课程编号:0101101 Ⅰ
化工原理Ⅰ Principles of Chemical Engineering
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:第四学期,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 剂等专业,本科 先行课程:高等数学,物理化学 后继课程:分离工程,传递过程原理 教材: 《化工原理》 (上册) ,夏青,陈常贵编著,天津大学出版社,2005 年 推荐参考书: 1.《化工原理》 ,谭天恩,丁惠华等编著,化学工业出版社,2000 年 2.《化工原理》 ,赵汝溥,管国锋编著,化学工业出版社,1999 年 3.《化工原理》 ,陈敏恒,丛德滋等编著,化学工业出版社,2001 年 4.《化工原理》 ,赵文,王晓红等编著,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 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. 流体流动(15 学时) 第一节 第二节 测量) . 第三节 流体流动基本方程(3 学时)
1
流体的物理性质 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
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.
第四节 边界层概念. 第五节
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, 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. 第六节 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) . 第七节 流量测量(2 学时) 测速管,孔板流量计,转子流量计. 第二章 第一节 流体输送机械(7 学时) 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. 第二节 第三节 第三章 第一节 第二节 第三节 第四节 第四章 第一节 第二节 第三节 其他类型泵(1 学时) 气体输送机械(1 学时) 非均相物系的分离和固体流态化(5 学时) 颗粒及颗粒床层的特性(1 学时) 沉降分离(2 学时) 过滤(1 学时) 固体流态化(1 学时) 传热(16 学时) 概述 热传导(2 学时) 对流传热(4 学时) 往复泵,计量泵,隔膜泵,齿轮泵,旋涡泵. 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.
颗粒,颗粒床层的特性,流体通过床层的压降 重力沉降,离心沉降 过滤基本概念,基本方程式,恒压过滤,恒速过滤及过滤设备 流态化的基本概念,流化床的主要特征及操作特性
付立叶定律,导热系数,平壁和圆筒壁的定态热传导. 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. 第四节 第五节 传热过程计算(4 学时) 对流传热系数关联式(2 学时)
2
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. 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
第六节 第七节 第五章 第一节 第二节 第三节
辐射传热(2 学时) 换热器(2 学时) 蒸发(4 学时) 蒸发设备(1 学时) 单效蒸发(2 学时) 多效蒸发(1 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. 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.
蒸发器结构,辅助设备及选型 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 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 第一章 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. 第二章 流体输送机械 本章重点: (1)离心泵的基本结构,工作原理及离心泵特性曲线的应用 (2)掌握离心泵汽蚀现象的定义和安装高度的计算,了解操作特性,安装及选型. 本章难点: 离心泵基本方程式的推导 第三章 非均相物系的分离和固体流态化 本章重点: 沉降分离 (包括重力沉降和离心沉降) 的原理, 过程计算和相关典型设备的选型. (1) (2)过滤操作的原理,恒压过滤的计算,过滤常数的测定. (3)固体流态化的基本概念,流化床的主要特征及操作特性. 本章难点: 如何将理论上讨论的颗粒与流体间相对运动问题,运用于实现非均相物系分离,固体 流态化技术及固体颗粒的气力输送等工业过程. 第四章 传热 本章重点: (1)单层,多层平壁热传导速率方程,单层,多层圆筒壁热传导速率方程及其应用. (2)换热器的能量衡算,总传热速率方程和总传热系数的计算,用平均温度差法进行

下一页