1、 山東大學(xué) 化學(xué)與化工 學(xué)院 化工原理 理論教學(xué)大綱一、課程基本信息：課程名稱化工原理（1、2）英文名稱Unit Operations of Chemical Engineering課程編碼0113100710 0113100810開課單位化學(xué)與化工學(xué)院課程類別通識教育必修課程 通識教育核心課程 通識教育選修課程 學(xué)科基礎(chǔ)平臺課程 專業(yè)基礎(chǔ)課程 專業(yè)必修課程 專業(yè)選修課程課程性質(zhì)必修 選修學(xué)分6學(xué)時96適用專業(yè)化學(xué)工程與工藝專業(yè)先修課程高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、工程熱力學(xué)、化工機械基礎(chǔ)等課程網(wǎng)站 HYPERLINK /G2S/Template/ /G2S/Template/View.aspx?act

2、ion=view&courseType=0&courseId=3951二、課程描述化工原理是一門工程性很強的課程，它是化學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)，是理解各種化工過程的關(guān)鍵。它主要研究化工單元操作的基本原理，典型設(shè)備及其設(shè)計計算方法。作為化工專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，起著承前啟后，由理及工的橋梁作用。旨在培養(yǎng)學(xué)生單元操作與設(shè)備選擇的能力、工程設(shè)計能力、操作與調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力和分析解決實際問題的能力。使學(xué)生掌握常見化工單元操作過程及設(shè)備的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本計算能力， 為后續(xù)專業(yè)課程和將來從事工程技術(shù)工作打好良好的基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求【教學(xué)目標(biāo)】1化工原理屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，是專業(yè)課與基礎(chǔ)課的橋

3、梁。讓學(xué)生學(xué)會專業(yè)課的學(xué)習(xí)方法，順利完成基礎(chǔ)課到專業(yè)課的過渡；2讓學(xué)生熟練掌握化工單元操作的基本原理、典型設(shè)備的設(shè)計方法以及設(shè)備的操作與調(diào)節(jié)；3掌握工程問題的思維方式，工程問題的處理方法；4加強學(xué)生單元操作與設(shè)備選擇的能力、工程設(shè)計能力、操作與調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力的培養(yǎng)；5讓學(xué)生初步掌握理解“三傳”的基本概念，“三傳”的類似性，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。【教學(xué)要求】1在單元操作的教學(xué)中主要貫穿兩條主線：一是傳遞過程（動量、熱量、質(zhì)量傳遞）；二是工程問題處理方法；2按照“過程分析-數(shù)學(xué)描述-實例分析”的方式展開，體現(xiàn)“定性-定量-應(yīng)用”三個不同層次。3強調(diào)過程的共性，將化工單元操作按過程共性分

4、塊，闡明共同的原理和科學(xué)基礎(chǔ)；4重點介紹工程問題的處理方法，幫助學(xué)生掌握化工原理及相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)方法。5教學(xué)過程應(yīng)注意以下幾個能力的培養(yǎng)：單元操作與設(shè)備選擇的能力、工程設(shè)計能力、操作與調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力、過程開發(fā)或科研能力。四、課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配化工原理（1） 共48學(xué)時緒論（授課3學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1了解化工原理研究對象、目的及內(nèi)容；2了解化工原理在專業(yè)課中的地位；3掌握單元操作的分類，特點和單元操作的學(xué)習(xí)方法、研究方法。【具體教學(xué)內(nèi)容】化工原理研究對象、研究方法；化工原理與專業(yè)課關(guān)系；化工原理的學(xué)習(xí)方法。【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】教學(xué)時，舉例強調(diào)化工原理在化工中的地位及其與專業(yè)可得關(guān)系

5、，激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理、化工專業(yè)的積極性。可采用啟發(fā)式、設(shè)問式教學(xué)方式。學(xué)習(xí)時，要掌握工程問題處理方法，注意工程思維能力的訓(xùn)練。【教學(xué)/考核難點重點】基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的不同，包括思維方式的不同，處理問題的方法不同等等。第1章 流體流動（15學(xué)時，其中授課11學(xué)時，習(xí)題課2學(xué)時，研討2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1正確理解流體流動過程中的基本原理及流體在管內(nèi)的流動規(guī)律2熟練掌握流體靜力學(xué)基本方程式、連續(xù)性方程式和柏努利方程式及其應(yīng)用；3正確理解流體的流動現(xiàn)象和流動阻力的概念；熟練掌握流體流動阻力的計算；4熟練掌握簡單管路的設(shè)計型計算和操作型計算；5了解測速管、文丘里流量計

