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1、化工原理教学大纲PrinciplesofChemicalEngineering课程编码：27A22301学分：5.5课程类别：专业根底课打算学时：104其中讲课：72试验或实践：32适用专业：制药工程推举教材：陈敏恒，潘鹤林，齐敏斋，化工原理（少学时），华东理工大学出版社，2023年参考书目：1.蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著.化工原理（其次版），清华大学出版社，2023年2 .姚玉英主编.化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993年3 .丛德滋，丛梅，方图南，化工原理详解与应用，化学工业出版社，2023年课程的教学目的与任务化工原理是制药工程专业一门重要的专业根底课，它的内容是表达化工单元
2、操作的根本原理、典型设备的构造原理、操作性能和设计计算。化工单元操作是组成各种化工生产过程、完成确定加工目的的根本过程，其特点是化工生产过程中以物理为主的操作过程，包括流体流淌过程、传热过程和传质过程。化工原理课程的目的是使学生获得常见化工单元操作过程及设备的根底学问、根本理论和根本计算能力，并受到必要的根本操作技能训练。为学生学习后续专业课程和将来从事工程技术工作，实施常规工艺、常规治理和常规业务打好根底。课程的根本要求根本要求如下：I）能正确理解各单元操作的根本原理；了解典型设备的构造、性能和操作原理，并具有设备选型及校核的根本学问。2）生疏主要单元操作过程及设备的根本计算方法；把握根本计
3、算公式的物理意义、应用方法和适用范围；具有查阅和使用常用工程计算图表、手册、资料的力气。3）生疏常见化工单元操作要领。4）具有选择适宜操作条件、探究强化过程途径和提高设备效能的初步力气；具有运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的初步力气。各章节授课内容、教学方法及学时安排建议含课内试验绪论建议学时：2教学目的与要求了解化工原理课程的性质和学习要求。教学重点与难点化工原理课程中三大单元操作的分类和过程速率的重要概念的内涵；使学生通过对课程性质的了解，把根底课程的学习思维逐步转移到对专业技术课程的学习上，在经济效益观点的指导下建立起“工程”观念。了解本课程的性质、任务、争论对象和争论方法
4、。本课程与本专业其他有关课程的关系。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。授课内容第一节化工过程与单元操作的关系，化工生产过程的特点，化工工艺学与化学工程学的性质，单元操作的任务；化工原理课程的性质、内容，根底理论，典型单元操作，相关课程；其次节化工原理课程规律和重要根底概念，物料衡算，能量衡算，单位换算和公式转换，平衡关系，过程速率，经济效益。第一章：流体流淌与输送机械建议学时：12教学目的与要求1 .理解流体的主要物性数据求取及不同单位之间的换算。2 .了解流体流淌的连续性、稳定性和两种流淌类型及判别。3 .把握流体力学方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用。4 .把握流体在
5、管道中流淌中流淌阻力的计算方法，流体适宜流速的选择及管道直径确实定。5 .了解管道的构成，管件，阀门的作用及简洁管路和简洁管路的计算要求。6 .把握管路中流体的压力、流速和流量的测定原理及方法。皮托管、孔板流量计和转子流量计的测量原理，简洁构造和性能。教学重点与难点流体力学方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用；流体在管道中流淌中流淌阻力的计算方法，流体适宜流速的选择及管道直径确实定。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设流体流淌阻力试验和离心泵特性曲线试验。授课内容1.1概述1流体流淌的实例2流体流淌的根底概念3牛顿粘性定律：流体的黏性，流体的黏度，抱负流体与黏性流体。4流
6、体流淌中的机械能7 1.2流体静力学1静力学方程推导过程、使用条件、物理意义和例题。2压强能和位能3压强的静力学测量方法压力与压力差的测量（U管压差计、双液U管微压差计），液位的测量，液封高度的计算。8 1.3流体流淌中的守恒原理1质量守恒连续性方程2机械能守恒流体系统的总能量衡算方程，流体系统的机械能衡算方程柏努力方程，对伯努利方程的争论。9 1.4流体流淌阻力1流淌的类型与雷诺数、边界层9.1 流淌型态与雷诺准数雷诺准数，流型划分，当量直径与水利半径。9.2 层流一一分子的动量传递9.3 涡流特征与涡流传递湍流的特点与表征，雷诺应力与涡流传递9.4 边界层与边界层分别现象边界层的形成与进展
