《化学工程基础》教学大纲doc.docx

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《化学工程基础》教学大纲doc

《化学工程基础》教学大纲

（四年制本科.试行）

课程编号：

03021111

课程性质：

专业必修课

使用专业：

应用化学

开设学期：

第七学期

考核方式：

闭卷笔试

一、教学目的与任务

《化学工程基础》的教学目的是：

通过学习化学工程方面的知识，提高学生在化学、化工的应用开发方面的能力，使学生在科技成果转变为生产力的过程中较好地发挥应有的作用。

从技术经济观点出发，将学生培养成为既具有扎实的基础理论知识，又能结合实际分析和解决实际问题的化学工作者。

《化学工程基础》的教学重点是：

重点学习“三传一反”的基本原理和方法，基本掌握流动体系的能量转换及流体阻力等运算、传热方程和传热强化途径、典型换热器计算、精馏中理论塔板数的求法、反应器类型及反应器体积的计算等。

同时了解有关设备的性能和它所依据的理论，了解怎样运用技术经济观点分析和处理实际问题。

《化学工程基础》的研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究，与相应内容安排6至8个实验。

二、与其它专业课程的关系

与《普通物理》、《高等数学》、《物理化学》等基础主干课和专业基础课联系十分密切，应在这三门先修课程的基础上进行教学。

为《有机化学》、《无机化学》、《物理化学》等化学专业课方面知识的实际运用打下坚实的基础。

三、学时数及分配

总学时为70学时（其中讲授46学时，实验24学时），学时分配见下表。

学时分配表

章节

标题

学时分配

讲授

实验

习题

测试

第1章

绪论

2

第2章

流体流动与输送

12

12

第3章

传热过程

8

3

第4章

传质过程（精馏或吸收）

10

6

第5章

化学反应工程学基本原理

8

3

第6章

均相反应过程

6

合计

46

24

四、讲授内容与要求：

（分章节）

本大纲根据教育部理科化学教学指导委员会“理科应用化学专业化学教学基本内容”，以四年制本科人才培养规格为目标，按照化学工程基础学科的理论知识体系，提出了具体的教学要求。

