附录： 《化工原理》教学大纲 课程名称：化工原理 英文译名：Principles of Chemical Engineering 理论课学时：88 分：5 课程性质：技术基础课，必修 适应专业：化学工程与工艺类专业及相近专业（本科、专科升本科） 开课教研组：化工原理教研组 先修课程：高等数学、物理、物理化学 教材：《化工原理（第二版）》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编， 化学工业出版社1999,2000 参考书：丛德滋、丛梅、方图南《化工原理详解与应用》，化学工业出版社2002 一、本课程的地位、作用和任务： 化工原理课程是化学工程与工艺及相近专业学生的一门主干课，也是衔接基础课与专业 课的一门技术基础课 化工原理的主要内容是研究 工生产中的物理加工过程，按过程原理的共性归纳成的若 干“单元操作”。本课程的研究对象由化工过程和设备两部分组成。 化工原理属工科科学，用自然科学的原理考察、分析和处理工程实际问愿。研究方法主 要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训 练。强调理论和实际相结合，提高分析问题和解决问题的能力。 二、教学基本要求： 专科升本科的气 已在专科阶段学习过化工原理课程，但在所学知识的深度和广度上都 不及本科的要求。因此，专科升本科的化工原理教学应当加强学生对基本原理的理解及其工 程应用，同时，要拓宽有关知识面。 第一章流体流动(14学时，包括绪论) 概怵流体的作用力和机械能：牛顿粘性定律 静力学静止流体受力平衡的研究方法：压强和势能的分布：静力学原理的工程应用 守恒原理流动流体的机械能守恒（柏努利方程）：压头：机械能守恒原理的应用 流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征：定态和稳态的概念：流动边界层的概念： 管流剪应力分布和速度分布。 流体流动的机械能损失沿程阻力损失：当量直径：局部阻力损失：当量长度。 管路计望管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）。阻力 损失对流动的影响： 简单管路的计算 流量和流速的测量毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法。 第二章流体输送机械(4学时) 管路特性管路特性方程。 离心系离心泵实际压头、功率、效率的主要影响因素（流量、密度及气缚现象）：离 心泵的工作点和流量调节方法：离心泵的安装高度，汽蚀余量：离心泵的选用。 其它泵往复泵的工作原理、特点和流量调节方法。 气体输送机越气体输送的特点及风机的全风压概念。 第三章液体搅拌(2学时) 148
148 附录： 《化工原理》教学大纲 课程名称：化工原理 英文译名：Principles of Chemical Engineering 理论课学时：88 学分：5 课程性质：技术基础课，必修 适应专业：化学工程与工艺类专业及相近专业(本科、专科升本科) 开课教研组：化工原理教研组 先修课程：高等数学、物理、物理化学 教材：《化工原理(第二版)》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编， 化学工业出版社 1999，2000 参考书：丛德滋、丛梅、方图南 《化工原理详解与应用》，化学工业出版社 2002 一、本课程的地位、作用和任务： 化工原理课程是化学工程与工艺及相近专业学生的一门主干课，也是衔接基础课与专业 课的一门技术基础课。 化工原理的主要内容是研究化工生产中的物理加工过程，按过程原理的共性归纳成的若 干“单元操作”。本课程的研究对象由化工过程和设备两部分组成。 化工原理属工科科学，用自然科学的原理考察、分析和处理工程实际问题。研究方法主 要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训 练。强调理论和实际相结合，提高分析问题和解决问题的能力。 二、教学基本要求： 专科升本科的学生已在专科阶段学习过化工原理课程，但在所学知识的深度和广度上都 不及本科的要求。因此，专科升本科的化工原理教学应当加强学生对基本原理的理解及其工 程应用，同时，要拓宽有关知识面。 第一章 流体流动（14 学时，包括绪论） 概述 流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律。 静力学 静止流体受力平衡的研究方法；压强和势能的分布；静力学原理的工程应用。 守恒原理 流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用。 