化工原理(下册)
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spContent=“化工原理”是化学化工相关本科专业的主干专业基础课程。该课程以过程工程为背景,应用传递理论研究化工单元操作过程与设备原理,进而完成设计型和操作型计算,提高分析和解决问题的能力。化工原理(下册)包括蒸馏、吸收、气液传质设备、液液萃取、干燥和膜分离和吸附分离过程共6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

第6章 蒸馏

6.1概述

6.2.1-6.2.2 溶液的气、液相平衡和自由度

6.2.2-6.2.4 溶液的气、液相平衡3-相对挥发度法+非理想

6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏

6.4.1 精馏过程原理

6.4.2 精馏过程的物料衡算与热量衡算(1)

6.4.2 精馏过程的物料衡算与热量衡算(2)

6.4.2 精馏过程的物料衡算与热量衡算(3)

6.5.1-6.5.2  双组分精馏计算-操作线、q的影响

6.5.3 双组分精馏计算-理论塔板数求解(1)

6.5.3 双组分精馏计算-理论塔板数求解(2)

6.5.4 双组分精馏计算-回流比的选择-全回流(1)

6.5.4 双组分精馏计算-回流比的选择-最小回流比(2)

6.5.5 双组分精馏计算-简捷法求N

6.5.6 双组分精馏计算-实际塔板数及塔板效率

6.6.1 复杂塔精馏过程--水蒸汽

6.6.2 复杂塔精馏过程--侧线

6.6.3-6.6.5 复杂塔精馏过程--多股-分凝

6.7.1 间歇精馏较-恒定回流比

6.7.2 间歇精馏较-恒定组成

6.8.1 多组分精馏-分离序列

6.8.2 多组分精馏-物料衡算

6.8.3 多组分精馏-回流比

6.8.4 多组分精馏-理论板数

6.8.5 精馏过程的节能技术

6.9.1-6.9.2 恒沸-萃取精馏

6.9.3-6.9.5 反应精馏+加盐精馏+分子蒸馏

第6章 单元测试

单元作业

第7章 吸收

7.1 -(1)  概述

7.1  -(2)概述

7.2  -(1) 均相混合物内的质量传递

7.2     -(2)均相混合物内的质量传递

7.2   -(3) 均相混合物内的质量传递

7.2  -(4) 均相混合物内的质量传递

7.3   -(1)相际间质量传递

7.3   -(2)相际间质量传递

7.3   -(3)相际间质量传递

7.4   -(1)  低浓度气体吸收

7.4   -(2)  低浓度气体吸收

7.4  -(3)   低浓度气体吸收

7.4   -(4)  低浓度气体吸收

7.4   -(5)  低浓度气体吸收

7.5 高浓度气体吸收

7.6   多组分吸收过程

7.7  化学吸收

7.8   解吸

第七章测验

作业

第8章 气液传质设备

8.1 8.2 气液传质设备概述

8.2.2 板式塔内的流体力学性能及操作限制

8.2.3 塔板类型

8.3 填料塔

8.3.2 填料塔的流体力学性能

第9章 萃取

9.1 概述

9.2.1 三角形坐标

9.2.2 三角形相图

9.2.3 分配曲线及分配系数

9.3.1 部分互溶物系的单级萃取

9.3.2 部分互溶物系的多级错流萃取

9.3.3 部分互溶物系的多级逆流萃取

9.4.1 完全不互溶物系的单级萃取

9.4.2 完全不互溶物系的多级错流萃取

9.4.3  完全不互溶物系的多级逆流萃取

9.5 溶剂的选择及其他萃取方法

9.6 浸取和超临界萃取

9.7 液-液传质设备

第9章 测试

第9章 作业

第10章 干燥

10.1 概述

10.2 干燥介质

10.3 物料干燥过程的相平衡

10.4 干燥过程速率

10.5 干燥过程计算

10.6 干燥设备

第10章测验

第11章 膜分离和吸附

11.1 概述及11.2 膜分离

11.3 吸附

第11章测验

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.