《化工原理》实施教学大纲crb

安徽理工大学化工原理课程实施教学大纲化工原原理实实施教学学大纲前言化工原原理课课程是研研究化工工生产过过程中常常用物理理单元操操作理论论及典型型设备的的课程。是是化工类类专业的的一门重重要的技技术基础础课程，在在化工行行业素有有“万金油油”之美称称。通过学习习本课程程可使学学生对相相关化工工单元操操作的有有关基本本理论及及典型设设备有较较为全面面的掌握握，培养养学生的的工程观观念。为为保证本本课程的的教学，现现根据工工科化工工类专业业的特点点及培养养目标，本本着理论论够用为为度、强强化实践践技能培培养的原原则，特特制定本本教学大大纲，望望各位任任课老师师参照执执行。一、本课课程的性性质与任任务本课程是是化工类类专业继继高等数数学、物物理化学学、工程程力学、化化工制图图等课程程的后续续课程，是是化工类类专业的的一门极极为重要要的技术术基础课课程。可可起到基基础课程程与专业业课程间间的桥梁梁作用，也也就是我我们通常常所说的的“平台课课程”。本课程是是研究化化工单元元操作的的课程；是直接接服务于于化工生生产第一一线的课课程。该该课程强强调工程程观念、经经济观念念、定量量运算化化工过程程及设备备的工艺艺尺寸；强调实实际技能能的训练练，强调调理论与与实践相相结合、提提高分析析问题、解解决问题题的能力力。培养养学生对对单元操操作设备备的操作作与调控控能力、标标准设备备的选型型设计能能力、生生产运营营管理能能力、系系统优化化及新产产品开发发能力。由于单元元操作是是在特定定的机器器或设备备内进行行的，且且设备在在技术上上的先进进程度，对对这些单单元操作作能否有有效进行行的影响响极大。研研究相关关单元操操作的基基本原理理和规律律，熟悉悉实现这这些操作作的设备备结构、工工作原理理、操作作方法、主主要性能能和有关关技术问问题，并并掌握一一定的运运算能力力、选型型及设计计能力，以以便于学学生在工工程实践践中能运运用这些些知识去去分析和和解决实实际问题题，使各各项操作作在最优优化条件件下进行行，并创创造较好好的经济济效益，这这是我们们学习本本课程的的目的与与任务。二、教学学基本要要求通过本课课程的教教学，学学生应达达到下列列基本要要求：1、熟悉悉常见单单元操作作设备的的构造、工工作原理理；2、掌握握常见单单元操作作设备的的操作、安安装及调调试方法法；3、具备备常见单单元操作作的工艺艺计算能能力；4、了解解、掌握握常见单单元操作作设备的的选型设设计方法法；5、了解解、掌握握过程强强化及节节能的基基本原理理和基本本方法；6、具备备单元操操作流程程的规划划、管理理能力；7、具备备综合所所学知识识进行单单元操作作系统技技改的能能力。三、教学学内容的的设置原原则为体现工工科学校校的教学学特点，强强化对学学生的应应用技能能培养，实实施目标标教学，使使学生毕毕业后能能迅速适适应工作作岗位的的要求，在在教学内内容安排排上一是是要充分分贯彻“三实精精神”（即实实践、实实际、实实用），本本着理论论够用为为度的原原则，力力求深入入浅出，加加大应用用知识比比重；二二是要力力求从我我国的国国情出发发，着重重介绍当当前化工工生产过过程中常常用单元元操作设设备，并并注意新新知识点点的契入入，介绍绍国内外外单元操操作的先先进技术术及设备备。四、教学学内容（1160学时时）绪论（讲讲授4学学时）1、 本课程的的起源与与发展；2、 本课程的的性质与与任务；3、 基本概念念（1）稳稳定系统统与不稳稳定系统统（系统统分类、稳稳定系统统的特性性连续性性、质量量守恒、能能量守恒恒）（2）过过程平衡衡与过程程速率（3）经经验关联联式（实实验关联联方法、对对数坐标标系、特特征数与与因次）第一章 流体体力学 （ 224学时时）第一节 