《化工原理》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课得中文名称： 化工原理 课程英文名称： Principles of Chemical Engineering 课程类别： 技术基础课 适用专业： 化工自动化控制、安全技术及相近的本、专科专业 开课学期： 秋（第五学期） 总学时： 64学时 总学分： 4.0 预修课程（编号）： 高等数学()、普通物理()、物理化学() 并修课程（编号）： 本课程是化工自动化控制专业及相近专业的技术基础课，属工程学 科，其主要内容是研究化工生产中流体流动、传热、精馏等过程的基本原 课程简介： 理、过程和设备的计算方法、典型设备构造及性能等，强调用自然科学原 理考察、解释和处理工程实际问题，以培养学生分析和解决工程实际问题 的能力 建议教材：杨祖荣主编.化工原理，北京：化学工业出版社，2004 I McCabe W.L.,Smith J.C.Unit Operations of Chemical Engineering,(第六版，英文影印版)，北京：化学工业出版社，2002 [2柴诚敏等编.化工流体力学与传热.北京：化学工业出版社，2000 参考书： [3)戴干策，陈敏恒编著.。化工流体力学.北京：化学工业出版社，1988 [4谭天恩等编.化工原理（上、下册）.北京：化学工业出版社，1990 [)陈敏恒等编。化工原理（上册）第二版.北京：化学工业出版社，1999 【6)丛德滋等编.化工原理详解与应用.北京：化学工业出版社，2002 二、课程教育目标 1.掌握流体流动、传热及精馏等化工过程的基本原理和典型设备的构造及性能： 2。通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工 单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实 际问题的能力： 3.通过学习一些处理工程的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计算法 和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力： 4.通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分 析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问愿的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维 能力和创新更维能力： 4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找
《化工原理》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程中文名称： 化工原理 课程英文名称： Principles of Chemical Engineering 课程类别： 技术基础课 适用专业： 化工自动化控制、安全技术及相近的本、专科专业 开课学期： 秋(第五学期) 总 学 时： 64 学时 总 学 分： 4.0 预修课程（编号）： 高等数学（）、普通物理（）、物理化学（） 并修课程（编号）： 课程简介： 本课程是化工自动化控制专业及相近专业的技术基础课，属工程学 科，其主要内容是研究化工生产中流体流动、传热、精馏等过程的基本原 理、过程和设备的计算方法、典型设备构造及性能等，强调用自然科学原 理考察、解释和处理工程实际问题，以培养学生分析和解决工程实际问题 的能力。 建议教材： 杨祖荣主编.化工原理.北京：化学工业出版社，2004 参 考 书： [1] McCabe W ． L ．， Smith J ． C ． Unit Operations of Chemical Engineering．（第六版，英文影印版）．北京：化学工业出版社，2002 [2] 柴诚敬等编．化工流体力学与传热. 北京：化学工业出版社，2000 [3] 戴干策，陈敏恒编著．化工流体力学．北京：化学工业出版社，1988 [4] 谭天恩等编.化工原理(上、下册).北京：化学工业出版社，1990 [5] 陈敏恒等编. 化工原理(上册)第二版.北京：化学工业出版社，1999 [6] 丛德滋等编．化工原理详解与应用．北京：化学工业出版社，2002 二、课程教育目标 1． 掌握流体流动、传热及精馏等化工过程的基本原理和典型设备的构造及性能； 2. 