化工原理教学设计
课程
名称
化工单元操作技术
课程教学目标
化工单元操作技术(Principles of Chemical Engineering)是化学工程系化工、制药类的一门主干课,是一门重要的技术基础课,它在基础课和专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用。
化工单元操作技术的研究内容是化工生产过程中的物理操作过程及其设备。化工原理的主要任务是:要求学生掌握化工生产中的理论知识,培养学生运用辨证唯物主义观点和科学方法考察、解释和处理工程实际问题,培养学生的工程观点以及实验技能和设计能力。
课程工作任务目标:流体输送设备操作与调控任务、过滤设备操作与调控任务、换热设备操作与调控任务、连续精馏塔操作与调控任务、吸收设备操作与调控任务;干燥设备操作与调控任务任务等。
课程知识目标:化工单元操作的任务和作用;化工单元操作的基本原理;化工单元操作的计算方法;化工单元操作典型的化工设备及相关的化工工程实用知识;化工单元操作基本原理在实际化工生产中的应用。
职业能力目标:能够用工程和经济观点处理遇到的各种化工单元操作的问题;会筛选恰当的单元操作去完成给定的生产任务;在设计设备计算工作中能寻求出所需的经验数据以及适宜的公式;能管理设备的正常运转,找出故障的原因并及时排除;应具有强化设备与初步创新的能力。
授课教师基本技能
1、教师必需严肃认真地备课,精通本学科的内容,同时必需熟悉相关课程,教学中做到能宏观与微观相结合,形态与功能相结合,基础与生物药物相结合。
2、教师必需深入研究教学法,根据各专业培养目标和课程设置目标认真研究教学内容,充分发挥学生的主体作用,激发其求知欲望,培养学生的自学能力。
3、在教学过程中,教师应注重学生综合分析、解决问题能力和实践技能的培养,注重学生创新意识和思想品德的培养。
教材
选用
李局参主编《化工单元操作实用技术》高等教育出版社 2008年
参考书籍1.《化工原理》姚玉英天津大学出版 2003
2.《化工原理》李殿宝大连理工大学出版社 2005
3.《化工原理课程设计》大连理工大学大连理工大学出版社 1998
1、课程目标设计
1.1总体能力(技能)目标:
本课程是化工工艺类各专业的专业技术基础课程,是为从事化工及相关产品的生产企业培养具有生产第一线实践能力的人才,对学生职业岗位能力的培养和职业素质的养成起主要支撑作用。
具体目标:
课程工作任务目标:流体输送设备操作与调控任务、过滤设备操作与调控任务、换热设备操作与调控任务、连续精馏塔操作与调控任务、吸收设备操作与调控任务;干燥设备操作与调控任务任务等。
课程知识目标:化工单元操作的任务和作用;化工单元操作的基本原理;化工单元操
作的计算方法;化工单元操作典型的化工设备及相关的化工工程实用知识;化工单元操作
基本原理在实际化工生产中的应用。
职业能力目标:能够用工程和经济观点处理遇到的各种化工单元操作的问题;会筛选
恰当的单元操作去完成给定的生产任务;在设计设备计算工作中能寻求出所需的经验数据
以及适宜的公式;能管理设备的正常运转,找出故障的原因并及时排除;应具有强化设备
与初步创新的能力。方法能力:培养学生谦虚、好学的品质,能利用各种信息媒体,获取新知识、新技术;培养学生勤于思考、做事认真的良好作风,能立足专业,规划未来
的职业生涯;培养学生分析、解决实际问题的能力。
社会能力:具有团结协作意识、竞争意识和良好的沟通能力;具有吃苦耐劳的敬业精神;具有良好的职业道德和公共道德。
通过工作过程系统化的课程学习,学生在个人实践经验的基础上,完成从初学者到岗位技能人才的职业能力发展。
2、课程内容设计
2.1学习领域的描述
根据课程工作任务—流体输送设备操作与调控任务、过滤设备操作与调控任务、换热设备操作与调控任务、连续精馏塔操作与调控任务、吸收设备操作与调控任务;干燥设备操作与调控任务任务等,结合学校实训条件设计十个学习情境:化工管路拆装;离心泵的操作技术;流体阻力测定;板框压滤机操作技术;换热器的操作与控制仿真实训;管壳式换热器操作技术;精馏塔操作与控制仿真实训;吸收塔的操作操作技术;精馏塔的操作技术干燥器操作技术。
采用行动导向方式组织教学内容,编制学习情境任务书、工作页、指导书。在具体的教学情境设计中,最初是学习职业经验性知识,最终是基于经验的综合能力的培养。关于理论知识及拓展知识的学习,先以工作任务按行动导向的方法组织经验性知识和陈述性知识,并融合必要的理解性知识。
2.2学习情境规划和学习情境设计
《化工单元操作技术》学习情境设计表(总计120学时)
学习情境情境描述教学内容能力或知识、技能、态度要求
情境一化工管路拆装子情境1:管
件和阀门认知
化工管路的构
成
课堂用PPT讲述管件和阀门
的类型和特点及适用场合。(2
学时)
懂得各种阀门的特点及适用场
合。具有细心的学习态度。
子情境2:管
路布置与安装
技术
观察各种连接
方式的特点及
工具使用方
法。
在校内实训室,制定拆装方案
方案。小组讨论、提问、评价。
(4学时)
懂得管路的布置与安装原则。
学会使用拆装工具。
子情境3:化
工管路的故障
诊断处理
管路检漏的方
法和操作步骤
在校内实训室,检验管路连接
的密封性能和承压能力。小组
讨论、提问、评价。(4学时)
会判断及排除管子及阀门常见
故障。
情境二离心泵的操作技术子情境1:流体
输送基础知识
流体静力学方
程式、连续性
方程式、伯努
利方程式及应
用;
课堂用PPT讲述流体静力学
方程式、连续性方程式、柏努
利方程式及应用(6学时)
会熟练运用流体静力学方程
式、连续性方程式、伯努利方
程式解决生产实际问题。具有
细心的学习态度。
子情境2:离
心泵的结构和
工作原理。
观察离心泵的
结构和主要部
件。
课堂用PPT讲述离心泵的结
构,讲述主要部件的作用。运
用动画和图片。(2学时)
能正确讲述离心泵的工作原理
及气缚的发生的原因及如何预
防。有细心肯于思考的工作态
度。
子情境3:离
心泵选用
离心泵的性能
参数与特性曲
线;离心泵型
号、分类
课堂用PPT讲述离心泵的性
能参数与特性曲线。运用动画
和图片。(2学时)
掌握离心泵的特性曲线及意
义;离心泵型号,分类,会选
用
子情境4:离
心泵安装
学习离心泵发
生气蚀的原因
和安装高度的
计算。
课堂用PPT讲述离心泵的性
能参数和气蚀发生的原因。运
用动画、视频和图片。(4学
时)
会确定离心泵的安装高度
子情境5:离
心泵的拆装。
拆装离心泵,
结合课堂讲述
观察泵的所有
部件。
校内实训室进行离心泵的拆
装。小组汇报结果,讨论、提
问、评价。(4学时)
准确拆装离心泵;有耐心、细
致和吃苦耐劳的工作态度。
子情境5:离
心泵操作与故
离心泵的开、
停车操作,流
校内实训室进行离心泵的开、
停车操作,离心泵流量调节。
能进行正确离心泵开、停实训
操作;测定离心泵特性曲线。
障处理量调节方法,
各自特点。小组汇报结果,讨论、提问、
评价。(4学时)
有耐心、细致的工作态度。
情境三流体阻力测定子情境1:流
体阻力产生的
原因
课堂讲授直管
阻力和局部阻
力计算方法
课堂用PPT讲述我国直管阻
力和局部阻力的计算(4学
时)
懂得管路阻力的产生原因和计
算方法。具有细心的学习态度。
子情境2: 认
识流体阻力测
定的流程。
学习如何通过
改变阀门完成
水的流程的改
变要求
在校内实训室,学习如何读取
U型管压差计的读数。提问、
评价。(2学时)
正确描述直管阻力和局部阻力
测定的流程。有细心、肯吃苦
的工作态度。
子情境3:直
管阻力和局部
阻力的测定。
学习调控阀
门,分别测定
直管阻力和局
部阻力。
在校内实训室,观察U型管
压差计的读数。记录、评价。
(2学时)
正确描述调控阀门和读取U型
管压差计的读数。有细心、肯
吃苦的工作态度。
情境四板框压滤机操作技术子情境1:认
识板框压滤机
结构
观察描述板框
压滤机结构
课堂用PPT讲述板框压滤机
的结构。运用动画和图片。(2
学时)
理解板框压滤机的过滤原理。
子情境2:板
框压滤机装合
学习板框压滤
机的装合。
校内实训室进行板框压滤机
的装合。小组互评、教师评价。
(4学时)
能正确掌握板框压滤机的装
合。有耐心、细致的工作态度。
子情境3:板
框压滤机的操
作
进行过滤、洗
涤等操作。
校内实训室进行板框压滤机
的过滤时间的测定。小组互
评、教师评价。(2学时)
能正确测定板框压滤机的过滤