流体的基基本物性性（讲授授4学时时）1、流体体的密度度、质量量体积与与比重（定定义、换换算关系系、计算算方法）2、流体体的静压压强（定定义、特特性、计计量与测测量方法法）3、流量量与流速速（体积积流量与与质量流流量、体体积流速速与质量量流速、换换算关系系）4、流体体的粘度度（牛顿顿粘性定定律、粘粘度及粘粘度计算算）第二节 流体静静力学（讲讲授4学学时）1、流体体静力学学基本方方程式（静静力学方方程的推推导、讨讨论）2、静力力学基本本方程式式的应用用（1）系系统压强强差或表表压强的的测量液柱压压差计（液液柱压差差计的特特点与适适用范围围、正UU形管压压差计、倒倒U形管压压差计、双双液柱微微差计、单单管压差差计及斜斜管压差差计）（2）液液位的测测量（近近程测量量、远程程测量）（3）液液封高度度的计算算（液封封的作用用与分类类、液封封计算）第三节 柏努利利方程式式及其应应用（讲讲授4学学时）1、稳定定流动系系统中的的能量类类型2、柏努努利方程程及其讨讨论（方方程式的的推导、讨讨论）3、柏努努利方程程的应用用（1）计计算截面面与基准准面的选选择原则则（2）应应用示例例（高位位槽供液液系统及及计算、确确定流体体输送设设备的有有效功率率、确定定送液系系统的气气体压强强、系统统流量的的测量）第四节 管流过过程（讲讲授2学学时）1、流体体阻力的的表现及及形成原原因2、流体体的流动动型态及及判定（流流动型态态划分、雷雷诺数与与流动型型态判定定）3、流动动边界层层概念（定定义、形形成与发发展、分分离）第五节 管网基基础（讲讲授2学学时）1、管网网的分类类2、管网网的基本本构成（管管材、管管件与阀阀门）3、流速速与管规规格选择择4、管网网运行第六节 管流系系统的阻阻力损失失计算（讲讲授4学学时）1、直管管阻力损损失计算算（计算算通式的的推导、摩摩擦因数数及其确确定）2、局部部阻力损损失计算算（当量量长度法法、阻力力系数法法）3、系统统阻力损损失计算算第七节 管路计计算（讲讲授2学学时）1、简单单管路计计算（解解决问题题的类型型、试差差法、系系统流量量估算、配配管计算算）2、复杂杂管路计计算原则则（并联联管路、分分支管路路）第八节 流量测测量（讲讲授2学学时）1、测速速管（构构造与装装配、测测量基本本原理）2、孔板板流量计计（构造造与装配配、测量量基本原原理、选选用与校校核）3、文氏氏流量计计（构造造与装配配、测量量原理）4、转子子流量计计（构造造与装配配、测量量原理、校校核方法法）第二章 流体输输送（114学时时）第一节 离心泵泵（讲授授8学时时）1、离心心泵的构构造与工工作原理理（1）离离心泵的的主要构构造与工工作原理理（泵体体、叶轮轮、工作作原理）（2）离离心泵的的配套构构造（轴轴封装置置、平衡衡装置）2、离心心泵的性性能（1）离离心泵的的主要性性能（2）离离心泵的的特性曲曲线（特特性曲线线及其讨讨论、应应用）3、离心心泵的吸吸上高度度（1）离离心泵的的吸上高高度（2）极极限吸上上高度与与气蚀现现象（3）离离心泵吸吸上高度度的确定定方法（允允许气蚀蚀余量法法）4、离心心泵的型型号与选选用5、离心心泵的操操作与调调节（1）离离心泵的的操作步步骤（2）离离心泵的的工作点点及调节节（工作作点的确确定、调调节方法法）（3）离离心泵的的串、并并联操作作（串联联、并联联、组合合操作选选择）第二节 其它生生产用泵泵（讲授授2学时时）1、往复复泵（1）往往复泵的的构造与与工作原原理（主主要构造造、工作作原理、空空气室）（2）往往复泵的的性能（3）正正位移系系统的流流量调节节方法（4）比比例泵（构构造、工工作原理理）2、旋液液泵（构构造、工工作原理理、性能能）3、轴流流泵（构构造、工工作原理理、性能能）4、混流流泵（构构造、工工作原理理、性能能、型号号与选用用）5、各类类生产用用泵的性性能比较较第三节 气体输输送设备备（讲授授4学时时） 