化工原理大纲2014
化工原理教学大纲
化工原理教学大纲
一、课程概述
1.1 课程背景
化工原理是化学工程及相关专业的基础课程之一，旨在系统地介绍化学工程原理、原则和基本概念，培养学生的化学思维能力和解决工程问题的能力。
1.2 课程目标
本课程旨在使学生掌握化工原理的基本概念、理论模型和计算方法，理解化工过程的原理和工艺流程，能够分析和解决常见的化工工程问题。
1.3 课程内容
本课程的主要内容包括：
- 化学工程基本概念和化学工程计算基础
- 物质平衡和能量平衡
- 流体静力学和流体动力学
- 传递过程和传递方程
- 热平衡和传热过程
- 质量平衡和传质过程
- 化学反应工程和反应动力学
- 化工流程和装备
二、教学方法
2.1 教学形式
本课程采用理论讲授、实践操作和综合应用相结合的教学方法。
理论讲授部分主要通过课堂教学和讲义配套进行，实践操作部分主
要通过实验课和工程实践进行。
2.2 教学手段
- 理论讲授：采用教师讲解、案例分析等方式，深入浅出地讲解化工原理的基本概念和原理。
- 实践操作：通过实验课和工程实践，让学生进行实际操作和实地观察，加深对化工原理的理解和应用。
化工原理教学大纲
《化工原理》课程教学大纲上册102 学时，下册60 学时一、课程性质、目的和任务《化工原理》课程是化工类及相近专业的一门主要技术基础课，它是综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工类型生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科，本课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。
该课程教学水平的高低，对化工类及相近专业学生的业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用。
本课程属工科科学，用自然科学的原理（主要为动量、热量与质量传递理论）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、强调理论与实际相结合，提高分析问题、解决问题的能力。
学生通过本课程学习，应能够解决流体流动、流体输送、沉降分离、过滤分离、过程传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作过程的计算及设备选择等问题，并为后续专业课程的学习奠定基础。
二、教学基本要求《化工原理》课程在第五、六学期(四年制)开设。
教材内容分为课堂讲授、学生自学和学生选读三部分，其中课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学，作为基本要求内容；学生自学部分由学生在教师的指导下，利用课外时间进行自学，作为一般要求内容；学生选读部分由学生根据自己的兴趣及能力，进行课外选读，不作要求。
本课程教学计划总学时112学时，其中上册102学时（课堂讲授80学时，习题课18学时、课堂讨论2学时，机动2学时）；下册60学时（课堂讲授56学时，课堂讨论2学时，机动2学时）。
本课程课件依照学时安排制作，每次课一个文件，内容包括每次课讲授内容，思考题及课后作业。
每次课后留2～3个作业题，由学生独立完成，教师可根据情况布置综合练习题和安排习题讨论课。
本课程每周安排课外答疑一次（3小时）。
三、教学内容本课程主要内容包括：1．流体流动。
流体的重要性质；流体静力学；能量衡算方程及其应用；流体的流动现象；流动在管内的流动阻力；管路计算；流量测量。
化工原理实验指导书