时间。有耐心、细致和吃苦耐
劳的工作态度。
情境五管壳式换热器操作技术子情境1:传
热基本知识
传热的基本方
式;传热的三
大机理;传热
相关计算;换
热器的基本构
成;换热器类
型选择的步骤
课堂用PPT讲述传热基本理
论知识。例题、图片、动画及
视频录像。(6学时)
掌握传热的基本方式;
掌握传热的三大机理;
掌握传热相关计算;
掌握换热器的基本构成;
掌握换热器类型选择的步骤。
子情境2:间
壁式换热器的
认知
学习间壁式换
热器的结构和
工作原理。
课堂用PPT讲述各种间壁式
换热器的结构和特点。运用动
画、视频和图片。(4学时)
正确描述各种间壁式换热器的
结构特点和适用的场合。
子情境3:管
壳式换热器流
程认知
学习间壁式换
热器的流程设
计。
校内实训室进行管壳式换热
器流程的识读。小组互评、教
师评价。(2学时)
能描述冷热介质的进出口位置
和及流量控制。有耐心、细致
和吃苦耐劳的工作态度。
子情境4:管
壳式换热器的
操作与控制
学习间壁式换
热器的流量调
节及温度控
制。
校内实训室进行管壳式换热
器操控。小组互评、教师评价。
(4学时)
正确进行管壳式换热器操控。。
有耐心、细致和吃苦耐劳的工
作态度。
情境六
换热器的操作与控制子情境1:换
热器的开车和
停车
学习换热器的
开车与停车
校内仿真实训室进行管壳式
换热器开车和停车。小组互
评、教师评价。(4学时)
能正确启用换热器。具有吃苦
耐劳、爱岗敬业的职业意识
仿真实
训子情境2:换
热器工况参数
的控制
换热器工况参
数的控制
校内实训室进行管壳式换热
器数据读取。小组互评、教师
评价。(4学时)
正确认识换热器正常操作时的
操作参数(冷热流体的流量,
进出口温度)
情境七精馏塔操作与控制仿真实训子情境1:认
识和计算精馏
塔设备
针对简单的精
馏设备的设备
原理、构造、
流程和计算。
课堂用PPT讲述精馏的原理;
有关精馏塔设备的计算过程
和方法;精馏塔设备构造;
精馏塔流程,熟悉流程图上各
种塔设备的标注符号及方式;
(8学时)
识读精馏塔设备流程并掌握精
馏塔设备工作原理;精馏塔设
备结构及精馏塔有关的计算;
精馏塔设备工作原理及塔设备
的主要生产流程和塔设备的辅
助流程。具有良好的环境保护
意识及社会责任感;
子情境2:识
读连续精馏操
作的流程
带控制点的连
续精馏操作的
流程
校内仿真实训室识读带控制
点的连续精馏操作的流程。小
组互评、教师评价。(2学时)
掌握连续精馏操作的流程。回
流及再沸器的作用。
子情境3:冷
开车、正常工
况的操控和停
车
冷开车、正常
工况的操控和
停车
校内仿真实训室进行连续式
精馏塔的开车、正常工况的操
控和停车。小组互评、教师评
价。(6学时)
掌握冷开车、正常工况的操控
和停车。有耐心、细致和吃苦
耐劳的工作态度。
情境八精馏塔的操作技术子情境1:流
程识读
流程识读
校内实训室,识读流程中的阀
门和温控点及物料和产品的
流程。(2学时)
正确描述流程及注意事项。有
耐心、细致和吃苦耐劳的工作
态度。
子情境2:开
车前的准备
开车前的准备
现场或校内实训室,分小组根
据实训任务做好开车前。小组
互评和教师点评结合评价。(2
学时)
能检查设备上的各个阀门处于
正确(开启/关闭)状态;检查
电源与仪表显示是否正常,冷
凝水是否正常;将已配制好料
液。
子情境3:精
馏塔的操控
精馏塔的操控
校内实训室,分小组根据实训
任务进行精馏塔的操控。小组
互评和教师点评结合评价。(4
学时)
全回流、部分回流的控制。产
品收集及正确停车。具有吃苦
耐劳、爱岗敬业的职业意识,
在工作中具有极强的责任感。
情境九干燥器操作技术子情境1:干
燥基本知识
湿空气的性
质、湿焓图及
物热衡算。
课堂用PPT讲述干燥基本知
识。例题、动画和图片。(4
学时)
湿空气的性质、湿焓图及物热
衡算。有耐心、细致的工作态
度。
子情境2:各
种类型干燥器
各种类型的干
燥器
课堂用PPT讲述各种类型的
干燥器。动画和图片。(2学
时)
各种类型的干燥器的特点与适
用场合。
子情境3:干
燥器及流程识
读
干燥器及流程
识读
校内实训室,分小组根据实训
任务进行流程识读。小组互评
和教师点评结合评价。(2学
时)
干燥器及流程
子情境4:干燥器的操作干燥器的干燥
速率曲线测定
校内实训室,分小组根据实训
任务进行干燥器的操控。小组
互评和教师点评结合评价。(2
学时)
会测定干燥速率曲线
情境十吸收塔的操作与控制子情境1:吸
收基本知识
吸收的基本原
理和计算
课堂用PPT讲述吸收基本知
识。例题、动画和图片。(8
学时)
吸收的基本原理和计算。有耐
心、细致的工作态度。
子情境2:吸
收塔的流程识
读
吸收塔的流程
校内仿真实训室,进行吸收塔
的流程。小组互评和教师点评
结合评价。(2学时)
吸收剂和气体的进出口位置。
有耐心、细致的工作态度。
子情境3:吸
收塔的操控
吸收塔的操控
校内仿真实训室,进行吸收塔
的流程。小组互评和教师点评
结合评价。(4学时)
吸收率的测定。有耐心、细致
的工作态度。
3、课程实施
实施“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六步法教学模式,教师作为组织与引
导者、学生作为学习的行动主体完成学习任务。根据学习情境内容的不同特点采取行动导向教学法、自主探究法、角色扮演法、小组讨论法、课堂讲授法等,使学生自我构建真正属于个人的经验和知识体系。
3.1教学评价、考核要求
课程评价的目的是全面考察学生的学习状况,激发学生的学习兴趣和自信心,促进学生的全面发展。而且,课程评价也是教师对教学活动的反思和改进的有利手段。
以能力为主建立考核评价体系。突出过程与成果结合评价,强调理论与实践一体化评价,注重引导学生改变原有的理论式学习方式。强调课后总结分析教学中的得与失,探索突出职业综合能力培养的考核方式。课堂讲评、现场操作、方案论证、组间互评、基本知识笔试等
多种手段相结合,综合评定学生成绩。
3.2学生的学习评价
学习结果与学习过程并重的评价体系。建立激励学生自主学习能力发展的评价体系。该评价体系由过程评价和结果评价构成。
过程评价:主要是平时作业、分组实训的成绩。主要考察学生的学习态度、利用结构知识解决实际问题的能力以及独立思考、团结协作、敢于创新的综合能力,搜集和整理信息的能力。
结果评价:采用实训成果材料、试卷的形式,考核学生学习的灵活性、知识拓展性,考试题目中有一定数量的开放式题目。集中实训采用实训成果和答辩综合评价。
评价实施方法建议采取自我评价、小组互相评价、教师评价等多元评价方式。
3.3教师的教学评价
对于教师的教学评价,主要内容包括教师业务素养(专业素质、教学能力)和教学两
个方面,可通过教师自评、学生评价、同行专家评议、教学督导评价等综合进行。
学习情境教学方法
情境一:化工管路拆装子情境1:管件和阀门认知课堂讲授
子情境2:管路布置与安装技术行动导向+自主探究子情境3:化工管路的故障诊断处理行动导向+自主探究
情境二:离心泵的操作技术子情境1:流体输送基础知识课堂讲授
子情境2:离心泵的结构和工作原理。课堂讲授
子情境3:离心泵选用课堂讲授
子情境4:离心泵安装课堂讲授
子情境5:离心泵的拆装。行动导向+自主探究子情境6:离心泵操作与故障处理行动导向+自主探究
情境三:流体阻力测定子情境1:流体阻力产生的原因课堂讲授
子情境2:认识流体阻力测定的流程。行动导向+现场教学子情境3:直管阻力和局部阻力的测定行动导向+现场教学
情境四:板框压滤机操作技术子情境1:认识板框压滤机结构课堂讲授
子情境2:板框压滤机装合行动导向+自主探究子情境3:板框压滤机的操作行动导向+自主探究
情境五:管壳式换热器操作技术子情境1:传热基本知识课堂讲授
子情境2:间壁式换热器的认知课堂讲授
子情境3:管壳式换热器流程认知行动导向+自主探究子情境4:管壳式换热器的操作与控制行动导向+自主探究
情境六:换热器的操作与控制仿真
实训子情境1:换热器的开车和停车行动导向+现场教学子情境2:换热器工况参数的控制行动导向+自主探究
情境七:精馏塔操作与控制仿真实
训子情境1:认识和计算精馏塔设备课堂讲授
子情境2:识读连续精馏操作的流程行动导向+现场教学子情境3:冷开车、正常工况的操控和停车
行动导向+现场教学
+自主探究
情境八精:精馏塔的操作技术子情境1:流程识读课堂讲授