6、、孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的工作原理和基本計算。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述2流體靜力學(xué)3流體的流動現(xiàn)象4連續(xù)性方程與柏努力方程及其應(yīng)用5流體流動規(guī)律6流體流動阻力損失的計算7管路計算8流量的測量【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】教學(xué)時，注重講清楚流體力學(xué)中的基本概念和流體兩大定律的應(yīng)用。靜力學(xué)部分知識在中學(xué)有涉及，可采用學(xué)生自學(xué)歸納方式。為加強對流體阻力理解，結(jié)合視頻動畫演示流體流動現(xiàn)象。學(xué)習(xí)時，在掌握流體力學(xué)基本概念的基礎(chǔ)上，重點關(guān)注流體力學(xué)兩大定律的應(yīng)用以及流動阻力問題的定性、定量理解。可結(jié)合學(xué)生生活實際講解流體流動現(xiàn)象。【教學(xué)/考核難點重點】(1) 重點：流體力學(xué)基本概念；伯努利方程的應(yīng)用；流體阻力對流動的

7、影響。(2) 難點：流體阻力問題；管路計算問題。第2章 流體輸送機械（6學(xué)時，其中授課4學(xué)時，研討2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1了解離心泵的結(jié)構(gòu)及工作原理；2熟練掌握離心泵的性能參數(shù)及影響因素、泵的特性曲線、工作點和流量調(diào)節(jié)；3正確理解離心泵安裝高度的確定原則，掌握離心泵安裝高度的計算；4正確選擇和使用離心泵。了解離心泵與其它類型泵的操作和流量調(diào)節(jié)特點。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述2 離心泵3 往復(fù)泵及其它泵4 氣體輸送機械【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】教學(xué)時，注重離心泵的結(jié)構(gòu)、性能、操作、安裝的講解，強調(diào)性能測定、安裝使用即選擇。可結(jié)合實物演示操作過程。學(xué)習(xí)時，注意，應(yīng)從哪幾個方面去理解化工流體輸送設(shè)備？可以

8、舉一反三。【教學(xué)/考核難點重點】(1)重點：離心泵(2)難點：氣蝕第3章 非均相物系的分離和固體流態(tài)化（6學(xué)時，其中授課4學(xué)時，習(xí)題課2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1理解顆粒的幾何特性和顆粒床層的特性；2掌握重力沉降與離心沉降原理和設(shè)備及有關(guān)計算；3掌握恒壓、恒速過濾過程及設(shè)備的應(yīng)用和計算；4理解并掌握流化床的特性及應(yīng)用；【具體教學(xué)內(nèi)容】1 顆粒與床層2 重力沉降沉降速度及計算方法 降塵室3 離心沉降4恒壓過濾 5濾餅的洗滌 過濾機的生產(chǎn)能力6流態(tài)化基本概念【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】教學(xué)時，注重顆粒床層理論的教學(xué)，進而分析學(xué)習(xí)過濾單元操作知識。學(xué)習(xí)時，熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)，進而學(xué)習(xí)其原理與計算。【教學(xué)/考核難點重

9、點】(1)重點：重力沉降；恒壓過濾；過濾機的生產(chǎn)能力；流化床特點。(2)難點：過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)；連續(xù)真空過濾機；過濾機的生產(chǎn)能力。第4章 傳熱（12學(xué)時，其中授課10學(xué)時，研討2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1正確理解傅立葉定律及其一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)的基本原理及類似問題的處理方法；2正確理解牛頓冷卻定律和影響對流傳熱系數(shù)的主要因素，掌握對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式的測定方法及選用；3熟練掌握流體在圓形直管內(nèi)強制湍流傳熱時對流給熱系數(shù)的計算；4熟練掌握換熱器的設(shè)計型計算和換熱器的核算型計算，能夠根據(jù)計算結(jié)果及工藝要求選用合適的換熱器；5了解列管換熱器和其它新型換熱器的結(jié)構(gòu)特點及其選用。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述 2 熱

10、傳導(dǎo)3 對流傳熱自然對流與強制對流 牛頓冷卻定律4 傳熱過程的計算5對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式6輻射傳熱7 換熱器【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】教學(xué)時，強調(diào)傳熱速率與熱負(fù)荷的關(guān)系，從速率的觀點分析和解決傳熱問題。強調(diào)對流傳熱系數(shù)的計算方法的應(yīng)用。學(xué)習(xí)時，注重正確理解熱負(fù)荷和傳熱速率，用速率的觀點分析解決傳熱問題。【教學(xué)/考核難點重點】(1)重點：導(dǎo)熱；間壁式換熱器的設(shè)計與計算；換熱器的強化途徑。(2)難點：換熱器操作型計算。換熱器的操作與調(diào)節(jié)。第5章 蒸發(fā)（6學(xué)時，其中授課4學(xué)時，習(xí)題課2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1掌握各種蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點及其適用范圍；2掌握單效蒸發(fā)時溶液沸點升高和溫度差損失的概念及計算，能正