化工原理实验指导书（2014修订版）大连大学环境与化学工程学院2014.3目录绪论 (1)实验一、流体流动阻力的测定 (5)实验二、流量计的流量校正 (11)实验三、离心泵特性曲线的测定 (16)实验四、恒压过滤常数的测定 (20)实验五对流传热系数与准数关联式常数的测定 (27)实验六板式精馏塔塔板效率的测定 (36)实验七填料吸收塔操作及体积吸收系数测定 (44)实验八洞道干燥速率曲线的测定 (50)附录一相关系数检验表 (55)附录二 F分布数值表 (56)附录三阿贝折光仪的使用方法 (60)附录四热电偶的工作原理 (62)附录五双对数坐标纸 (65)绪 论0.1 化工原理实验的意义和目的化工原理是以研究化工生产过程为对象的工程学科，它紧密联系化工生产实际，是化工专业学生的一门重要技术基础课。
实验则是学生学习、掌握和运用这门课程不可缺少的环节。
实验是教学中的实践环节，是学生巩固理论知识，从实践中进一步学习新知识的重要途径，它与课堂讲课、习题课、课程设计一样，是教学过程的重要组成部分。
所以，学生应当重视实验教学，认真上好实验课。
在近代科学技术的发展中，实验研究是不可缺少的手段和方法。
化学工程的建立和发展，如同其他学科一样，除了生产经验的总结外，理论与技术的进步都是建立在实验研究的基础上。
由于化学工程领域遇到的问题和处理的现象十分复杂，许多实际问题，不能只依靠几个假设与定理，或通过演绎推理的方法，就能得到可以应用的结果。
一般来说，无论理论问题或工程问题，都需要通过实验来验证开始的假设与模型。
从实践中发现问题，认识规律，总结经验上升为理论，或者将实验结果归纳整理为经验或半经验结果。
工程设计的依据，新技术的开发和应用，都离不开实验研究。
化工原理所涉及的绝大部分内容，也多半是以实验为基础的经验或半经验的关联。
例如流体在管内流动的阻力计算的研究，摩擦系数λ的确定，就是分析研究了影响阻力大小的许多因素，如管长、管径、管壁粗糙度、流体物性、流动状态等，利用因次分析方法得到一定的准数关系，如：()d d l R f u p e ερ,,/2=∆()d R f e ελ,=然后通过实验确定它们之间的定量关系。
855化工原理-参考书目和考试大纲
研究生入学考试《化工原理》参考书及考试大纲参考书：1. 杨同舟,于殿宇主编，食品工程原理中国农业出版社，2011年2月第2版；2. 王志祥主编，制药化工原理，化学工业出版社，2014年9月第2版考试大纲：第0章引论0-1 化工原理的研究内容（了解）0-2 物料衡算和能量衡算（掌握）第一章流体流动第一节流体静力学原理（熟悉）1-1 流体密度和压力1-2 流体静力学基本方程式（掌握）第二节管内流体流动的基本规律（掌握）1-3 管内流动的连续性方程1-4 柏努利方程第三节流体流动现象（熟悉）1-5 流体的黏度1-6 流体流动型态1-7 流体在圆管内速度分布第四节流体流动的阻力（熟悉）1-8 管内流体流动的直管阻力1-9 管内流体流动的局部阻力第五节管路计算（掌握）1-10简单管路1-11 复杂管路第六节流量测定（了解）1-12 测速管和流量计第二章流体输送第一节离心泵（掌握）2-1离心泵的结构原理2-2 离心泵的性能2-3 离心泵的安装高度和工作点2-4 离心泵的类型和选用第二节其它类型泵（了解）2-5 往复泵2-6 旋转泵第三节风机（了解）2-7 通风机和鼓风机第三章粉碎与混合第一节粉碎（了解）3-1 粉碎的基本概念3-2 粉碎设备第二节筛分（熟悉）3-3 筛分和筛析3-4 筛分设备第三节混合（掌握）3-5 混合的基本理论3-6 液体的搅拌混合3-7乳化3-8 浆体的混合及塑性固体的捏合3-9 固体的混合第四章沉降与过滤第一节重力沉降（熟悉）4-1 颗粒在流体中的运动4-2 悬浮液的重力沉降4-3 气溶胶的重力沉降第二节过滤（掌握）4-4 过滤的基本概念4-5 过滤的基本理论4-6 过滤设备第三节离心分离（掌握）4-7 离心分离原理4-8 过滤式离心机4-9 沉降式离心机4-10 分离式离心机4-11 旋风分离器第五章传热第一节概述（理解）第二节热传导（掌握）第三节对流传热（掌握）第四节传热计算（掌握）第五节换热器（理解）第六章蒸发第一节蒸发概述（了解）6-1 