子情境2:开车前的准备行动导向+自主探究子情境3:精馏塔的操控行动导向+自主探究
情境九:干燥器操作技术子情境1:干燥基本知识课堂讲授
子情境2:各种类型干燥器课堂讲授
子情境3:干燥器及流程识读行动导向+自主探究子情境4:干燥器的操控与干燥速率曲线的
测定
行动导向+自主探究
情境十:吸收塔的操作操作技术子情境1:吸收基本知识课堂讲授
子情境2:吸收塔的流程识读行动导向+自主探究子情境3:吸收塔的操控行动导向+自主探究
4、课程资源开发与利用
4.1 网络课程的开发与利用
利用网络教学平台的优势,不断完善和丰富课程资源。
4.2建立多媒体素材库
提供可供学生或其它教师参考的相关图片、录像片等,包括课程录像,课程录音等。
4.3校企合作完善项目教学。
与企业合作,将教学内容与过程同企业实际工程项目相结合,实际工程图纸和工程规范图集等极大的拓展学生的知识面。
(完整版)化工原理概念汇总
化工原理知识 绪论 1、单元操作:(Unit Operations): 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品,在化工生产中共有的过程称为单元操作(12)。 单元操作特点: ①所有的单元操作都是物理性操作,不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时,基本原理相同,所用设备也是通用的。单元操作理论基础:(11、12) 质量守恒定律:输入=输出+积存 能量守恒定律:对于稳定的过,程输入=输出 动量守恒定律:动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法: 实验研究方法(经验法):用量纲分析和相似论为指导,依靠实验来确定过程变量之间的关系,通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法(半经验半理论方法):通过分析,在抓住过程本质的前提下,对过程做出合理的简化,得出能基本反映过程机理的物理模型。(04) 3、因次分析法与数学模型法的区别:(08B) 数学模型法(半经验半理论)因次论指导下的实验研究法 实验:寻找函数形式,决定参数
第二章:流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头(或扬程): 离心泵的压头(或扬程):泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示,单位为m 。 2、离心泵的理论压头: 理论压头:离心泵的叶轮叶片无限多,液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动,液体为粘性等于零的理想流体,泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。 实际压头:离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异,原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失,它主要包括:1)叶片间的环流,2)流体的阻力损失,3)冲击损失。 3、气缚现象及其防止: 气缚现象:离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体,它便没有抽吸液体的能力,这是因为气体的密度比液体的密度小的多,随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。 防止:在吸入管底部装上止逆阀,使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率:排送到管道的液体从叶轮获得的功率,用Ne 表示。 效率: 轴功率:电机输入离心泵的功率,用N 表示,单位为J/S,W 或kW 。 二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点:管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点,就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量,该交点称为泵在管路上的工作点。 流量调节: 1)改变出口阀开度——改变管路特性曲线; 2)改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程: 开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后,泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下,从叶轮中心被抛向 g QH N e ρ=η/e N N =η ρ/g QH N =
化工原理的教案
化工原理教案 ★每章编写概要: 1、本章内容大串联:包括主要内容简介、重点难点提示、突出“三基”内容和工程观点。 2、典型实例:密切结合生产实例,重在理论联系实际,拟补相关教材“重理论,轻实践”的不足;突出知识的灵活运用;考研题解。 3、工程观点及概念补充练习题。 ★课程特点: 化工原理是一门工程性、实用性很强的课程。在课程内容中,既有详细的过程分析,又有大刀阔斧的粗描概略;既有详尽的理论分析,又有许多的经验总结。作为一门专业基础课,起着承前启后的作用,对于帮助学生建立基本的工程观点、培养专业的学习兴趣至关重要。 化工原理也是化工类研究生入学考试的必考课,由于它讨论的各种单元操作也广泛地被应用于其它工业过程,同时也是制药、食品、冶金、纺织、材料等类专业的选考课。目前全国开设此课的院校有百多家,教材种类繁多,其中最有代表性的是华东理工大学、天津大学、谭天恩、清华大学等所编的教材。这些教材编写格局大致相同,局部内容有差异。因此同学在报考不同院校时,首先应注意选择教材,其次应熟悉各院校的出题思路。各院校的命题指导思想,命题原则是基本一致的。即:是否牢固地掌握了基础知识;是否具备定量计算能力;是否树立了工程观点具备理论联系实际的分析和解决问题的能力。 无论升学考试还是专业学习,化工原理的教学目的是一致的。因此,教学中,我们十分强调学生能力的培养和工程观点的建立,在每一章后都补充相应的概念题,主要是把重要的工程观点和基本概念通过练习题书面化加强学生这方面的学习。另外在具体知识的讲解中,再三强调方法的重要性。通过具体知识的学习,将实验研究方法、因次理论下的实验研究方法、数学模型法介绍给学生。 化工原理主要研究化工单元操作的基本原理、典型设备的设计及操作调节等,又称为化学工程基础或化工单元操作。化工生产中涉及到大大小小几十种单元操作,在有限的学时内,不可能一一介绍,那么对于一个新的单元操作应如何分析和掌握哪些内容呢? ★如何着手分析某一单元操作? 一、单元操作的目的是什么? 二、单元操作的依据是什么? 三、采取什么措施? 四、典型设备的操作与调节 五、过程的经济性 单元操作从理论上分析,可归结为三大类:遵循动量传递规律、遵循热量传递规律、遵循质量传递规律。因此化工原理的重点内容为:流体流动及输送、传热、精馏、吸收、干燥等。这也是课程学习中需加深理解、重点掌握的内容。 第一章流体流动及输送
化工原理教案(下册)
化工原理教案(下册) 第一章蒸馏(下册) 1. 教学目的 通过本章的学习,掌握蒸馏的基本概念和蒸馏过程的基本计算方法。 2. 教学重点 (1)两组分理想物系的汽液平衡关系 (2)蒸馏过程的原理 (3)两组分连续精馏过程的计算(物料衡算与进料热状况的影响、理论板层数的计算与回流比的影响、塔板效率) 3. 教学难点 进料热状况参数及对精馏的影响;多侧线的精馏塔理论板层数的求解;间歇精馏的计算。 4. 本章学习应注意的问题 (1)汽液平衡关系是精馏过程计算的基础,要理解平衡常数、相对挥发度等基本概念,熟练地运用汽液平衡关系进行有关计算。 (2)两组分连续精馏过程计算的主要内容是物料衡算、理论板层数的计算及塔高和塔径的计算,涉及到进料热状况、最小回流比和回流比、塔板效率等诸多概念,要理解上述概念,熟练地掌握各计算公式之间的联系。 (3)两组分连续精馏过程计算所涉及的公式较多,学习时不要机械地记忆,应注意掌握其推导过程。 (4)塔板效率计算通常需联立操作线方程、汽液平衡方程及塔板效率定义式,应注意给出有关组成可计算塔板效率;给出塔板效率亦可计算有关组成。计算时应注意所求塔板的位置和类型(是理论板还是实际板)。 5. 教学方法 以课堂讲授为主,辅之以课堂讨论和习题课进行巩固和强化训练。 6. 本章学习资料 (1)夏清等.化工原理,下册. 天津: 天津大学出版社, 2005 (2)姚玉英等. 化工原理,下册. 天津: 天津大学出版社, 1999 (3)大连理工大学. 化工原理,下册. 大连: 大连理工大学出版社, 1992 (4) 贾绍义,柴诚敬.化工传质与分离过程.北京:化学工业出版社,2001 (5) 蒋维钧,雷良恒,刘茂林.化工原理,下册.北京:清华大学出版社, 1993 1-1 蒸馏过程概述与汽液平衡关系