7、，边界层的分别与形体阻力。2流淌阻力2.1 管流阻力计算的通式压力降一一管流阻力的表现，直管摩擦力与范宁公式。2.2 管内层流的摩擦阻力2.3 管内湍流的摩擦阻力与量纲分析量纲分析，管内湍流的摩擦阻力。2.4 非圆形管的摩擦阻力层流阻力，湍流阻力。2.5 管道上的局部阻力阻力系数法，当量长度法。管道阻力的计算小结。1.5流体输送管路的计算1 阻力对管内流淌的影响2管路计算简洁管路、简洁管路的计算。1.6 流速和流量的测量测速管，孔板流量计，文丘里流时计及转子流量计的构造，原理及应用。流量计的选型，安装及使用。1.7 流体输送机械1管路特性曲线2离心泵构造及原理3离心泵参数及特性曲线4离心泵的安
8、装高度与选用1.8 往复泵1.9 气体输送机械其次章：传热建议学时：12教学目的与要求1 .了解热传导的根本原理，把握傅立叶定律及平壁和圆筒壁的热传导计算。2 .理解对流传热的根本原理，牛顿冷却定律及影响对流传热系数的因素，把握对流传热系数的物理意义及阅历关联式的用法，使用条件及留意事项。3 .理解辐射传热的根本概念及两固体辐射传热的计算。4 .把握传热过程的计算，传热速度方程式，传热负荷，平均温度差，总传热系数计算及了解强化传热过程，途径。5 .了解工业生产中常用换热器的类型，构造，并能进展列管式换热器的选型计算。教学重点与难点对流传热的根本原理，牛顿冷却定律及影响对流传热系数的因素，对流传
9、热系数的物理意义及阅历关联式的用法，使用条件及留意事项；辐射传热的根本概念及两固体辐射传热的计算；传热过程的计算，传热速度方程式，传热负荷，平均温度差，总传热系数计算及了解强化传热过程，途径。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设传热试验。授课内容2.1 概述热传导及导热系数，对流，热辐射，冷热流体热交换方式及换热器，载热体及其选择。2.2 传热机理2.3 热量衡算及传热速率方程1传热速率方程2热量衡算3传热根本方程4热传导过程4.1 平壁一维稳态热传导单层平壁一维稳态热传导，多层平壁一维稳态热传导。4.2 圆筒壁的一维稳定热传导单层圆筒壁的一维稳定热传导，多层圆筒壁的一维稳定
10、热传导2.4 对流传热1对流传热机理和对流传热系数对流传热机理，热边界层及对流传热系数。2对流传热的量纲分析影响对流传热系数的因素，对流传热过程的量纲分析。3流体无相变时的对流传热系数流体在管内的强制对流，流体在换热器的管间作强制对流，自然对流。4流体有相变时的对流传热系数蒸气冷凝，流体沸腾传热。5非牛顿型流体的传热流体在管内作强制层流时的对流传热系数，流体在管内作强制湍流时的对流传热系数。2.5 辐射传热黑体、镜体、透热体和灰体，物体的辐射力气E,普朗克定律、斯蒂芬-玻耳兹曼定律及基尔霍夫定律，两固体间的辐射传热。2.6 传热过程计算2.7 换热器1间壁式换热器的构造形式管式换热器的构造形式
11、，板式换热器的构造形式，特别形式换热器。2换热器传热过程的强化增大传热面积，增大平均温度差，增大传热系数。3传热过程强化效果的评价4管壳式换热器的设计和选型换热器设计的根本原则，设计与选型的具体步骤。第三章：非均相机械分别过程建议学时，10教学目的与要求1 .了解重力沉降和离心沉降的根本原理，沉降速度根本计算方法及沉降定，旋风分别器的主要性能。2 .把握过滤操作的根本概念，过滤和过滤速率，恒压过滤，恒速过滤，把握恒压过滤常数的计算方法和测定方法。教学重点与难点气态非均相物系与液态非均相物系。非均相物系分别在化工生产中的应用。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设恒压过滤试验。授
12、课内容3.1 概述3.2 沉降分别1颗粒相对于流体的运动颗粒的特性，球形颗粒的自由沉降，阻力系数，影响沉降速度的因素。2重力沉降自由沉降时沉降速度的计算，重力沉降设备。3离心沉降离心力沉降速度及分别因素，离心沉降设备1旋风分别器和旋液分别器。3.3 过漉1流体通过固体颗粒床层的流淌固体颗粒群的特点，固体颗粒层的特征，流体通过固体颗粒床层的压力降。2过滤操作的根本原理过滤方式，过滤介质，滤饼的压缩性和助滤剂。3过滤的根本方程滤液通过滤饼的流淌，过滤速度与滤液流速，滤饼阻力，过滤介质的阻力，过滤根本方程。4恒压过滤5恒速过滤与先恒压后恒速的过滤6过滤常数的测定恒压下K,V,（qj的测定，压缩性指数
