化工原理课程手册（教学规范）
江苏工业学院化工原理教研室
第一部分：化工原理理论课课程手册 (1)
第二部分：化工原理设计教学手册 (9)
第三部分：化工原理实验教学手册 (12)
第四部分：化工原理教学参考资料 (15)
第一部分：化工原理理论课课程手册
课程：化工原理
英文译名：Principles of Chemical Engineering
课程性质：技术基础课，必修
适应专业与年级：化学工程、应化、制药、材化、生化、轻化工和类似专业
开课教研组：化工原理教研组
学分：6-7
学时：96-112
先修课程：高等数学、物理、物理化学、计算技术
教材：《化工原理(第二版)》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编，化学工业出版社1999多媒体教学光盘四张
参考书：丛德滋、丛梅、方图南《化工原理祥解与应用》，化学工业出版社2002
一、本课程的地位、作用和任务：
化工原理课程是化学工程、化工工艺类及相近专业的一门主干课，学生在具备了必要的高等数学、物理、物理化学、计算技术等基础知识之后必修的技术基础课。
化工原理的主要研究内容是以化工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”。
化工原理属工科科学，用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训练。强调理论和实际相结合、提高分析问题，解决问题的能力。
二、教学基本要求：
绪论
典型化工产品生产实例；化工单元操作的历史梗概；本课程的性质及要回答的问题。
第一章流体流动
概述流体流动的两种考察方法；流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律。
静力学静止流体受力平衡的研究方法；压强和势能的分布；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用。
守恒原理质量守恒；流量，平均流速；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用；动量守恒原理及其应用。
流体流动的内部结构层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；湍流强度和尺度的概念；流动边界层及边界层分离现象；管流数学描述的基本方法；剪应力分布。
流体流动的机械能损失沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法——“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失。
管路计算管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；管路操作型计算的特点、计算方法；阻力损失对流动的影响；可压缩流体管路阻力的计算方法；简单的分支管路和汇合管路的计算方法。
流量和流速的测量毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法。
非牛顿流体的流动非牛顿流体的基本特性；流动阻力计算。
第二章流体输送机械
管路特性被输送流体对输送机械的能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法。
离心泵泵的输液原理；影响离心泵理论压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；泵的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的并联和串联；离心泵的安装高度，汽蚀余量；离心泵的选用。
其它泵容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。
气体输送机械气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法。
第三章液体搅拌
典型的工业搅拌问题；搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件；混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）；混合机理；搅拌功率；搅拌器经验放大时需要解决的问题。
其它混合设备介绍。
第四章流体通过颗粒层的流动
固定床当量和平均的方法；颗粒和床层的基本特性；固定床压降的研究方法——数学模型法；影响压降的主要因素。
过滤过滤方法及常用过滤机的构造；过滤过程数学描述（物料衡算和过滤速率方程），过滤速率、推动力和阻力的概念；过滤速率方程的积分应用——间接实验的参数综合法；洗涤时间；过滤机的生产能力；加快过滤速率的途径。
第五章颗粒的沉降和流态化
绕流基础两类流动(内部流动和外部流动)问题；表面曳力和形体曳力；球形颗粒的曳力系数及斯托克斯定律。
自由沉降沉降运动———极限处理方法；沉降速度及其计算；降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系；颗粒分级概念；旋风分离器的工作原理及影响性能的主要因素，粒级效率的概念。
流态化流化床的工业应用和典型结构；流化床的主要特性；流化床的操作范围(起始流化速度和带出速度)。
气力输送的实际应用
第六章传热
传热过程加热和冷却方法；传热速率。
热传导傅利叶定律；常用工程材料的导热系数；导热问题分析方法(热量衡算和导热速率
式)；一维导热的计算。
对流给热牛顿冷却定律———变量分离法；自然对流的起因和影响因素；管内层流给热、管内强制对流(湍流)给热系数经验式；沸腾给热和沸腾曲线；蒸汽冷凝给热。
辐射单个物体的辐射和吸收特性(Stefan Boltzmann定律，Kirchhoff定律)；黑体和灰体；两黑体间的相互辐射；两物体组成封闭系统中的辐射换热计算。
间壁换热过程热量衡算和传热速率式———换热过程的数学描述方法；传热平均温度差，热阻和传热系数———工程处理方法；垢层热阻，壁温计算方法。
传热计算传热设计型问题的参数选择和计算方法；传热操作型问题的讨论和计算方法(传热单元数)；间歇传热过程计算的基本方法。
换热器列管式换热器的设计与选型；常用换热器的结构；换热设备的强化和其它类型。
第七章蒸发
蒸发过程及设备工业蒸发实例；蒸发过程的目的、方法及特点；常用蒸发器的结构；管内气液两相流动型式；二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别；沸点升高和传热温度差损失；加热蒸汽的经济性；蒸发设备的生产强度。
单效蒸发的计算物料衡算、热量衡算和传热速率方程。
第八章气体吸收
概述工业吸收过程；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。
气液相平衡亨利定律，温度、总压对平衡的影响；相平衡与吸收过程的关系。
扩散与单相传质分子扩散与费克定律，扩散系数；等分子反向扩散、单向扩散的概念；对流传质与传质分系数；传质与动量、热量传递的类比；对流传质与有效膜模型（双膜理论）。相际传质相际传质速率方程，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———传质速率的工程处理方法；溶解度对两相传质阻力分配的影响。
吸收过程数学描述低浓度气体吸收的假定；物料衡算、传质速率———吸收过程数学描述方法； HOG,NOG的分解———变量分离法；计算NOG的对数平均推动力法和吸收因数法；物料衡算及操作线的含义。
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；返混及其对过程的影响。
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。
化学吸收化学反应对吸收相平衡的影响；化学反应对吸收速率的影响，增强因子。
第九章精馏
概述典型工艺过程中的精馏操作，蒸馏操作的目的、原理及实施方法，蒸馏操作的经济性。双组分溶液的汽液相平衡相律的应用；理想溶液的汽液相平衡及泡、露点计算；相对挥发度；非理想物系的活度系数计算(范拉方程，马古斯方程)；平衡蒸馏与简单蒸馏。
精馏用传质观点分析精馏原理；精馏过程数学描述———元过程法；恒摩尔流的简化假设，理论板和板效率———工程简化处理方法；加料板上的过程分析；控制体物料衡算和操作线方程。
双组分精馏的设计型计算精馏设计型计算的命题；理论板数的逐板计算法；用图解法分析精馏过程的方法；全回流和最少理论板数，最小回流比；加料热状态和回流比的选择；双组分精馏过程的其它类型。
双组分精馏的操作型问题讨论精馏操作型问题的命题；分离能力和物料衡算对精馏操作的制约和调节；灵敏板的概念。
间歇精馏间歇精馏过程的特点及应用场合。
恒沸精馏与萃取精馏的基本概念。
多组分精馏基础流程方案的选择；泡露点计算；关键组分和物料衡算(清晰分割法、全回流近似法)；最小回流比及塔板数捷算法。
第十章气液传质设备
气液传质过程对塔设备的要求。
板式塔板上的气液接触状态；塔内非理想流动及其改善；漏液、液泛及有效操作范围(负荷性能图)；常用塔板型式及其主要特性；筛板塔的计算方法及结构参数的调整；板式塔的效率。
填料塔常用填料及其特性(比表面、空隙率、填料因子等)；气液两相在填料塔内的流动、压降、最小喷淋密度和液泛现象；塔径计算方法；填料塔内的传质(传质系数和HETP)。
第十一章液液萃取
概述液液萃取的工业实例；萃取的目的、原理和实施方法。
相平衡三角形相图；物料衡算与杠杆定律；部分互溶物系的相平衡；分配系数与选择性系数。
萃取过程的计算单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取的解析计算方法；完全不互溶物系萃取操作的计算。
萃取设备常用萃取设备的工作原理。
超临界萃取和液膜萃取超临界萃取的原理、实施方法及工业实例；液膜萃取的原理、实施方法及应用实例。
第十二章其它传质分离方法
结晶结晶原理；晶习；溶解度曲线；形成过饱和度的方法；结晶速率及影响因素；物料衡算和热量衡算；结晶设备。
吸附吸附原理；常用吸附剂；吸附相平衡；吸附机理及吸附速率；固定床吸附过程分析和床高计算；吸附设备。
膜分离反渗透原理及工业应用；超滤原理及工业应用；电渗析原理及工业应用；气体膜分离原理；膜分离设备。
第十三章热质同时传递的过程
热、质同时传递过程的工业实例；热、质同时传递过程的主要特点；过程的极限———湿球温度与绝热饱和温度。
第十四章固体干燥
概述化工产品干燥实例；固体干燥的目的、原理及实施方法。
干燥静力学湿空气的状态参数及其计算；I-H图及其应用；水分在气固两相间的平衡。
干燥动力学恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。
干燥过程计算间歇干燥过程的干燥时间；连续干燥过程的特点，物料衡算，热量衡算及热效率。
常用干燥设备选型原则；常用干燥设备的主要组成部分及特性。
三、授课内容学时分配
（注：112学时专业对★和☆部分都为课堂讲授内容，※为学生自学或选读内容，96学时专业★——课堂讲授，☆——学生自学，※——学生选读内容）
绪论（★）
第一章流体流动（16学时，包括绪论）
1.1 概述
(1) 流体的作用力和机械能（★）
(2) 牛顿粘性定律（★）
1.2 流体静力学
(1) 静止流体受力平衡的研究方法（★）
(2) 压强和势能的分布（★）
(3) 压强的表示方法和单位换算（★）
(4) 静力学原理的工程应用（★）