化工原理重要概念和公式
《化工原理》重要概念 第八章气体吸收 吸收的目的和基本依据吸收的目的是分离气体混合物,吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 主要操作费溶剂再生费用,溶剂损失费用。解吸方法升温、减压、吹气。 选择吸收溶剂的主要依据溶解度大,选择性高,再生方便,蒸汽压低损失小。 相平衡常数及影响因素m 、 E 、 H 均随温度上升而增大, E 、 H 与总压无关, m 反比于总压。 漂流因子P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。 ( 气、液 ) 扩散系数的影响因素气体扩散系数与温度、压力有关;液体扩散系数与温度、粘度有关。 传质机理分子扩散、对流传质。 气液相际物质传递步骤气相对流,相界面溶解,液相对流。 有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别有效膜理论获得的结果为k ∝ D ,溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性,获得的结果为k ∝ D 0.5 。 传质速率方程式传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。因工程上浓度有多种表达,推动力也就有多种形式,传质系数也有多种形式,使用时注意一一对应。 传质阻力控制传质总阻力可分为两部分,气相阻力和液相阻力。当 mky<1 冷液。 建立操作线的依据塔段物料衡算。 第十章气液传质设备 板式塔的设计意图①气液两相在塔板上充分接触,②总体上气液逆流,提供最大推动力。 对传质过程最有利的理想流动条件总体两相逆流,每块板上均匀错流。 三种气液接触状态鼓泡状态:气量低,气泡数量少,液层清晰。泡沫状态:气量较大,液体大部分以液膜形式存在于气泡之间,但仍为连续相。喷射状态:气量很大,液体以液滴形式存在,气相为连续相。 转相点由泡沫状态转为喷射状态的临界点。 板式塔内主要的非理想流动液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。
化工原理重要概念和公式
《化工原理》重要概念 第一章流体流动 质点含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。 连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 拉格朗日法选定一个流体质点 , 对其跟踪观察,描述其运动参数 ( 如位移、速度等 ) 与时间的关系。 欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况,如空间各点的速度、压强、密度等,即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。 轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线,是拉格朗日法考察的结果。流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线,是欧拉法考察的结果。 系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。控制体是采用欧拉法考察流体的。 理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零,而实际流体粘度不为零。 粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。通常液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主。气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主。 总势能流体的压强能与位能之和。 可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。有关的称为可压缩流体,无关的称为不可压缩流体。 伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。 平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。 动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。 均匀分布同一横截面上流体速度相同。 均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直 , 在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度 , 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。
层流与湍流的本质区别是否存在流体速度 u 、压强 p 的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。 第二章流体输送机械 管路特性方程管路对能量的需求,管路所需压头随流量的增加而增加。 输送机械的压头或扬程流体输送机械向单位重量流体所提供的能量 (J/N) 。 离心泵主要构件叶轮和蜗壳。 离心泵理论压头的影响因素离心泵的压头与流量,转速,叶片形状及直径大小有关。 叶片后弯原因使泵的效率高。 气缚现象因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象。 离心泵特性曲线离心泵的特性曲线指 H e~ q V ,η~ q V , P a~ q V 。 离心泵工作点管路特性方程和泵的特性方程的交点。 离心泵的调节手段调节出口阀,改变泵的转速。 汽蚀现象液体在泵的最低压强处 ( 叶轮入口 ) 汽化形成气泡,又在叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和侵蚀的现象。 必需汽蚀余量 (NPSH)r 泵入口处液体具有的动能和压强能之和必须超过饱和蒸汽压强能多少 离心泵的选型 ( 类型、型号 ) ①根据泵的工作条件,确定泵的类型;②根据管路所需的流量、压头,确定泵的型号。 正位移特性流量由泵决定,与管路特性无关。 往复泵的调节手段旁路阀、改变泵的转速、冲程。 离心泵与往复泵的比较 ( 流量、压头 ) 前者流量均匀,随管路特性而变,后者流量不均匀,不随管路特性而变。前者不易达到高压头,后者可达高压头。前者流量调节用泵出口阀,无自吸作用,启动时关出口阀;后者流量调节用旁路阀,有自吸作用,启动时开足管路阀门。 通风机的全压、动风压通风机给每立方米气体加入的能量为全压 (Pa=J/m 3 ) ,其中动能部分为动风压。
最新化工原理复习整理教学提纲