1、离离心式通通风机、鼓鼓风机、压压缩机（构构造、性性能及选选用）2、萝次次鼓风机机（构造造与工作作原理、性性能及选选用）3、液环环压缩机机（构造造、工作作原理及及选用）4、往复复式压缩缩机（构构造、工工作原理理、分类类、配套套设置、性性能、多多级压缩缩及流程程）5、气体体输送设设备的性性能比较较第三章 非均相相系统的的分离（116学时时）第一节 重力沉沉降（讲讲授4学学时）1、自由由沉降与与自由沉沉降速度度（1）自自由沉降降（2）自自由沉降降速度（3）阻阻力系数数2、重力力沉降设设备及计计算（1）基基本要求求（分离离效率、生生产能力力、停留留时间）（2）降降尘室（降降尘气道道、浅层层沉淀原原理、多多层隔板板式降尘尘室）（3）沉沉淀池（平平流式、辐辐射流式式、斜板板式沉淀淀池）第二节 离心沉沉降（讲讲授4学学时）1、离心心沉降与与离心沉沉降速度度（1）离离心沉降降（2）离离心沉降降速度与与分离因因数2、离心心沉降设设备及计计算（1）旋旋风分离离器（构构造与操操作原理理、分离离性能、型型号与选选用）（2）旋旋流澄清清器（构构造、操操作原理理、分离离性能及及适用范范围）（3）离离心机（构构造、分分类、操操作原理理、性能能及适用用范围）第二节 过滤（讲讲授6学学时）1、基本本概念（过过滤的定定义、基基本原理理、分类类及相关关名词术术语）2、过滤滤速率与与过滤速速率方程程3、恒压压过滤（恒恒压过滤滤方程、恒恒压过滤滤计算）4、过滤滤设备（1）袋袋滤器（构构造、工工作原理理及流程程）（2）转转鼓真空空过滤机机（构造造、工作作原理及及流程、工工艺计算算）（3）快快滤池（构构造、工工作原理理及流程程）第四节 其它气气体净化化设备（讲讲授2学学时）1、惯性性分离（构构造、工工作原理理及流程程）2、电除除尘器（构构造、工工作原理理及流程程）3、文氏氏除尘器器（构造造、工作作原理及及流程）4、泡沫沫除尘器器（构造造、工作作原理及及流程）5、洗气气塔（构构造、工工作原理理及流程程）6、非均均相物系系分离方方案的选选择第四章 传热（226学时时）第一节 概述（讲讲授2学学时）1、传热热学研究究解决的的问题2、传热热的基本本方式3、工业业换热设设备的类类型4、传热热名词第二节 传热基基本方程程式（讲讲授1学学时）1、传热热速率2、传热热推动力力3、传热热壁面积积4、传热热基本方方程式第三节 传热速速率与热热负荷（讲讲授3学学时）1、热负负荷的定定义2、热负负荷与传传热速率率间的关关系3、热负负荷计算算方法（1）焓焓差法（22）显热热法（33）潜热热法（44）二步步法第四节 传热平平均温度度差（讲讲授2学学时）1、恒温温传热2、变温温传热（1）传传热壁两两侧流体体的相对对运动（2）并并、逆流流过程的的平均温温度差计计算（3）错错、折流流过程的的平均温温度差计计算第四节 一维稳稳定热传传导（讲讲授4学学时）1、传导导的定义义、基本本原理及及分类2、傅立立叶定律律3、傅立立叶定律律的应用用（1）平平壁导热热计算（22）空心心圆柱体体导热计计算（33）空心心球体导导热计算算第五节 对流传传热（讲讲授4学学时）1、间壁壁式换热热机理2、牛顿顿冷却定定律3、对流流传热系系数及其其影响因因素4、无相相变传热热过程的的对流传传热膜系系数计算算。第六节 传热系系数与传传热壁面面积（讲讲授2学学时）1、传热热系数KK计算公公式的推推导2、K计计算公式式的简化化及传热热面积计计算第七节 传热计计算示例例（讲授授2学时时）第八节 换热器器（讲授授6学时时）1、换热热器简介介（1）夹夹套式（22）蛇管管式（33）套管管式（44）列管管式（55）螺旋旋板式（66）波纹纹板式（77）板翅翅式2、换热热器的性性能比较较3、非标标准列管管式换热热器的工工艺设计计方法4、标准准列管式式换热器器的选型型设计方方法第五章 蒸发（110学时时）第一节 概述（讲讲授2学学时）1、蒸发发的定义义、基本本原理及及分类2、蒸发发专用名名词3、典型型蒸发流流程简介介第二节 