1.3 守恒原理
(1) 质量守恒,流量,平均流速（★）
(2) 流体流动的机械能守恒(柏努利方程),压头（★）
(3) 机械能守恒原理的应用（★）
1.4 流体流动的内部结构
(1) 层流和湍流的基本特征（★）
(2) 定态和稳态的概念（★）
(3) 管流的数学描述的基本方法（★）
(4) 剪应力分布（★☆）
1.5 液体流动的机械能损失
(1) 湍流阻力的研究方法---“黑箱法”（★）
(2) 当量的概念(当量直径,当量长度,当量粗糙度)（★）
(3) 局部阻力损失（★☆）
1.6 管路计算
(1) 管路设计型计算的特点（★）
(2) 计算方法(参数选择与优化,常用流速)（★）
(3) 阻力损失对流动的影响（★☆）
(4) 简单的分支管路的计算方法（★☆）
1.7 流量和流速的测量
(1) 毕托管（★☆）
(2) 孔板流量计（★☆）
(3) 转子流量计（★☆）
1.8 非牛顿流体的基本特性（☆※）
第二章流体输送机械 (4-6学时)
2.1 管路特性
(1) 被输送流体对输送机械的能量要求（★）
(2) 管路特性方程（★）
(3) 带泵管路的分析方法----过程分解法（★）
2.2 离心泵
(1) 泵的输液原理（★）
(2) 泵功率,效率和实际压头及其影响因素（★）
(3) 离心泵的工作点和流量调节方法（★）
(4) 离心泵的选用（★☆）
2.3 往复泵及其他泵介绍（☆※）
第三章流体的搅拌（※）（2学时）
第四章流体通过颗粒层流动（5-7学时）
4.1 概述（★☆）
4.3 固定床压降的研究方法----数学模型法（★）
4.4 过滤原理及设备（★☆）
4.5 过滤计算
(1) 过滤过程的物料概算（★）
(2) 过滤速率方程（★）
(3) 过滤速率, 推动力和阻力的概念（★）
(4) 过滤速率方程的积分应用（★）
(5) 洗涤时间（★☆）
(6) 过滤机的生产能力（★）
(7) 加快过滤速率的途径（★☆）
第五章颗粒沉降（4-5学时）
5.1 自由沉降
(1) 球形颗粒的曳力系数和斯托克斯定律（★）
5.2 沉降运动----极限处理方法
沉降速度的计算（★）
5.3 沉降设备
（1）沉降室的流量（★）
（2）沉降面积和粒径的关系（★）
（3）颗粒分级的概念（☆）
（4）旋风分离器的工作原理及影响性能的主要因素（★☆）5.4 固体流态化技术（※）
第六章传热(12-16学时)
6.1 传热过程
(1) 加热和冷却方法（★）
(2) 传热速率（★）
6.2 热传导
(1) 傅立叶定律（★）
(2) 常用工程材料的导热系数（★☆）
(3) 导热问题的分析方法(热量衡算和导热速率式) （★）
(4) 一维导热计算（★）
6.3 对流传热
(1) 牛顿冷却定律----变量分离法(★)
(2) 自然对流,强制对流(★☆)
6.4 沸腾给热与冷凝给热(★☆)
6.5 热辐射(★☆)
6.6 间壁换热过程
(1) 热量衡算式和传热速率式（★）
(2) 换热过程的数学描述方法（★）
(3) 传热平均温差,热阻和传热系数----工程处理方法（★）
(4) 传热设计型问题的参数选择和计算方法（★）
(5) 传热操作性问题的讨论和计算方法（★）
(6) 传热单元数法（★☆）
(7) 非定态传热过程的拟定态处理（☆）
(8) 变系数的传热过程计算（※）
6.7 换热器
(1) 间壁式换热器的类型（★☆）
(2) 管壳式换热器的设计和选用（★☆）
(3) 换热器的强化和其他类型（☆※）
第七章蒸发（※）（2学时）
第八章气体吸收（10-14学时）
§8.1概述（★）
§8.2气液相平衡（★）
§8.3扩散和单相传质（★）
§8.4相际传质（★☆）
§8.5低含量气体吸收
(1)吸收过程的数学描述（★）
(2)传质单元数的计算方法（★）
(3)吸收塔的设计型计算（★）
(4) 吸收塔的操作型计算（★）
第九章液体精馏（14学时）
§9.1蒸馏概述
§9.2双组分溶液的气液相平衡
(1) 相率的应用（★）
(2) 理想溶液的气液相平衡（★）
(3) 相对挥发度（★）
(4) 非理想物系的平衡相图（☆）
(5) 平衡蒸馏与简单蒸馏（★）
§9.4精馏
(1) 精馏原理（★）
(2) 精馏过程的数学描述（★）
(3) 理论班和板效率（★）
(4) 加料板上的过程分析（★）
(5) 物料衡算和操作线方程（★）
§9.5双组分精馏的设计型计算
(1) 理论板数的逐板计算法（★）
(2) 图解法分析精馏过程（★）
(3) 全回流和最小理论板数,最小回流比（★）
(4) 加料热状态和回流比的选择（★）
(5) 双组分精馏的其他类型（★☆）
第十章气液传质设备（4学时）
§10.1 板式塔
(1) 板上汽液接触状态（★）
(2) 塔内非理想流动及其改善（★）
(3) 漏液,液泛和有效操作范围（★）
(4) 常用塔板型式及其特点,全塔效率（★）
§10.2填料塔
(1) 常用填料及其特性（★）
(2) 气液两相在填料塔中的流动（★☆）
第十一章液液萃取（4-8学时）
§11.1概述（★）
§11.2液液相平衡（★☆）
§11.3萃取过程计算（★☆）
第十二章其他传质分离方法（※）（4-6学时）
§12.1结晶（※）
§12.2吸附分离（※）
§12.3膜分离（※）
第十三章热质同时传质过程（2-3学时）
§13.1热质同时传递过程的工业实例（★）
§13.2热质同时传递过程的主要特点（★☆）
§13.3湿球温度和绝热饱和温度（★）
第十四章固体干燥（6-7学时）
§14.1干燥概述（★）
§14.2干燥静力学
(1) 湿空气的状态参数及其计算（★）
(2) 湿度图及其应用（★）
(3) 水分在气固两相间的平（★）衡
§14.3干燥动力学
(1) 物料在定态条件下的干燥速率（★）
(2) 间歇干燥的计算（★）
(3) 连续干燥过程的计算（★）
(4) 干燥过程的物料衡算和热量衡算（★）
(5) 干燥的热效率（★）
§14.4干燥器的类型（★☆）
四、外语学习和计算机辅助教学的要求
课程教学中体现外语学习不断线的要求：
课堂教学中，讲课提纲和主要专业名词提倡以外文书写，以增加学生专业外语词汇量。
对多学时化工工程和工艺类专业和试点班学生鼓励采用部分原版教材，将化工原理与专业外语教学结合起来。在课堂中用中文和英文相交替的方式讲授，指导学生阅读和理解原版教材。由于阅读和翻译的材料即是教材，提高了学生阅读兴趣和学习积极性，改善了学习效果。
关于计算机辅助教学的要求：
1.化工原理教学要尽量使用多媒体教室，采用多媒体电子教案，使用投影、模型、录像片、CAI软件进行《化工原理》理论教学。
2.在课堂教学中注意引用计算框图讲授设计步骤，以培养学生运用程序设计方法的能力。
3.在上、下册选择传热、吸收和精馏等重点章节的典型习题进行计算机解题训练，如换
热器壁温计算、适宜吸收剂用量或适宜回流比的确定、精馏塔逐板计算等，一般上、下册各用10个机时完成两个习题。第一题可小些，作为“热身”训练用，让学生熟悉化工单元操作的程序设计方法。第二题可大些，并可与课程设计相联系，作为子程序使用。
五、课程作业、考核和记分
1.本课程作业量大而且贯穿课堂教学的全过程，课内外学时比为1：2，其中用于完成作业的时间约占70-80%课余学时，每次课后，教师应根据当堂课的内容和要求学生掌握的深度广度布置一定类型和一定量的课外作业，平均每次课外作业量为2-4题。
2.对学生的要求是：按时完成作业，不得抄袭，要按一定格式书写，应做在装订成册的作业本上。对于与流程和设备有关的习题，应在作业本上画出流程和设备示意图，对读数精度要求较高的图线应画在正规的方格纸上。一般每周至少交一次，不得迟交。
3.对教师批改作业的要求是：每次作业应全部批改，并即使发给学生。批改是应指明错误之处，并要求学生订正。在每次批改后应对学生讲解作业中的典型错误，作业应记成绩。可按五级记分。
4.本课程分两个学期教学，每学期期末按教学计划要求进行考试，一般都以笔试形式进行。
5．考核方式:教考分离，统一考试，以期末考试成绩作为学生的课程成绩。
第二部分：化工原理设计教学手册
课程：化工原理课程设计
英文译名：Principles of Chemical Engineering
课程性质：技术基础课，必修
适应专业与年级：化学工程、应化、制药、材化、生化、轻化工和类似专业
开课教研组：化工原理教研组
学分：1-2
学时：1-2周
先修课程：化工原理、高等数学、物理、物理化学、计算技术
教材：《化工原理课程设计》，本院自编
化工原理课程设计CAD课件，本院自编
一、本课程设计的地位、作用和任务：
化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以某一单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计，应培养学生的独立工作能力，培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风。
二、教学基本要求：
通过课程设计应使学生在下列几个方面能力上得到较好的培养和训练：
1．查阅资料，使用有关手册、图表和收集合适的数据及正确选用计算公式的能力；
2．正确选择设计参数，具有从技术上可行和经济上合理两方面分析问题的工程观点和能力；3．正确、迅速地进行主要设备及某些辅助设备计算的能力；
4．掌握化工设计的基本程序和方法，具有用简洁的文字和适当的图表来表达自己设计思想的能力。
三、教学基本内容：
1．设计方案的选定
对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述；
2．工艺设计
选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺计算并绘制相应的工艺流程图，标出物流量及主要测量点；
3．设备设计
设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，并绘制设备的工艺条件图。图面应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表；
4．辅助设备选型
典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格、型号的选定；
5．设计说明书的编写
设计说明书的内容应包括：设计任务书；目录；设计方案简介；工艺计算及主要设备设计；工艺流程图和主要设备的工艺条件图；辅助设备的计算和选型；设计结果汇总；设计评述；参考文献。
6. 带控制点的工艺流程图的绘制，塔板布置图的绘制。
四、设计项目及主要内容：
列管换热器的设计
（一）、设计内容
1 根据生产任务的要求确定设计方案
(1)换热器类型的选择
(2)换热器内流体流入空间的选择
2 化工计算
(1)传热面积的计算
(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定
(3)壳体直径及壳体厚度的确定
3 换热器尺寸的确定及有关构件的选择
4 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择
5 绘制流程图及换热器的装配图
6 编写说明书
（二）、设计要求：
1 在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。
2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选择经验公式，并进行优化设计。
3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件
4 要求一部分学生利用计算机来辅助设计及优化设计方案