第1周绪论 1化工原理中的“三传”是指( D )。 A.动能传递、势能传递、化学能传递 B.动能传递、内能传递、物质传递 C.动量传递、能量传递、热量传递 D.动量传递、热量传递、质量传递2因次分析法的目的在于( A )。 A.用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化 B.得到各无因次数群间的确切定量关系 C.用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠 D.得到各变量间的确切定量关系 3下列选项中,不是化工原理研究的内容是( C )。 A.单元操作 B.传递过程 C.化学反应 D.物理过程 第2周流体流动(一) 2.1 1在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( D )。 A.同一种流体内部 B.连通着的两种流体 C.同一种连续流体 D.同一水平面上,同一种连续的流体 2被测流体的( C )小于外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表。 A.大气压 B.表压强 C.绝对压强 D.相对压强 3压力表测量的是( B )。 A.大气压 B.表压 C.真空度 D.绝对压强 2.2
1在定稳流动系统中,单位时间通过任一截面的( B )流量都相等 A.体积 B.质量 C.体积和质量 D.体积和摩尔 2在列伯努利方程时,方程两边的压强项必须( C )。 A.均为表压强 B.均为绝对压强 C.同为表压强或同为绝对压强 D.一边为表压强一边为绝对压强 3伯努利方程式中的H项表示单位重量流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量,称为( D )。 A.位能 B.动能 C.静压能 D.有效功 2.3 1( A )可用来判断流体的流动型态。 A.Re B.Nu C.Pr D.Gr 2流体的流动型态有( B )种。 A.1 B.2 C.3 D.4 3滞流与湍流的本质区别是( D )。 A.流速不同 B.流通截面不同 C.雷诺准数不同 D.滞流无径向运动,湍流有径向运动 第2周测验 1装在某设备进口处的真空表读数为50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为( A )kPa。 A.150 B.50 C.75 D.100 2 U型压差计不可能测出的值为( D )。
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关于短学时化工原理课程教学的几点体会化工原理是化学工程与工艺、电化学、应用化学、工业催化、高分子化工和环境与生物工程等专业的主干基础课程,它是综合运用数学、物理、化学等基础知识分析和解决化工过程中各种单元操作问题的工程学科。化工原理课程是继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学这四大基础化学之后,化工专业课之前的专业基础课[1]。该课程在教学内容上与四大化学的不同在于开始让学生接触单元操作工程实际,体现了所学的基础知识在实际中的应用,具有工程性强、实践性强的特点。与基础理论课采用严谨的逻辑推理的思维方法来进行问题分析的做法不同的是,作为工程科学,化工原理所面临的是大量的工程实际问题的处理和解决,其内容涉及数学、机械、物理化学、物理,甚至计算化学的诸多基本概念和理论,单元操作分门别类,概念和知识点分散,理论和经验半经验计算公式众多。如何根据专业特点结合化工原理的内容体系,调动学生学习兴趣,使得学生在有限学时内掌握该门课程的基本原理和方法并具备良好的工程意识,是在目前高校教学改革压缩课时的背景下值得教学工作者思考和讨论的[2]。笔者结合在安全工程专业化工原理(学时较短,54学时)教学工作中的一些体会,针对其专业性较强的特点,总结了一些教学方法,对如何提高教学效率作了初步探讨。 1.强调化工原理课程在安全工程专业中的重要性 对于安全工程专业的学生来说,刚开始接触化工原理课程的时候总会有这样的疑问:“安全工程专业的学生学化工原理有什么用?”这就需要在开始学习化工原理课程的时候给学生强调化工原理在安全工程专业中
的重要性。化工原理课程主要研究的是各单元操作的基本原理、所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。化工厂的整个生产流程正是由不同的单元操作所组合而成的,进行化工安全生产管理,就必须了解单元操作所遵循的基本规律及相关设备的结构等知识。强调化工的安全生产管理,就必须具备化工原理课程的相关知识,可以向学生介绍化工厂中高空作业、动火作业,以及设备检修过程中所需要的安全措施,并用化工原理课程的相关知识来解释为什么要采取这些安全措施,从而强调化工原理课程在安全工程专业中的重要性。 2.师生互动,激发学习兴趣 在短学时化工原理的教学过程中,结合教材内容,提出富有启发性和有思考价值的问题,可促进学生对所学内容的理解,从而大大提高教学效率[3]。如讲化工原理第四章传热时,可以在开始授课前设问:“一个口渴的人可以采用哪些方法尽快将一杯热开水冷却下来?”通过学生的回答,从而引入传热这一章中传热的方式,各种传热方式的特点及其影响因素等内容。这样很快地就能把学生的注意力集中到学习内容中去,唤起学生学习新课的热情,从而形成良好的学习氛围。在授课中,通过设置一定数量和一定难度思考题,促使学生主动思考,调动学生的思维积极性,保持教与学思维之间的各种形式的交流,使学生与教师的思维同步甚至有所超前,将有利于培养学生独立解决问题的能力,并激发学生的学习兴趣和主观能动性。 3.合理运用多媒体辅助教学 化工原理课程涉及大量复杂的化工设备,具有复杂的设备结构、操作
化工原理基本概念
基本定义 理想溶液 ideal solution(s):溶液中的任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律[1]的溶液称为理想溶液。 这是从宏观上对理想溶液的定义。从分子模型上讲,各组分分子的大小及作用力,彼此相似,当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时,没有能量的变化或空间结构的变化。换言之,即当各组分混合成溶液时,没有热效应和体积的变化。即这也可以作为理想溶液的定义。除了光学异构体的混合物、同位素化合物的混合物、立体异构体的混合物以及紧邻同系物的混合物等可以(或近似地)算作理想溶液外,一般溶液大都不具有理想溶液的性质。但是因为理想溶液所服从的规律较简单,并且实际上,许多溶液在一定的浓度区间的某些性质常表现得很像理想溶液,所以引入理想溶液的概念,不仅在理论上有价值,而且也有实际意义。以后可以看到,只要对从理想溶液所得到的公式作一些修正,就能用之于实际溶液。 各组成物质在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液。[2]对于理想溶液,拉乌尔定律与亨利定律反映的就是同一客观规律。其微观模型是溶液中各物质分子的大小及各种分子间力(如由A、B二物质组成的溶液,即为A-A、B-B及A-B 间的作用力)的大小与性质相同。由此可推断:几种物质经等温等压混合为理想溶液,将无热效应,且混合前后总体积不变。这一结论也可由热力学推导出来。理想溶液在理论上占有重要位臵,有关它的平衡性质与规律是多组分体系热力学的基础。在实际工作中,对稀溶液可用理想溶液的性质与规律作各种近似计算。 泡点: 液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度,称为在这压力下的泡点。 若不特别注明压力的大小,则常常表示在0.101325MPa下的泡点。泡点随液体组成而改变。对于纯化合物,泡点也就是在某压力下的沸点。 一定组成的液体,在恒压下加热的过程中,出现第一个气泡时的温度,也就是一定组成的液体在一定压力下与蒸气达到汽液平衡时的温度。泡点随液相组成和压力而变。当泡点与液相组成的关系中,出现极小值或极大值时,这极值温度相应称为最低恒沸点或最高恒沸点,这时,汽相与液相组成相同,相应的混合物称为恒沸混合物。汽液平衡时,液相的泡点即为汽相的露点。
化工原理概念汇总
化工原理概念汇总