食品物料蒸发6-2 蒸发的操作方法第二节蒸发器（熟悉）6-3 蒸发器6-4 蒸发的辅助设备第三节单效蒸发（掌握）6-5 蒸发器的换热误差6-6 单效蒸发的计算第四节多效蒸发（了解）6-7 多效蒸发流程和温差分配6-8 多效蒸发的计算第七章干燥第一节干燥的基本原理（掌握）7-1 干燥的目的和方法7-2 湿物料中的水分7-3 干燥静力学7-4干燥动力学第二节干燥设备（熟悉）7-5 对流干燥设备7-6其它干燥设备第三节喷雾干燥（熟悉）7-7 喷雾干燥原理及应用7-8 喷雾干燥设备第八章萃取第一节液-液萃取（熟悉）10-1 液-液萃取的基本原理10-2 液-液萃取过程第二节浸取（了解）10-3 浸取的基本原理10-4 浸取流程和设备10-5 多级逆流浸取级数的计算第三节超临界流体萃取（熟悉）10-6 超临界流体萃取的基本原理10-7 超临界流体萃取在食品、药品工业中的应用第九章膜分离第一节膜及膜分离器（熟悉）11-1 分离膜11-2 膜分离器第二节反渗透和超滤（熟悉）11-3 反渗透的基本原理11-4 反渗透的实际过程11-5 超滤和微孔过滤11-6 超滤和反渗透在食品工业中的应用第三节电渗析（了解）11-7 电渗析的基本原理和概念11-8 电渗析装置系统计算题主要在第一、二和第五章。
《化工原理》教学大纲
3、实验项目类型：基础。
实验九：试验设计的实施与统计分析（必修）（2学时）1、实验目的：掌握试验设计中正交试验设计的基本方法与统计分析方法；通过查阅文献中采用相应试验设计方法的一些学术科研资料，通过具体的验证试验，掌握正交试验设计的具体设计方法、过程与数据采集与统计分析的步骤。
2、实验内容：（1）将试验数据输入到Excel中L9(34)正交设计分析工具的试验结果中；（2）使用Excel中正交设计分析工具进行分析。
3、实验项目类型：综合、设计创新。
实验十：统计软件应用（必修）（2学时）1、实验目的：掌握使用DPS数据处理系统进行拉丁方设计、正交设计与统计分析方法。
2、实验内容：（1）拉丁方设计、正交设计；（2）实验数据的统计分析。
3、实验项目类型：综合。
七、课程考核方式本课程成绩由过程性考核成绩和终结性考核成绩两个部分组成。
过程性考核成绩占课程总成绩的50%，由考勤成绩、作业成绩和实验成绩构成，其中考勤成绩占过程性考核成绩的20%，作业成绩占过程性考核成绩的40%，实验成绩占过程性考核成绩的40%，课程终结性考核成绩占课程总成绩的50%，考核形式为笔试。
八、授课教材及主要参考书目[1] 李春喜,姜丽娜,邵云等.生物统计学(第五版).北京:科学出版社,2013.[2] 贵州农学院.生物统计附试验设计(第二版).北京:农业出版社,1999.[3] 刘光祖.概率论与应用数理统计.北京:高等教育出版社,2000.[4] 杜荣骞.生物统计学(第三版).北京:高等教育出版社,2009.《化工原理》教学大纲一、课程说明《化工原理》课程面向生物技术专业学生，32学时，2个学分，专业必修课。
二、课程教学目的本课程是生物技术专业的一门重要的专业基础课，是学生学习《生物工艺学》、《生物工程设备》等后续课程的先修课程，对培养学生的工程实践能力起着基础性的决定作用。
《化工原理》主要学习运用物理手段加工生物材料的常用方法、过程原理，是将实验室科研成果转入工业化生产的基础理论课程。
化工原理教学大纲
《化工原理》课程教学大纲（适用普专非化工类专业）一、课程的性质与任务化工原理是化工类及其相近专业的一门主要的专业技术基础课。
化工原理的研究内容：化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。
化工单元操作是组成各种化工生产过程、完成一定加工目的的基本物理过程。