5 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计
填料吸收塔的设计
（一）、设计内容
1 吸收的汽液平衡关系的确定
2 吸收流程的确定
3 吸收剂的选择及吸收剂用量的计算
4 填料的选择
5 塔径和填料层高度的计算
6 进行阻力计算及气液输送机械的选型
7 塔的辅助装置的选型
(1) 喷淋装置
(2) 气体分布器
(3) 液体分布器
(4) 气体进出口装置
(5) 填料支承装置
8 绘流程图及吸收塔的装配图
9 编写设计说明书
（二）、设计要求：
1 必须掌握填料塔设计的有关原理、步骤
2 必须学会合理地选择填料
3 必须校核本设计是否满足填料塔设计的有关设计要求
4 必须依据国家有关标准来选择塔的附件如封头、支座等
5 要求部分学生利用计算机进行辅助设计
板式精馏塔的设计
（一）、设计内容
1 设计方案的确定
(1) 操作压力
(2) 进料状态
(3) 加热方式
(4) 热能利用
2. 工艺计算
(1) 物料衡算
(2) 热量衡算
(3) 回流比的确定
(4) 理论塔板数的确定
3. 塔板及塔的主要尺寸的设计
(1) 塔板间距的确定
(2) 塔径的确定
(3) 塔板布置及板上流体流程的确定
4. 流体力学的计算及有关水力性质的校核
5. 板式精馏塔辅助设备的选型
6. 绘制流程图及精馏塔的装配图
9.编写设计说明书
（二）、设计要求
1. 要求掌握连续精馏装置设计原理与设计步骤
2. 要求部分学生能利用计算机通过逐板计算法求解理论塔板数
3. 要求学生知道进料状况及回流比对精馏过程的影响并做好优化设计
4. 必须依据国家有关标准选择塔附件如：封头、支座等
五、课程设计的基本要求
1 课程设计来源要求
课程设计题可以结合科研成果提出具有一定生产规模的单元操作设计题，也可以从生产实际中调查和搜集题目，另外也可根据资料和手册，编制符合教学要求的题目。
2.设计说明书的基本要求
要求包括以下几个内容：
(1) 目录
(2) 设计题目
(3) 流程示意图
(4) 流程和方案的说明及论证
(5) 设计结果概要（主要设备尺寸，各种物料量和操作状态，能耗指标，设计时规定的主要操作参数及附属设备的规格型号及数量）
(6) 设计计算与说明
(7) 对设计的评述及有关问题的分析讨论
(8) 参考文献目录
3. 图纸要求
画工艺流程图和装配图一张，制图时必须按照国家有关机械制图标准制图
4. 电算要求
学生使用电算时，除上述要求外还应列出注释（包括符号说明），主要程序的框图及程序运行结果。
5. 主要设计题目要求
争取生产实习与设计相结合，针对不同的专业方向选择适宜的课题
6 .课程设计评分要求
分为四个部分分别要求:
(1) 说明书的质量度 45%
(2) 图纸质量 25%
(3) 答辩 20%
(4) 平时表现 10%
第三部分：化工原理实验教学手册
已开课程：高等数学、计算机程序设计语言、化工原理
课程：化工原理实验
课程性质：技术基础课，必修
适应专业与年级：化学工程、应化、制药、材化、生化、轻化工和类似专业
开课教研组：化工原理教研组
学分：2.5
学时：40
先修课程：化工原理、高等数学、物理、物理化学、计算技术
教材：《化工原理实验》，本院自编
化工原理实验CAI课件，本院开发
一、本课程的地位、作用和任务：
化工原理实验是一门以化工单元操作过程原理和设备为主要内容、以处理工程问题的实验研究方法为特色的实践性课程。它在培养学生的工程能力，创新思维和创新能力方面起着重要的作用。通过本课程的学习，应使学生掌握应用化工原理和有关先修课程之所学知识，正确地处理工程问题的综合能力，培养学生实事求是、严肃认真的工作态度和团结协作的工作作风。
通过化工原理实验课程的学习，应使学生在下列几个方面的能力上得到较好的培养和锻炼：（1）掌握处理工程问题的基本实验研究方法，即数学模型法和因次论指导下的实验研究方法，灵活地应用这些方法研究处理各种化工工程问题的能力；（2）分析和解决化工工程问题的综合能力：包括合理地规划实验的能力；正确地选择设备和设计流程的能力；正确地选择和使用工程测试仪表的能力；实验动手能力；化工单元过程和设备的操作及分析能力；正确处理实验数据的能力；（3）对实验结果进行正确分析、讨论和总结并用简明的文字和适当的图表撰写实验研究报告的能力；（4）工程创新能力。
二、教学基本要求
通过实验教学，学生应能巩固和加深对课堂教学内容的理解并得到化工实验技能的基本训练。
①首先要求学生根据实验指导书在课下进行预习，并设计出原始数据表格；
②进行实验前，给学生5～10分钟，熟悉实验设备流程、操作方法等；
③指导教师提问问题，并讲解疑难问题、注意事项等；
④实验小组为3—4人，学生独立操作完成实验；
⑤将测试数据及有关的设备参数等记录在已经设计好的原始数据表格中；
⑥实验结束后，指导教师检查原始数据并签字；
⑦进行实验数据处理和分析，如结果不理想，可与化工原理实验室教师联系，重新做
实验。在一周内，完成实验报告。
实验考核与实验报告：
学生进入实验室，点名；实验结束后，学生有一份指导教师签名的原始数据表、指导教师根据学生回答问题、操作、原始数据记录、实验纪律及作风等方面给学生操作分。
学生在一周内提交一份实验报告，其中附有指导教师签名的原始数据表。指导教师根据实验报告的情况给学生报告分。
在期末时，进行一次笔试（或面试），给出成绩。
课程的最后成绩：操作分20%十实验报告分40%十笔试（或面试）成绩40％
缺一次实验或报告，最后不允许参加笔试（或面试）。总成绩不及格者，下学年重修。
三、授课主要内容和学时安排
总学时为 40 学时
（1）实验数据的处理、化工实验参数测量方法4学时
（2）流体流动阻力和孔板流量计孔流系数的测定5学时（上机1学时）
（3）离心泵性能测试4学时（上机1学时）
（4）板框过滤机中过滤常数的测定4学时
（5）套管换热器传热膜系数的测定5学时（上机1学时）
（6）筛板连续精馏塔的操作6学时（上机1学时）
（7）填料塔气体吸收实验6学时（上机1学时）
（8）气流干燥实验4学时
（9）流化干燥速率曲线的测定4学时
（10）流型与临界雷诺数的测定0.5学时
（11）柏努利方程演示实验0.5学时
（12）热边界层演示实验0.5学时
（13）浮阀塔和泡罩塔演示实验0.5学时
实验8和实验9选做其一。
四、具体教学内容
（1）实验数据的处理、化工实验参数测量方法
讲解实验室注意事项、实验误差的估算和分析、实验数据处理方法、实验设计方法、化工实验参数（压差、温度、流量流速）测量方法以及化工原理实验教学课件的使用。
（2）流体流动阻力和孔板流量计孔流系数的测定
学习掌握流体流动阻力、直管摩擦系数、管件局部阻力系数的测定方法，了解它们的变化规律；学会孔板流量计的流量较正或标定方法；了解孔流系数的影响因素及变化规律。
（3）离心泵性能测试
了解离心泵的特性，熟悉离心泵的操作；学习离心泵特性曲线的测定方法和特性曲线的应用。
（4）板框过滤机中过滤常数的测定
了解板框过滤机的构造，掌握过滤的操作方法；测定恒压过滤时的过滤常数；验证过滤终了速率和洗涤速率的关系。
（5）套管换热器传热膜系数的测定
学习传热系数及传热膜系数的测定方法；学习如何运用实验方法求出描述过程规律的经验公式。
（6）筛板连续精馏塔的操作
了解连续精馏装置的基本流程和组成部分的作用；熟悉精馏塔的操作方法；了解连续精馏塔操作中各可变因素对精馏塔性能的影响。
（7）填料塔气体吸收实验
了解填料塔的基本结构，吸收装置的基本流程及操作方法；了解空塔气速与压降的关系，掌握液泛规律；掌握总传质系数和传质单元高度的测定方法，并了解空塔气速和喷淋密度对其影响。
（8）气流干燥实验
了解常压干燥操作的设备及流程；学习物料干燥速率曲线的测定方法；了解影响干燥速率曲线的因素。
（9）流化干燥速率曲线的测定
了解流化干燥器的基本结构及其流程；掌握流化干燥器干燥速率曲线的测定方法。了解流化干燥操作中影响干燥速率的因素。
（10）流型与临界雷诺数的测定
观察层流时玻璃管中流速分布；观察流体层流和湍流时的流态。
（11）柏努利方程演示实验
熟悉流体流动中各种能量（压头）的概念及相互转换关系。
（12）热边界层演示实验0.5学时
通过观察流体流经热固体表面进行传热时所产生的热边界层及边界层分离现象，加强对热边界层的感性认识了。
（13）浮阀塔和泡罩塔演示实验0.5学时
了解浮阀塔在正常操作时气液两相的流动情况，以及观察雾沫夹带和漏液现象，从而加强对浮阀塔操作的感性认识。观察泡罩塔塔板上气液两相的流动情况，并与浮阀塔的操作情况进行对比。
五、本课程教学中需处理问题
1．强调因材施教，注重个性发展
为了体现因材施教，注重个性发展的原则，以适应不同层次、专业以及有兴趣的学生的培养，除基本实验内容外，本课程开设有综合性提高实验，供学生选做。
提高性实验：联机在线控制连续精馏塔综合实验；联机在线控制间歇精馏塔综合实验；萃取综合实验；
2．加强工程实践能力和创新能力的培养
化工原理实验是培养学生工程实践能力以及创新能力的重要课程。在教学过程中要求融入教师科研的成果和经验，并结合综合性和设计性的实验，使得在对学生两个“能力”的培养方面有所突破。例如对于试点班学生的实验教学，可根据学院关于优秀生培养模式的有关规定或要求，在总学时为50学时的教学计划中，安排选做部分综合性提高实验。
3．注重加强计算机应用能力的培养
在教学过程中要注重加强学生计算机应用能力的培养，要求所有学生要使用计算机处理实验数据。此外，本实验课程还配有化工原理实验计算机仿真软件，供有兴趣的学生自由练习，不做统一要求。
第四部分：化工原理教学参考资料
一、教材
1．陈敏恒编《化工原理》上下册化学工业出版社 (二十一世纪教材)
2．王志魁编《化工原理》全册化学工业出版社
3.《化工原理实验》.江苏工业学院，2002 化工原理实验CAI课件
二、教学参考资料
1.何潮洪等.化工原理. 科学出版社，2001
2.何潮洪等. 化工原理习题精解. 北京：科学出版社，2003
3.丛德滋等. 化工原理详解与应用. 北京：化学工业出版社，2002
4.赵汝溥等.化工原理. 北京：化学工业出版社.1995
5.Seader,J.D. , Henley,E.J. Separation process principles. New York: John & Sons, Inc. 1998
6.柴诚敬等.化工原理（上册：化工流体流动与传热，下册：化工传质与分离过程）. 北京：化学工业出版社.2000（面向21世纪教材）
7.柴诚敬等. 化工原理课程学习指导，天津大学出版社，2003
8.大连理工大学编. 化工原理.高等教育出版社，2002
9.蒋维钧等.化工原理北京：清华出版社，1996
10.成都科大化原编写组编. 化工原理（第二版）. 成都科技出版社 1996
11.姚玉英. 化工原理例题与习题.北京：化学工业出版社， 1998
12．王志魁编《化工原理》习题解答
13．天津大学《化工原理》习题解答
14．赵汝溥《化工原理》习题解答
15．陈敏恒编《化工原理》上下册及习题解答
三、实验教材参考书
1．李德树等编化工原理实验华中理工大学出版社 1997.8
2．祁存谦，胡振瑗编简明化工原理实验华中师范大学出版社 1991 3．梅慈云，老健等编化工原理实验指导
4．本校化工原理实验讲义
5．清华大学化工原理实验指导书
6．华东化工学院化工原理实验讲义
7．哈尔滨工业大学传热学实验指导书
8．南京化工学院化学工程实验讲义
9．沈阳化工学院化学工程学实验
10．清华大学化学工程学实验
11．天津大学化学工程学实验
12．上海化工学院化工原理实验讲义
13．方继德编化工原理实验导论
14．成都科技大学化学工程实验
15．郑州工学院化工原理实验讲义
16．北京化工学院化学工程实验讲义