化工原理知识 绪论 1、单元操作:(Unit Operations): 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品,在化工生产中共有的过程称为单元操作(12)。 单元操作特点: ①所有的单元操作都是物理性操作,不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时,基本原理相同,所用设备也是通用的。单元操作理论基础:(11、12) 质量守恒定律:输入=输出+积存 能量守恒定律:对于稳定的过,程输入=输出 动量守恒定律:动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法: 实验研究方法(经验法):用量纲分析和相似论为指导,依靠实验来确定过程变量之间的关系,通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法(半经验半理论方法):通过分析,在抓住过程本质的前提下,对过程做出合理的简化,得出能基本反映过程机理的物理模型。(04) 3、因次分析法与数学模型法的区别:(08B) 数学模型法(半经验半理论)因次论指导下的实验研究法 实验:寻找函数形式,决定参数
第二章:流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头(或扬程): 离心泵的压头(或扬程):泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示,单位为m 。 2、离心泵的理论压头: 理论压头:离心泵的叶轮叶片无限多,液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动,液体为粘性等于零的理想流体,泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。实际压头:离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异,原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失,它主要包括:1)叶片间的环流,2)流体的阻力损失,3)冲击损失。 3、气缚现象及其防止: 气缚现象:离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体,它便没有抽吸液体的能力,这是因为气体的密度比液体的密度小的多,随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。防止:在吸入管底部装上止逆阀,使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率:排送到管道的液体从叶轮获得的功率,用Ne 表示。 效率:轴功率:电机输入离心泵的功率,用N 表示,单位为J/S,W 或kW 。二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点:管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点,就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量,该交点称为泵在管路上的工作点。流量调节: 1)改变出口阀开度——改变管路特性曲线; 2)改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程: 开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。 g QH N e ρ=η /e N N =η ρ/g QH N =
化工原理及实验课程教学体系的改革与探索
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/cb14534993.html, 化工原理及实验课程教学体系的改革与探索作者:张莉梅秦莉晓谭芸妃董立春 来源:《教育教学论坛》2020年第29期 [摘要] 化工原理及实验是化工类及相近专业的主干课程。为了提高化工原理及实验课程 的教学质量并激发学生的学习兴趣,针对课程存在的问题,并结合重庆大学的教学实际,对现有化工原理课程及实验体系在教学内容、教学方法、教学模式上进行全面改革,从而构建以化工实践和创新能力培养为导向的化工原理课程体系。 [关键词] 化工原理;课程体系;改革与探索 [基金项目] 2017年度重庆大学教学改革研究项目(2017Y64);重庆市高等教育教学改革研究项目(193012);重庆市研究生教育教学改革研究项目(yjg193011) [作者简介] 张莉梅(1988—),女,四川人,硕士研究生,重庆大学化学化工学院实验员;秦莉晓(1985—),女,河南人,硕士研究生,重庆大学化学化工学院实验师(通信作者);谭芸妃(1990—),女,重庆人,硕士研究生,重庆大学化学化工学院实验师;董立春(1972—),男,河北人,博士研究生导师,重庆大学化学化工学院副院长,教授(通信作者)。 [中图分类号] G642.0 ; ;[文献标识码] A ; ;[文章编号] 1674-9324(2020)29-0373-03 ; ;[收稿日期] 2019-10-16 化工原理及其实验是化工专业本科学生的主要专业基础课。化工原理课程是综合运用数学、物理和化学等基础知识,分析和解决化工类型生产中各种反应过程(或单元操作)问题的工程学科[1,2]。该课程的主要任务是研究化工生产中各种单元过程的基本原理、典型的设备结构、性能与操作原理;研究单元过程及其典型设备的计算方法;通过各种单元过程的操作因素分析,寻找适宜的操作条件,探索强化过程的方向及改进设备的途径。其知识的传授主要在课堂理论教学中完成,而实践工程能力的培养主要在实验教学中完成。化工原理实验是化工原理课程中理论与实践相联系、相结合的重要环节之一[3],其基本任务是巩固和加深对化工原理 课程中基本理论知识的理解[4],培养学生灵活地运用基本理论,分析和解决各种单元过程中 的工程技术问题的能力;熟练地进行单元过程和设备的实际操作技能和独立工作的能力。 一、化工原理理论及实验课程教学面临的主要问题 (一)教学形式单一,不能有效激发学生的“科学创新”精神
化工原理基本概念和原理
化工原理基本概念和原理 蒸馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系,必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法(如加热和冷却)使混合物系内部产生出第二个物相(气相);吸收操作中则采用从外界引入另一相物质(吸收剂)的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1.拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律: p A =p A 0x A p B =p B 0x B =p B 0(1—x A ) 根据道尔顿分压定律:p A =Py A 而P=p A +p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系: x A =(P—p B 0)/(p A 0—p B 0)———泡点方程 y A =p A 0x A /P———露点方程 对于任一理想溶液,利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成;反之,已知一相组成,可求得与之平衡的另一相组成和温度(试差法)。
2.用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度v可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示,即v A=p A/x A v B=p B/x B 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有: α=v A/v B=(p A/x A)/(p B/x B)=y A x B/y B x A 对于理想溶液:α=p A0/p B0 气液平衡方程:y=αx/[1+(α—1)x] Α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大,挥发度差异愈大,分离愈易;α=1时不能用普通精馏方法分离。 3.气液平衡相图 (1)温度—组成(t-x-y)图 该图由饱和蒸汽线(露点线)、饱和液体线(泡点线)组成,饱和液体线以下区域为液相区,饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区,两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,但气相组成大于液相组成;若气液两相组成相同,则气相露点温度大于液相泡点温度。 (2)x-y图