本课程以“三传”为主线，即以动量传递为基础，讲述了流体输送、搅拌、非均相分离、流态化等单元操作；以热量传递为基础，讲述了传热、蒸发操作；以质量传递为基础，讲述了吸收、精馏、干燥等典型单元操作。
化工原理教学的主要任务为: 培养学生运用辩证唯物主义观点和科学方法考察、分析和处理化学工程实际问题；培养学生的工程观点、实验技能和设计能力；培养学生具有创新性思维能力，把化工单元操作推向新高度。
二、教学内容与要求绪论教学内容：1、化工生产过程与单元操作2、本课程的任务、性质和内容3、化工操作中常用的基本概念和观点教学要求：理解的内容：化工生产过程的构成与分类特征；化工常用单元操作；常用的基本概念；了解的内容：课程的性质、任务和内容；单元操作与“三传”的关系。
教学重点：单元操作概念；化工生产过程；化工常用单元操作。
教学难点：单元操作概念；化工生产过程；化工常用单元操作。
第一章流体流动与输送设备教学内容：第一节液体静力学基本方程1、密度2、压力3、流体静力学平衡方程第二节流体动力学1、流体的流量与流速2、定态流动和非定态流动3、定态流动系统的质量守恒——连续性方程4、定态流动系统的机构能守恒——柏努利方程第三节管内流体流动现象1、流体的粘性2、流体的流动型态3、流体在圆管内的速度分布第四节流体流动阻力1、流体在直管内的流动阻力2、局部阻力3、流体在管路中总阻力第五节管路计算1、简单管路2、复杂管路第六节流速和流量的测量1、测速管2、孔板流量计3、文丘里流量计4、转子流量计第七节流体输送设备1、离心泵2、其他类型化工用泵3、气体输送设备教学要求：掌握的内容：流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素，压强的定义、表示法及单位换算；流体静力学方程、连续性方程及柏努利方程的应用；流动形态及其判断，流体在管道内流动的机械能损失计算；简单管路的计算；离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线，泵的工作点及流量调节，泵的安装及使用等；理解的内容：测速管、孔板流量计及转子流量计的基本结构、工作原理与计算；往复泵的工作原理及正位移特性；离心通风机的性能参数、特性曲线；了解的内容：层流与湍流的特征；层流内层与边界层；复杂管路计算要点；其他化工用泵的工作原理及特性；往复压缩机的工作原理。
《化工原理》课程教学大纲
《化工原理》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程性质及任务《化工原理》是化学工程专业极为重要的的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握化工单元操作的基本原理、计算方法、典型设备以及有关的化学工程实用知识。
并能用以分析和解决工程技术中的一般问题。
以便对现行的化学工业生产过程进行管理，使设备能正常运转，进而对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率，从而使生产获得最大限度的经济效益。
为深入学习本专业后续课程及从事化工专业的实际工作打下基础。
二、与其他课程的关系先修高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等课程。
后续课程为化工设备机械基础、化工仪表、有机化工、石油炼制等专业课程。
三、教学总体要求基本概念：流体流动、输送机械、沉降、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等。
基本知识：化工单元操作的基本原理基本技能：一般单元操作的操作能力、典型设备计算选用能力、因次分析法、实验测定法等重点：流体流动、传热、精馏、吸收等难点：阻力计算、对流传热计算、吸收速率计算等四、课程的教学方法和教学形式建议1、本课程的工程性、实践性较强，环节多，因此，教学形式以讲授为主。