17．延安大学化工基础实验
18．上海市工业专科学校化工原理实验讲义
19．浙江大学化工原理实验
20．华南工学院化工原理实验讲义
四、课程设计参考资料
1．化工制图化学工业出版社
2．流体相平衡浙江大学出版社
3．化工计算化学工业出版社
4．化学工程编委化学工程手册化学工业出版社
5．R．H．PERRY 化学工程手册（第六版）化学工业出版社
6．上海医药设计院化工工艺设计手册（上下册）化学工业出版社7．化工部化工工艺孔管设计化工管路手册（上下册）化学工业出版社8．兰州石油机械研究所主编现代塔器技术烃加工出版社
9．刘绍叶等泵与原动机选用手册中国石化出版社
10．吉林化学工业公司设计院化工工艺算图化学工业出版社
11．迪特尼奥尔斯科弋主编化工基本过程与设备
12．化工部工业生产设计化学工业炉设计手册化学工业出版社
13．汤善甫等化工设备机械基础华东化工学院出版社
14．钱家鳞等管式加热炉烃加工出版社
15．化肥工业大全编委会编化肥工业大全化学工业出版社
16．兰州石油机械研究所换热器烃加工出版社
17．难波桂芳化工厂安全工程化学工业出版社
18．郁浩然化工计算中国石化出版社
19．斯坦利．Ｍ．瓦拉斯化工相平衡中国石化出版社
20．冯元琦化肥企业产品能平衡化学工业出版社
21．刘天齐石油化工环境保护手册烃加工出版社
22．艾尼斯．P．节夫脱帕罗斯工业节能技术手册化学工业出版社23．北京市环境保护科学研究所水污染防治手册上海科学技术出版社24．侯祥鳞等中国炼油技术中国石化出版社
25．化工百科全书编委会化工百科全书化学工业出版社
26．热管设计与应用化学工业出版社
27．汪文虎等烃类物理化学数据手册烃加工出版社
28．章克昌等酒精工业手册中国轻工业出版社
29．机械设计制图手册
30．热交换器设计手册烃加工出版社
31．化工流程图解
32．传热手册化学工业出版社
33．高纯度酒精蒸馏中国轻工业出版社
34．石油化工技术经济学
35．化学工程师知识必备化学工业出版社
36．工艺过程用能分析及综合烃加工出版社
37．工业中的混合过程
38．化学性质估算方法手册
39．蒋维均新型传质分离技术化学工业出版社
40．兰州石油公司塔设备的设计烃加工出版社
五、《化工原理》课程教学扩充性资料：
1.多媒体电子教案；
2.化工原理CAI课件；
3.化工原理教学投影片800余张；
4.化工原理教学用录相片5集；塔设备3集，化工管路1集，换热器1集
5.化工原理教学模型45件；
6.化工原理试题库。
《化工原理》实验教学大纲 实验名称：化工原理 学时：32学时 学分：2 适用专业：化学工程与工艺、应用化学、环境工程、高分子材料与工程、生物工程、过程装备与控制专业等。 执笔人：傅家新，王任芳 审订人：吴洪特 一、实验目的与任务 化工原理实验课是化工原理课程教学中的一个重要教学环节，其基本任务是巩固和加深对化工原理课程中基本理论知识的理解，培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析和解决工程问题的能力，并在实验中学会一些操作技能。 二、教学基本要求 化工原理实验由基础型实验、综合型试验、设计型实验和仿真型实验几部分组成。学生在进实验室之前应做好实验预习，了解实验装置流程及实验操作，掌握实验数据处理中的一些技巧，为能顺利完成实验做好准备。 三、实验项目与类型 注：本实验装置都可以开验证型实验，同时可以开设综合、设计和研究型实验。各专业可根据专业需要和实验学时进行选择和组合。 四、实验教学内容及学时分配 实验一离心泵性能测定（1验证）（4学时）1．目的要求 了解离心泵的操作；掌握离心泵性能曲线的测定方法；了解气缚现象；掌握离心泵的操作方法。 2．方法原理 依据机械能衡算式对离心泵作机械能衡算可得H~Q线，利用马达-天平测功器可测得N~Q线，利用有效功与轴功的关系可得η~Q线。 3．主要实验仪器及材料
离心泵性能曲线测定装置一套。 4．掌握要点 注意离心泵的气缚与气蚀现象。 5．实验内容： 测定离心泵在恒定转速下的性能曲线。 实验一离心泵性能测定—汽蚀现象测定（2演示） （2学时） 1. 目的要求 通过对离心泵汽蚀特性曲线的测定，以便在离心泵的安装过程中正确掌握其安装高度。 2．方法原理 离心泵汽蚀特性结合机械能衡算式。 3．主要实验仪器及材料 离心泵汽蚀现象测定装置一套。 4．掌握要点 5．实验内容 实验二 流体流动阻力测定（1验证） （4学时） 1． 目的要求 掌握因次分析方法，学会用实验数据关联摩擦因数与雷诺数的关系。 2．方法原理 由范宁公式知，管路阻力损失可表示成)2/)(/(2g u d l p f λ?=，在一连续、稳定、均一、且水平的恒截面直管段内，p p f ??-=。只要测定出两截面处的压强之差和管内流体的流速，即可关联出Re ~λ关系。 3．主要实验仪器及材料 阻力测定装置一套。 4．掌握要点 5．实验内容 实验二 流体流动阻力测定（2综合） （6学时） 2． 目的要求 掌握因次分析方法，学会用实验数据关联摩擦因数与雷诺数的关系，测定阀门及突然扩大的局部阻力。 2．方法原理 由范宁公式知，管路阻力损失可表示成)2/)(/(2g u d l p f λ?=，在一连续、稳定、均一、且水平的恒截面直管段内，p p f ??-=。只要测定出两截面处的压强之差和管内流体的流速，即可关联出Re ~λ关系。 管路局部阻力损失可表示)2/(h 2 g u f ζ=，只要测定出阀门两端的压强之差和管内流体的流速，即可关联出Re ~ζ关系。 3．主要实验仪器及材料 阻力测定装置一套。 4．掌握要点 5．实验内容 实验三 板框过滤实验（1验证） （4学时）
中国冶金教育２００９年第６ 期 “冶金原理”是材料成型及控制工程专业的基础课。为了培养高水平复合型人才，国内相关高校均十分重视该课程的建设，比如西安建筑科技大学和武汉科技大学均将“冶金原理”作为校级教改重点课题，并分别成功申报为陕西省和湖北省精品课程。笔者结合南昌大学材料成型及控制工程专业的实际和江西省对冶金人才的需求，从“冶金原理”的课程体系、教学内容、教材建设、教学方法和手段等多方面进行了探讨。 一、坚持“以人为本”，以培养创新型、复合型人才为目标 （一）完善课程体系 过去南昌大学材料成型及控制工程专业没有开设 “物理化学”课程，而“物理化学”是“冶金原理”课程的基础，用物理化学的基本原理分析解决冶金问题，是冶金原理所要解决的问题。“物理化学”理论性较强，学习难度较大。为加强物理化学基础知识的理解，本课程安排了冶金物理化学基础部分的内容，将物理化学知识要点如热力学基础、动力学基础集中强化。考虑到相图知识在冶金分析中的重要性，拿出一章来专门回顾二元相图和三元相图的基础知识，并重点分析了在冶金领域应用的典型相图。冶金分为火法冶金和湿法冶金，在介绍完物理化学和相图知识后，专门安排了火法冶金原理和湿法冶金原理这两大部分知识的介绍。在对基础知识介绍的同时 穿插一些冶金企业生产实践的常识，让学生对冶金行业有初步的了解。使用的教材参考西北工业大学出版社出版的《冶金原理》，结合南昌大学服务江西省地方经济的要求，编写了具有地方特色的课程讲义。 （二）活跃课堂教学 以往“冶金原理”的教学重点是传授理论知识而忽视课堂互动环节。单纯的理论介绍，无法引起学生的兴趣，教学效果差。因此，在教学方法上，改变“一言堂”传统教学模式，大胆实施互动式、研究型、创新型教学方法，提高学生学习的主动性，增强学生对知识的理解、吸收与创新。在课堂教学中提出一些思考题，让学生们进行讨论，并让他们踊跃地说出自己的观点。 由于“冶金原理”中需要进行一些计算，在课堂上布置一些计算题，让学生们发挥自己的才智，通过查找资料，培养学生解决实际问题的能力。通过对计算题的讲解，让学生了解工程计算的一些常用方法，如拟合、插值等。 （三）将现代科学技术融入到课堂教学中一是全程采用多媒体教学手段，精心制作全套的多媒体课件，并融入部分Ｆｌａｓｈ动画效果，穿插视频、声音等提高教学效果。对于一些计算和公式推导，则使用黑板进行，让学生有充分的时间来理解推导过程。 二是利用网络资源，实现教与学的互动。建设“冶金原理”课程网站，将课程介绍、教学大纲、多 摘 要：坚持“以人为本”，以培养创新型、复合型人才为目标，坚持理论联系实际原则探讨“冶金原 理”精品课程建设。从课程体系、课堂教学和实践教学三个方面进行全面分析，并探讨了如何充分利用现代网络技术开通课程网站，实现课后师生网络互动，提高学生的学习主动性。关键词：冶金原理；精品课程；课程建设 课题项目：江西省高校教改课题资助项目（项目编号：JXJG-08-1-50） 朱政强 陈燕君 （南昌大学，江西南昌 ３３００３１） 31第页
《化工原理》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：260353 课程名称：《化工原理》 英文名称：Principles of Chemical Engineering 课程类别：专业基础课 学时：90学时，化工原理（上册）40，化工原理（下册）40，实验10 学分：4个 适用对象：环境工程专业 考核方式：期末考试成绩（占70%）加平时成绩（占30%），其中期末考试为闭卷考试，平时成绩包括考勤，作业、实验和平时测验等。 先修课程：数学、物理、化学、物理化学 二、课程简介 中文简介：化工原理课程属化学工程技术科学学科，是理论性和实践性都很强的学科，是环境工程专业必修的一门专业基础课程。本课程的总学时为90学时，其中80学时为课堂教学，而10个学时为实践教学。其中课堂教学章节和实验教学内容都是按环境工程专业的专业特点而设定的，而与环境工程专业关系不为紧密的则建议自学。 英文简介：Chemical engineering is a technology of chemical engineering subdiscipline. This course specialize in strong theory, practice and is a compulsory courses to environmental engineering specialty. The total period is 90, including 80 period classroom teaaching and 10 period practice teaching. The content of this course is arranged according to the characteristics of environmental engineering. It is suggested that those content that has little relation with environmental engineering should be self-studied. 三、课程性质与教学目的 (一)课程性质 《化工原理》是环境工程专业一门重要的专业基础课，它的内容是讲述化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。化工单元操作是组成各种化工生产过程、完成一定加工目的的基本过程，其特点是化工生产过程中以物理为主的操作过程，包括流体流动过程、传热过程和传质过程。 (二)教学目的 化工原理课程的目的是使学生获得常见化工单元操作过程及设备的基础知识、基