流体流动的内部结构 层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；流动边界层的概念； 管流剪应力分布和速度分布。 流体流动的机械能损失 沿程阻力损失；当量直径；局部阻力损失；当量长度。 管路计算 管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；阻力 损失对流动的影响；简单管路的计算。 流量和流速的测量 毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法。 第二章 流体输送机械（4 学时） 管路特性 管路特性方程。 离心泵 离心泵实际压头、功率、效率的主要影响因素（流量、密度及气缚现象）；离 心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的安装高度，汽蚀余量；离心泵的选用。 其它泵 往复泵的工作原理、特点和流量调节方法。 气体输送机械 气体输送的特点及风机的全风压概念。 第三章 液体搅拌（2 学时）
典型的工业搅拌问题：搅拌的目的和方法：搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它 构件：混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分隔尺度）：混合机理：搅拌功率：搅拌器经 验放大时需要解决的问题。 第四章 流体通过颗粒层 流动(6学时) 固定床颗粒和床层的基本特性：影响压降的主要因素。 过滤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：恒速过滤：恒压过滤：洗涤时间：过滤机的生产能力。 第五章颗粒的沉降和流态化(6学时) 绕流基 球形颗粒的曳力系数及斯托克斯定律， 自由沉隆沉降速度及其计算：降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系：旋风分离器的 工作原理及影响性能的主要因素。 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（起始 流化速度和带出速度)。 第六章传热(12学时) 传热过程加热和冷却方法：传热速 热传是傅利叶定律：常用工程材料的导热系数：一维导热的计算。 对流给热牛顿冷却定律：自然对流：管内强制对流（湍流）给热系数经验式：沸腾给热 和沸腾曲线：蒸汽冷凝给热。 间壁换热过程热量衡算和传热速率式：传热平均温度差，热阻和传热系数：垢层热阻。 传热计算传热设计型问 题的参数透择和计算方法：传热操作型问题的讨论和计算。 换热器列管式换热器的设计与选型：常用换热器的结构。 第八章气体吸收(10学时) 概述工业吸收过程：气体吸收的目的、原理及实施方法：吸收过程的经济性与吸收剂 的选择原则。 气液相平衡亨利定律，温度、总压对平衡的影 扩散与单相传质分子扩散、对流传质与双膜理论 相际传质相际传质速率方程，传质分系数和总系数的关系：溶解度对两相传质阻力分 配的影响。 吸收过程数学描述低浓度气体吸收的假定：物料衡算、传质速率：传质单元高度和传 质单元数的计算。 吸收过程设计吸收过程设计中参数的选择，最小液气比。 吸收操作影响吸收结果的操作因素分析。 第九章精馏(14学时) 概述蒸馏操作的目的、原理及实施方法。 双组分溶液的汽液相平衡理想溶液的汽液相平衡及泡、露点计算：相对挥发度：平衡 蒸馏与简单 藤馏 锚馏精馏原理：恒摩尔流，理论板和板效率：控制体物料衡算和操作线方程。 双组分精馏的设计型计篁理论板数的逐板计算法：用图解法分析精馏过程的方法：加 料热状态和q线方程：全回流和最少理论板数，最小回流比：回流比的选择。 双组分精馏的操作型问题过论分离能力和物料衡算对精馏操作的制约和调节：灵敏板 的概 间歇持馏间歇精馏过程的特点及应用场合。 第十章气液传质设备(4学时) 气液传质过程对塔设备的要求。 14g