第一章绪论

【教学要求】

1、基本掌握流动体系的能量转换及流体阻力等运算。

2、掌握传热方程和传热强化途径及典型换热器的计算。

3、初步了解化工生产工艺与化工生产流程的概念。

4、了解实验室研究与化工生产之间的差别。

掌握化学工程学常用的几个基本概念，掌握国际单位制、工程单位制及其换算。

5、掌握化学工程学常用的几个基本概念，掌握国际单位制、工程单位制及其换算。

【教学内容】

1、化学工程基础课程的性质、内容要求和学习方法

2、化学工业概述

1）、化学工业发展概述

2）、我国化学工业的发展和现状

3）、化学式业的特点和发展趋势

3、化工生产过程与化学工程学科

1）、化工生产工艺与流程

2）、三废治理与环境保护

3）、化学工程学的内容

4）、化学工程学常用的几个基本概念

4、国际单位制、工程单位制及其换算

第二章流体流动与输送

【教学要求】

1、掌握理想流体与实际流体的概念。

2、掌握流体静力学方程及应用。

3、掌握流体流动的基本原理和规律。

4、掌握量纲分析方法求取阻力系数的方法。

5、掌握流体流动时的物料衡算、能量转换及流体在管道中的流动阻力等计算。

6、掌握离心泵的构造与工作原理及其主要性能参数，了解有关设备的性能和原理。

【教学内容】

1、流体静力学

1）、密度与相对密度

2）、压强

3）、流体静力学方程

4）、流体静力学方程应用举例

2、流体流动

1）、流体的流量与流速

2）、定常态流动与非定常态流动

3）、流动形态

4）、牛顿粘性定律

5）、流动边界层

6）、动量传递概念

7）、流速分布

3、流体流动的物料衡算

4、流体流动的能量衡算

5、管内流动阻力的计算

1）、沿程阻力损失计算与量纲分析方法

2）、局部阻力损失计算

6、流体流量的测量

1）、孔板流量计

2）、转子流量计

7、流体输送设备

1）、离心泵

2）、往复压缩机与往复泵

3）、旋转泵

4）、真空泵

第三章传热过程

【教学要求】

1、掌握传导传热和对流传热的原理。

2、掌握量纲分析方法求取传热膜系数的方法。

3、掌握传热过程的计算及典型换热器的基本原理和计算。

4、能应用斯蒂芬-波尔兹曼定律计算简单的热辐射问题。

5、了解传热的三种基本方式与实现传热过程的重要设备。

6、了解基本类型换热器的主要性能。

【教学内容】

1、热传导

1）、傅立叶定律

2）、导热系数

3）、单层和多层平面壁的定常态热传导

4）、单层和多层圆筒壁的定常态热传导

2、对流传热

1）、牛顿冷却定律

2）、有效膜的概念

3）、量纲分析方法求取膜系数

4）、流体无相变时强制对流传热膜系数的关联式

3、热辐射

1）、基本概念

2）、斯蒂芬-波尔兹曼定律

3）、实际物体间的辐射能力

4）、实际物体间的辐射传热

4、热交换的计算

1）、热流量方程与传热系数

2）、传热的平均温度差

5、间壁式热交换器

1）、夹套式换热器

2）、蛇管式换热器

3）、套管式换热器

4）、列管式换热器

5）、板式换热器

6）、各种换热器的比较和强化传热的途径

6、加热技术

1）、高频介质加热和微波加热

2）、红外线加热技术

第四章传质过程（精馏）

【教学要求】

1、了解传质过程的传质机理及传质分离的类型。

2、掌握气液相平衡关系与精馏操作线方程的应用。

3、掌握回流比与最小回流比的概念。

4、掌握简单蒸馏、精馏原理及理论塔板数的求法。

5、了解多组分精馏和其他精馏方法。

6、了解一些常用的传质设备。

【教学内容】

1、传质分离过程概述

1）、传质分离操作在化工生产中的作用

2）、传质分离操作的种类

2、气液相平衡

1）、x-y相图

2）、气液相平衡方程

3、精馏原理

1）、精馏基本原理]

2）、精馏流程

4、双组分连续精馏的物料衡算和能量衡算

1）、恒物质的量流假定

2）、物料衡算和能量衡算

5、理论塔板数的计算

1）、逐板计算法

2）、图解法

3）、回流比的影响及选择

4）、进料热状况的影响

5）、简捷法求理论塔板数

6）、塔板效率和实际塔板数

6、间歇精馏

1）、间歇精馏的特点

2）、恒回流比操作时间歇精馏计算

7、多组分精馏和其他精馏方法简介

1）、多组分精馏

2）、共沸精馏

3）、萃取精馏

8、传质设备

1）、评价塔设备的指标]

2）、填料塔

3）、板式塔

第四章传质过程（吸收）

【教学要求】

1、了解传质过程的传质机理及传质分离的类型。

2、掌握吸收过程中气液相平衡关系与吸收速率方程的应用。

3、能根据吸收塔的物料衡算、吸收剂用量及操作线方程来对吸收塔进行计算。

4、了解吸收操作流程及吸收剂的选择原则与多组分吸收原理。

5、了解一些常用的传质设备。

【教学内容】

1、传质分离过程概述

1）、传质分离操作在化工生产中的作用

2）、传质分离操作的种类

2、化工生产中的吸收操作

1）、吸收操作的类型

2）、吸收操作

3）、吸收剂的选择

3、气液相平衡关系

1）、溶解度曲线

2）、亨利定律

3）、亨利定律的其它形式

4）、相平衡与吸收过程的关系

4、吸收速率方程

1）、分吸收速率方程

2）、总吸收速率方程

5、吸收塔的计算

1）、吸收塔的物料衡算和操作线方程

2）、吸收剂用量的确定

3）、吸收塔塔径的计算

4）、吸收塔填料层高度的计算

6、多组分吸收简介

7、传质设备

1）、传质设备评价塔设备的指标]