一、课程的性质 本课程是化工及相关专业的一门专业基础课。通过本课程的教学使学生掌握流体流动、传热和传质基础理论及主要单元操作的典型设备的构造、操作原理；工艺设计、设备计算、选型及实验研究方法；培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中的各种工程实际问题的能力。并通过实验教学，使学生能巩固加深对课堂教学内容的理解，强调理论与实际结合，综合分析问题、解决问题的能力。 二、课程的基本要求和内容 绪论 本课程的性质、任务、研究对象和研究方法，本课程与其他有关课程的关系。 Δ物理量的因次、单位与单位换算：单位制与因次的概念。几种主要单位制 （SI．CGS制．MKS工程单位制）及我国的法定计量单位。单位换算的基本方式。 第一章流体流动 流体的性质：连续介质的假定、密度、重度、比重、比容、牛顿粘性定律与粘度。 牛顿型与非牛顿型流体。 流体静力学：静压强及其特性；压强的单位及其换算；压强的表达方式；重力场中静止流体内压强的变化规律及其应用；离心力场中压强的变化规律。 流体流动现象：流体的流速和流量；稳定流动与不稳定流动；流体的流动型态；雷诺准数；当量直径与水力半径；滞流时流体在圆管中的速度分布；湍流时的时均速度与脉动速度；湍流时圆管中时均速度的分布；边界层的形成、发展及分离。 流体流动的基本方程：Δ 物料衡算——连续性方程及其应用；Δ能量衡算方程；柏势利方程；Δ能量衡算方程和柏势利方程的应用。 流体阻力：Δ阻力损失的物理概念；边界层对流动阻力的影响；粘性阻力与惯性阻力；湍流粘度系数；Δ沿程阻力的计算；滞流时圆管直管中沿程阻力计算；滞流时的摩擦系数；湍流时的摩擦系数；因次分析法：用因次分析法找出表示摩擦阻力关系中的数群；粗糙度对摩擦系数的影响；Δ局部阻力的计算。
华东理工大学化工原理自测题 (根据其精品课程网站下载,网站无第三章、第七章内容) 第一章流体流动 1 ．量纲分析法的目的在于 ______ 。 A 得到各变量间的确切定量关系； B 得到各无量纲数群的确切定量关系； C 用无量纲数群代替变量，使实验与关联工作简化； D 用无量纲数群代替变量，使实验结果更可靠。 2 ．某物体的质量为 1000kg ，则其重量为 ____________ 。 A)1000N B)9810N C)9810kgf D)1000/9.81kgfB 3 ． 4 ℃ 水在 SI 制中密度为 ________ 。 A)1000kgf/m 3 B) 1000kg /m 3 C)102kgf · s 2 /m 4 D)9810N/m 3 4 ．用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离 h 相等，其读数分别为 R 1 ， R 2 ， R 3 。则＿＿＿。（ d 1 ＝ d 2 ＝ d 3 ，流速相等） A)R 2 ＜ R 1 ＜ R 3 B)R 1 ＜ R 2 ＝ R 3 C )R 1 ＜ R 2 ＜ R 3 D)R 1 ＝ R 2 ＝ R 3 E)R 1 ＞ R 2 ＝ R 3 5 ．一敞口容器 , 底部有一进水管 ( 如图示 ) 。容器内水面保持恒定 , 管内水流动的速度头为 0.5m 水柱 ( 流速 u= 3.132m /s) 。水由水管进入容器 , 则 2 点的表压 p 2 =( ) 水柱。 A) 2.0m ; B) 1.5m ; C) 1.0m ; D) 0.75m
6 ．层流与湍流的本质区别是： ________ 。 A) 湍流流速 > 层流流速； B) 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C) 层流的雷诺数 < 湍流的雷诺数； D) 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 7 ．转子流量计的主要特点是 ________ 。 A) 恒截面、恒压差； B) 变截面、变压差；C) 恒流速、恒压差； D) 变流速、恒压差。 8 ．①层流底层越薄 __________ 。 A) 近壁面速度梯度越小 B) 流动阻力越小 C) 流动阻力越大 D) 流体湍动程度越小 ②双液体Ｕ形差压计要求指示液的密度差 __________ 。 A) 大 B) 中等 C) 小 D) 越大越好 本章自测题答案：1.c；2.b；3.b；4.d；5.b；6.d；7.c；8.c c 第二章流体输送机械 1 ．将 1000m 3 /h 的各车间回水送往水冷却塔 , 宜选用 ( ) A) 离心泵 B) 往复泵 C) 齿轮泵 D) 喷射泵。 2 ．某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（） Ａ）停泵，向泵内灌液Ｂ）降低泵的安装高度 Ｃ）检查进口管路有否泄漏现象Ｄ）检查出口管路阻力是否过大。 3 ．离心泵的性能曲线中的 H-- q v 线是在 ( ) 情况下测定的。 (A) 效率一定 ; (B) 功率一定 ;(C) 转速一定 ; (D) 管路 (l+ S l e )) 一定。 4 ．离心泵最常用的调节方法是 ( ) （Ａ）改变吸入管路中阀门开度（Ｂ）改变压出管路中阀门的开度 （Ｃ）安置回流支路，改变循环量的大小（Ｄ）车削离心泵的叶轮
《化工原理》课程标准 课程代码: 课程学时：100课程学分：6 开设时间：第3学期 课程类型：专业基础课 一、课程概述 1. 课程定位 《化工原理》是应用化工技术专业的一门专业核心课，其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，依据操作原理的共性，分成为若干单元操作过程，学习各单元操作的基本原理、基本计算、典型设备及选用原则和方法、设备在生产中的操作控制方法。课程所涉的知识和技能在实际生产中具备很高的应用价值，是培养学生专业职业能力的一门必不可少的工程课程。 《化工原理》要求综合运用基础化学、物理化学、力学及物理学、工程制图及CAD、计算机技术等基础知识来分析和解决化工生产过程中的工程问题，在培养化工技术人才中担负着由理及工、由基础到专业的过渡，在培养学生运用工程观点分析、解决化工生产实际问题方面起着十分重要的作用，在应用化工技术专业的教学体系中处于承上启下、不可或缺的地位。 2. 设计思路 1 .基本理念
(1)以学生为本，注重素质培养 在教学中，以学生为主体，以学生实践为基础，采用引探法教学，通过教师设置教学情境，引导学生积极主动地参与教学活动，把学生学习的主动性、探究性、参与性、创造性充分地融合到一起。将学生置于一种开放、动态、主动、多元的学习环境中，培养学生的开放性思维、创新的合作精神，获取信息的能力，挖掘学生的内在学习潜能，使他们的素质得到全面和谐的发展。 （2）依据认知规律，提高教学效率 课堂教学是由教学内容、教师、学生和教学环境整合而成的系统，是师生共同探求新知的过程。因此课堂教学要遵循学生的认知心理发展规律，展现知识的生成、发展和形成过程；使学生的获得认知、参加活动、增加体验、发展情感态度和价值观在课程学习过程中和谐统一。在教学中，要依据由浅入深、由表及里、由易到难的认知心理顺序，建立实践一一理论再实践一一再理论的教学活动过程，不断地、循序渐进地提高学生的认知水平、操作技能、工程素养，使学生进行有效的学习，提高学习效率。 （3）整合课程内容，突出职业能力培养 本课程以工学结合”课程开发的基本理念为指导，运用工作过程系统化的课程设计方法，基于工作过程序化课程内容、组织教学进程。在各种典型单元操作的教学过程中，突出其共性规律和方法（如速率、推动力、阻力、传质单元数与传质单元高度等），帮助同学们掌握化工单元操作中最基本的知识、规律、概念以及运用数、理、化等基础知识去研究解决实际工程问题的方法，并注重情感态度与价值观等方面的基本要求，突出学生职业素养和职业能力的培养，提高学生的综合素质、
《化工原理》教学大纲 课程名称 ：化工原理/Principles of Chemical Engineering 课程总学时：144 实验学时：24 先修课程 ：数学、物理、化学、物理化学 适用专业 ：应用化工技术 1、 课程性质与教学目的 1.课程性质： 《化工原理》是化工及其 相关专业学生必修的一门基础技术课程，它在 基础课与专业课之间，起着承上启下的作用，是自然科学 领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门 课程。其主要任务是介绍流体流动、传热和传质的基本原 理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理 、过程计算、设备选型及实验研究方法等。这些都密切联系生产实际，以培养学生应用基本原理分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力，为专业课 学习和今后的工作打下坚实的基础。 2.教学目的： 《化工原理》属于工科课程，用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题；研究方法主要是理论解析和理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算、实际技能和设计能力的训练。通过该课程的学习不仅要掌握以理论到实践所涉及的问题的研究方法，还注重培养学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 二、课程的教学内容与基本要求 (一）教学内容： 1．绪论 化工过程与单元操作 ，单位与单位换算，物料衡算，能量衡算 2．流体流动与输送设备
流体静力学基本方程式：流体的物理性 质，静止流体的 压力，流体静力学基本方程式，流体静力学基本方程式的应用流体流动的基本方程：流 量、流速、稳态流动、非稳态流动的概念，连续性方程，柏努利方程，柏努利方程的应用流体流动现象 ：流体流动类型，蕾诺数，管内流体速度分布，边界层的概念流体在管内的流动阻力：直管阻力，局部 阻力，总能量损失管路计算：简单管路计算，复杂管路计算流量测量：测速管，孔板流量计，文 丘里 流量计，转子流量计. 离心泵：工作原理，主要部件，离心泵的基本方程式 ， 主要性能参数，特性曲线，允许安装高度，工 作点，流量调节，选型与使用其它类型液体输送机械：往复泵，旋转泵，旋涡泵，各类泵性能比较。气体输送和压缩机械：离心通风机、鼓风机、压缩机，旋转 鼓风机、压缩机，往复压缩机，真空泵 3．非均相物系的分离 颗粒及颗粒床层的特性：颗粒及 颗粒床层的特性，颗粒床层的特性，流体 通过床层的压降 沉降分离：重力沉降，离心沉降 过 滤：过滤基本方程式，恒压过滤，恒 速过滤，过滤常数的测定，过滤设备，过滤机的生产能力 4． 传热 概述：传热的基本方式，冷热 流体热交换方式，传热速率、热通量、稳态传热、非稳态传热的 概念，载热体及其选择 热传导：傅立叶定律，导热系数，通过平壁的稳态热传导，通过圆筒壁的稳 态热传导 对流传热概述：对流传热 速率方程，对流传热系数，对流传热机理，保温层的临界直径 传热过程计算：热量衡算，总传热速 率微分方程，总传热系数，平均温度差，总传热速率方程，总传热速率方程的应用，传热单元数法对流传热系数关联式：影响对流传热系数的因素，对流传热过程的 量
化工原理 课 程 设 计 设计任务：换热器 班级：13级化学工程与工艺（3）班 姓名：魏苗苗 学号：1320103090 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)
2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)