2、为加强和落实动手能力的培养，充分重视实践性教学环节，保证上机操作、实验等不少于36课时,课程设计不少于60课时。
五、教学要求的层次课程的教学要求在每一章教学内容之后给出，大体分为了解、理解和熟练掌握三个层次。
了解一般为扩展知识面，知道即可；理解是能正确表达有关概念、掌握定律、计算、结构和方法；熟练掌握是在理解的基础上加以灵活运用。
第二部分教学内容及要求一、课程教学总学时数课程教学总学时数144学时(不含课程设计60课时)，其中实验36学时。
二、教材与教学环节1、参考教材：天津大学《化工原理》、李云倩编《化工原理》2、授课内容以教材为主，教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。
因此教材要概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学，并要注意加强导学。
化工原理纲要
比热:CH＝Ca+HCV=1.01+1.88H ,kJ/kg干气·℃
焓：I＝Ia+ H Iv=(1.01+1.88H)t+2500H , kJ/kg干气
2.干燥过程的物料衡算
3.热量衡算
在常压下，不饱和湿空气300K，相对湿度30％，当加热到350K时，空气参数将如何变化？
•H不变φ减小tw升高td不变I增大
4.干燥速率和干燥时间
影响临界含水量的因素:
物料性质 物料厚度 干燥速率
恒定干燥条件：温度、湿度、流速、接触方式
等分子相向扩散：
对于稀溶液，CA很小，
分子单向扩散：
3.吸收过程计算
物料衡算
操作线方程：
吸收速率方程式的8种表达形式：
当
m较小（易溶）时为气相控制，m较大（难溶）时为液相控制。
吸收机理模型：1.双模论2.溶质渗透模型3.表面更新模型
填料层高度计算
传质单元高度：传质单元数：
对数平均浓度法:吸收因素法:
（求NT，以及确定回流的入口位置）
塔设备
1.填料塔
①填料的类型
拉西环,鲍尔环,弧鞍形填料,阶梯环,共轭环
波纹板，丝网波纹填料等
②气体通过填料压降
载点 泛点
2.板式塔
①板式塔的类型：筛板、浮阀、泡罩等
②板式塔内气液流动方式: 错流 逆流
③筛板塔操作负荷性能图
a.液相下限线
b.液相上限线
c.漏液线
d.过量液沫夹带线
q越大,提馏线就越远离平衡线,完成同样的分离任务所需的NT就越少,但塔釜再沸器的供热量QR就越大。
④q线方程:
⑤操作线方程:
⑥最小回流比:
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2014年硕士研究生统一入学考试
《化工原理》
第一部分考试说明
一、考试性质
化工原理是冶金工程所属各学科的专业基础课之一。
通过本课程的教学使学生掌握流体流动、传热和传质基础理论及主要单元操作的典型设备的构造、操作原理；工艺设计、设备计算、选型及实验研究方法；培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中的各种工程实际问题的能力。
考试对象为参加冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金、化学工程、化学工艺五个学科和冶金工程领域2014年全国硕士研究生入学考试的准考学生。
二、考试形式与试卷结构
（一）答卷方式：闭卷，笔试
（二）答题时间：180分钟
（三）考试题型及比例
概念题约占30％
简答题约占30％
计算题约占40％
（四）参考书目
谭天恩等，化工原理，化学工业出版社，2006年。
张廷安等化工原理简明教程，东北大学出版社，2013年
第二部分考查要点
一、绪论
掌握单元操作的基本概念；理解单元操作依据的理论基础（物理本质）、单元操作的研究方法。
物理量的因次、单位与单位换算：单位制与因次的概念。
几种主要单位制及我国的法定计量单位。
