化工原理(A)课程教学大纲 英文名称：Principleof Chemical Engineering(A) 课程编码：18000042-43 学时：96 学分：6 课程性质：必修 课程类别：专业基础课 先修课程：高等数学、物理学、物理化学 开课学期：第4-5学期 适用专业：化学工程与工艺 一、课程教学目标 1、掌握主要化工单元过程的原理和基础理论，并能运用这些知识分析和解决化工单元过 程在实际操作中出现的问题。培养学生解决复杂工程问题的能力。 2、掌握化工典型设备的构造、性能、作用原理及计算方法，为进行工艺设计打下扎实的 基础。强化工程观念，使学生具备一定的工程设计和工程实验能力。 3、明确强化传递过程的方向及途径，培养学生树立安全、节能和环保意识，具备一定的 创新能力，为从事化工工艺和设备的技术人员深造奠定基础。 二、课程教学目标与毕业要求的对应关系 毕业要 本课程的 支撑强度 毕业要求的指标点 教学目标 工 1.3掌握化工生产过程的基本概念、基本原理以 工艺流程，能够综合运用专业知识解决化工生产 1 程知识 中的复杂工程问题。 2、问 2.1能运用数学、物理等自然科学及工程科学的基 题分析 4 础知识和基本原理识别、表达、分析化工生产过 2 程中一般性化学工程问题。 3、设 3.1掌握化工专业系统的设计理论与方法，能针对 计/评发 解决方 具体工艺要求，完成单元设备的选型和设计任 务，以满足工程的需要
化工原理（A）课程教学大纲 英文名称：Principle of Chemical Engineering (A) 课程编码：18000042-43 学 时：96 学 分：6 课程性质：必修 课程类别：专业基础课 先修课程：高等数学、物理学、物理化学 开课学期：第 4-5 学期 适用专业：化学工程与工艺 一、课程教学目标 1、掌握主要化工单元过程的原理和基础理论，并能运用这些知识分析和解决化工单元过 程在实际操作中出现的问题。培养学生解决复杂工程问题的能力。 2、掌握化工典型设备的构造、性能、作用原理及计算方法，为进行工艺设计打下扎实的 基础。强化工程观念，使学生具备一定的工程设计和工程实验能力。 3、明确强化传递过程的方向及途径，培养学生树立安全、节能和环保意识，具备一定的 创新能力，为从事化工工艺和设备的技术人员深造奠定基础。 二、课程教学目标与毕业要求的对应关系 毕业要 求 支撑强度 毕业要求的指标点 本课程的 教学目标 1、工 程知识 H 1.3 掌握化工生产过程的基本概念、基本原理以及 工艺流程，能够综合运用专业知识解决化工生产 中的复杂工程问题。 1 2、问 题分析 M 2.1能运用数学、物理等自然科学及工程科学的基 础知识和基本原理识别、表达、分析化工生产过 程中一般性化学工程问题。 2 3、设 计/开发 解决方 案 H 3.1 掌握化工专业系统的设计理论与方法，能针对 具体工艺要求，完成单元设备的选型和设计任 务，以满足工程的需要。 3
三、课程的基本内容 1、绪论 教学目标：1 教学内容：课程的内容、性质、地位、任务、研究方法及学习要求，单位制度及单位换 算。了解《化工原理(A)》课程的内容、性质、地位、任务、研究方法及学习要求；掌握经 常使用的单位制及单位换算的方法。 教学方法：讲授法为主 2、流体流动 教学目标：1、3 教学内容：流体静力学；流体流动的基本方程；流体流动现象；流体流动阻力；管路计 算；流速和流量的测量。掌握流体的密度、压强、粘度等数据的获取及单位换算，掌握静 力学方程的应用掌握连续性方程、柏努利方程的应用，掌握流动型态的特征与雷诺准数 的计算，掌握流体在管路中流动时阻力的计算，掌握简单管路的设计型及操作型计算，掌 握常用流速及流量测量装置的原理；了解边界层及边界层分离现象，了解因次分析法在化 工中的应用，了解复杂管路的特点和计算要求。 教学方法：讲授法为主 3、流体输送机械 教学目标：2 教学内容：离心泵；其他类型泵；气体输送与压缩机械。了解离心泵的类型与选用。