《化工原理》课程设计实践教学总结
《化工原理》课程设计实践教学总结 摘要:化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性,还要考虑生产上的安全性和经济合理性。通过课程设计使学生初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法。 关键词:化工原理;课程设计;实践;可行性 中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)22-0205-02 《化工原理》是化学工程与工艺专业的必修专业课程之一,理论课之后国内大部分高校的本科人才培养计划中安排了实践教学环节――《化工原理》课程设计。我们学校的化学工程与工艺专业培养计划也如此。《化工原理》课程设计是培养化工专业学生综合运用所学的理论知识,树立正确的设计思想,解决常规化工设计中一些实际问题的一项重要的实践教学。其出发点是通过课程设计提高学生搜集资料、查阅文献、计算机辅助绘图、分析与思考解决实际生产问题等能力。笔者从事了3届的课程设计教学,从中总结了许多宝贵的经验和教学方法,以期提高教学效果。现将笔者的教学体会作一介绍。 一、课程设计题目应具有普遍性、代表性
我校化学工程与工艺专业的《化工原理》课程设计一般为二周时间。课程设计基本要求是通过这一设计过程使每个学生都受到一定程度的训练,使将来在不同岗位就业的学生都能受益,都能解决这类工程的实际问题,并可以举一反三。所以课程设计的选题需要我们指导老师慎重,尽量选择化工行业中最普遍且最具代表性的单元操作进行设计。根据以往的教学的经验,题目的选取应从以下几个方面考虑: 1.课程设计题目尽可能接近实际生产,截取现有的某化工项目中的某一操作单元为设计模型,比如某合成氨厂的传热单元的设计,流体输送过程中离心泵的设计,管壳式换热器等等。这样学生在课程设计过程中有参照体系,不至于出现不合理的偏差。 2.课程设计题目应该围绕着常见的化工操作单元进行展开,比如我们都知道在讲授《化工原理》理论知识时其中的单元操作有流体输送、传热、精馏、吸收、萃取等等。一个课程设计题目应该包括2~3个常见的单元操作,从而实现某一简单的化工任务。 3.课程设计题目中涉及的物质尽可能常见易得。因为完成虚拟的生产任务过程中需要这些物质的物性参数进行核算,常见易得的物质能够降低学生在查阅参数方面的工作量。比如,如果我们设计分离任务尽量选择苯-甲苯,或甲醇-水等这样的体系,因为这些混合体系的参数大部分工具
《化工原理》(课程编码上册0210019、下册0210040).
《化工原理》(课程编码:上册0210019、下册0210040) 本课程性质:化工原理是化工工艺类及其相近专业的一门主干课, 是一门很重要的技术基础课, 它在基础课和专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用。 课程教学目的:学生应该掌握每一章节要求掌握的重点内容,并对各种单元操作熟悉了解。 本课程教学要求:通过本课程的学习,培养学生有分析和解决单元操作中各种问题的能力,即在科学研究和生产实践中对设备应具有操作管理、设计、强化与过程开发的本领。 本课程教学安排:总学分无总学时:124 课程进度分配表
本课程必要说明:《化工原理》是化工类各专业的专业基础必修课,属于核心课程,需要一定的专业基础。 1、先修课:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、大学物理、高等数学 2、如作为公选课应删减的内容:无 本课程理论教学内容 绪论 本章教学目的与要求:了解化工原理课程的性质、地位和作用,并掌握化工过程的物料衡算与能量衡算的基本概念与计算步骤。 本章教学意见与建议:讲授为主,综述化工方面的知识。 本章教学基本内容安排:主要讲解下面几个知识点
化工过程及其发展。 化工原理课程的性质、内容和任务。 化工原理课程的两条主线。 单元操作及四个基本关系: 物料衡算、热量衡算、平衡关系及速率关系 第一章流体流动 本章教学目的与要求:学习流体流动的考察方法及流体流动中的力和能。掌握流体在静止和流动时的质量和能量守恒规律。 了解流体流动时的内部结构, 掌握阻力损失及其计算方法。熟悉化学工业中各种流体输送问题, 用上述原理和规律解决管路计算及外功计算问题。 本章教学意见与建议:理论讲授为主,并进行实验。 本章教学基本内容安排:主要讲解前4节的内容,掌握第5节中的部分内容。 第一节概述 教学内容知识点:流体的密度、粘性。 第二节流体静力学 教学内容知识点:流体的压强与流体的静力学基本方程。 第三节流体动力学 教学内容知识点:流量与流速、连续性方程、物料衡算方程。 第四节管内流动阻力 教学内容知识点:化工管路的组成、直管阻力与局部阻力、总阻力的
化工原理主要知识点
化工原理(上)各章主要知识点 三大守恒定律:质量守恒定律——物料衡算;能量守恒定律——能量衡算;动量守恒定律——动量衡算 第一节 流体静止的基本方程 一、密度 1. 气体密度:RT pM V m = = ρ 2. 液体均相混合物密度: n m a a a ρρρρn 22111+++=Λ (m ρ—混合液体的密度,a —各组分质量分数,n ρ—各组 分密度) 3. 气体混合物密度:n n m ρ?ρ?ρ?ρ+++=Λ2211(m ρ—混合气体的密度,?—各组分体积分数) 4. 压力或温度改变时,密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体(液体);若有显著的改变则称为可压缩流体(气体)。 二、.压力表示方法 1、常见压力单位及其换算关系: mmHg O mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012===== 2、压力的两种基准表示:绝压(以绝对真空为基准)、表压(真空度)(以当地大气压为基准,由压力表或真空表测出) 表压 = 绝压—当地大气压 真空度 = 当地大气压—绝压 三、流体静力学方程 1、静止流体内部任一点的压力,称为该点的经压力,其特点为: (1)从各方向作用于某点上的静压力相等; (2)静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面; (3)在重力场中,同一水平面面上各点的静压力相等,高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。 2、流体静力学方程(适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体) )(2112z z g p p -+=ρ )(2121z z g p g p -+=ρρ p z g p =ρ(容器内盛液体,上部与大气相通,g p ρ/—静压头,“头”—液位高度,p z —位压头 或位头) 上式表明:静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关,所在位置与低则压力愈大。 四、流体静力学方程的应用 1、U 形管压差计 指示液要与被测流体不互溶,且其密度比被测流体的大。 测量液体:)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ 测量气体: gR p p 021ρ=- 2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=- 第二节 流体流动的基本方程 一、基本概念 1、体积流量(流量s V ):流体单位时间内流过管路任意流量截面(管路横截面)的体积。单位为13 -?s m 2、质量流量(s m ):单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为1 -?s kg s s V m ρ=
化工原理知识点总结