参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度32.5℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式：管壳式换热器 四、处理能力：109000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表： 1.设计概述 1.1热量传递的概念与意义 1.1.1热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移， 简称传热。由 热力学第二 定律可知，在 自然界中凡 是有温差存 在时，热就必 然从高温处 传递到低温 处，因此传热
《化工原理》课程教学大纲 上册102 学时，下册60 学时 一、课程性质、目的和任务 《化工原理》课程是化工类及相近专业的一门主要技术基础课，它是综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工类型生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科，本课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。该课程教学水平的高低，对化工类及相近专业学生的业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用。 本课程属工科科学，用自然科学的原理（主要为动量、热量与质量传递理论）考察、解释和处理工程实际问题，研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究，本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训练、强调理论与实际相结合，提高分析问题、解决问题的能力。学生通过本课程学习，应能够解决流体流动、流体输送、沉降分离、过滤分离、过程传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作过程的计算及设备选择等问题，并为后续专业课程的学习奠定基础。 二、教学基本要求 《化工原理》课程在第五、六学期(四年制)开设。教材内容分为课堂讲授、学生自学和学生选读三部分，其中课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学，作为基本要求内容；学生自学部分由学生在教师的指导下，利用课外时间进行自学，作为一般要求内容；学生选读部分由学生根据自己的兴趣及能力，进行课外选读，不作要求。 本课程教学计划总学时112学时，其中上册102学时（课堂讲授80学时，习题课18学时、课堂讨论2学时，机动2学时）；下册60学时（课堂讲授56学时，课堂讨论2学时，机动2学时）。 本课程课件依照学时安排制作，每次课一个文件，内容包括每次课讲授内容，思考题及课后作业。每次课后留2～3个作业题，由学生独立完成，教师可根据情况布置综合练习题和安排习题讨论课。本课程每周安排课外答疑一次（3小时）。 三、教学内容 本课程主要内容包括： 1．流体流动。流体的重要性质；流体静力学；能量衡算方程及其应用；流体的流动现象；流动在管内的流动阻力；管路计算；流量测量。 2．流体输送机械。离心泵的工作原理、性能参数与特性曲线、流量调节以及安装；其他液体输送机械简介；气体输送机械简介。 3．机械分离与固体流态化。颗粒与颗粒床特性；重力沉降与离心沉降的原理和操作；过滤分离原理与设备。 4．液体搅拌。搅拌器的性能和混合机理；搅拌功率简介。 5．传热。传热概述；热传导；对流传热概述；传热过程计算；对流传热系数关联式；辐射传热简介；换热器简介。 6．蒸发。蒸发设备、流程与操作特点；单效蒸发计算；多效蒸发简介。 7．传质与分离过程概论。质量传递的方式；传质设备简介。 8．气体吸收。吸收过程的平衡关系；吸收过程的速率关系；低组成气体吸收的计算（包
第七章 1．已知101.3kPa，25℃时，100g水中溶有1g氨，其平衡分压为0.987kPa，在此浓度范围内气液平衡关系服从亨利定律。试求：亨利系数E，以kPa表示；H以kPa.m3/kmol表示；以及相平衡常数m值。 2．在20℃时，氧溶解于水中的平衡关系为p e=4.06×106x。式中p e为氧的平衡分压，kPa； x为氧在水中的摩尔分数。试求： （1）与101.325kPa之大气充分接触的20℃水中最大溶氧浓度为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。 （2）若将20℃的饱和含氧水加热至95℃，则最大溶氧浓度又为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。 3．常压、30℃条件下，于填料塔中用清水逆流吸收空气-SO2混合气中的SO2。已知入塔混合气中含SO2为5%（体积分数），出塔气中SO2为0.2%（体积分数）；出塔吸收液中每100g 含SO2为0.356g。若操作条件下气液平衡关系为y e=47.87x，试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以Δy、Δx、Δp、Δc表示。 4．在1.1768Mpa、20℃条件下，用清水于填料塔内逆流吸收H2-CO2混合气中的CO2。已知入塔混合气中含CO2为30%（体积分数），假若出塔吸收液中CO2达到饱和，那么1kg水可吸收多少千克CO2。假定此吸收和解吸的平衡关系服从亨利定律。 5．在0℃、101.3kPa下，Cl2在空气中进行稳态分子扩散。若已知相距50mm两截面上Cl2的分压分别为26.66kPa和6.666kPa，试计算以下两种情况Cl2通过单位横截面积传递的摩尔流量。 （1）Cl2与空气作等分子反向扩散； （2）Cl2通过静止的空气作单向扩散。
广西英华国际职业学院Talent International College Guangxi 《化工原理》 教学大纲 二○一一年九月
《化工原理》课程教学大纲 一、课程说明 1、课程编号： 2、学时：84 3、学分：4.0 4、课程性质：专业基础课 5、先修课程修读条件：《有机化学》、《无机化学》和《分析化学》 6、适用专业：造纸制浆技术、化学工程与工艺、生物工程、制药工程、环境工程等专业 7、课程教学目标和要求 通过学习，使学生熟练地掌握化工单元操作的问题，能处理化工过程中动量传递过程，热量传递过程和质量传递方面的问题。 8、课程简介和教学建议 课程主要针对以后从事化学工程的技术人员而设定，各种化工产品的生产都离不开化工基本过程、典型设备的构造和操作等问题，学习本门课程可以培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力。 二、教学内容与安排 （一）第一章流体流动（8学时） 1、教学内容 （1）流体静力学
（2）流体动力学 （3）流体阻力 （4）管路计算和流量的测量 2、教学目的与要求：使学生熟悉流体压缩性，流体密度、黏度、压力的定义、单位及其换算；流体静力学基本方程式、流量方程、连续性方程、伯努利方程及其应用；流体的流动类型、雷偌数及其计算；流体在圆形直管内的阻力及其计算。 3、教学重点与难点 （1）重点：流体静力学基本方程式、流量方程、连续性方程、伯努利方程及其应用；流体的流动类型、雷偌数及其计算；流体在圆形直管内的阻力及其计算。 （2）难点：伯努利方程及其应用 （二）第二章流体输送机械（10学时） 1、教学内容提要 （1）流体输送机械概述 （2）离心泵 （3）其他类型泵 （4）气体输送机械 2、教学目的与要求：使学生熟练掌握离心泵的基本结构和工作原理、主要性能参数和特性曲线、离心泵性能的主要影响因素，离心泵工作点的确定和流量调节等。了解往复泵的结构及工作原理。了解往复式压缩机的工作原理、性能等；离心通风机的构造和工作原理，以及通风机的性能参数与特性曲线。
600多个精品课程课件网络资源 收录日期: 2007-03-16 （部分内容已严重陈旧或已淘汰） 1 2005食品卫生检验教案讲稿 2 2005最新国家食品卫生标准贯彻实施手册 3 Catalysts for Fine Chemical Synthesis 4 FDA农药分析手册 5 FDA食品法规（2001版） 6 Food Additives Date Book 7 Food Outlook 英文版 8 HACCP原理与实施第二版 9 Instrumental Analysis 10 Molecular Components of Cells 11 WTO法律专题 12 安徽建筑工程学院大学物理实验精品课程 13 安徽建筑工程学院无机与分析化学精品课程 14 安徽科技学院精品课程 15 白兰地工艺学 16 包装技术课件 17 保健食品检验与评价技术规范实施手册 18 保健食品原料手册 19 贝类油脂化学与工艺学 20 病理学实验指导－大连医科大学 21 仓储与配送管理－天津开发区职业技术学院 22 长春工业大学精品课程 23 长春师范学院教学课件 24 长效酸奶技术 25 常见中毒急救手册 26 常用分子生物学软件中文说明 27 常用天然提取物质量标准参考手册2003 28 常用药物辅料手册 29 成都大学精品课程建设 30 成都中医药大学中药学精品课程 31 成都中医药大学中药药理学精品课程 32 成都中医药大学中医方剂学精品课程 33 成都中医药大学中医药统计学精品课程 34 大连水产学院大学.物理精品课程 35 大连水产学院精品课程 36 大连水产学院水产动物生理学精品课程 37 大连水产学院水生生物学精品课程 38 大连水产学院养殖水环境化学精品课程 39 大学基础化学 40 大学物理 41 大学物理
《化工原理》教学大纲 一、课程目标 1．课程性质 《化工原理》是化学工程与工艺类及相近专业的一门主干课，是学生在具备了必要的《高等数学》、《线性代数》、《物理》、《机械制图》、《算法语言》、《物理化学》等基础知识之后必修的技术基础课，也是学生学习《化工原理实验》、《化工原理课程设计》、《化工传递过程》、《化工分离工程》、《化工系统工程》等课程的先修课程。《化工原理》是研究和探讨化工生产中大规模改变物质物理性质的工程技术学科，它以化工生产中的物理加工过程为背景，研究物理加工过程的基本规律，应用这些规律解决化工生产中的实际问题，并将这些规律按其操作原理的共性归纳成若干单元操作。《化工原理》是化学工程这一学科中最早形成、基础性最强、应用面最广的学科分支。 2．教学方法 以课堂讲授为主，讨论、自学、设备实物或模型现场教学、计算机辅助教学为辅。 3．课程学习目标与基本要求 （1）单元操作的理论基础是流体力学（动量传递）、热量传递和质量传递理论。通过课程教学，应使学生掌握流体力学、热量传递和质量传递的基本理论知识；掌握主要单元操作的基本原理、工艺计算和典型设备结构与设计；掌握本课程的主要研究方法，如数学模型方法和实验研究方法。 （2）通过课程教学，培养学生具备根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“单元过程和设备”选择的能力、过程的计算和设备设计的能力；具备进行单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力；具备单元过程在操作中发生故障时如何寻找故障的原因并加以解决的能力；具备应用计算机进行单元操作辅助计算的能力；具备通过自学获取新知识的能力等。
