spContent=本课程是一门非常重要的专业基础课,承担着由基础到专业,由理论到工程的桥梁作用。主要介绍流体流动、传热和传质的基本原理、工艺计算及设备设计、操作、优化及过程强化。课程结合现代教学技术和手段,在发展史及最新研究成果中融入爱国敬业、严谨治学的红色文化基因,典型单元设备的操作中融入风险防控的黄色安全思维及严谨的职业素养,典型单元设备的设计中融入循环利用、节能减排的绿色环保元素,培养学生运用单元操作基本知识、工程技术观点分析和解决复杂化工实际问题的能力,激发学生今后开展新技术新工艺研究、设计与开发的专业兴趣。
本课程是一门非常重要的专业基础课,承担着由基础到专业,由理论到工程的桥梁作用。主要介绍流体流动、传热和传质的基本原理、工艺计算及设备设计、操作、优化及过程强化。课程结合现代教学技术和手段,在发展史及最新研究成果中融入爱国敬业、严谨治学的红色文化基因,典型单元设备的操作中融入风险防控的黄色安全思维及严谨的职业素养,典型单元设备的设计中融入循环利用、节能减排的绿色环保元素,培养学生运用单元操作基本知识、工程技术观点分析和解决复杂化工实际问题的能力,激发学生今后开展新技术新工艺研究、设计与开发的专业兴趣。
—— 课程团队
课程概述
通过这门课程的学习,要使学生系统地获得:动量传递、热量传递、质量传递的基本概念;流体流动、流体输送机械、非均相物系分离(沉降及过滤)、传热、蒸馏、吸收、蒸馏吸收塔设备、干燥等各单元操作的原理、典型设备的结构、工艺尺寸计算、设备选型与校核和工程学科的研究方法。培养学生的工程观念、分析和解决单元操作中各种问题的能力。突出课程的实践性,使学生受到利用自然科学的基本原理解决实际工程问题的初步训练,提高学生的定量运算能力、实验技能、设计能力、单元操作的分析与调节能力。
授课目标
通过这门课程的学习,要使学生系统地获得:‘三传’的基本概念;各单元操作的原理、典型设备的结构、工艺尺寸计算、设备选型与校核和工程学科的研究方法。培养学生的工程观念、分析和解决单元操作中各种问题的能力。
成绩 要求
考核含课程讨论、视频学习完成度、作业、单元测验、考试等。
60分及格。
课程大纲
绪论
课时目标:掌握单位换算方法;掌握物料衡算、热量衡算的原则以及衡算的方法和步骤。熟悉单元操作的概念及其在化工过程中的地位。了解本课程的目的、任务、化学工程的发展简史。了解过程速率、平衡关系。
0.1化工生产过程与单元操作
0.2课程性质、内容及任务
0.3单位制和单位换算
0.4常用基本概念
流体流动
课时目标:掌握液体、气体的密度计算;掌握压力的定义及表压、真空度、绝对压力的定义;掌握流体静力学基本方程式及应用;掌握流量、流速的定义及连续性方程;掌握柏努利方程式及应用;理解牛顿粘性定律,掌握粘度的单位及单位换算;掌握雷诺准数的表达式及判据;掌握当量直径的概念;理解流体在圆管内的速度分布;掌握直管阻力与局部阻力的计算;掌握简单管路的设计型计算和输送能力的核算;了解复杂管路并能作简单的计算;了解测速管、孔板流量计、转子流量计的测量原理,并能作简单的计算。
1.1流体的物理性质
1.2流体静力学基本方程
1.3流体流动的基本方程
1.4流体流动现象
1.5流体在管内的流动阻力
1.6管路计算
1.7流量测量
流体输送机械
课时目标:了解离心泵的工作原理以及主要部件的作用;了解离心泵的结构及基本方程式;掌握离心泵的“气缚”和“气蚀”现象;掌握离心泵的性能参数;掌握离心泵的特性曲线及其影响因素;掌握管路特性曲线方程式;掌握离心泵工作点的确定及流量调节的方法;掌握离心泵安装高度的确定原则;掌握离心泵选型计算,正确选用离心泵的型号;了解往复泵以及离心式通风机的工作原理;掌握离心式通风机的性能参数。
2.1离心泵
2.2其他类型液体输送机械
2.3气体输送和压缩机械
非均相物系分分离
课时目标:理解均相混合物与非均相混合物的基本概念;理解球形颗粒和均匀床层的特性;理解重力沉降与离心沉降的概念以及适用的范围;掌握沉降速度的计算,特别是层流区的沉降速度的计算;理解降尘室内颗粒分离条件;掌握重力沉降设备的计算;了解旋风分离器的工作原理;了解液体过滤操作的基本原理;掌握一维固定床层的流动压降的计算;掌握过滤基本方程式及其应用;掌握过滤过程及设备的计算和过滤常数的测定方法。了解流化床的基本概念和主要特征。
3.1概述
3.2颗粒及颗粒床层的特性
3.3沉降分离
3.4过滤
3.5离心机
传热
课时目标:理解传热三种基本方式的概念和特点;掌握稳态传热和非稳态传热的概念以及传热速率方程式;掌握单层平壁、多层平壁、单层圆筒壁及多层圆筒壁的稳态热传导的计算;掌握流体无相变时在圆形直管内强制湍流时对流传热系数的计算;了解蒸汽冷凝和沸腾给热;掌握热负荷、传热平均温度差及总传热系数的计算,要求能够根据计算结果及工艺要求选用合适的换热器;理解黑体、白体、透热体、灰体、黑度的概念;了解斯蒂芬—波尔兹曼定律以及克希霍夫定律,能够对黑体的辐射能力以及两固体间的相互辐射作以简单的计算;了解列管换热器的结构特点及其应用。
4.1概述
4.2热传导
4.3对流传热概述
4.4传热过程计算
4.5对流传热系数关联式
4.6辐射传热
4.7换热器
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预备知识
参考资料
教材:
化工原理 主编 夏清、贾绍义 天津大学出版社 2012年1月第2版
教学参考书:
(1)化工原理 主编 陈敏恒 化学工业出版社 2015年8月第4版
(2)化工原理 主编 丁忠伟 高等教育出版社 2014年9月第1版
(3)化工原理 主编 管国锋 化学工业出版社 2015年9月第4版
(4)化工原理 主编 钟秦 国防工业出版社 2013年8月第3版
(5)化工原理 主编 黄少烈、邹华生 高等教育出版社 2016年2月第3版