149 典型的工业搅拌问题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它 构件；混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分隔尺度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经 验放大时需要解决的问题。 第四章 流体通过颗粒层的流动（6 学时） 固定床 颗粒和床层的基本特性；影响压降的主要因素。 过滤 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；恒速过滤；恒压过滤；洗涤时间；过滤机的生产能力。 第五章 颗粒的沉降和流态化(6 学时) 绕流基础 球形颗粒的曳力系数及斯托克斯定律。 自由沉降 沉降速度及其计算；降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系；旋风分离器的 工作原理及影响性能的主要因素。 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(起始 流化速度和带出速度)。 第六章 传热(12 学时) 传热过程 加热和冷却方法；传热速率。 热传导 傅利叶定律；常用工程材料的导热系数；一维导热的计算。 对流给热 牛顿冷却定律；自然对流；管内强制对流(湍流)给热系数经验式；沸腾给热 和沸腾曲线；蒸汽冷凝给热。 间壁换热过程 热量衡算和传热速率式；传热平均温度差，热阻和传热系数；垢层热阻。 传热计算 传热设计型问题的参数选择和计算方法；传热操作型问题的讨论和计算。 换热器 列管式换热器的设计与选型；常用换热器的结构。 第八章 气体吸收 （10 学时） 概述 工业吸收过程；气体吸收的目的、原理及实施方法；吸收过程的经济性与吸收剂 的选择原则。 气液相平衡 亨利定律，温度、总压对平衡的影响。 扩散与单相传质 分子扩散、对流传质与双膜理论。 相际传质 相际传质速率方程，传质分系数和总系数的关系；溶解度对两相传质阻力分 配的影响。 吸收过程数学描述 低浓度气体吸收的假定；物料衡算、传质速率；传质单元高度和传 质单元数的计算。 吸收过程设计 吸收过程设计中参数的选择，最小液气比。 吸收操作 影响吸收结果的操作因素分析。 第九章 精馏 （14 学时） 概述 蒸馏操作的目的、原理及实施方法。 双组分溶液的汽液相平衡 理想溶液的汽液相平衡及泡、露点计算；相对挥发度；平衡 蒸馏与简单蒸馏。 精馏 精馏原理；恒摩尔流，理论板和板效率；控制体物料衡算和操作线方程。 双组分精馏的设计型计算 理论板数的逐板计算法；用图解法分析精馏过程的方法；加 料热状态和 q 线方程；全回流和最少理论板数，最小回流比；回流比的选择。 双组分精馏的操作型问题讨论 分离能力和物料衡算对精馏操作的制约和调节；灵敏板 的概念。 间歇精馏 间歇精馏过程的特点及应用场合。 第十章 气液传质设备 (4 学时) 气液传质过程对塔设备的要求
板式塔板上的气液接触状态：塔内非理想流动及其改善：漏液、液泛及有效操作范围 (负荷性能图)。 填料道常用填料及其特性：气液两相在填料塔内的流动、压降、最小喷淋密度和液泛 现象：填料的等板高度。 第十一章液液萃取(4学时) 概述液液萃取的工业实例：萃取的目的、原理和实施方法。 相平衡三角形相图：部分互溶物系的相平衡：分配系数与选择性系数 萃取过程的计算物料衡算与杠杆定律：单级萃取。 第十二章其它传质分离方法(4学时 结晶结晶原理、实施方法和工业应用。 吸附吸附原理、实施方法和工业应用。 膜分离反渗透原理及应用：超滤原理及应用：电渗析原理及应用。 第十四章固体干燥(8学时) 概述化工产品干燥实例：固体干燥的目的、原理及实施方法 于燥静力学湿空气的状态参数及其计算：H图及其应用：水分在气固两相间的平衡。 干燥动力学恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。 于燥过程计篂间歇干燥过程的干燥时间：连续干燥过程的特点，物料衡算，热量衡算。 常用于燥设备常用干燥设备的特性。 多
150 板式塔 板上的气液接触状态；塔内非理想流动及其改善；漏液、液泛及有效操作范围 (负荷性能图)。 填料塔 常用填料及其特性；气液两相在填料塔内的流动、压降、最小喷淋密度和液泛 现象；填料的等板高度。 第十一章 液液萃取(4 学时) 概述 液液萃取的工业实例；萃取的目的、原理和实施方法。 相平衡 三角形相图；部分互溶物系的相平衡；分配系数与选择性系数。 萃取过程的计算 物料衡算与杠杆定律；单级萃取。 第十二章 其它传质分离方法(4 学时) 结晶 结晶原理、实施方法和工业应用。 吸附 吸附原理、实施方法和工业应用。 膜分离 反渗透原理及应用；超滤原理及应用；电渗析原理及应用。 第十四章 固体干燥(8 学时) 概述 化工产品干燥实例；固体干燥的目的、原理及实施方法。 干燥静力学 湿空气的状态参数及其计算；I-H 图及其应用；水分在气固两相间的平衡。 干燥动力学 恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。 干燥过程计算 间歇干燥过程的干燥时间；连续干燥过程的特点，物料衡算，热量衡算。 常用干燥设备 常用干燥设备的特性
