化工原理(上册)
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课程评价
spContent=“化工原理”是化工相关专业的主干专业基础课程。其应用传递理论研究化工单元操作,以过程工程为背景,使学生在理论和实践上掌握单元操作的过程与设备原理,进而完成设计型和操作型计算,提高分析和解决问题能力。包括流体流动基础、流体输送设备、流体与颗粒的相对运动、传热过程及换热器和蒸发5章。
—— 课程团队
课程概述

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、环境与生物工程、化学工程与工艺(国际班)等专业大类主干专业基础课程。本课程应用传递过程基础理论研究化工单元操作基本原理。该课程以过程工程为教学背景,使学生在理论和实践上掌握单元操作的过程与设备原理,进而完成相应的设计型和操作型过程与设备计算,提高分析问题和解决问题的能力。另外,该课程介绍过程工程研究领域的最新进展能够激励学生的创新精神。

大连理工大学的办学定位,是建设国际知名的高水平研究型大学,化工类及其相关专业培养化学工程领域的高级专业人才,本课程是化工类及其相关专业的专业基础课,它是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上,研究化工单元过程的基本原理及单元过程的研究和设计计算方法。通过本课程的学习使学生掌握化学工程的基本研究方法以及化工单元过程的设计方法,掌握化工单元设备的工艺设计和设备的核算选型,培养学生的工程观念,提高其分析问题和解决实际问题的能力。

 

课程的重点、难点及解决办法

本课程的重点是化工过程的基本研究方法、典型单元过程的原理、及设计计算以及典型过程设备的工艺计算。

化工过程的基本研究方法、典型单元过程的原理、及设计计算以及典型过程设备的工艺计算是化工原理课程的基本内容,这些内容是化工类及其相关专业学生必须掌握的基本技能,因此必须作为课程的重点内容讲授,力求使学生能够通过本课程的学习形成较为系统的化学工程问题的研究方法体系,对典型的单元过程原理做到融会贯通,深刻理解,并能够熟练地进行典型单元的过程设计和设备工艺设计。

本课程的难点在于从基础课程向专业课程的过渡,学生由于长期学习理科特征比较强的数学、物理等课程,不熟悉工程课程的特点,没有工程观念,缺乏化工过程和化工设备的感性认识,因而学习化工原理课程比较困难。在进行本课程学习前,我们组织学生进行认识实习,培养学生对化工过程的感性认识和对化工过程的了解(实践实训教学)。在授课过程中,突出对学生工程观念的培养,使学生逐步体会工程课程的特点,形成学习工程类课程的学习方法,逐步适应工程课程的特点。实践证明该方法能够较好地解决这一问题。

授课目标

1 掌握化工单元操作的基础知识,具有设计分析单元设备的能力 

2 培养化工职业道德和操守,理解技术伦理和个人价值取向 

3 掌握化工单元的设计方法,培养创新意识 

4 培养责任担当、贡献社会、保护环境的意识,熟悉化工行业标准 

5 培养使用工程技术语言的沟通和交流能力 

6 了解化学工程的发展趋势

课程大纲

绪论

绪论-1

绪论-2

第1章 流体流动基础

1.1.3 流场的描述

1.2 作用在流体上的力

1.3.1 流体的流动性

1.3.2 流体的密度

1.3.3 流体的压缩性

1.3.4 流体的黏性

1.4.1 流体静力学基本方程

1.4.2 流体静力学基本方程的应用

1.5.1 稳态流动与非稳态流动

1.5.2 流体的流量与流速

1.5.3 连续性方程

1.5.4 伯努利方程

1.5.5 实际流体流动的机械能衡算方程

1.5.6 实际流体流动的机械能衡算方程的应用

1.6.1 流体的流动类型

1.6.2 流体在圆管内流动分析

1.6.3 流体流动边界层

1.6.4 流体流动阻力计算(1)

1.6.4 流体流动阻力计算(2)

1.6.4 流体流动阻力计算(3)