11、確進行單效蒸發(fā)的物料衡算和熱量衡算；3了解多效蒸發(fā)的操作流程；4掌握多效蒸發(fā)和單效蒸發(fā)的比較。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述 蒸發(fā)過程的目的、方法及特點2 蒸發(fā)設(shè)備3 沸點升高與溫差損失4 單效蒸發(fā)計算5 多效蒸發(fā)【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】教學(xué)時，注重單效蒸發(fā)過程的分析與計算。啟發(fā)式教學(xué)。學(xué)習(xí)時，首先重點關(guān)注單效蒸發(fā)計算和的應(yīng)用，然后比較單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)效率。注意類比與歸納的學(xué)習(xí)方法。 (1)重點：溫差損失；單效蒸發(fā)的計算；多效蒸發(fā)。(2)難點：多效蒸發(fā)。化工原理（2） 共48學(xué)時第1章 蒸餾（16學(xué)時，其中授課14學(xué)時，習(xí)題課2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1熟練掌握精餾簡化計算方法，

12、正確理解理論板、恒摩爾流假定概念；2熟練掌握精餾塔物料衡算、操作線；3熟練掌握理論塔板數(shù)的計算方法及其應(yīng)用條件；4熟練掌握圖解法計算并能利用其分析理解精餾相關(guān)概念；5熟練掌握回流比的選擇和影響；6了解直接蒸汽加熱、分凝器、冷液回流、側(cè)線出料和回收塔各自的特點。7了解間歇精餾的特點與計算方法，了解特殊精餾的特點。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述 蒸餾操作的目的、原理2 雙組分的汽液平衡3 工業(yè)上蒸餾過程4 精餾及精餾塔的計算 精餾過程簡化處理方法物料衡算理論板數(shù)的計算進料熱狀態(tài)回流比的選擇與影響5 間歇精餾6 特殊精餾-恒沸精餾和萃取精餾【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】本章內(nèi)容是理想精餾，是實際問題的高度簡化。教學(xué)中

13、，注重工程問題處理方法，注意結(jié)合生產(chǎn)實例，啟發(fā)式教學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)時應(yīng)該注意精餾工程問題的處理方法。【教學(xué)/考核難點重點】難點：精餾塔的操作性問題分析，回流比的選擇，熱狀態(tài)的分析等重點:精餾塔的計算，回流比的影響第2章 吸收（12學(xué)時，其中授課10學(xué)時，習(xí)題2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1理解吸收、解吸的概念，2掌握相平衡與吸收、解吸的過程的關(guān)系；3掌握傳質(zhì)理論特別是雙膜理論；掌握汽、液相總傳質(zhì)系數(shù)的計算方法；掌握氣膜控制和液膜控制；4熟練掌握吸收過程的設(shè)計型和操作型計算；5了解其它吸收過程。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述 2 氣液相平衡3 分子擴散與單相傳質(zhì)4 傳質(zhì)理論5 低濃度氣體吸收的計算6 填料吸收

14、塔的計算，其它形式的吸收【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】建議采用的教學(xué)方法；學(xué)生學(xué)習(xí)時應(yīng)該注意的問題。比如練習(xí)、實驗、研討要求等。【教學(xué)/考核難點重點】難點：填料層高度的計算，傳質(zhì)速率方程重點：傳質(zhì)理論，菲克定律，填料塔的物料衡算，填料層高度的計算第3章 蒸餾和吸收塔設(shè)備（6學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1了解填料塔和板式塔的主要構(gòu)件；2掌握塔內(nèi)氣液兩相的流動狀況和傳質(zhì)特性；3掌握板式塔的不正常操作情況和評價設(shè)備的基本性能；4掌握精餾塔的設(shè)計計算過程。【具體教學(xué)內(nèi)容】1板式塔2填料塔【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】注重基本概念的理解。學(xué)生學(xué)習(xí)時應(yīng)該注意對基本概念的理解。【教學(xué)/考核難點重點】重點：板式塔結(jié)構(gòu)、填料塔結(jié)構(gòu)、不正常

