《化工原理B》教学知识点小结.doc

《化工原理B》教学知识点小结
Principles of Chemical Engineering (B)

80学时（其中理论教学56学时，实验24学时）

0 绪论（0.5学时）
化工单元操作历史梗概，本门课程的性质、地位和要回答的问题。
1 流体流动
[教学目的]
学习流体流动的宏观规律，理解流体流动的内部结构，掌握因次论指导下的实验研究法、阻力损失计算、流体输送管路计算，能够运用流体流动原理进行流速流量测量。
[教学重点与难点]
机械能衡算和阻力损失计算；流体流动内部结构和因次分析法。
[教学时数]
11.5学时
[教学方法与手段]
流体静力学和守恒原理等简单问题严格推导，湍流基本特征和阻力计算等复杂问题简化处理，压强测量、管路计算和流速流量测量采用定性分析与定量计算相结合的方法，强化基本原理、基本方程工程应用训练。
在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授.
[教学内容]
1.1 概述
流体流动的两种考察方法；流体流动中的作用力；流体流动中的机械能。
1.2流体静力学
静压强在空间的分布；压强能和位能；压强的表示方法；压强的静力学测量方法。
1.3 流体流动中的守恒原理
质量守恒；机械能守恒；动量守恒×。
1.4 流体流动中的内部结构
流动的型态；湍流的基本特征；圆管内流体运动的数学描述。
1.5阻力损失
两种阻力损失；湍流时直管阻力损失的实验研究方法；直管阻力损失的计算式；局部阻力损失。
1.6流体输送管路的计算
阻力对管内流动的影响；管路计算；可压缩流体的管路的计算。
1.7流速和流量的测量
毕托管（测速管）；孔板流量计；转子流量计。
2 流体输送机械
[教学目的]
将流体力学原理应用于工程实际；将“流体输送机械”作为单元操作进行讨论。
[教学重点和难点]
离心泵（泵的选择和操作）；离心泵基本方程的推导和离心泵安装高度。
[教学时数]
4学时
[教学方法和手段]
讲解管路特性、离心泵基本方程、安装高度等内容应尽可能地运用和巩固“流体流动“一章已学过的原理和公式；从单元操作的目的着手，讨论达到输送目的所能调动的工程手段，探讨实现输送所需的设备或机械结构及其操作性能，以及能量使用的经济性等问题。
在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。
[教学内容]
2.1概述
流体输送对输送机械的要求；管路特性曲线等
2.2离心泵
离心泵的工作原理；离心泵的特性曲线；离心泵的流量调节与组合操作；离心泵的安装高度；离心泵的类型与选用。
2.3往复泵
往复泵的作用原理和类型；往复泵的流量调节；
2.4其他化工用泵
非正位移泵；正位移泵；各类化工用泵的比较。
2.5气体输送机械
通风机；鼓风机；压缩机；真空泵。
3 沉降与过滤
[教学目的]
了解重力沉降、离心沉降，掌握过滤原理和过程计算。
[教学重点与难点]
沉降速度的计算；过滤原理和过程计算。
[教学时数]
4学时。
[教学方法与手段]
定性分析和定量推导相结合；在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。
[教学内容]
3.1概述
　　非均相物系的分离；颗粒相对运动时所受的阻力。
3.2重力沉降
沉降速度；降沉室；悬浮液的沉聚。
3.3离心沉降
　　离心分离因素；离心沉降速度；旋风分离器；悬液分离器；沉降离心机。
3.4过滤
悬浮液的过滤；过滤速率的基本方程；恒压过滤；过滤设备。
4 传热
[教学目的]
掌握传热一般规律，能分析影响传热的各种因素；合理选择和设计传热；合理操作和调节传热。
[教学重点和难点]
各种传热过程数学描述和计算；沸腾给热和冷凝给热过程数学描述，管壳式换热器设计和选用。
[教学时数]
10学时
[教学方法和手段]
从传热操作的目的着手，讨论达到传热目的所能调动的工程手段，分析影响传热的各种因素， 探讨实现传热所需设备的设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。
在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。
[教学内容]
4.1概述
传热过程中的冷热流体接触方式；载热体及其选择；传热过程。
4.2热传导
傅立叶定律和导热系数；通过平壁的定态导热过程；通过圆筒壁的定态导热过程；通过多层壁的定态导热过程。
4.3对流给热
对流给热过程分析；对流给热过程的数学描述；无相变的对流给热系数的经验关联式。
4.4沸腾给热和冷凝给热
沸腾给热；沸腾给热过程的强化；蒸气冷凝给热；冷凝给热系数；影响冷凝给热的因数及强化措施。
4.5热辐射
固体辐射；气体辐射。
4.6传热过程的计算
传热过程的数学描述；传热过程基本方程式；换热器的设计型计算；换热器的操作型计算；传热单元法；非定态传热过程的拟定态处理；变系数的传热过程计算；“管式换热器的选用与操作模拟”计算机辅助计算。
4.7换热器
间壁式换热器的类型；管壳式换热器的设计和选用；换热器的强化和其他类型。
