化工原理
《化工原理》教学大纲
适用专业 生物化工、环境工程等(学分:4 学时:72)
一、课程的性质和任务
化工原理课程是化学工程、化工工艺、生物化工、环境工程等类专业的一门主干课,为学生 在具备了必要的高等数学、物理学、物理化学、计算机技术(包括算法语言及其应用)等基础 知识后必修的技术基础课。
化工原理的主要研究内容是以生产中的物理加工过程为背 景,按其操作原理的共性归纳成的 若干“单元操作”。
化工原理属工程科学,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,研究方法是理论 解释和在理论指导下的实验研究。本课程强调理论与实际的结合,通过本课程的学习提高分 析问题、解决问题的能力。
化工原理包括课堂教学、实验、课程设计三个教学环节。
课堂教学包括讲课、习题课、讨论、现场教学等内容,其在三个教学环节中起着主导作用。 讲课内容着重阐述基本概念、基本定律、特征方程的分析推导、化工单元操作设备的设计选 用等。
实验教学不仅使学生验证化工原理基本理论,加深对课堂教学内容的理解,更重要的还在于 对学生进行实验方法、实验技能的基本训练,培养学生独立组织和完成实验的能力、动手能 力及
严肃认真、实事求是的工作作风和科学态度。
课程设计是综合应用本课程和有关先修课程所学知识,完成以单元操作为主的一次工程设计 ,从而对学生进行一次设计技能的基本训练,培养学生解决工程实际问题的能力。
二、教学内容和要求
绪论
目的:了解本课程的研究对象、内容和方法。
内容:本课程的研究对象和内容;学科发展史;主要研究方法;单位和单位换算;物料衡算 和热量衡算。
要求:1了解本课程研究对象、内容和学科发展史 2
熟练掌握单位和单位换算 理解本课程的主要研究方法 3
第一章 流体流动
目的:掌握流体流动的规律和管路计算方法。
内容:流体的密度和压强;流体静力学基本方程及其应用;流体流动连续性方程和机械能衡 算方程—柏努利方程及其应用;牛顿粘性定律;层流和湍流;管流速度分布;流动边界层概 念;管内流动的阻力损失的计算;管路计算;流速、流量的测定。
要求:
1 了解各种形式的压差计;
2
3
4 了解流动形态的概念;理解层流与湍流及边界层的概念;理 理解粘度的概念,掌握牛顿粘性定律及其应用; 理解与掌握连续性方程和柏努利方程,熟练掌握它们的应用; 解雷诺数及其物理含义;
5
6 理解摩擦因数和相对粗糙度的概念;掌握因次分析方法;掌 掌握管内流动的分析方法; 握管内流动阻力的计算;掌 握各种局部阻力的计算; 7
8 了解各种测速装置;掌握各种测速装置的流量计算及其校正 了解简单管路;掌握各种管路的计算; 方法。
第二章 流体输送机械
目的:掌握流体输送机械的计算、选用与安装。
内容:离心泵结构、操作原理和类型;离心泵的理论压头和实际压头;离心泵特性参数和特 性曲线;离心泵安装高度的确定;离心泵的选用;往复泵和其它类型泵;通风机、鼓风机、 压缩机和真空泵。
要求:
1
2 理解流量、压头、功率和效率的概念;熟练掌握离心泵的特 了解离心泵操作原理、构造与类型,理解气缚和汽蚀现象; 性曲线及其应用;
3 理解离心泵工作点概念,掌握管路特性方程的求取方法和流量调节方法;
4
5
6 了解离心式通风机、鼓风机、压缩机和往复式压缩机以及几 了解其它类型泵的操作原理和选用原则; 熟练掌握离心泵安装高度的计算和选型方法; 种真空泵的操作原理和基本 构造。
第三章 传热
目的:掌握热量传递的原理和计算。
内容:传热方式;傅立叶定律及其在一维稳态热传导中的应用;两流体通过间壁的传热分析 ;传热方程和传热系数;牛顿冷却定律;对流传热膜系数及其影响因素和半经验公式;传热
效率和传热单元数法;热辐射传热;辐射;对流的联合传热。
要求:
1
2
3
4
5 熟练掌握对流传热系数的经验式,并能分析各种因素对不同 理解对流传热的概念以及牛顿冷却定律; 熟练掌握传热速率方程、热量衡算方程和传热系数的计算; 理解两流体通过固体壁传热的概念; 理解一维稳态傅立叶定律,熟练掌握一维稳态导热的计算; 情况下对流传热的影响;
6
7 理解热辐射的概念,掌握两固体间的辐射传热的计算和设备 掌握传热效率和传热单元数法; 热损失的计算。
第四章 传热设备
目的:掌握传热设备的设计计算方法和选用。
内容:常用换热设备;列管式换热器的结构、选型和设计计算;强化传热的措施。
要求:
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