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大连理工大学化工原理教学大纲

第一篇：大连理工大学化工原理教学大纲大连理工大学化工原理教学大纲《化工原理(A)》教学大纲(学分6,学时96)一、课程的性质与任务化工原理(A)是化学工程与工艺、电化学、应用化学、工业催化、高分子化工、环境与生物工程、化学工程与工艺英强等专业大类主干基础课程。本课程应用传递过程基础理论研究化工单元操作基本原理。该课程以过程工程为教学背景,使学生在理论和实践上掌握单元操作的过程与设备原理,进而完成相应的设计型和操作型过程与设备计算,提高分析问题和解决问题的能力。另外,该课程介绍过程工程研究领域的最新进展能够激励学生的创新精神。二、课程内容、基本要求与学时分配三大传递过程作为主线贯穿化工原理(A)课程主要内容,具体包括典型单元操作:基于动量传递的流体输送、机械分离等;基于热量传递的换热、蒸发等、基于质量传递的精馏、吸收等。(一)绪论1.了解化工原理课程的形成、发展及其在化学工程学科中的地位。2.掌握化工单元操作与传递过程的概念、化工原理课程内容与性质。(二)流体流动1.了解流体的特征;流体流动考察方法;流体的作用力和机械能。2.掌握流体静力学;静止流体受力平衡的研究方法;压强和势能的分布;压强的表示方法和单位换算;静力学原理的工程应用。3.掌握流体动力学;流量与流速;稳态和非稳态的概念;基于质量守恒的连续性方程;流动流体的机械能守恒(Bernoulli方程);压头;机械能守恒原理的应用;动量守恒原理及其应用。4.掌握流体流动阻力;Newton粘性定律;流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征;湍流强度和尺度的概念;流动边界层及边界层分离现象;管流数学描述的基本方法;剪应力分布;流体流动的机械能损失;沿程阻力损失计算(Fanning公式、Hangen-Poiseuille公式);局部阻力损失计算(当量长度法、局部阻力系数法)。5.了解非Newton流体的流动基本特性。6.掌握管路计算;管路设计型计算的特点、计算方法;管路操作型计算的特点、计算方法;阻力损失对流动的影响;简单管路和复杂管路的计算方法。7.了解可压缩流体管路阻力的计算方法。8.掌握流速和流量的测量;Pitot管、孔板流量计、Venturi流量计、转子流量计的原理和计算方法。(三)流体输送设备1.掌握离心泵基本结构、工作原理和性能参数;离心泵基本方程;影响离心泵理论压头的主要因素;离心泵的功率、效率和实际压头。2.掌握离心泵特性曲线;管路特性方程;离心泵的工作点和流量调节方法;离心泵的并联和串联;理性泵组合运转工况分析;离心泵的安装高度;汽蚀余量;离心泵的选用。3.了解容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法(以往复泵为主)。4.了解气体输送的特点及全风压的概念;气体输送机械的主要特性;不同风机终压或压缩比范围;压缩机和真空泵的工作原理;获得压缩空气和真空的方法。(四)流体通过颗粒(床层)的流动及机械分离1.掌握颗粒与颗粒床层的特性;流体与颗粒间的相对运动;表面曳力和形体曳力;球形颗粒的曳力系数及Stokes定律;重力沉降;沉降速度及其计算;降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系;颗粒分级概念;旋风分离器工作原理;影响旋风分离器性能因素;粒级效率的概念。2.掌握流体通过颗粒床层的流动;影响固定床压降的主要因素;过滤方法及常用过滤机的构造;过滤过程数学描述(物料衡算和过滤速率方程);过滤速率、推动力和阻力的概念;过滤速率方程应用(恒压过滤、恒速过滤);洗涤时间;过滤机的生产能力;加快过滤速率的途径。3.掌握流态化;流化床的工业应用和典型结构;流化床的主要特性;流化床的操作范围(临界流化速度和颗粒带出速度);气力输送的实际应用。4.了解气体净化的其他方法。(五)传热1.了解工业生产过程中的传热过程;加热和冷却方法;传热速率概念。2.掌握热传导的概念;Fourier定律;常用工程材料的导热率;一维导热的计算。3.掌握对流传热的概念;热边界层;Newton冷却定律;表面传热系数。4.掌握流体无相变化时对流表面传热系数的经验关联;了解流体无相变化时对流表面传热系数的经验关联(蒸汽冷凝与液体沸腾)。5.了解辐射传热的基本概念、StefanBoltzmann定律、Kirchhoff定律和辐射传热计算方法。6.掌握传热过程的计算;换热过程的数学描述方法;传热平均温度差;热阻和传热系数;传热设计型问题的参数选择和计算方法;传热操作型问题的分析讨论和计算方法。7.掌握列管式换热器的设计与选型;了解常用换热器的结构;换热设备的强化和其它类型。(六)蒸发1.了解工业蒸发实例;蒸发过程的目的、方法及特点;常用蒸发器的结构。2.掌握管内气液两相流动型式;二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别;沸点升高和传热温度差损失;加热蒸汽的经济性;蒸发设备的生产强度。3.掌握单效蒸发过程计算;物料