单位换算的基本方式。
三大守恒定律及其应用。
二、流体流动
掌握依据流体随压力、温度、时间变化定性分类的基本概念：可压缩流体、不可压缩流体、稳定流动与不稳定流动、牛顿流体与非牛顿流体等；掌握压力表示方法的概念掌握管内流体流动型态决定因素、层流和湍流的判断方法；能解释边界层与边界层分离现象及其对传热、传质过程的影响；掌握量纲分析法原理
了解流体在管路系统内流动的基本方程，其中包括连续性方程和机械能衡算方程，会用连续性方程及柏努利方程进行管路计算。
三、流体输送机械
掌握离心泵的压头、理论压头与实际压头的概念、离心泵的主要性能参数，包括有效功率、轴功率和效率等概念；掌握汽蚀现象的概念
了解离心泵操作原理；了解气缚现象及其防止措施；了解离心泵的特性曲线及其特点；掌握离心泵的工作点的确定与流量调节方法；会用汽蚀余量或允许吸上真空度确定离心泵的安装高度
四、机械分离与固体流态化
理解均相混合物、非均相混合物的概念；掌握表征颗粒特征的基本概念：如球形度等；理解“目”的涵义：掌握自由沉降与干扰沉降的区别；掌握深层过滤与滤饼过滤的概念、了解滤饼的可压缩性及比阻等概念；掌握不同洗涤方式的概念；掌握固体流态化各个阶段的基本概念：包括起始流化速度和带出速度的概念；
掌握重力沉降原理及沉降速度概念及表达式（重点掌握层流态）；离心沉降原理及沉降速度表达式（重点掌握层流态）；了解降尘室的工作原理；掌握滤饼过滤中流体流动简化方法；掌握流化床的两种状态；掌握流化床压力损失与气速的关系。
旋风分离器（基本构造．作用原理、分离效率．流体阻力、结构型式与选用
过滤操作的基本概念：过程的特点；推动力与阻力；过滤介质；助滤剂。
过滤设备：板框压滤机、加压液滤机、转筒真空过滤机、过滤式离心机等。
过滤计算：过滤基本方程；恒压及恒速过滤方程；间歇式及连续式过滤机的计算；过滤常数的测定，过滤时间、
洗涤时间、生产能力等的计算。
五、搅拌
了解搅拌槽的概念，叶轮的主要形式；掌握搅拌器的功率的概念；
了解搅拌的目的；液体受搅拌所需功率决定因素；搅拌功率关联式，功率曲线。
了解搅拌槽中流体流动放大判据
六、传热
掌握传热速率两种表述方式：热流量与热通量；掌握稳定温度场和不稳定温度场的概念；了解给热时定性温度的涵义、掌握辐射传热的基本概念，包括灰体和黑度等了解传热的三种基本方式；理解傅立叶定律及其表达形式；了解流体通过间壁传热过程；掌握牛顿冷却定律及其表达形式；掌握描述自然对流时量纲分析中常用准数符号及其涵义；掌握斯蒂芬-波尔兹曼定律
重点掌握多层平壁稳定热传导的计算；会用流体特征数关联式计算对流换热问题（重点掌握流体无相变强制对流圆形直管中的湍流问题）；掌握两物体表面间的相互辐射换热计算
七、蒸发
掌握单效蒸发、多效蒸发的概念；理解浓缩热和自蒸发（闪蒸）的定义、掌握加热蒸汽与二次蒸汽等基本概念；
了解蒸发过程的特点；理解蒸发设备中的温度差损失的原理；掌握溶液的沸点升高与杜林规则
八、传质过程导论
相组成的表示法及换算；气体在液体中溶解度，亨利定律各种表达式及相互间的关系；相平衡的应用；分子扩散、菲克定律及其在等分子反向扩散和单向扩散的应用；对流传质概念；
九、吸收
双膜理论要点；吸收的物料衡算、操作线方程及图示方法；最小液气比概念及吸收剂
用量的确定；填料层高度的计算，传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义，传质单元数的计算（平推动力法和吸收因数法）；吸收塔的设计计算。
各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关系；各种传质系数间的关系；气膜控制与液膜控制；吸收剂的选择；吸收塔的操作型分析；解吸的特点及计算。
分子扩散系数及影响因素；塔高计算基本方程的推导。
十、蒸馏
二元物系的气液项平衡，平衡级蒸馏和精馏原理；二元连续精馏的分析和计算。