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1、化工原理2教学大纲课程编码:课程名称:化工原理2学时/学分:56/3.5先修课程:高等数学、工程制图、物理化学、化工原理1适用专业:化学工程与工艺开课教研室:化工教研室一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是化学工程与工艺专业的核心课程之一,是化学工程与工艺专业的专业基础课,也是该专业学生的一门必修课。2.课程任务:本课程的任务是使学生初步掌握化工过程的基本原理,以质量传递、热质同时传递原理为主线,以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率等基本概念为理论依据,使学生掌握典型单元操作通用的学习方法和分析问题的思路,培养理论联系实际的观点,进行典型设备的设计、操作及选型的计算,并进行基本实验技能和
2、设计能力的训练,增强学生解决工程实际问题的能力。二、课程教学基本要求本课程强调对学生工程观点、定量运算及设计能力的培养,强调理论联系实际,使学生正确理解各单元操作(吸收、蒸馏、干燥等)的基本原理和操作要领,掌握塔设备、干燥器的构造、性能和操作原理,具有设备选型及校核的基本知识,进行选择适宜操作条件、探索强化过程途径和提高设备效能,运用工程技术观点分析和解决化工单元操作一般问题的初步能力。成绩考核形式:期末成绩(闭卷考试)(70%)平时成绩(作业、期中考试等)(30%)。成绩评定采用百分制,60分为及格。三、 课程教学内容第一章 传质与分离过程概论1.教学基本要求重点掌握相组成的表示方法,分子传
3、质、对流传质、相际传质的传质速率方程;了解传质设备的基本类型和性能要求。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学,要求学生掌握传质与分离方法,相组成的表示方法,分子扩散、对流传质;费克定律、等分子反向扩散、单向扩散的定义,对流传质、相内传质速率的表达式,相际间的传质机理-双膜理论。3.教学重点和难点教学重点是对流传质、相内传质速率的表达式。教学难点是对流传质,费克定律、等分子反向扩散、单方向扩散的机理。4.教学内容(1)概述主要知识点:传质与分离方法;相组成的表示方法。(2) 质量传递的方式与描述主要知识点:分子扩散;对流传质;相际间的传质。(3) 传质设备简介主要知识点:传质设备
4、的分类与性能要求;典型的传质设备。第二章 气体吸收1.教学基本要求重点掌握吸收过程相平衡方程,吸收过程模型及传质速率方程,低浓度气体吸收设计型和操作型计算;了解解吸的概念,其它吸收流程。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学,要求学生掌握吸收设备的特点、吸收操作分类,吸收过程的相平衡关系,吸收过程的速率关系表达式,低浓度气体吸收的特点、吸收过程的操作线方程式,填料层高度的基本公式、传质单元高度与传质单元数、传质单元数的计算方法。3.教学重点和难点教学重点是吸收过程的相平衡关系及其应用,吸收过程的操作线及绘制,适宜吸收剂用量的确定,传质单元数的计算方法。教学难点是填料层高度的计算,
5、传质单元高度与传质单元数的物理意义,脱吸因数法在吸收塔操作型计算中的应用。4.教学内容(1)概述主要知识点:气体吸收过程与流程;气体吸收的分类;吸收剂的选择。(2) 吸收过程的相平衡关系主要知识点:气体在液体中的溶解度;亨利定律;相平衡关系在吸收过程中的应用。(3) 吸收过程的速率关系主要知识点:膜吸收速率方程;总吸收速率方程;吸收速率方程小结。(4) 低组成气体吸收的计算主要知识点:物料衡算与操作线方程;吸收剂用量的确定;塔径的计算;吸收塔有效高度的计算。(5) 吸收系数主要知识点:吸收系数的测定;吸收系数的经验公式;吸收系数的量纲为一数群关联式。(6) 其他吸收与解吸主要知识点:高组成气体
6、吸收;化学吸收;解吸。(7) 填料塔主要知识点:塔填料;填料塔的流体力学性能与操作特性;填料塔的内件。第三章 蒸馏1.教学基本要求重点掌握双组分理想物系的气液相平衡方程,双组分连续精馏的计算和优化;了解直接蒸汽加热、分凝器、冷液回流、侧线出料和回收塔各自的特点。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学,要求学生掌握蒸馏分离的依据、分类,双组分溶液的气液相平衡方程,精馏原理、全塔物料衡算,双组分连续精馏的计算包括精馏段操作线方程、提馏段操作线方程、进料线方程,理论板数的计算,进料热状况的影响,适宜操作回流比的确定,精馏操作的热量衡算,板式塔的基本结构,塔板负荷性能图,能对影响精馏过程