一、流体力学及其输送 1.单元操作:物理化学变化的单个操作过程,如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律:F=±τA=±μAdu/dy ,(F :剪应力;A :面积;μ:粘度;du/dy :速度梯度)。 4.两种流动形态:层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ;层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C 。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力;范宁公式:沿程压降:Δpf=λlρu2/2d ,沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ:摩擦系数);层流时λ=64/Re ,湍流时λ=F(Re ,ε/d),(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g ,(ξ:局部阻力系数,情况不同计算方法不同) 7.流量计:变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计);变截面流量计。孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。 转子流量计的特点——恒压差、变截面。 8.离心泵主要参数:流量、压头、效率(容积效率?v :考虑流量泄漏所造成的能量损失;水力效率?H :考虑流动阻力所造成的能量损失;机械效率?m :考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。)、轴功率;工作点(提供与所需水头一致);安装高度(气蚀现象,气蚀余量);泵的型号(泵口直径和扬程);气体输送机械:通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg (1)被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压-大气压 (2)被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压-绝压= -表压 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳(蜗壳形)和 轴封装置 离心泵的叶轮闭式效率最高,适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低,常用于输送浆料或悬浮液。 气缚现象:贮槽内的液体没有吸入泵内。汽蚀现象:泵的安装位置太高,叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。原因(①安装高度太高②被输送流体的温度太高,液体蒸汽压过高;③吸入管路阻力或压头损失太高)各种泵:耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 往复泵的流量调节 (1)正位移泵 流量只与泵的几何尺寸和转速有关,与管路特性无关,压头与流量无关,受管路的承压能力所限制,这种特性称为正位移性,这种泵称为正位移泵。 往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量,否则流量急剧上升,导致示损坏。 (2)往复泵的流量调节 第一,旁路调节,如图2-28所示,采用旁路阀调节主管流量,但泵的流量是不变的。 第二,改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速,达到调 节流量,使用蒸汽机则更为方便。改变活塞行程则不方便。 13.流体输送机械分类 14.离心泵特性曲线: 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ
化工原理A教学大纲资料
《化工原理(A)》课程教学大纲 一、课程名称 化工原理 二、课程英文名 Principles of Chemical Engineering 三、课程编码 050103014 四、课程类别 技术基础课 五、学时数、学分数、开课学期 140学时;7学分;第五、六学期 六、适用专业 化学工程与工艺、制药工程专业 七、编制者 高智,副教授 八、编制日期 2005年9月 九、课程的目的与任务 《化工原理》课程是化学工程、化工工艺及相近专业的一门主干课程,是学生在具备了必要的高等数学、物理学、物理化学等基础知识之后所必修的技术基础课,是一门工程学科的课程。本课程的目的是使学生掌握研究化工生产中各种单元操作的基本原理,过程设备和计算方法。培养学生具有运用课程有关理论来分析和解决化工生产过程中常见实际问题的能力,并为后续专业课程的学习打下必要的基础。 本课程的任务是要求学生熟练掌握最基本的单元操作的基本概念和基础理论,对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力;掌握本大纲所要求的单元操作的基本计算方法,常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型;熟悉运用过程的基本原理,根据生产上的具体要求,对各单元操作进行调节;在了解化工生产中各单元操作中的特点的基础上,能够提出强化和改进过程的措施。 十、本课程与其它课程的关系 本课程是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上,综合运用先修课程的基础知识,分
析和解决化工类型生产中各种单元操作问题的工程学科,是基础课程向专业课程、理论到工程过渡的桥梁课程之一,并与化工工艺计算、化工机械设备基础、化工仪表自动化等课程共同构成一个完整的化工过程的知识体系,为化工分离工程、化工工艺学等课程的学习奠定坚实的基础。 十一、各教学环节学时分配 教学课时分配
《化工原理》电子教案
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 《化工原理》电子教案 《化工原理》电子教案绪论化工原理就是研究除化学反应以外的诸物理操作步骤原理和所用设备的课程。 化工原理是实验性很强的工科课程,是化工类和相近专业学生必修的重要技术基础课。 主要介绍单元操作的基本原理,所用典型设备的结构、计算和选用。 计算包括设计型计算和操作型计算两种。 设计型计算是指对给定的任务计算出设备的工艺尺寸;操作型计算是指对已有的设备进行查定计算。 学生学完本课程后应初步具有以下能力: (1)能理论联系实际,用工程和经济的观点处理遇到的各种化工单元操作的问题。 (2)会筛选恰当的单元操作去完成给定的生产任务;(3)在设计设备计算工作中能寻找出所需的经验数据以及适宜的公式;(4)能管理设备的正常运转,找出故障的原因并及时排除;(5)应具有强化设备与初步创新的能力。 各单元操作原理及设备的计算都是以物料衡算、能量衡算、传递速率和平衡关系的概念为依据,有关内容在以后各章中陆续介绍。 一、化工生产过程与单元操作 1、化学工业所谓化学 1 / 3
工业,是指将原料进行化学加工以得到有用的产品的工业,即:化工产品种类繁多,一般可分为无机、有机及生化产品。 若按产品用途及性能来分有染(颜)料化工、塑料橡胶化工、油脂化工、石油化工、食品化工、涂料化工、日用化工等等。 当今如何评价化学工业呢?评价可能为让你欢喜让你忧。 欢喜的是化学工业已经成为了国民经济中的支柱产业之一,近二、三十年以来化学工业得到了长足的发展。 化工产品处处可见,人们的衣食住行都已离不开它。 我国自七十年代以来先后引进了大型化肥、石油化工成套生产技术及成套设备,如 30 万吨合成氨, 45 万吨尿素成套设备及技术; 30 万吨乙烯, 45 万吨芳烃的成套设备及技术。 金山石化, 扬子石化, 齐鲁石化令人忧虑的是化学工业带来的污染十分严重。 水污染、空气污染、白色污染日益严重,危害人类生存及发展。 2、化工生产过程不论化工生产产品的品种不同、规模大小的差异,一个化工产品生产过程总是由两大部分组成的,即核心部分和辅助部分。 核心为化学反应过程,辅助部分为前、后处理过程。 为了保证化工生产过程经济合理有效地进行,这就要求反应器内必须保持最适宜的(最佳的)反应条件,如适宜的压强、温度和物料的组成等。