（3）通过课程教学，应着重培养学生具备以下两方面的良好素质。一是针对现有生产过程单元操作中存在的问题，能够善于运用所学的基本理论和知识动脑分析、动手解决；二是针对现有单元操作中技术上不合理的地方，能够发现并提出改进措施，达到节能、降耗、提高效率的目的。 4．课程总学时： 化学工程与工艺及制药类专业110学时，其中化工原理（一）A 55学时，化工原理（一）B 55学时。 过程装备与控制专业90学时, 其中化工原理（二）A 45学时，化工原理（二）B 45学时。 生物化工、食品工程及环境工程类专业90学时, 其中化工原理（三）A 45学时，化工原理（三）B 45学时。 化学专业54学时，其中授课48学时，实验6学时。 5．课程类型：必修课 6．先修课程：高等数学、线性代数、机械制图、物理、算法语言、数值方法、物理化学 7．后续课程：化工传递过程、化工分离工程、化工系统工程 二、课程结构 [(一)A的内容为1~6点、(一)B的内容为7~13（除去11）点] [(二)A的内容为1~6点、(二)B的内容为7~12（除去11）点] 生物化工、食品工程类专业[(三)A的内容为1、2、3、6点、(三)B的内容为4、5、7、9、12、13点] 环境工程类专业[(三)A的内容为1、4、5、6、7、12点、(三)B的内容为8~11点]
化工原理考试题及答案 第三章非均相分离 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 3.（2分）自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 4.（2分）当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1 5.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 ***答案*** 重离心沉积 6.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 7.（2分）降尘宝做成多层的目的是____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 8.（3分）气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降 9.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 ***答案*** 液体或气体中固体微粒 10.（2分）过滤速率是指___________________________ 。在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。 ***答案*** 单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢 11.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________。 ***答案*** 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流 12.（2分）过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 ***答案*** μγL 13.（2分）板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成。 ***答案*** 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理 14.（4分）板框压滤机主要由____________________________________________，三种板按 ________________的顺序排列组成。 ***答案*** 滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成
化工原理试卷 一. 计算（69分）： 1（20分）. 每小时将2×104kg 、45℃氯苯用泵从反应器A 输送到高位槽B （如图所示）， 管出口处距反应器液面的垂直高度为15m ，反应器液面上方维持26.7kPa 的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为?76mm ×4mm 、长26.6m 的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm 。管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯的密度为1075 kg ?m -3，粘度为 6.5×10-4 Pa·s 。泵的效率为70%，求泵的轴功率。附：各局部阻力系数 全开闸阀 ζ1 = 0.17 90℃标准弯头 ζ2 = 0.75 摩擦系数计算式 λ = 0.1( εd + 68 Re )0.23 2（16分）. 质量流量为7000kg ·h -1的常压 空气，要求将其由20℃加热到85℃，选用108℃的饱和蒸汽作加热介质。若水蒸气的对流传热系数为1×10 4W·(m 2·K)-1，空气在平均温度下的物性数据如下： 比热容为1kJ·(kg·K)-1，导热系数为2.85×10 -2W(m·K)-1 粘度为1.98×10-5Pa·s ，普兰特准数为0.7 。 现有一单程列管式换热器，装有?25mm×2.5mm 钢管200根，长2m ，此换热器能否完成上述传热任务？ 3（14分）. 某厂填料吸收塔，填料高10m ，用清水洗去尾气中有害组分。在正常情况下，测得原料气中含有害组分0.02(比摩尔分数，下同)，尾气中含有害组分0.004，吸收液含有害组分0.008。在工作范围内相平衡关系为 A A X Y 5.1=* 。问： ⑴ 该工况下气相总传质单元高度H OG 为多少？ ⑵ 因法定排放浓度Y A,2=0.002，计划将塔加高，若液气比不变，填料层需加高多少？ 4（19分）.某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。原料液组成为0.35（mol%,下同），该物系的平均相对挥发度为2.5,饱和蒸汽进料。塔
活度：引入修正后的浓度值。其中的修正系数成活度系数。活度测定方法；1、蒸汽压法，2、分配定律法，3、化学平衡法，4、电动势法。理想溶液：在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液。稀溶液：溶质的蒸汽压服从亨利定律，溶剂的蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液。正规溶液：混合焓不为零，但混合熵等于理想溶液的混合熵的溶液。实际溶液：实际存在的溶液。标准溶解自由能：由纯物质转变为 溶解标准态的吉布斯自由能变。宏观动力学：环节：多相反应发生在体系的相界面上。三个环节：1、反应物对流扩散到反应界面上，2、在反应界面上进行化学反应，3、反应产物离开反应界面向相内扩散。串联过程：反应过程是由物质的扩散和界面化学反应诸环节组成的。限制环节：当串联反应有一个或多个环节进行较快，而仅有一个环节最慢时，则这个环节为整个反应过程的限制者。分子扩散：由浓度梯度引起的扩散。扩散系数：是浓度梯度的扩散通量。对流扩散：扩散分子的运动和流体的对流运动同时发生，使物质从一个地区迁移到另一个地区的协同作用。传质系数：流体中扩散物质的浓 度是c而其在凝聚相表面上的浓度（界面浓度）是c*则该组分的扩散通量与此浓度差成正比即J=β(c+c*),β为比例系数称传值系数。速度边界层：贴近相界面有速度梯度出现的流体薄层。有效浓度边界层：x=0处作浓度分布曲线的切线其与相内浓度c线的延长线的交点到界面的距离δ。区域化学反应：这种沿固体内部出现的相界面附近区域发展的反应称。双模模型：这种两相间反应界面两侧都存在着表征扩散阻力的浓度边界层的模型称双模理论。克努生扩散：气体在多孔介质孔隙中的扩散系数和孔隙的直径有关，当孔隙很小气体分子的平均自由程比孔隙的直径大得多时气体分子直接与孔隙壁碰撞 的机会就会比分子之间的相互碰撞的机会多，致使其内气体扩散的速率减少。未反应核模型：当固相反应物致密时，化学反应从固相物表面开始逐渐向矿中心推进，反应物和产物层之间有较明显的界面存在，反应在层间的相界面附近区域进行，因此形成的固相产物层则出现在原来固相反应物处，而原固相物内部则是未反应的部分。过热度：高出熔点的温度。间隙式固溶体：是组分的原子占据了本体晶格的空隙位两种原子的半径相差很大。固溶体：当有其他固体原子溶入某种固体时称。表面活性（非活性）物质：溶解组分在表面上出现（不出现）过剩浓度称正（负）吸附，它使溶液的表面张力降 低（保持不变或有所提高）这种组分称（非）表面活性物质。熔渣的作用：离或吸收杂质，除去粗金属中有害于金属产品性能的杂质，富集有用金属氧化物及精炼金属的作用，并能保护金属不受环境的玷污及减少金属的热损失。浓度三角形：三角形的顶点代表纯组分，每一边是由两顶角代表的祖坟所构成的二元系的浓度坐标线，三角形内的点则表示由3顶角代表的祖坟所构成的三元系的浓度值。背向规则：当等比例线上物系点的组成点，再背离其所在顶角的方向上移动时，体系将不断析出成分C，而其内组分C的浓度不断减少，但其他两组分的浓度比则保持不变，这称。重心规则：在浓度三角 形中，组成为M1，M2，M3，的物系或相点，其质量分别为m1，m1，m3，混合形成一质量m0的新物系点O是，此新物系点则位于此3个物系点练成的三角形M1，M2，M3的重心上。碱度：碱性氧化物的质量分数与酸性氧化物的质量分数之比称炉渣的碱度R。光学碱度：某氧化物施放电子的能力与CaO施放电子的能力的比为该氧化物的光学碱度Λ。碱性氧化物：渣中能解离出氧离子的氧化物。酸性氧化物：转变为络离子的氧化物。相：有共同物理化学性质的均匀部分。组元：表述平衡所需最少物种数。自由度：描述一平衡所需最少变量数。容量：称熔渣吸纳有害分子等能力称为“某”容量。 溶化温度：熔渣中固相完全消失的温度。溶化性温度：熔渣的熔点是熔渣中固相完全消失的温度。但此时熔渣的黏度是比较高的，甚至在相当广阔的温度范围内还处于半流体状态，而为了使高炉冶炼顺行，应使熔渣溶化后的温度能保证熔渣达到自由的流动。这个最低温度称。长渣：（偏酸性渣，玻璃渣）渣中大分子多，黏度随温度变化迟缓。短渣：（石头渣）渣中大分子少，黏度随温度变化敏感。分解压：一定温度下某化合物生成离解反应达平衡产生的气相平衡分压PB（平）称化合物的分解压。影响分解压：T,P,固相相变，固体分散度，形成溶体。分解的开始温度：PB分解压和=PB'下开始并继 续分解的温度。T开=A/（lgPB-B）。T沸=A/(lgP-B)(P=P'/Pθ)，P'=100kPa,P=1。分解的沸腾温度：化合物被加热，分解压达到体系的总压，使化合物将剧烈的分解，这时化合物的分解温度称。氧势递增原理：氧化物的氧势是随其金属元素价数的增高而逐渐递增的。间接还原：可用气体做还原剂的间接还原法。直接还原：用固体做还原剂的直接还原法。特点：均强吸热。歧化反应：低价化合物在一定温度发生分解，转变为其相邻的高价氧化物，并析出金属的反应。碳化物的碳势πc=RTlnac。气相碳势>碳化物的碳势，则发生渗碳，相反金属内的碳气化，发生脱碳。熔渣脱硫的条件：必须在能消除炉 渣中的（FeO）或减低铁液氧势的条件进行。氧势图横坐标T，纵坐标氧势π0=RTlnP O2/kj/mol，截距△rH mθ，斜率-△rS mθ，会有不同的P CO/P CO2等一系列氧势线交于T=0轴的一点c，斜率不同取决于P CO/P CO2，P CO/P CO2=1氧势线是RTlnP O2=△rG mθ即反应处于标准态的氧势线，其余为非标态。特点：绝大多数氧化物向右上倾斜，水平S气》Sl>Ss，向右下倾斜2C(S)+O2=2CO，作用判明氧化物稳定性，其中位置越低者越稳定，越被氧化。得到氧化物分解压。氧化物相对稳定性及氧化还原反应的平衡温度。CO及H2还原氧化物反应的平衡常数及还原开始温度。