5 气体吸收
[教学目的]
掌握吸收一般规律，能分析影响吸收的各种因素；合理选择和设计吸收；合理操作和调节吸收。
[教学重点和难点]
低含量气体吸收过程数学描述和计算；扩散与单相传质。
[教学时数]
8学时
[教学方法和手段]
从吸收操作的目的着手，讨论达到吸收目的所能调动的工程手段，分析影响吸收的各种因素， 探讨吸收过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。
在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。
[教学内容]
5.1概述
气体吸收的目的、原理及实施方法；解吸过程的经济分析（包括吸收剂的选择）。
5.2气液相平衡
平衡溶解度；相平衡与吸收过程的关系。
5.3扩散与单相传质
双组分混合物中的分子扩散；扩散系数；对流传质；物质传递与动量、热量传递的类比；对流传质理论。
5.4相际传质
相际传质速率；传质阻力的控制步骤与界面含量。
5.5低含量气体吸收
吸收过程的数学描述；传质单元数的计算方法。
5.6吸收塔的计算
吸收塔的设计型计算；吸收塔的操作型计算。
5.7填料塔
填料塔的结构与性能；汽液两相在填料层内的流动；塔径的计算；填料塔的附件。
6蒸馏
[教学目的]
掌握精馏一般规律，能分析影响精馏的各种因素；合理选择和设计精馏；合理操作和调节精馏。
[教学重点和难点]
双组分精馏过程数学描述和计算；精馏过程的其它类型，间歇精馏。
[教学时数]
10学时
[教学方法和手段]
从精馏操作的目的着手，讨论达到精馏目的所能调动的工程手段，分析影响精馏的各种因素， 探讨精馏过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。
在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。
[教学内容]
6.1概述
蒸馏操作的目的、原理及实施方法；蒸馏操作的费用及操作压强的选择。
6.2双组分溶液的气液相平衡
理想物系的气液相平衡；非理想物系的气液相平衡。
6.3平衡蒸馏与简单蒸馏
平衡蒸馏；简单蒸馏。
6.4精馏
精馏过程；精馏过程的程数学描述的基本方法；塔板上过程的数学描述；精馏过程的两种解法；精馏塔的操作。
6.5双组分精馏的设计型计算
理论板数的计算；回流比的选择；加料热状态的选择；双组分精馏过程的其它类型；平衡线为直线时的理论板的解析计算。
6.6双组分精馏的操作型计算
精馏过程计算的操作型计算；精馏塔的温度分布和灵敏板；“二元精馏设计与操作模拟”计算机辅助计算。
6.7间歇精馏
间歇精馏过程的特点；保持馏出液组成恒定的间歇精馏；回流比保持恒定的间歇精馏。
6.8恒沸精馏与萃取精馏
6.9板式塔
7 干燥　
[教学目的]
掌握干燥一般规律，能分析影响干燥的各种因素；合理选择和设计干燥；合理操作和调节干燥。
[教学重点和难点]
干燥静力学、速率和过程计算；干燥过程的热量衡算与热效率。
[教学时数]
4学时
[教学方法和手段]
从干燥操作的目的着手，讨论达到干燥目的所能调动的工程手段，分析影响干燥的各种因素， 探讨干燥过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用的经济性等问题。
在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。
[教学内容]
7.1概述
固体去湿方法和干燥过程；对流干燥流程及经济性。
7.2干燥静力学
湿空气的状态参数；湿空气状态的变化过程；水分在气－固两相间的平衡。
7.3干燥速率与干燥过程计算
物料在定态空气条件下的干燥速率；间歇干燥过程的计算；连续干燥过程的一般特性；干燥过程的物料衡算与热量衡算；干燥过程的热效率；连续干燥过程设备容积的计算方法。
7.4干燥器
干燥器的基本要求；常用对流式干燥器；非对流式干燥器。

课程学时分配表
教学内容(章)
讲课学时
实验学时
习题课
其它
0.绪论
0.5
6

1.流体流动
11.5
2

2.流体输送机械
4
2

3. 沉降与过滤
4
3

4.传热
10
3

5.气体吸收
10

6.蒸馏
10
4

7.固体干燥
4
4

复 习
(2)

合 计
56
24

建议教材与教学参考书
1.陈敏恒、从德滋、方图南等编《化工原理》上、下册（第二版），北京：化学工业出版社，1999.6
2.天津大学化工原理教研室编《化工原理》上、下册(第二版)，天津：天津科技出版社,1996.3
3.陈维纽主编《传递过程与单元操作》，杭州：浙江大学出版社,1994.8
4.李炽章编著《化工原理计算机辅助计算》，上海：华东理工大学出版社,1991.6
5.丛德滋等编《化工原理详解与练习》，北京：化学工业出版社,1988.3
6.陈同芸等编《化工原理实验》，上海：华东理工大学出版社，1989.1
7.华东理工大学化工原理教研室编《化工原理实验图像仿真系统》，华东理工大学出版社，1991.9
8. 王志魁主编，化工原理（第三版），北京，化学工业出版社，2005.1