其它 类型泵，气体输送机械：掌握离心泵的基本方程能量方程、离心泵工作点，掌握离心泵 流量调节和组合操作，掌握离心泵的使用方法，掌握往复泵的基本结构、工作原理、操作 特性，掌握离心泵的基本结构和工作原理，掌握离心泵的主要性能参数和特性曲线，掌握 汽蚀现象和允许安装高度。 教学方法：讲授法为主 4、非均相混合物分离 教学目标：1、2 教学内容：重力沉降；离心沉降；过滤。掌握重力沉降的基本原理，沉降速度的计算，掌 握降尘室的计算，掌握离心沉降的基本原理，掌握过滤操作基本原理、过滤基本方程式和 过滤常数的测定，掌握板框过滤机、叶滤机洗涤速率与终了时速率的关系，掌握恒压过滤 方程及其应用（包括间歇，连续过滤机的过滤时间、洗涤时间、生产能力的计算；了解影 响旋风分离器性能的主要因素及其选型。 教学方法：讲授法为主
三、课程的基本内容 1、绪论 教学目标：1 教学内容：课程的内容、性质、地位、任务、研究方法及学习要求，单位制度及单位换 算。了解《化工原理(A)》课程的内容、性质、地位、任务、研究方法及学习要求；掌握经 常使用的单位制及单位换算的方法。 教学方法：讲授法为主 2、流体流动 教学目标：1、3 教学内容：流体静力学；流体流动的基本方程；流体流动现象；流体流动阻力；管路计 算；流速和流量的测量。掌握流体的密度、压强、粘度等数据的获取及单位换算，掌握静 力学方程的应用，掌握连续性方程、柏努利方程的应用，掌握流动型态的特征与雷诺准数 的计算，掌握流体在管路中流动时阻力的计算，掌握简单管路的设计型及操作型计算，掌 握常用流速及流量测量装置的原理；了解边界层及边界层分离现象，了解因次分析法在化 工中的应用，了解复杂管路的特点和计算要求。 教学方法：讲授法为主 3、流体输送机械 教学目标：2 教学内容：离心泵；其他类型泵；气体输送与压缩机械。了解离心泵的类型与选用，其它 类型泵，气体输送机械；掌握离心泵的基本方程-能量方程、离心泵工作点，掌握离心泵 流量调节和组合操作，掌握离心泵的使用方法，掌握往复泵的基本结构、工作原理、操作 特性，掌握离心泵的基本结构和工作原理，掌握离心泵的主要性能参数和特性曲线，掌握 汽蚀现象和允许安装高度。 教学方法：讲授法为主 4、非均相混合物分离 教学目标：1、2 教学内容：重力沉降；离心沉降；过滤。掌握重力沉降的基本原理，沉降速度的计算，掌 握降尘室的计算，掌握离心沉降的基本原理，掌握过滤操作基本原理、过滤基本方程式和 过滤常数的测定，掌握板框过滤机、叶滤机洗涤速率与终了时速率的关系，掌握恒压过滤 方程及其应用(包括间歇，连续过滤机的过滤时间、洗涤时间、生产能力的计算)；了解影 响旋风分离器性能的主要因素及其选型。 教学方法：讲授法为主
5、传热 教学目标：1、2、3 教学内容：传热基本原理，传热的基本方式；热传导；间壁两侧流体的热交换过程；对流 传热；传热设备。掌握传热基本原理、传热的基本方式，掌握热传导原理、傅立叶定律、 平壁及圆筒壁的热传导及其计算，掌握对流传热基本原理、牛顿冷却定律，掌握传热过程 的计算（热负荷、平均温度差、总传热系数的计算），掌握对流传热系数的影响因素。 教学方法：讲授法为主 6、蒸馏 教学目标：1、3 教学内容：二元物系的气液平衡；蒸馏方式；两组分连续精馏的分析和计算；其他蒸馏方 式。了解两组分非理想物系的汽液平衡关系，了解简单蒸馏、平衡蒸馏的流程特点及其比 较，了解恒沸精溜和萃取精馏，了解间歇精馏特点及应用；掌握影响精馏过程主要因素的 分析，掌握两组分理想物系气液平衡关系，精馏原理与流程，两组分连续精馏过程的计算 (包括理论板的概念和恒摩尔流的假定，物料衡算和操作关系、进料热状况的影响、简捷 法求理论板层数，几种特殊情况理论板层数的计算、实际板数的计算、塔高和塔径的计算 及连续精馏装置的热量衡算，回流比的确定及影响，精馏过程的操作型计算)。 教学方法：讲授法为主 7、气体吸收 教学目标：1、3 教学内容：吸收过程、分类、应用及吸收流程：气液相平衡；传质速率；吸收塔的计算： 脱吸及化学吸收。