2）、填料塔

3）、板式塔

第五章化学反应工程学基本原理

【教学要求】

1、学习并掌握化学反应工程学的基本知识和基本原理。

2、了解建立宏观反应体系数学模型的思想方法和研究方法。

3、掌握全混流、活塞流、轴向扩散、多级全混流等流动模型概念。

4、掌握基本反应器对应的流动模型、停留时间分布及其计算

【教学内容】

1、工业反应器的基本类型

1）、间歇操作搅拌釜式反应器

2）、连续操作搅拌釜式反应器

3）、连续操作管式反应器

4）、多釜串联反应器

2、化学反应的转化率和收率

1）、反应进度

2）、转化率

3）、收率和选择性

3、流动系统的反应动力学

1）、流动系统的反应速率和反应时间

2）、气相反应的膨胀因子

3）、气相流动系统的动力学方程

4、反应器内物料的流动模型

1）、全混流流动模型

2）、活塞流流动模型

3）、非理想流动模型

5、反应器内物料的停留时间分布

1）、分布函数的概念

2）、停留时间分布函数的测定

3）、停留时间分布函数的数字特征

6、几种流动模型的停留时间分布函数

1）、全混流流动模型

2）、活塞流流动模型

3）、多级全混流模型

4）、轴向扩散模型

7、板式塔

第六章均相反应过程

【教学要求】

1、学习并了解均相反应器内物料的流动状态对于反应过程的影响掌握化学反应工程学的基本知识和基本原理。

2、掌握间歇操作反应器内进行均相反应时的有效体积计算。

3、掌握连续操作管式反应器内进行均相反应时的有效体积计算。

4、掌握连续操作釜式反应器内进行均相反应时的有效体积计算。

5、掌握多釜串联反应器内进行均相反应时的有效体积计算。

6、掌握均相反应过程的优化与反应器的选择。

【教学内容】

1、均相反应动力学

2、间歇操作反应器

3、连续操作管式反应器

4、连续操作釜式反应器

5、多釜串联反应器

6、均相反应过程优化和反应器选择

1）、以生产强度为优化目标

2）、以产率和选择性为优化目标

五、教材或主要参考书

1、北京大学主编，《化学工程基础》（第二版），高等教育出版社，1983年

2、武汉大学主编，《化学工程基础（面向21世纪教材）》，高等教育出版社，2001年

3、姚玉英、陈常贵、柴诚敬编，《化工原理》，天津大学出版社，1983年

4、陈敏恒、丛德滋、方图南主编，《化工原理》，化学工业出版社，1985年

六、教学原则和方法

1、教学原则

（l）《化学工程基础》课程的主要任务是介绍“流体流动”、“传热”、“传质”等“三传”过程的基本原理及处理工程问题的思想方法，介绍化学反应工程（“一反”）的基本原理及建立数学模型来解决实际问题的思想方法。

因此，在教学中必须注意培养学生的逻辑思维能力和想象能力，使学生学会分析、综合、归纳、演绎、概括、类比等重要思想方法。

（2）《化学工程基础》课程的教学题材的选择，力求“少而精”，紧密联系学科发展要求，“流体流动”、“传热”、“传质”等“三传”过程每种传递过程各占一章。

因此，传质过程由典型的“精馏过程”或“吸收过程”中任选一章，在课时少的情况之下，保证课程体系的完整性，力求体现化学工程学科理论内容的精华，着眼于为学生今后的学习和发展奠定基础。

（3）针对理科学生缺乏工程技术知识的实际情况，用辩证唯物主义观点揭示化学工程理论中的辩证关系，使学生既熟悉基础理论，又能联系具体实际，既体现系统性，又能把握重点，既有一定深度，又能注意知识面的扩展。

并注重介绍一些与之相联系的新知识、新技术，重视培养学生的独立思考、创新和自学能力。

2、教学方法

（1）改革教学方法和教学手段，为扩展学生对工程技术知识的了解，力争利用多媒体教学或计算机辅助教学手段进行教学。

（2）重视教学过程和各个教学环节，加强启发式教学及多利用研讨课、习题课和课外作业培养学生分析问题和解决问题能力。

（执笔：

彭小平）

情感语录

1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力

2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己

3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用

4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕

5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在

6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你

7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾

8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字

9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你

10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了

11.如此情深，却难以启齿。

其实你若真爱一个人，内心酸涩，反而会说不出话来

12.生命中有一些人与我们擦肩了，却来不及遇见；遇见了，却来不及相识；相识了，却来不及熟悉，却还要是再见

13.对自己好点，因为一辈子不长；对身边的人好点，因为下辈子不一定能遇见

14.世上总有一颗心在期待、呼唤着另一颗心

15.离开之后，我想你不要忘记一件事：

不要忘记想念我。

想念我的时候，不要忘记我也在想念你

16.有一种缘分叫钟情，有一种感觉叫曾经拥有，有一种结局叫命中注定，有一种心痛叫绵绵无期

17.冷战也好，委屈也罢，不管什么时候，只要你一句软话，一个微笑或者一个拥抱，我都能笑着原谅

18.不要等到秋天，才说春风曾经吹过;不要等到分别，才说彼此曾经爱过

19.从没想过，自己可以爱的这么卑微，卑微的只因为你的一句话就欣喜不已

20.当我为你掉眼泪时，你有没有心疼过