单效蒸蒸发（讲讲授6学学时）1、单效效蒸发器器的物料料衡算与与热量衡衡算2、单效效蒸发器器的沸点点升高与与tm计算3、管内内沸腾过过程的计算4、单效效蒸发器器的传热热面积计计算5、单效效蒸发器器的选型型设计第三节 多效蒸蒸发（讲讲授2学学时）1、多效效蒸发流流程2、蒸发发系统的的热效率率与节能能第六章 蒸馏与与精馏技技术（224学时时）第一节 概述（讲讲授4学学时）1、基本本概念（定定义、基基本原理理及分类类）2、二元元溶液的的气液相相平衡（1）溶溶液的分分类（2）理理想溶液液的气液液相平衡衡（3）非非理想溶溶液的气气液相平平衡3、蒸馏馏方式（简简单蒸馏馏、平衡衡蒸馏、精精馏原理理及流程程）第二节 二元板板式连续续精馏塔塔的物料料衡算（讲讲授4学学时）1、恒摩摩尔流假假设2、全塔塔物料衡衡算产品流流量的确确定3、精馏馏段的物物料衡算算与精馏馏段操作作线方程程4、提馏馏段的物物料衡算算与提馏馏段操作作线方程程5、加料料板的物物料衡算算两段气气液相流流量的确确定6、精、提提馏段操操作线的的交点轨轨迹方程程7、操作作线的画画法第三节 二元板板式连续续精馏塔塔的塔板板数（讲讲授4学学时）1、理论论塔板数数（1）理理论塔板板的概念念（2）理理论塔板板数的确确定（逐逐板计算算法、图图解法）2、实际际塔板数数（1）板板效率（单单板效率率、塔效效率）（2）实实际塔板板数的确确定第四节 操作回回流比（讲讲授2学学时）1、操作作回流比比对精馏馏操作的的影响2、全回回流与最最少理论论塔板数数3、最小小回流比比及其确确定4、适宜宜操作回回流比的的确定5、进料料状态对对精馏操操作的影影响第五节 特殊精精馏（讲讲授2学学时）1、水蒸蒸汽精馏馏（基本本原理、流流程）2、恒沸沸精馏（基基本原理理、典型型流程）3、萃取取精馏（基基本原理理、典型型流程）第六节 多元精精馏（讲讲授2学学时）1、多元元精馏的的特点2、多元元精馏系系统的气气液相平平衡3、多元元精馏系系统的简简化计算算方法第七节 板式塔塔（讲授授6学时时）1、板式式塔简介介（1）板板式塔的的主要构构造（2）塔塔板结构构与性能能（3）溢溢流方式式（4）板板式塔的的非正常常操作现现象（5）板板式塔的的总体设设计要求求2、浮阀阀塔的工工艺设计计（1）初初估塔径径（2）溢溢流装置置设计（3）浮浮阀数与与塔板布布置（4）性性能校核核负荷性性能图（5）操操作弹性性及调整整第七章 气体吸吸收（116学时时）第一节 概述（讲讲授2学学时）1、基本本概念（吸吸收的定定义、基基本原理理、分类类、流程程）2、填料料类型与与特性（类类型、特特性、装装填方式式）3、吸收收系统的的气液相相平衡（1）溶溶解度曲曲线（溶溶解度曲曲线及讨讨论、亨亨利定律律与亨利利系数）（2）吸吸收推动动力及过过程判定定第二节 吸收机机理与吸吸收速率率方程（讲讲授2学学时）1、扩散散方式2、双膜膜理论模模型3、吸收收速率与与吸收速速率方程程第三节 吸收系系数（讲讲授2学学时）1、吸收收总系数数与分系系数间的的关系（界界面浓度度的确定定、总系系数与分分系数间间的定量量关系、膜膜控制过过程）2、吸收收分系数数（分系系数间的的换算关关系、分分系数经经验公式式及适用用范围）第四节 单组分分填料吸吸收塔的的工艺设设计（讲讲授8学学时）1、溶剂剂的选择择与用量量确定（1）溶溶剂的选选择原则则（2）填填料吸收收塔的物物料衡算算（吸收收能力计计算、吸吸收操作作线方程程）（3）操操作液气气比的影影响及其其确定（4）溶溶剂用量量与出口口浓度的的确定2、填料料塔塔径径的确定定（1）填填料的选选用原则则（2）操操作空塔塔气速的的确定埃克特特通用关关联图（3）塔塔径的确确定与校校核（包包括压力力降与润润湿率校校核）3、填料料层高度度的计算算（1）填填料层高高度计算算通式的的推导（2）传传质单元元的概念念（3）对对数平均均推动力力法（4）解解吸因子子法（5）图图解积分分法4、附件件设计（液液体分布布器、再再分布器器、捕沫沫器、填填料支承承）第五节 