了解吸收过程、分类、应用及吸收流程，了解脱吸过程的概念与计算方 法、高组成气体吸收和化学吸收；掌握气体在液体中溶解度、亨利定律、相平衡与吸收和 解吸的关系，掌握传质机理，掌握吸收速率方程，双膜理论，相间传质速率方程，总传热 系数与分传质系数，掌握物料衡算及操作线方程，掌握低浓度气体吸收填料层高度的计 算，学握传质单元数与传质单元高度的物理意义。 教学方法：讲授法为主 8、塔设备 教学目标：2 教学内容：板式塔；填料塔。掌握板式塔的基本结构及塔板的类型、塔板效率计算、板式 塔的设计要点和负荷性能图，掌握填料塔的基本结构及填料的类型、填料塔的内件，掌握 板式塔的流体力学特性及操作特性，填料塔的流体力学特性及操作特性。 教学方法：讲授法及视频为主
5、传热 教学目标：1、2、3 教学内容：传热基本原理，传热的基本方式；热传导；间壁两侧流体的热交换过程；对流 传热；传热设备。掌握传热基本原理、传热的基本方式，掌握热传导原理、傅立叶定律、 平壁及圆筒壁的热传导及其计算，掌握对流传热基本原理、牛顿冷却定律，掌握传热过程 的计算(热负荷、平均温度差、总传热系数的计算)，掌握对流传热系数的影响因素。 教学方法：讲授法为主 6、蒸馏 教学目标：1、3 教学内容：二元物系的气液平衡；蒸馏方式；两组分连续精馏的分析和计算；其他蒸馏方 式。了解两组分非理想物系的汽液平衡关系，了解简单蒸馏、平衡蒸馏的流程特点及其比 较，了解恒沸精溜和萃取精馏，了解间歇精馏特点及应用；掌握影响精馏过程主要因素的 分析，掌握两组分理想物系气液平衡关系，精馏原理与流程，两组分连续精馏过程的计算 （包括理论板的概念和恒摩尔流的假定，物料衡算和操作关系、进料热状况的影响、简捷 法求理论板层数，几种特殊情况理论板层数的计算、实际板数的计算、塔高和塔径的计算 及连续精馏装置的热量衡算，回流比的确定及影响，精馏过程的操作型计算）。 教学方法：讲授法为主 7、气体吸收 教学目标：1、3 教学内容：吸收过程、分类、应用及吸收流程；气液相平衡；传质速率；吸收塔的计算； 脱吸及化学吸收。了解吸收过程、分类、应用及吸收流程，了解脱吸过程的概念与计算方 法、高组成气体吸收和化学吸收；掌握气体在液体中溶解度、亨利定律、相平衡与吸收和 解吸的关系，掌握传质机理，掌握吸收速率方程，双膜理论，相间传质速率方程，总传热 系数与分传质系数，掌握物料衡算及操作线方程，掌握低浓度气体吸收填料层高度的计 算，掌握传质单元数与传质单元高度的物理意义。 教学方法：讲授法为主 8、塔设备 教学目标：2 教学内容：板式塔；填料塔。掌握板式塔的基本结构及塔板的类型、塔板效率计算、板式 塔的设计要点和负荷性能图，掌握填料塔的基本结构及填料的类型、填料塔的内件，掌握 板式塔的流体力学特性及操作特性，填料塔的流体力学特性及操作特性。 教学方法：讲授法及视频为主
9、液液萃取 教学目标：1、3 教学内容：液-液相平衡；萃取操作的原理；液液萃取过程。了解多级萃取过程；掌握萃 取计算的直角坐标图解法，掌握三角形液液平衡相图、杠杆规则、萃取过程的原理及流 程、萃取过程的相平衡关系，掌握单级萃取过程的计算。 教学方法：讲授法为主 10、固体物料的干燥 教学目标：1、3 教学内容：湿空气的性质及湿度图；干燥过程的物料衡算与热量衡算；干燥速率与干燥时 间干燥器。了解干燥器的类型及适用场合，了解提高干燥热效率及强化干燥过程的措 施；掌握干燥速率与干燥时间的计算，掌握湿空气的性质、HH图的应用、湿物料中水分 的性质，掌握干燥过程的物料衡算与热量衡算。 教学方法：讲授法为主 四、教学安排 建议学时分配如下表 学时 讲 课内 容 讲课 实验（践） 上机 绪论 流体流动 15 3 流体输送机械 8 非均相混合物分离 8 传热 16 6 蒸馏 16 7 气体吸收 14 塔设备 液液萃取