13、S的测定。7过滤设备板框压滤机，加压叶滤机，转筒真空过滤机，过滤式离心机。8滤饼的洗涤9过滤机的生产力气间歇过滤机的生产力气，连续过滤机的生产力气。第四章：吸取建议学时：10教学目的与要求通过本章学习，把握气体吸取的根本概念（包括吸取的原理与流程，吸取过程的平衡关系与速率关系等）、把握低组成气体吸取过程的计算方法以及填料塔的根本学问（包括填料的类型与性能评价，填料塔的流体力学性能与操作特性等）。教学重点与难点低组成气体吸取过程的计算方法。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设吸取试验。授课内容4.1 概述1气体吸取过程与流程2气体吸取的类型3吸取剂的选择4.2 吸取过程的相平衡
14、关系1气体在液体中的溶解度2亨利定律4.3吸取过程的速率关系1膜吸取速率方程2总吸取速率方程3吸取速率方程小结4.4低组成气体吸取的计算1物料衡算与操作线方程2吸取剂用量确实定3塔径的计算4吸取塔有效高度的计算4.5 吸取系数1吸取系数的测定2吸取系数的阅历公式3吸取系数的准数关联式4.6 填料塔1塔填料2填料塔的流体力学性能与操作特性3填料塔的内件第五章：精储建议学时：10教学目的与要求通过本章学习，把握精储的原理，精储过程的计算和优化，板式塔的根本构造、特性、操作和调整。教学重点与难点精镭的原理，精值过程的计算和优化。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设精储试验。授课内容
15、5.1 概述1精储过程的分类2精储分别的特点5.2 两组分溶液的气液平衡1两组分抱负物系的气液平衡2两组分非抱负物系的气液平衡3气液相平衡的应用5.3 精情1精储操作流程2简洁精锵5.4 两组分连续精储的计算1理论板的概念和恒摩尔流的假定2物料衡算与操作线方程3理论板数的计算4回流比的影响及选择5简捷法求理论板数6几种特别状况下理论板数的计算7连续精储装置的热量衡算与精储过程的节能8精播过程的操作型计算与节能5.5 两组分连续精值的核算1精微的核算2精储塔的温度分布与灵敏板5.6 板式塔1塔板的类型及性能评价2塔板的构造3板式塔的流体力学特性和操作性能4板式塔的设计尺寸计算第六章：其他传质分别
16、方法建议学时：8教学目的与要求通过本章学习，把握传质与分别过程的根本概念和传质过程的根本计算方法，为后面传质单元操作过程的学习打下良好根底。教学重点与难点传质过程的根本计算方法。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设萃取试验。授课内容6.1 概述1传质分别方法2相组成的表示方法6.2 质量传递的方式与描述1 分子传质（集中）2对流传质3相际间的传质6.3 液液萃取1液液萃取过程2两相的接触方式3液液相平衡4萃取过程的计算5萃取设备第七章：固体枯燥建议学时：8教学目的与要求通过本章学习，把握描述湿空气性质的参数及其计算方法，能娴熟进展枯燥过程的计算（包括物料衡算、热量衡算、枯燥速
17、率与枯燥时间）。了解枯燥器的类型、选型依据及提高枯燥过程热效率的方法。教学重点与难点湿空气的性质，状态参数及H-I图的应用；枯燥过程的物料衡算及热量衡算。授课方法多媒体教学为主，课堂争论和学生练习相结合。开设枯燥试验。授课内容7.1 湿空气的性质及温度图1湿空气的性质2湿空气的H-I图7.2 枯燥过程的物料衡算与热量衡算1湿物料的性质2枯燥过程的物料衡算与热量衡算7.3 枯燥速率与枯燥时间1物料中水分的性质2恒定枯燥条件下枯燥时间的计算7.4 枯燥器1枯燥器的主要类型2选择枯燥器的依据3提高枯燥器热效率的方法撰稿人：路文娟审核人：刘拥军教学内容、方式及过程安排试验一：流体流淌阻力试验（必做）建
18、议学时,5教学目的与要求学习直管摩擦阻力AP,、直管摩擦系数的试验方法：把握直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系及其变化规律；学习局部阻力的测定方法；学习压强差的几种测量方法和技巧；掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-1。6、6-io7o流体流淌阻力装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。注意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验二：离心泵特性曲线试验（必做）建议学时：4教学目的与要求练习离心泵的操作；测定某型号离心泵在确定转速
19、下，H（扬程）、N（轴功率）、（效率）与（流量）之间的特性曲线；了解文丘里及涡轮番量计的构造及工作原理；测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数。的关系。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-1。6、6-io7o离心泵特性曲线试验装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。注意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验三：液-液传热试验（必做）建议学时：2教学目的与要求把握套管对流传热系数i的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式NU=CRemPro3中常数c、n的