7、的主要因素进行分析。3.教学重点和难点教学重点是全塔物料衡算,双组分连续精馏的计算,操作线方程、进料线方程及图示,理论板数的求法,回流比的影响及选择。教学难点是精馏原理、理论板概念和恒摩尔流假定、精馏塔操作型问题的分析。4.教学内容(1)概述主要知识点:蒸馏过程的分类;蒸馏分离的特点。(2)两组分溶液的气液平衡主要知识点:两组分理想物系的气液平衡;两组分非理想物系的气液相平衡;气液相平衡的应用。(3) 单级蒸馏过程主要知识点:平衡蒸馏;简单蒸馏。(4) 精馏主要知识点:精馏原理;精馏操作流程。(5) 两组分连续精馏的计算主要知识点:理论板的概念和恒摩尔流假定;物料衡算与操作线方程;理论板层数的
8、计算;回流比的影响及选择;简捷法求理论板层数;几种特殊情况理论板层数的计算;连续精馏装置的热量衡算与精馏过程的节能;精馏过程的操作型计算和调节。(6) 间歇精馏主要知识点:回流比恒定时的间歇精馏;馏出液组成恒定时的间歇精馏。(7) 特殊精馏主要知识点:共沸精馏;萃取精馏。(8) 多组分精馏概述主要知识点:流程方案的选择;多组分物系的气液平衡;物料衡算及关键组分;简捷法确定理论板层数。(9) 板式塔主要知识点:塔板的类型及性能评价;塔高和塔径的计算;塔板的结构;板式塔的流体力学性能和操作特性。第四章 固体物料的干燥1.教学基本要求重点掌握描述湿空气性质的参数及基本计算方法,干燥速率和干燥过程的计
9、算;了解干燥器的类型、选型依据及提高干燥过程热效率的方法。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学,要求学生掌握物料的去湿方法、划分对流干燥过程及特点,湿空气的性质的参数及基本计算方法,湿度图的应用,物料中水分的性质及划分方法,能熟练进行干燥过程的计算(包括物料衡算、热量衡算、干燥速率与干燥时间的计算)。3.教学重点和难点教学重点是湿空气的性质及湿度图的应用;干燥速率、干燥曲线;干燥过程的物料衡算与热量衡算。教学难点是湿度图的应用,干燥过程热量衡算。4.教学内容(1)湿空气的性质及湿度图主要知识点:湿空气的性质;湿空气的-图。(2) 干燥过程的物料衡算与热量衡算主要知识点:湿物料的
10、性质;干燥过程的物料衡算与热量衡算;空气通过干燥器时的状态变化;干燥系统的热效率。(3) 干燥速率与干燥时间主要知识点:物料中水分的性质;恒定干燥条件下干燥时间的计算;变动条件下的干燥过程。 (4)干燥器主要知识点:干燥器的主要型式;干燥器的设计。第五章 液-液萃取和液-固浸取1.教学基本要求重点掌握萃取单元操作分离液体混合物的依据、萃取操作的基本过程,三元体系的液-液相平衡理论及平衡关系的表达形式,单级过程的计算,萃取剂的选择及用量的确定;了解多级过程的计算、液-固浸取。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学,要求学生掌握液液萃取原理,液液相平衡,三角形相图,杠杆定律、和点及差
11、点的概念、溶解度曲线、平衡连结线,相平衡关系,分配系数与分配曲线、溶剂的选择性系数,单级萃取的计算、单级萃取的图解计算、单级萃取的分离范围,多级萃取过程的计算,萃取剂的选择及用量的确定。3.教学重点和难点教学重点是三角形相图,杠杆定律,相平衡关系。教学难点是点及差点的概念,液液萃取原理。4.教学内容(1)概述主要知识点:萃取操作的流程、萃取技术特点。(2)液液相平衡主要知识点:三角形坐标图及杠杆规则;三角形相图;萃取剂的选择。(3) 液液萃取过程的计算主要知识点:单级萃取的计算;多级逆流萃取的计算。(4) 液液萃取设备主要知识点:萃取设备的传质特性;萃取设备的基本要求与分类;萃取设备的主要类型;萃取设备的选择。四、 学时分配表章序内容学时备注一传质与分离过程概论6二气体吸收20三蒸馏20四固体物料的干燥6五液-液萃取和液-固浸取4合计56五、教材与参考书 教材:化工原理 主编:柴诚敬 出版社:高等教育出版社 出版时间:2010年 参考书:1.化工原理 主编:陈敏恒 出版社:化学工业出版社 出版时间:2011年2.化工原理 主编:谭天恩 出版社:化学工业出版社 出版时间:2006年3.化工原理学习指南主编:柴诚敬 出版社:高等教育出版社 出版时间:2006年执笔: 徐绍红审定: 张 伟 徐绍红
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