通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工 单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实 际问题的能力； 3. 通过学习一些处理工程的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计算法 和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力； 4. 通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分 析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维 能力和创新思维能力； 4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找
阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 三、理论教学内容与要求 1.绪论(1学时) 化工过程与单元操作：本课程性质和任务 2.流体流动概述与流体静力学(2.5学时) 流体流动及输送问题：流体的连续性和压缩性：流体的物性：压强的定义、性质、单位及表示 方法：静力学方程及应用：液柱压差计 3.流体流动的守恒原理(4.5学时) 流量与流速：定态流动与非定态流动：流体流动的连续性方程：流体流动的机械能衡算：伯努 利方程及应用 4.流体流动的内部结构与阻力计算(6学时) 牛顿粘性定律：流体的粘度：牛顿型流体与非牛顿型流体：雷诺实验：两种流动型态及判据： 层流与湍流的特征：管流剪应力分布和速度分布：直管内流动阻力与量纲分析：摩擦阻力系数：局 部阻力损失：当量的概念（当量直径，当量长度）：流动机械能损失计算 6.管路计算与流量测量(2学时) 简单管路计算：毕托管、孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法 7.离心泵与压缩机(3学时) 离心泵工作原理与主要部件：气缚现象：离心泵性能参数与特性曲线：管路特性方程：工作点 的概念和流量调节：离心泵的类型、选用、安装与操作：压缩机的结构及工作原理 9.传热概述与热传导(2学时) 传热过程在化工生产中的应用：传热的基本方式：工业换热过程：传热速率：傅立叶定律：导 热系数及影响因素：一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁） 10.对流传热(4学时) 对流传热过程：牛顿冷却定律：对流传热系数及其影响因素：准数方程与准数的物理意义：管 内强制对流传热：管外强制对流传热：自然对流传热：蒸汽冷凝传热：液体沸腾传热 11.传热过程的计算(5学时) 间壁传热过程：热量衡算式：总传热系数计算与分析：串联热阻与控制热阻：污垢热阻：总传 热速率方程：平均温度差计算与分析：间壁换热过程计算 12.换热器(2学时) 各类工业换热器结构及应用：列管式换热器的参数与流程的选择原则：列管式换热器的设计与 选型计算：工业传热过程的强化 13.液体蒸馏概述(0.5学时】 蒸馏分离的依据：过程的经济性：蒸馏操作在化工生产中的应用 14.二元物系的气液相平衡(2.5学时) 理想溶液的气液平衡：拉乌尔定律、相图与相平衡曲线：泡点与露点计算：相对挥发度及相平 衡方程 15.平衡蒸馏与简单蒸馏(1学时) 平衡蒸偏：简单蒸馏：平衡蒸馏与荷单恭馏的比较
阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 三、理论教学内容与要求 1. 绪论（1 学时） 化工过程与单元操作；本课程性质和任务 2．流体流动概述与流体静力学（2.5 学时） 流体流动及输送问题；流体的连续性和压缩性；流体的物性；压强的定义、性质、单位及表示 方法；静力学方程及应用；液柱压差计 3. 流体流动的守恒原理（4.5学时） 流量与流速；定态流动与非定态流动；流体流动的连续性方程；流体流动的机械能衡算；伯努 利方程及应用 4．流体流动的内部结构与阻力计算（6学时） 牛顿粘性定律；流体的粘度；牛顿型流体与非牛顿型流体；雷诺实验；两种流动型态及判据； 层流与湍流的特征；管流剪应力分布和速度分布；直管内流动阻力与量纲分析；摩擦阻力系数；局 部阻力损失；当量的概念（当量直径，当量长度）；流动机械能损失计算 6. 管路计算与流量测量（2学时） 简单管路计算；毕托管、孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法 7.离心泵与压缩机（3 学时） 离心泵工作原理与主要部件；气缚现象；离心泵性能参数与特性曲线；管路特性方程；工作点 的概念和流量调节；离心泵的类型、选用、安装与操作；压缩机的结构及工作原理 9.