化工原理教学大纲 - 青岛科技大学.doc

课程编号：0101101
化工原理Ⅰ
PrinciplesofChemicalEngineering
总学时：48
总学分：3
课程性质：技术基础课
开设学期及周学时分配：第4学期，每周3学时
适用专业及层次：化学工程与工艺、轻化工程、生物工程、生物技术、制药工程、药物制剂专业本科
相关课程：高等数学、物理化学、分离工程、传递过程原理等
教材：夏青、陈常贵编著，化工原理（上册），天津大学出版社，2005年
推荐参考书：
[1]谭天恩、丁惠华等编著，化工原理，化学工业出版社，2000年
[2]赵汝溥、管国锋编著，化工原理，化学工业出版社，1999年
[3]陈敏恒、丛德滋等编著，化工原理，化学工业出版社，2001年
[4]赵文、王晓红等编著，化工原理，石油大学出版社，2001年
一、课程目的与要求
本门课程的目的是为学生今后学习相关的专业课程打好工程技术理论基础，并使他们受到必要的基本工程技能训练。
本门课程的任务是使学生初步掌握化工过程的基本原理，以三种传递原理为主线，以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率等基本概念为理论依据，使学生掌握典型单元操作通用的学习方法和分析问题的思路，培养理论联系实际的观点，进行典型单元操作设备的设计、操作及选型的计算，并进行基本实验技能和设计能力的训练，以增强学生解决工程实际问题的能力。
化工原理属于工程学科，要求通过本门课程的学习，培养学生工程技术观点及独立分析和解决实际工程问题的能力。
二、课程主要内容及学时分配
0绪论（1学时）
化工单元操作的历史梗概；本课程的性质及物料衡算与热量衡算等化工原理研究方法。
1流体流动（15学时）
1.1流体的物理性质
1.2流体静力学方程式（2学时）
密度、压力、流体静力学基本方程式、静力学方程的应用（液柱压差计、液封、液面测量）。
1.3流体流动基本方程（3学时）
流量与流速、定态流动与非定态流动、连续性方程、柏努利方程、柏努利方程的应用。
1.4流体流动现象（2学时）
牛顿粘性定律、粘度、非牛顿型流体、流动型态和雷诺准数、管内层流与湍流的比较、边界层概念。
1.5管内流动阻力损失（4学时）
阻力计算通式、圆形直管内层流流动阻力损失、因次分析法、圆形直管内湍流流动损失、非圆形管内流动阻力、局部阻力。
1.6管路计算（2学时）
管路计算的类型和基本方法（设计型和操作型）、试差法、复杂管路计算（分支、并联）。
1.7流量测量（2学时）
测速管、孔板流量计、转子流量计。
2流体输送机械（7学时）
2.1离心泵（5学时）
离心泵工作原理及主要构件、基本方程式、主要性能参数、特性曲线、安装高度、工作点及流量调节、组合操作、类型与选用。
2.2其他类型泵（1学时）
往复泵、计量泵、隔膜泵、齿轮泵、旋涡泵。
2.3气体输送机械（1学时）
离心式通风机、鼓风机、压缩机、旋转鼓风机、往复压缩机、真空泵。
3非均相物系的分离和固体流态化（5学时）
3.1颗粒及颗粒床层的特性（1学时）
颗粒、颗粒床层的特性、流体通过床层的压降
3.2沉降分离（2学时）
重力沉降、离心沉降
3.3过滤（1学时）
过滤基本概念、基本方程式、恒压过滤、恒速过滤及过滤设备
3.4固体流态化（1学时）
流态化的基本概念、流化床的主要特征及操作特性
4传热（16学时）
4.1概述
4.2热传导（2学时）
付立叶定律、导热系数、平壁和圆筒壁的定态热传导。
4.3对流传热（4学时）
对流传热分析、传热边界层、对流传热系数的影响因数、因此分析在对流传热中的应用、流体作强制对流和自然对流时的对流传热系数、蒸汽冷凝和液体沸腾时的对流传热系数。
4.4传热过程计算（4学时）
总传热速率方程、热量衡算、总传热系数、平均温度差、传热面积、传热单元数法。
4.5对流传热系数关联式（2学时）
影响对流传热系数的因素、流体有相变、无相变时的对流传热系数
4.6辐射传热（2学时）
基本概念、物体的辐射能力、物体间的辐射传热、对流和辐射的联合传热。
4.7换热器（2学时）
换热器类型、换热器传热过程的强化途径、列管换热器的设计和选用。
5蒸发（4学时）
5.1蒸发设备（1学时）
蒸发器结构、辅助设备及选型
5.2单效蒸发（2学时）
溶液沸点和温度差损失、单效蒸发计算、蒸发器的生产能力和生产强度
5.3多效蒸发（1学时）
多效蒸发的操作流程、计算、与单效蒸发的比较及提高经济性的手段
三教学重点与难点
1流体流动
本章重点：
（1）静力学基本方程的意义及应用
（2）连续性方程、柏努力方程的物理意义、适用条件、应用柏努力方程解题的要点和注意事项。
（3）雷诺准数的意义及流动型态的判断
（4）管路系统总能量损失的测量及计算（包括相关数据的获得）
本章难点：
柏努力方程的应用，运用静力学方程解题时等压面的选取为本章难点。
2流体输