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化工原理(下册)
第16次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3-5小时每周
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课程评价(133)
spContent=“化工原理”是化工相关本科专业的主干基础课程。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、膜分离和吸附等6个理论讲授章节和新工科工程案例章节。同时配备了英文字幕版视频,方便国外学生观看。
“化工原理”是化工相关本科专业的主干基础课程。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、膜分离和吸附等6个理论讲授章节和新工科工程案例章节。同时配备了英文字幕版视频,方便国外学生观看。
—— 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。

大连理工大学化工原理课程获评2018年国家级在线精品课程(线上一流课程)。

 

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,通过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。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
课时目标:(1)理解蒸馏分离的目的和依据,蒸馏过程必要条件以及在工业生产中的应用;(2)了解蒸馏操作的分类,蒸馏过程的特点;(3)蒸馏过程的气液相平衡关系;(4)平衡蒸馏和简单蒸馏的原理和相关计算方法;(5)精馏的原理及两组分连续精馏过程的计算;(6)特殊精馏的分类、过程原理;
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-恒定回流比
6.7.2 间歇精馏-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
第6章 精馏单元作业
第7章 吸收
课时目标:(1)了解工业生产过程中的吸收过程;气体吸收的目的、原理及实施方法;吸收过程的经济性与吸收剂的选择原则。(2)掌握气液相平衡;Henry定律;温度、总压对平衡的影响;相平衡与吸收过程的关系。(3)掌握低浓度气体的吸收与计算;吸收过程数学描述;低浓度气体吸收的假定;物料衡算及操作线方程的含义;传质单元高度HOG;传质单元数NOG;对数平均推动力法和吸收因数法。(4)掌握传质的基本方式:分子扩散、对流及各自特点,扩散与单相传质;分子扩散与Fick定律;扩散系数;等分子反向扩散、单向扩散概念;对流传质与传质分系数。(5)掌握两种质量传递的计算;掌握相际间传质的相平衡关系;掌握相际传质速率方程;传质分系数和总系数的关系;传质推动力与传质系数的关系;溶解度对两相传质阻力分配的影响;相际传质双膜模型;了解单元传质法和平衡级法。(6)掌握吸收过程设计;吸收过程设计中参数的选择;指定分离要求下的最小液气比;返混对过程的影响。(7)掌握吸收操作,操作型问题的命题和解法;影响吸收结果的操作因素分析。(8)了解高浓度气体的吸收与计算、化学吸收与计算;多组分吸收过程;解吸操作。(9)了解吸收过程的强化方法和基本理论。
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7章 单元测试
第7章 吸收单元作业
第8章 气液传质设备
课时目标:(1)板式塔的结构、类型、流体力学性能(2)填料塔的结构、类型、流体力学性能
8.1~8.2.1 气液传质设备概述和板式塔结构
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
8.3.1 填料塔概述
8.3.2 填料塔的流体力学性能
第8章 单元测验
第9章 萃取
课时目标:(1)液液萃取分离过程的基本原理;(2)液液相平衡的表示方法;(3)萃取剂的选择;(4)单级萃取过程的特点及计算方法;(5)多级萃取过程的特点及计算方法;(6)典型萃取设备的特点。
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 单元测验
第10章 干燥
课时目标:(1)描述湿空气性质的参数、温湿图及其应用;(2)物料中水分的性质和划分方法;(3)恒定干燥条件下的干燥机理、干燥曲线、干燥速率;(4)干燥过程的物料衡算和热量衡算;(5)干燥器的结构及工作原理。
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 单元测验
第10章 单元作业
第11章 膜分离和吸附
课时目标:了解膜分离和吸附单元的基本原理和设备
11.1-11.2 概述及膜分离
11.3 吸附
第11章 单元测验
12 工程案例
课时目标:培养工程观念和工程素养。
12.1 页岩气脱酸过程吸收剂筛选与过程设计
12.2 异丙醇装置用能优化集成技术
13 化工原理实验慕课链接
课时目标:学习化工原理实验课程内容。
13.1 化工原理实验
展开全部
预备知识

《高等数学》、《工程数学》、《物理学》、《物理化学》等。

参考资料

(1)潘艳秋、肖武 主编。《化工原理》(第四版)(下),高等教育出版社,2022。

(2)潘艳秋、吴雪梅 主编。《化工原理》(下),化学工业出版社,2017。

(3)王瑶 主编。《化工原理学习指导》(第三版),高等教育出版社,2016。

(4)Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott. Unit Operations of Chemical

 Engineering, Seventh Edition, McGraw-Hill companies, Inc. 2005.

(5)都健,王瑶,王刚,主编。《化工原理实验》,化学工业出版社,2017。

(6)王瑶,张晓冬,主编。《化工单元过程及设备课程设计》,化学工业出版社,2013。

常见问题

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教授,大连理工大学膜科学与技术研发中心主任

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