Po2<1，△rGm>△rG mθ绕C点逆时针旋 转，氧势线向上移，氧化物更不稳定。氧势图作用：1、确定氧化物稳定性，2、确定氧化物分解压，3、确定氧化物稳定性及氧化还原反应的平衡温度，4、确定碳吸氢气还原氧化物反应的平衡常数及平衡温度。脱氧：向钢液中加入氧亲和力比铁大的元素，使溶解于钢液中的氧转变为不溶解的氧化物，自钢液中排出称。脱氧3种方法：沉淀脱氧：钢液中加入脱氧剂而形成脱氧产物能借自身的浮力或钢液的对流运动排出。扩散脱氧：利用氧化铁很低的熔渣处理钢液，使钢液中氧经扩散进入熔渣中，而不断降低。真空脱氧：利用真空的作用降低与钢液平衡的Pco，从而降低了钢液的氧和碳的含量。回磷：在熔炼脱氧合金化及浇铸过程中，能形成酸性氧化物的元素，大量进入钢液中及炉渣碱度降低，均能破坏渣中的磷酸盐，（P2O5）发生还原，钢液中的磷量增加称。影响脱磷因素：高氧化铁、高碱度即磷容量大的熔渣及时形成，是加强脱离的必要条件，低温有利于脱磷，金属熔池某些能提高磷活度系数的与元素存在。影响脱硫的因素：炉渣的组成，金属液的组成，温度。脱硫的条件：温度：高温，熔渣碱度：高碱度，炉缸的氧势：低氧势。脱磷反应：氧化脱磷：氧化法是利用氧化剂使铁液中（P）氧化成PO，再与加入能降低其活度系数的脱磷剂，结合成稳定的复合化合物，而存于熔渣中。氧化性渣表面张力主要取决于？表面O2-和正离子的作用，正离子静电势大的碱性氧化物表面张力较大（MnO2，FeO，CaO）。FeO熔体表面活性物质有？CaF2，P2O5，TiO2。泡沫渣？形成其必要条件？进入渣内的不溶解气体被分散在其中形成无数小气泡时，熔渣的体积膨胀，形成为液膜的密集排列的孔状结构称。其形成与熔渣的起泡能力及泡沫的稳定性有关。熔渣的组员扩散？系数比在金属液内的低一个数量级，10-10~10-11m2s-1因此，高温冶金反应过程的限制环节大都在熔渣内。了解CO钢液内均相形核是否可能？为什么？当钢液中碳氧化形成的CO气泡核大于其临界核时，才能稳定形成、长大和排出，对于表面张力一定的钢液，临界核的半径与钢液的w[C]、w[O]过饱和有关。过饱和度越大，则临界半径就越小，新相核就易于形成。一般认为，钢液这种饱和度不高，由此形成的气泡核的半径却比较大，为了能形成如此大的临界气泡，需要在临界气泡内瞬时积累由碳氧化形成的CO分子数107~1010个。这样大数目的分子数十难于靠局部浓度的起伏完成的。为什么说“碳”是万能的还原剂：C的氧势图走向右下方，且与大多数金属氧化物的氧势线有交点。判定氧化物稳定性的热力学方法：随着温度的升高，高价氧化物分解放出氧，转变为低温下稳定存在的相邻的高价的氧化物。渣的氧化还原性取决于什么？是氧离子的活度么？不是,取决于渣中氧的化学势和金属液中氧的化学势的相对大小。在T一定，渣及金属液组成一定时，只能FeO在渣中分配，（Fe2+）的伴随下，（O2-）才能有效进入金属液中用（FeO）的浓度或活度表示渣的氧化性。钢水用高压气搅拌，搅拌剧烈（eσ/ex）x=0，dc↓传质效率？提高有效边界层内，尽管可用稳态扩散理论处理对流传质问题，但并不意味此层只有静止分子扩散，实际此层仍有紊流流动应该以等效观点理解dc有效边界层内传质结果和其个数值的分子扩散相当。氧化物分解（还原）的逐级转变原则（会写反应）：1、高价氧化物只能依次分解成为能与之平衡共存的次级低价氧化物2、在给定条件下，只有和金属平衡的氧化物才能分解出金属，3、不相邻的氧化物则不能平衡共存，不能用平衡常数来表述其关系。有了铁为什么还要炼钢：以生铁为主要原料的氧化熔炼中，需要去除的元素和杂质，分为3类，1、高炉中过多还原的元素，如Si Mn 极特别是溶解的，2、有害于产品性能的杂质，如Ps及气体H N，3、在氧化过程中，由氧化作用引入的氧及其伴生的夹杂物，因此炼钢过程的主要反应式元素（Si Mn C P）的氧化，脱磷去气体（H N），脱氧剂调整钢液的成分，最后把化学成分合格的钢液浇铸成钢锭或连铸坯，便于轧钢。炼钢的方法主要有哪些：以高炉铁水或铁浴融化还原铁水为主要原料的氧气炼钢法和以废钢为主要原料的电弧炼钢法，在氧气转炉炼钢法中，按照氧气吹入转炉内方式的不同，分别有顶吹氧气转炉炼钢和底炉吹氧气炼钢以及顶底复合吹氧炼钢。试述影响元素氧化的热力学条件及影响因素：当熔池中多种元素共存时，一般是形成氧化物，MxOy氧势最小的元素首先氧化，而其氧化强度随温度的升高而减弱，元素的氧化顺序还将受活度变化的影响，因为（Po2（MxOy）=Kθ（a2/3 MxOy /a2x/y m）πo（MxOy）=△rG mθ+2/yRTln0MxOy-2x/yRTln m），故元素的浓度相同时，氧势较小的先氧化或者强烈氧化，而元素浓度不相同时，浓度高的其氧势较小，最先氧化。了解CO熔池内异相形核是否可能？为什么？：脱碳反应CO气泡的生成要经过异相形核阶段所以碳的氧化是在钢液-炉底耐火材料界面上发生的。与钢液接触的耐火材料炉底，常不易为钢液所湿润，其表面有气体填充的微孔，他们的尺寸远大于钢液过饱和度相当得临界气泡核（r*）时，就能成为气派的现成核，碳氧化形成的CO进入其内，使气泡长大，脱离微孔上浮。残余在微孔内的气体，则成为下次气泡形成的核源。因此，不能为钢液所湿润的耐火材料表面的微孔，当其具有不为钢液填充的最大半径时，就能成为气泡的形成核。试述复合脱氧提高强脱氧剂脱氧能力的原因：利用两种或两种以上的脱氧元素组成的脱氧剂使钢液脱氧，称为复合脱氧，即两种脱氧元素同时参加脱氧，耦合形成的产物则结合成复杂的化合物，因而能使他们分别脱氧形成的产物的活度降低从而平衡的w【O】降低。其次他们的脱氧产物形成了低熔点的复杂化合物，而使之分解。与钢液中w[O]平衡的弱脱氧元素的百分含量要比与此w[O]平衡的强脱氧元素的百分数高得多。故弱脱氧元素百分数仅能控制自身反应的w[O]，而强脱氧元素百分数则控制了整个钢液的氧浓度，他比强脱氧元素单独脱氧时的低，所以若脱氧剂能提高强脱氧剂的脱氧能力。液-液相反应及动力学模型—双模理论 3 要点1、反应物分别在各自相内向两相界面扩散传质2、反应物在两反应界面进行反应3、反应产物离开反应界面向各自向内扩散传质。熔渣的结构理论：分子结构假说和离子结构理论要点1、分子结构假说：它把熔渣看成是各种分子状指点组成的理想溶液。2、离子机构理论：熔渣是有简单阳离子和复杂阴离子组成，其正负电荷数相等熔渣为电中性3、熔渣有微观不均匀性，以至熔渣会出现分层现象即出现强或弱“离时”离子的静电势I=E/Y。完全离子熔渣模型：主要内容1、熔渣完全由离子构成，其内不出现电中性质点。2、和晶体中的相同，理智最邻近者仅是异号离子。并且，搜有同号离子不管其大小及电荷是否相同与周围异号离子的静电作用里都是相等的。因此，他们在熔渣中的分开完全是统计无序状态。3、完全离子溶液形成时混合焓为0，△Hm=0；离子完全混合时，虽然异号离子不能彼此交换位置，但不同阳（阴）离子之间相互混合，出现不同的组态使溶液的熵增加。一次完全离子溶液可视为由正负离子分别组成的两个理想溶液的混合溶液。有效边界层（扩散边界层）与扩散阻力关系：扩散边界层内存在着边界差，表征物质通过此层受到了扩散阻力。因而可以认为物质是在整个液体内及向相界面或离开界面儿扩散时，所受到的阻力主要集中在此边界层内。边界层越厚，则扩散阻力也就越大，而传质系数也就越小。但是相界面附近的浓度梯度( )Z=0越大（或切线的斜率越大），则边界层的厚度就越厚，而传质系数越大，提高液体的速度可使浓度梯度变大，从而可降低边界层的厚度。当流速增大到使边界层的厚度趋近于0时，扩散阻力就不再存在了，这是的流速被称为临界流速。一次，保持临界流速的体系内，可以不用考虑这种扩散阻力的存在。反应过程速率影响因素：1、温度2、固体物空隙度3、固体物的粒度及形状4、流体速度结论：当不同因素发生变化时将会对比二环节不同程度的增大或减弱作用，相应的能使过程控制环节发生改变，如果有实验来研究化学反应机理时，则必须在实验中创造条件，使整个过程位于动力学范围内。分解压的影响因素：1、温度2、压力3、固有物的相变4、固体的分散度5、固相物的溶解RTlnpb=-△rGmΘ(AB)+RTlna(AB)-RTlna[A] 因此分解压不进与温度有关，而且与固体在溶液中活度有关，提高a(AB)及降低a(A)可使分解压增大，反之则分解压减小，如AB(s)与分解出的A(s)发生互溶，则在未形成饱和浓度的组成范围内，分解压与熔体的组成有关，而在形成互为饱和的二相区内，分解压则与熔体的组成无关，保持定值，这是因为此时a(AB)=a[A]=1，此外当AB及A溶于溶剂，或与其他物质形成复杂化合物是也使他们的活度改变，从而改变分解压，实际上复杂化合物的分解比简单呼和无分解要吸收较多的热量，而其分解温度也要高很多影响脱硫的因素：1，炉渣的组成，低氧化铁，碱性渣有利于脱硫，碱度高也有利于脱硫。2，金属液的组成，金属液中得硅，碳，等元素能提高fs，促进s向炉渣中转移，3，温度，脱硫反应是吸热，温度提高对脱硫有利，炉渣熔体结构的分子理论要点1，组成炉渣的氧化物及其他化合物的基本组成单元均是离子，2，炉渣是离子导电的，3，炉渣能被电解，在阴极析出金属，4，二氧化硅浓度高的熔渣有较高的粘度。反应速录影响因素：温度，固相物空隙度，固相物的粒度及形状，流体速度。离子反应式书写规则：1，渣中组元用其对应离子形式表示，2，离子反应式代表一对流金属液反应，3，氧合负离子转移时，其中氧价不变。固体的分散度：固体物的分散度增加，其面积增加，其化学势增大，因而分解压发生。固相物的溶解：分解呀与固相物再溶液中得火毒有关。脱硫剂主要有：苏打，石灰粉，碳化钙等一石灰为主要成分的复合硫化剂。碳氧积：压强在100KPa的M=W[C]*W[o]位于0.002-0.003，一半多取0.0025，过剩氧：W[o]&s的减小而降低，但W[o]始终高于W[o]平，因为熔池中有促使氧扩散的浓度差存在，故W[o]ΔW[o]称为钢液中的过剩氧。试分析元素脱氧反应的热力学条件：1，图中曲线位置越低的元素，产物越稳定。该元素的脱氧能力越强2，脱氧产物的组成与温度及脱氧元素的平衡浓度有关，3，脱氧反应式强放热的随着温度的降低，脱氧能力增强。气固相反应的三个环节：1，气体再固体物外的扩散，2，气体与固体物的界面反应，3，气体通过固相产物层的内扩散。熔渣在活度过程中的作用，分离或吸收杂质，除去相金属中有溶于金属产品性能的杂质，富集有用金属氧化物及精炼金属的作用，并能保护金属不受环境的玷污及减少金属的热损失。炉渣的来源：还原熔炼中未能还原的氧化物。氧化熔炼中氧化形成的氧化物。氧势递增原理：氧化物的氧势是随其金属元素价数的增高而逐渐递增的。氧化物的稳定性1，比较氧化物用热力学稳定性取no2==1，ΔfQmθ越小，MxOy越稳定，稳定性大于C，S化合物2，氧化物分解压Po2（平）越低，越稳定。碳酸盐分解法特点：1，分解温度不高，2，加热即分解3，常用热分析法及差热透析法测定他的分解呀温度。试分析元素脱氧反应的热力学条件1，曲线位置越低的元素，脱氧产物越稳定，而该元素的脱氧能力越强，与相同量的各元素平衡的氧浓度就越低，成为了达到相同的氧浓度，增强氧元素的平衡，浓度就越低2，脱氧产物的组成与温度，与温度及脱氧元素的平衡浓度有关，W[M]低及W【O】高时，则形成FeMxOy形成复杂化合物，W[M] 高及W【O】低时，则形成氧化物MxOy，如其熔点高过钢液的温度，则形成向存在，仅位于曲线上区域的钢液能发生脱氧反应，曲线上的黑点为脱氧产物的转变点，3，脱氧反应式强放热的，随着温度的降低，脱氧元素的脱氧能力增强。二元体系，组元数2,，自由度2-p+1，共存相数，最多3，最少1，自由度数，最多2，最少0，图形为二维平面。三元体系，组元数3,，自由度3-p+1，共存相数，最多4，最少1，自由度数，最多3，最少0，图形为三维平面或等温截面图