20、值。把握列管传热系数K的测定方法。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-106、6-107。液液传热试验装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。注意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验四：吸取试验（必做）建议学时，5教学目的与要求了解吸取装置的根本流程和操作特性，加深对传质过程的了解；了解填料塔和板式塔的构造,测定其流体力学性能；通过用水吸取二氧化碳，争论物质传递过程，确立吸取传质系数与操作条件、塔构造及填料性质的关系。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指
21、导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-106、6-107。吸取试验装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。口主意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验五：板式精储塔性能测定（必做）建议学时：4教学目的与要求了解板式塔的构造，观看塔内气、液流淌状态；测定回流比对精储操作的影响；测定精储塔在全回流下的全塔效率及单板效率；测定精储塔在全回流下的塔体温度分布；测定精储塔在局部回流下的全塔效率。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-106、6-107。板式精储塔试验装置。作业要求撰
22、写试验报告，全部解答试验教材思考题。主意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验六：流化枯燥试验（必做）建议学时：5教学目的与要求了解流化床枯燥器的构造特点与操作；测定被枯燥物料的床层压降与流速的关系曲线；测定湿物料的枯燥曲线；测定湿物料的枯燥速度曲线，并确定临界含水量。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6106、6-107O流化枯燥试验装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。注意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验七：过滤试验（必做）建议学时：5教学目的与
23、要求把握恒压过滤常数K、q、的测定方法，加深对K、q、O的概念和影响因素的理eeee解；学习%qq一类关系的试验数据处理方法；把握恒压过滤设备的操作方法。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-106、6-107o过滤试验装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。注意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。试验八：萃取试验（必做）建议学时：2教学目的与要求考察学生对试验原理、仪器操作和数据处理局部的把握程度，把握萃取因子的测定方法。教学方式教师检查预习状况和讲授试验内容，示范操作，现场争论和指
24、导，试验完毕检查数据并签字认可。场所及条件要求6-106、6-107c,萃取试验装置。作业要求撰写试验报告，全部解答试验教材思考题。注意事项试验过程中不得在试验室饮食，不得看手机和其他无关书籍等。成绩考核与评定试验成绩：预习报告10%、试验报告60%,作为寻常成绩，试验操作30%、作为考试成绩。预习报告评分细则（百分制）：试验目的20分，试验原理20分，试验仪器及试剂10分，试验步骤30分，试验数据记录表格及处理方法20分试验操作及表现（百分制）：通过答复教师提问表现出的对该试验的预习程度20分，试验的参与程度20分，仪器操作的正确性与准确性20分，试验的娴熟程度、成功率与正确率3（）分，试验后仪器试剂整理及参与清扫卫生的表现10分。试验报告（百分制）：试验目的5分，试验原理10分，试剂和仪器5分，试验步骤10分，数据记录及数据处理20分，结果与争论10分，思考题20分，原始记录10分，书写10分修订时间：2023.3撰稿人：路文娟审核人：刘拥军