传热概述与热传导（2学时） 传热过程在化工生产中的应用；传热的基本方式；工业换热过程；传热速率；傅立叶定律；导 热系数及影响因素；一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁） 10. 对流传热（4学时） 对流传热过程；牛顿冷却定律；对流传热系数及其影响因素；准数方程与准数的物理意义；管 内强制对流传热；管外强制对流传热；自然对流传热；蒸汽冷凝传热；液体沸腾传热 11. 传热过程的计算（5学时） 间壁传热过程；热量衡算式；总传热系数计算与分析；串联热阻与控制热阻；污垢热阻；总传 热速率方程；平均温度差计算与分析；间壁换热过程计算 12. 换热器（2学时） 各类工业换热器结构及应用；列管式换热器的参数与流程的选择原则；列管式换热器的设计与 选型计算；工业传热过程的强化 13.液体蒸馏概述（0.5 学时） 蒸馏分离的依据；过程的经济性；蒸馏操作在化工生产中的应用 14.二元物系的气液相平衡（2.5 学时） 理想溶液的气液平衡；拉乌尔定律、相图与相平衡曲线；泡点与露点计算；相对挥发度及相平 衡方程 15.平衡蒸馏与简单蒸馏（1 学时） 平衡蒸馏；简单蒸馏；平衡蒸馏与简单蒸馏的比较
16.双组分连续精馏(10学时) 精馏原理：工业连续精馏装置：理论板概念与恒摩尔流假定：二元连续精馏塔的全塔物料衡算： 精馏段与提馏段的操作线方程：进料热状况影响与加料q线方程：操作线求作与适宜加料位置确定： 理论塔板数的确定：最小回流比的确定：回流比影响及选择：理论板数捷算法：操作参数对精馏过 程的影响：精榴塔的温度分布与灵敏板 17.讨论课(6学时) 流体流动计算：传热计算：精馏计算 四.实验教学内容与要求 1.离心泵性能实验(4学时) 测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围：测定孔板流量计的孔流系数 2.强制对流传热膜系数的测定实验(4学时) 通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数：分析影响传热膜系数的因素：了解强化传 热的途径 3.精馏实验(4学时) 掌握精馏塔的操作方法与调节方法：测定全回流全塔效率及单板效率 五.作业 每周布置和收交作业，作业每周4~7题，总计60道题左右。 作业是评价学生平时成绩的基本依据，要求学生必须独立完成。缺交作业的次数应少于总次数 的13，否则不能参加期末考试。 六.考核方式 采取平时测验与期末考试相结合的方式。 平时测验随堂进行，重在考察学生学习的过程。 期末考试时间为120分钟，采用全国化工原理试题库统一命题、统一考试以及统一评分的方式， 并实现牧、考分离。 七.成绩评定 课程总成绩依据下列权重评定：作业及平时成绩占10%，实验成绩占10%，期末考试占80% 执笔人：刘伟、包雨云 2007年9月10日
16.双组分连续精馏（10 学时） 精馏原理；工业连续精馏装置；理论板概念与恒摩尔流假定；二元连续精馏塔的全塔物料衡算； 精馏段与提馏段的操作线方程；进料热状况影响与加料 q 线方程；操作线求作与适宜加料位置确定； 理论塔板数的确定；最小回流比的确定；回流比影响及选择；理论板数捷算法；操作参数对精馏过 程的影响；精馏塔的温度分布与灵敏板 17.讨论课（6 学时） 流体流动计算；传热计算；精馏计算。 四．实验教学内容与要求 1.离心泵性能实验（4学时） 测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围;测定孔板流量计的孔流系数 2.强制对流传热膜系数的测定实验（4学时） 通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数;分析影响传热膜系数的因素;了解强化传 热的途径 3.精馏实验（4学时） 掌握精馏塔的操作方法与调节方法;测定全回流全塔效率及单板效率 五．作业 每周布置和收交作业，作业每周 4~7 题，总计 60 道题左右。 作业是评价学生平时成绩的基本依据，要求学生必须独立完成。缺交作业的次数应少于总次数 的 1/3，否则不能参加期末考试。 六．考核方式 采取平时测验与期末考试相结合的方式。 平时测验随堂进行，重在考察学生学习的过程。 期末考试时间为 120 分钟，采用全国化工原理试题库统一命题、统一考试以及统一评分的方式， 并实现教、考分离。 七．成绩评定 课程总成绩依据下列权重评定：作业及平时成绩占 10%，实验成绩占 10%，期末考试占 80%。 执笔人：刘伟、包雨云 2007 年 9 月 10 日