1.7.1 简单管路计算

1.7.2 复杂管路计算

1.7.3 阻力对管内流动的影响

1.8.1 测速管

1.8.2 节流式流量计

1.8.3 转子流量计

1.1.1 流体的连续性假定

1.1.2 流体质点运动的描述方法

第1章 流体流动基础 单元测试

第1章 单元作业1

第2章 流体输送设备

第2章 流体输送设备-单元测试

化工原理(上册)期中测试卷

2.1 概述

2.2.1 离心泵的基本结构、工作原理与性能参数

2.2.2 离心泵的基本方程

2.2.3 离心泵效率和实际压头

2.2.4 离心泵的特性曲线

2.2.5 离心泵的汽蚀现象和安装高度

2.2.6 离心泵的工作点与流量调节

2.2.7 离心泵的组合运转

2.2.8 离心泵类型与选用

2.3.1 往复泵

2.3.2隔膜泵和计量泵

2.3.3 转子泵

2.4.1 漩涡泵

2.4.2 轴流泵

2.5 各类泵的比较与选择

2.6.1 离心通风机

2.6.2 鼓风机

2.6.3 压缩机(1)

2.6.3 压缩机(2)

2.6.3 压缩机(3)

2.6.3 压缩机(4)

2.6.4 真空泵

第2章 流体输送设备 单元作业

第3章 流体与颗粒(床层)的相对运动----机械分离机流态化

第3章 单元测试

3.1  概述

3.2  颗粒及颗粒床层的几何特性

3.3  流体与颗粒间的相对运动

3.4.1 重力沉降速度的计算

3.4.2  重力沉降设备

3.4.3  离心沉降速度的计算

3.4.4  离心沉降设备

3.5  流体通过固定床的流动

3.6.1  过滤操作的基本概念

3.6.2 过滤过程的物料衡算

3.6.3 过滤基本方程式

3.6.4·3.6.5 过滤过程的计算和滤饼的洗涤

3.6.6 过滤机及其生产能力-1(板框式压滤机)

3.6.6 过滤机及其生产能力-2(叶滤机;回转真空过滤机及其他)

3.7 固体流态化及气力输送

第3章 过滤单元作业

第4章 传热过程及换热器

4.2.1 基本概念和傅里叶定律

4.2.2 热导率

4.2.3 平壁的稳态热传导

4.2.4  长圆筒壁的稳态热传导

4.2.5  圆球壁的稳态热传导

4.3.1 热边界层的概念

4.3.2 对流传热速率方程和表面传热系数

4.3.3 对流传热过程的量纲分析

4.3.4-(1) 无相变化的对流表面传热系数

4.3.4-(2) 无相变化的对流表面传统系数

4.3.4-(3) 无相变化的对流表面传统系数

4.4.1  冷凝传热和沸腾传热

4.4.2 液体沸腾传热

4.5.1 辐射传热基本概念

4.5.2 发射能力和辐射基本定律

4.5.3 固体表面间辐射传热

4.5.4 气体的热辐射

4.5.5 复合传热与设备热损失的计算

4.6.1 热流量衡算方程

4.6.2 总传热速率方程

4.6.3 传热系数和传热面积

4.6.4 平均温度差

4.6.5  传热效率和传热单元数

4.7.1-(1)间壁式换热器的类型

4.7.1-(2)间壁式换热器的类型

4.7.1-(3)间壁式换热器的类型

4.7.2 其他类型换热器

4.7.3 列管式换热器的设计和选用

4.7.4 换热器的传热强化途径

4.1 传热基本方式

传热单元作业

第4章 传热单元测试

第5章 蒸发

5.1 蒸发概述

5.2 单效蒸发计算(1)

5.2 单效蒸发计算(2)

5.3 多效蒸发和提高加热蒸汽经济性的措施

5.4 蒸发器

第5章 单元测试

预备知识
《高等数学》、《工程数学》、《物理学》、《物理化学》等。


证书要求

 本课程为百分制,其中要求如下:

1、参与课堂讨论(10分),占10%(不少于5次,参与课件后的思考题的讨论

2、单元和期中测验(20分),占20%(共4-6次,每次约20道选择题);

3、单元作业(20分),占20%(共3-5次,每次一道综合计算题);

4、期末考试(50分),占50%(包括填空题、问答题;计算题);

5、最后总成绩为60-80分为合格,颁发成绩合格证书;最后总成绩为80分及以上为优秀,即可获得优秀证书。




参考资料

1)王瑶 主编《化工原理学习指导》(第三版).高等教育出版社,2016

2)都健、王瑶 主编 《化工原理》(第三版)(上).高等教育出版社,2015

 3Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott. Unit Operations of Chemical Engineering, Seventh Edition, McGraw-Hill companies, Inc. 2005.