響。5.傳質過程導論工業傳質過程；相組成的表示方法；菲克定律及擴散過程分析；傳質過程分析；設備簡介。了解工業生產過程中的傳質過程；掌握不同相組成的表示方法；熟練掌握菲克定律的內容及應用；了解傳質設備。6.吸收吸收概述；氣體在液體中的溶解度與亨利定律；吸收速率方程；吸

6、收塔物料衡算和操作線；液氣比及吸收劑用量的確定；低濃度氣體吸收塔填料層高度計算；傳質單元和傳質單元高度；雙膜理論；傳質系數關聯和傳質理論簡介。熟練掌握氣體在液體中溶解度的表示方法和亨利定律的三種形式；熟練掌握吸收速率方程各種表示形式及相互了解，總傳質系數與分傳質系數之間的關系；熟練掌握吸收塔物料衡算和操作線方程；熟練掌握低濃度氣體吸收塔溶劑用量和填料層高度、理論塔板的計算；了解雙膜、滲透、表面更新這三種傳質模型。7.蒸餾蒸餾概述；雙組分混合物的汽液平衡；簡單蒸餾和平衡蒸餾；精餾原理；雙組分混合物連續精餾 的分析和計算；物料衡算和操作線；回流比、進料狀況和q線方程；M-T圖解法；捷算法；逐板法；

7、理論板、實際板和全塔效率；單板效率；熱量衡算；回流比的影響和選擇；其它類型蒸餾簡介。理解雙組分混合液平衡概念，熟練掌握理想系統的相平衡計算。理解簡單蒸餾，平衡蒸餾的基本原理。理解精餾過程原理。熟練掌握精餾過程物料衡算和雙組分混合液常壓連續精餾操作線、進料線方程，理解各種進料狀態和精餾的影響及q值的計算。熟練掌握M-T圖解法和逐板計算理論塔板數。理解全塔效率、單板效率、理論塔板、實際塔板概念。理解回流比對精餾操作的影響，熟練掌握回流比的選取方法，了解精餾操作經濟核算方法，理解操作優化概念；了解用捷算法求理論塔板數。8萃取液液萃取概述；三角形相圖及其在單級萃取中的應用；單級萃取計算；最少溶劑的計算

8、；萃取劑的選擇；單級萃取、多級錯流和多級逆流萃取的流程和計算；萃取設備簡介。熟練掌握三元物系組成、液液平衡關系、萃取過程在三角形相圖圖解中的表示方法。掌握萃取劑的選擇原則。熟練掌握萃取劑和原溶劑部分互溶和不互溶兩種情況下的單級萃取的流程和計算。了解各種常用萃取設備的結構特點及其適用場合。9.干燥濕空氣的性質；空氣濕度圖及其應用；空氣對流干燥器的物料衡算和熱量衡算；物料含濕分性質；恒定條件下的干燥速度和干燥時間；各類干燥器結構和特點；氣體增減濕的操作原理。理解濕空氣性質參數的意義，熟練掌握各種濕空氣性質參數計算方法。理解濕度圖的繪制方法，熟練掌握濕度圖及其應用。熟練掌握空氣對流干燥器的物料衡算和

9、熱量衡算。理解干燥機理，熟練掌握應用干燥曲線和干燥速度曲線計算在恒定干燥條件下的干燥速度和干燥時間。了解各種常用干燥設備的操作原理、結構特點、適用場合和選用。了解氣體增濕的操作原理。四、課程的重點和難點緒論重點是單元操作的物料衡算和熱量衡算及工程觀點的建立。第一章流體流動重點：流體靜力學基本方程及其應用；牛頓粘性定律；流體流動連續性方程和機械能衡算方程；管路計算。難點：管內流動的阻力損失的計算；管路計算。第二章流體輸送機械重點：離心泵操作原理；離心泵的工作點和流量調節；離心泵安裝高度的確定；離心泵的選用。難點：離心泵特性參數和特性曲線；管路特性曲線。第三章機械分離重點：篩及篩分；自由沉降；沉降

10、速度和沉降設備；板框和葉慮過濾原理；過濾基本方程及其應用；過濾機生產能力，難點：顆粒特性；過濾基本方程及其應用。第四章傳熱重點：傅立葉定律及其應用；傳熱方程和傳熱系數；牛頓冷卻定律；對流傳熱膜系數及其影響因素和半經驗公式；傳熱效率和傳熱單元數法。難點：傅立葉定律的應用；傳熱過程計算。第七章傳質過程導論重點：相組成的表示方法；菲克定律及擴散過程分析。難點：菲克定律及擴散過程分析。第八章吸收重點：吸收速率方程；吸收塔物料衡算和操作線；低濃度氣體吸收塔填料層高度計算。難點：吸收塔填料層高度計算；吸收操作參數變化定性分析。第九章蒸餾重點：雙組分混合物的汽液平衡；精餾原理；雙組分混合物連續精餾的分析和計

11、算；物料衡算和操作線；圖解法；逐板法。難點：回流比、進料狀況和q線方程；熱量衡算回流比的影響和選擇。第十一章萃取重點：三角形相圖及其在單級萃取中的應用；單級萃取計算。難點：三角形相圖及應用。第十二章干燥重點：濕空氣的性質；空氣濕度圖及其應用；空氣對流干燥器的物料衡算和熱量衡算；物料含濕分性質；恒定條件下的干燥速度和干燥時間。難點：空氣濕度圖及其應用；物料衡算。五、實踐環節 獨立開課。六、各教學環節學時分配 教 學 內 容授課學時緒 論2第一章 流體流動8+2第二章 流體輸送機械6+2第三章 機械分離6第四章 傳熱8+2第七章 傳質過程導論2第八章 吸收8+2第九章 蒸餾10+2第十一章 萃取6第十二章干燥6+2習題12七、考核方式 期末筆試八、推薦教材和教學參考書 教 材：化工原理，譚天恩，竇梅，周明華等編著，化學工業出版社 2008年。參考書：1、制藥化工原理，王志祥編著，化學工業出版社， 2005。2、化工原理， 姚玉英編著，