9、液液萃取 教学目标：1、3 教学内容：液-液相平衡；萃取操作的原理；液液萃取过程。了解多级萃取过程；掌握萃 取计算的直角坐标图解法，掌握三角形液-液平衡相图、杠杆规则、萃取过程的原理及流 程、萃取过程的相平衡关系，掌握单级萃取过程的计算。 教学方法：讲授法为主 10、固体物料的干燥 教学目标：1、3 教学内容：湿空气的性质及湿度图；干燥过程的物料衡算与热量衡算；干燥速率与干燥时 间；干燥器。了解干燥器的类型及适用场合，了解提高干燥热效率及强化干燥过程的措 施；掌握干燥速率与干燥时间的计算，掌握湿空气的性质、H-I 图的应用、湿物料中水分 的性质，掌握干燥过程的物料衡算与热量衡算。 教学方法：讲授法为主 四、教学安排 建议学时分配如下表： 讲 课 内 容 学 时 讲课 实验（践） 上机 1 绪 论 1 2 流体流动 15 3 流体输送机械 8 4 非均相混合物分离 8 5 传热 16 6 蒸馏 16 7 气体吸收 14 8 塔设备 8 9 液液萃取 4
110|固体物料的干燥 6 合计 96 五、教学目标达成度评价 (1)教学目标1的达成度通过阶段和期末考试、课堂参与度的方式进行考评，考试主要 题型为填空、分析问答题等，这部分占总成绩的35%。 主要支撑毕业要求的1.1、13、2.2。 (2)教学目标2的达成度通过阶段和期末考试、课堂参与度的方式进行考评，考试主要 题型为填空、分析问答、计算等，这部分占总成绩的55%。 主要支撑毕业要求的1.1、13、2.2、3.1 (3)教学目标3的达成度通过阶段和期末考试、课堂参与度的方式进行考评，考试主要 题型为填空题和分析问答题，这部分占总成绩的10%。 主要支撑毕业要求的1.1、1.3、2.2。 七、课程考核的内容与方式 课程成绩包括3个部分，分别为课堂参与度、阶段及期末考试组成。课程最终成绩15%课 堂参与度+30%阶段+55%考试成绩，具体要求及成绩评定方法如下 1、课程教学参与度：主要根据学生参与网络教学访问量、参与度，测验以及课堂表现组 成。 2、阶段考试：以一主要单元操作原理和基础理论，以及运用这些知识进行计算以及分析 和解决化工单元过程的问题等为考核内容。 3、期末考试：考核学生对各单元操作（除阶段考核单元）原理、基础理论及计算的掌 握，及应用能力。 八、课程教材及主要参考书 1、建议教材 《化工原理》（上、下）（第二版），夏清、贾绍义，天津大学出版社.2012年 2、主要参考书 《化工原理》（上、下）（新版），姚玉英，天津大学出版社，2001年 《化工原理》（上、下）（第二版），陈敏恒、丛德滋等，化学工业出版社，2002年 《化工原理学习指南》.柴诚敬、夏清.高等教有出版社，2012年
10 固体物料的干燥 6 合 计 96 五、教学目标达成度评价 （1）教学目标 1 的达成度通过阶段和期末考试、课堂参与度的方式进行考评，考试主要 题型为填空、分析问答题等，这部分占总成绩的 35%。 主要支撑毕业要求的 1.1、1.3、2.2。 （2）教学目标 2 的达成度通过阶段和期末考试、课堂参与度的方式进行考评，考试主要 题型为填空、分析问答、计算等，这部分占总成绩的 55%。 主要支撑毕业要求的 1.1、1.3、2.2、3.1。 （3）教学目标 3 的达成度通过阶段和期末考试、课堂参与度的方式进行考评，考试主要 题型为填空题和分析问答题，这部分占总成绩的 10%。 主要支撑毕业要求的 1.1、1.3、2.2。 七、课程考核的内容与方式 课程成绩包括 3 个部分，分别为课堂参与度、阶段及期末考试组成。课程最终成绩=15%课 堂参与度+30%阶段+55%考试成绩，具体要求及成绩评定方法如下： 1、课程教学参与度：主要根据学生参与网络教学访问量、参与度，测验以及课堂表现组 成。 2、阶段考试：以一主要单元操作原理和基础理论，以及运用这些知识进行计算以及分析 和解决化工单元过程的问题等为考核内容。 3、期末考试：考核学生对各单元操作（除阶段考核单元）原理、基础理论及计算的掌 握，及应用能力。 八、课程教材及主要参考书 1、建议教材 《化工原理》（上、下）（第二版），夏清、贾绍义，天津大学出版社，2012 年 2、主要参考书 《化工原理》（上、下）（新版），姚玉英，天津大学出版社，2001 年 《化工原理》（上、下）（第二版），陈敏恒、丛德滋等，化学工业出版社，2002 年 《化工原理学习指南》，柴诚敬、夏清，高等教育出版社，2012 年