其它吸吸收与解解吸（讲讲授2学学时）1、高浓浓度气体体吸收（特特点、简简化计算算方法）2、多组组分吸收收（特点点、计算算方法简简介）3、化学学吸收（特特点、控控制因素素）4、解吸吸与解吸吸流程（原原理、流流程、工工艺计算算方法）第八章 其它分分离技术术（144学时）第一节 萃取分分离技术术（讲授授4学时时）1、基本本概念（定定义、基基本原理理与流程程、相关关名词术术语）2、萃取取平衡三角角相图的的应用（1）三三元溶液液组成的的图示（2）萃萃取系统统的杠杆杆规则（3）萃萃取系统统的溶解解度曲线线（4）萃萃取计算算3、工业业萃取设设备（1）混混合澄清清器（2）萃萃取塔（喷洒塔、填料萃取塔、筛板萃取塔、脉冲筛板塔、往复筛板塔、转盘萃取塔）（3）离离心萃取取器4、超临临界气体体萃取（1）超超临界气气体萃取取基础（2）典典型流程程及应用用第二节 膜分离离技术（讲讲授6学学时） 1、膜分分离概念念与分类类2、膜分分离设备备类型3、膜分分离指标标参数及及影响4、膜分分离过程程简介（1）电电渗析（原原理、典典型流程程及应用用）（2）反反渗透（原原理、典典型流程程及应用用）（3）微微滤（原原理、典典型流程程及应用用）（4）超超滤（原原理、典典型流程程及应用用）（5）纳纳滤（原原理、典典型流程程及应用用）（6）气气体膜分分离（原原理、典典型流程程及应用用）（7）液液膜分离离（原理理、典型型流程及及应用）第三节 吸附分分离技术术（讲授授2学时时）1、基本本概念（吸吸附原理理、吸附附剂）2、吸附附平衡与与吸附速速率3、吸附附设备（固固定床、移移动床、变变压吸附附）4、吸附附分离技技术的应应用第四节 离子交交换技术术（讲授授2学时时）1、离子子交换剂剂2、离子子交换平平衡3、离子子交换设设备4、离子子交换技技术的应应用第九章 固体干干燥（112学时时）第一节 概述（讲讲授4学学时）1、去湿湿与干燥燥的分类类2、干燥燥机理与与流程3、湿空空气的性性质4、湿度度图及其其应用第二节 空气干干燥器的的物料衡衡算（讲讲授2学学时）1、空气气干燥器器的物料料衡算方方程2、干燥燥产品流流量的确确定3、水分分蒸发量量4、干空空气的消消耗量及及风机工工作流量量第三节 空气干干燥器的的热量衡衡算（讲讲授2学学时）1、空气气干燥器器的热量量衡算方方程2、空气气干燥器器的热效效率3、空气气出口状状态的确确定第四节 恒定干干燥条件件下的干干燥时间间计算（讲讲授2学学时）1、物料料水分的的性质2、恒定定干燥条条件下的的干燥速速率曲线线3、恒定定干燥条条件下的的干燥时时间计算算第五节 空气干干燥器简简介（讲讲授2学学时）1、盘架架式干燥燥器2、带式式干燥器器3、滚筒筒干燥器器4、气流流干燥器器5、转筒筒干燥器器（转窑窑）6、沸腾腾床干燥燥器7、喷雾雾干燥器器8、升华华干燥五、学时时分配表表教学内容容学时数绪论4第一章 流体力力学24第二章 流体输输送14第三章 非均相相系统的的分离16第四章 传热26第五章 蒸发10第六章 蒸馏与与精馏技技术24第七章 气体吸吸收16第八章 其它分分离技术术14第九章 固体干干燥12合计160六、几点点说明1、本大大纲是根根据我校校的办学学条件并并结合工工科化工工类专业业的专业业特色制制定的。2、本课课程的工工程性、实实践性和和相关知知识的综综合性较较强，教教学方法法应注重重培养学学生的工工程实践践能力，重重视学生生智力的的开发和和能力的的培养并并贯串整整个教学学过程始始终。3、在教教学过程程初期应应安排学学生到有有关厂家家进行认认识实习习并根据据教学要要求配套套开设相相关实验验课程；在课程程结束前前，应安安排12周的的课程设设计，以以加强实实践能力力培养，使使理论教教学与实实践教学学有机地地结合起起来。4、教师师在进行行课程教教学的同同时，要要引导学学生自觉觉学习选选学教学学内容。24