《化工原理》教学大纲课程编号：课程性质：技术基础课/必修课程名称：化工原理学时/学分：80/5英文名称：PrinciplesofChemicalEngineering考核方式：闭卷，笔试选用教材：《化工原理》、陈敏恒主编、化学工业出版社大纲执笔人：齐鸣斋先修课程：高等数学、物理、物理化学、计算技术大纲审核人：齐鸣斋适用专业：环境工程、应用化学专业一、教学基本目标化工原理课程是化学工程、化工工艺类及相近专业的一门主干课，学生在具备了必要的高等数学、物理、物理化学、计算技术等基础知识之后必修的技术基础课。化工原理的主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，按其操作原理的共性归纳成的若干“单元操作”。化工原理属工科科学，用自然科学的原理考察、解释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，解决问题的能力。二、教学基本内容绪论典型化工产品生产实例；化工单元操作的历史梗概；本课程的性质及要回答的问题。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；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用。守恒原理质量守恒；流量，平均流速；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；管流数学描述的基本方法；剪应力分布。流体流动的机械能损失沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法——“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失。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；简单的分支管路的计算方法。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。非牛顿流体的流动非牛顿流体的基本特性。第二章流体输送机械（4学时）管路特性被输送流体对输送机械的能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法。离心泵泵的输液原理；泵的功率、效率和实际压头及其影响因素；离心泵的工作点和流量调节方法；汽蚀和离心泵的安装高度；离心泵的选用。其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。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、分割尺度和分割强度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经验放大时需要解决的问题。其它混合设备介绍。第四章流体通过颗粒层的流动（5学时）固定床当量和平均的方法；颗粒和床层的基本特性；固定床压降的研究方法——数学模型法；影响压降的主要因素。过滤过滤方法及常用过滤机的构造；过滤过程的物料衡算；过滤速率方程——间接实验的参数综合法，过滤速率、推动力和阻力的概念；过滤速率方程的积分应用；洗涤时间；过滤机的生产能力；加快过滤速率的途径。第五章颗粒的沉降和流态化(5学时)自由沉降球形颗粒的曳力系数及斯托克斯定律；沉降运动———极限处理方法；沉降速度及其计算；降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系；颗粒分级概念；旋风分离器的工作原理及影响性能的主要因素，粒级效率的概念。力学分离方法的选择。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)。气力输送的实际应用第六章传热(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；导热问题分析方法(热量衡算和导热速率式)；一维导热的计算。对流给热牛顿冷却定律———变量分离法；自然对流、强制对流(湍流)、液体沸腾、蒸汽冷凝的给热系数及其影响因素。辐射单个物体的辐射和吸收特性(StefanBoltzmann定律，Kirchhoff定律)；黑体和灰体；两黑体间的相互辐射；两物体组成封闭系统中的辐射换热。间壁换热过程热量衡算和传热速率式———换热过程的数学描述方法；传热平均温度差，热阻和传热系数———工程处理方法；壁温的计算。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方法；间歇传热过程计算的基本方法。换热器列管式换热器的设计与选型；常用换热器的结构；换热设备的强化和其它类型。第七章蒸发(2学时)蒸发过程及设备工业蒸发实例；蒸发过程的目的、方法及特点；常用蒸发器的结构；沸点升高和传热温度差损失。单效蒸发的计算物料