15、操作現(xiàn)象有哪些。難點：塔板結(jié)構(gòu)尺寸變化對塔分離性能的影響第4章 液-液萃取（6學(xué)時，其中授課4學(xué)時，習(xí)題課2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1熟練掌握液液平衡及萃取原理；2掌握三角相圖及相平衡在三角相圖的表示；3掌握萃取過程的相圖表示方法；掌握單級萃取計算，超臨界萃取；4了解微分逆流萃取的計算；5了解萃取設(shè)備的結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)特性和使用特點。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 概述萃取的目的、原理過程實施及應(yīng)用場合2液液相平衡三角形相圖 物料衡算及杠桿定律 分配系數(shù)及選擇性系數(shù)3 單級萃取4多級萃多級逆流萃取多級錯流萃取5 萃取設(shè)備【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】【教學(xué)/考核難點重點】重點：液-液相平衡的三角形相圖，單級萃取的圖解計

16、算難點：單級萃取的計算第五章 干燥（8學(xué)時，其中授課6學(xué)時，習(xí)題課2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1了解濕分的定義、去濕的方法及干燥的分類；2掌握濕空氣的主要性質(zhì)，它們的定義和計算公式；掌握濕空氣的“I-H”圖的應(yīng)用；掌握確定濕空氣狀態(tài)點的方法以及由狀態(tài)點確定空氣有關(guān)參量的方法；3熟練掌握干燥過程的物料衡算和熱量衡算；掌握等焓干燥過程干燥器出口空氣狀態(tài)確定方法；4正確理解干燥器的熱效率和提高熱效率的措施。掌握物料中所含水分性質(zhì)；掌握干燥速率的定義及干燥速率曲線；熟練掌握臨界水含量的概念及影響恒速干燥和降速干燥的因素。掌握恒速和降速段干燥時間的計算方法。5了解干燥器的主要型式及它們的特點。【教學(xué)和學(xué)習(xí)

17、建議】【教學(xué)/考核難點重點】重點：干燥的物料衡算，熱量衡算，過程速率及平衡關(guān)系難點：熱量衡算，干燥速率及干燥時間的計算第六章新型分離技術(shù)（2學(xué)時）【教學(xué)目標(biāo)和要求】1了解掌握超臨界流體萃取和膜分離過程的基本原理；2了解膜分離過程，掌握幾種膜分離過程特點及有關(guān)膜特性。【具體教學(xué)內(nèi)容】1 超臨界萃取2膜分離技術(shù)【教學(xué)和學(xué)習(xí)建議】因為學(xué)時有限，這部分內(nèi)容可要求學(xué)生自學(xué)。【教學(xué)/考核難點重點】重點：基本概念五、教學(xué)要求對應(yīng)關(guān)系教學(xué)要求1教學(xué)要求2教學(xué)要求3教學(xué)要求4教學(xué)要求5緒論第1章第2章第3章第4章第5章下冊第1章第2章第3章第4章第5章第6章六、考核及成績評定方式【考核方式】：期末考試（筆試，閉

18、卷）、平時成績（考勤及線下作業(yè)等）【成績評定】：平時成績占10%，期末考試90%。【考試大綱】_化工原理_（1）_課程考試大綱考試目的 1.考察學(xué)生掌握和應(yīng)用知識的能力 2.評價教師教學(xué)質(zhì)量 3.分級教學(xué) 4.招生考試對象年級：3 專業(yè)：化學(xué)工程與工藝專業(yè)卷面總分100考試方式1.閉卷 2.開卷 3.上機 4.綜述 5.論文 6.設(shè)計 7.其它（ 1，7 ）考試方法1.筆試 2.口試 3.實際操作 4.其它（ 1 ）試卷來源1.試題庫 2.試卷庫 3.校內(nèi)統(tǒng)一命題 4.校外教師命題 5.任課教師命題（2， 5 ）試題難易度1.較容易（ 30 ）% 2. 中等難度（ 50 ）% 3.較大難度（ 20 ）%編題計劃題 類量 型內(nèi) %容記憶理解分析綜合應(yīng)用提高擴展合計第1章：流體流動5108528第2章：流體輸送機械554418第3章：非均相物系的分離及流態(tài)化484218第4章：傳熱5108528第5章：蒸發(fā)2338合 計21362716100閱卷方法：1.微機閱卷 2.流水閱卷 3.任課教師閱卷 （ 3 ）記分方式：1.百分制 2.五級制 3.二級制 （ 1 ）備注：平時成績10%，包括考勤、線下作業(yè)等環(huán)節(jié)。期末考試（閉卷）90%。 允許使用普通科學(xué)計算器。_化工原理_（2）_課程考試大綱考試目的 1.考察學(xué)生掌握和應(yīng)用知識的能力