化工原理教材

《化工原理》课程简介二、课程内容与教学目标《化工原理》课程是过程装备与控制工程专业的一门限选课，是综合性技术学科化学工程学的一个基础组成部分，是学习后续专业课的基础。

通过本课程的学习，要使学生掌握流体流动、流体输送、沉降与过滤、传热、蒸馏、吸收、蒸馏、干燥等单元操作的基本原理及典型设备的设计计算方法，为进一步学习专业课程及从事工程实践奠定必要的理论基础。

同时，要求通过各个教学环节培养学生的工程观点，使学生理解流体流动、传热与传质的共性与特殊性，提高分析和解决化工实际问题的能力。

学完本课程应达到以下基本要求：1．掌握流体流动、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏等单元操作的基本原理。

2．熟练掌握流体流动、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏等单元操作的基本计算方法，了解基本计算公式的物理意义、使用方法和适用范围。

3．了解流体流动、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏等单元操作的典型设备的构造、性能和操作原理，了解设备选型的原则和校核计算方法。

教材：《化工原理》(第四版)，王志魁主编，化学工业出版社, 2010年。

参考书：《化工原理(第三版)，管国锋，化学工业出版社, 2008年。

《化工原理(上、下册)》，张弓，化学工业出版社, 2004年。

《化工原理(上、下册)(第二版)》，谭天恩，化学工业出版社, 2004年。

《化工原理课程学习指导》，柴诚敬，天津大学出版社, 2003年。

《化工原理详解与应用》，丛德滋，化学工业出版社, 2003年。

三、对教学方式、实践环节、学生自主学习的基本要求本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学，学生应能独立完成教学大纲规定的课程内容要求。

四、考核方式与学习效果评价的结构比例本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。

学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中实验成绩占10%，出勤、作业、学习主动性等占20%。

五、对先修课的要求、课程班规模要求、实践类课程方案等本课程的先修课程为：高等数学、大学物理、工程化学，小班授课，实践环节为实验教学。

化工原理课程教学大纲一、课程概述化工原理课程是化学工程与技术专业的一门重要基础课程，旨在帮助学生全面了解和掌握化工原理的基本概念、原理和应用。

本课程内容包括化工基本理论、化工过程综合设计等方面的知识，培养学生的化工思维和分析问题的能力。

二、教学目标本课程的教学目标主要包括以下几个方面：1. 使学生熟悉化工原理的基本概念和基本原理；2. 培养学生运用化工原理解决实际工程问题的能力；3. 提高学生的科学研究和创新能力；4. 培养学生的团队合作和沟通能力。

三、教学内容及安排1. 化工基本理论1.1 化学平衡与化学动力学- 反应速率与速率方程- 化学平衡常数与平衡常态1.2 物理化学基础- 热力学基本原理- 混合物热力学性质- 相平衡与相图2. 化工过程综合设计2.1 传递过程的基本原理- 传热、传质、传动基本概念与数学模型- 传递过程的控制方程2.2 化工反应器设计- 反应速率与反应器类型选择- 反应器设计与优化2.3 流程流动与分离- 流体力学基本概念与控制方程- 分离技术与设备选择四、教学方法本课程采用多种教学方法，包括理论讲授、案例分析、实验操作和课堂讨论等。

通过理论讲解，学生可以了解到化工原理的基本概念和原理；通过案例分析和实验操作，学生能够运用所学知识解决实际问题，并培养实践能力；通过课堂讨论，学生可以加深对化工原理的理解和应用。

五、考核要求1. 平时成绩：包括课堂出勤、课堂表现、作业完成情况等。

2. 期中考试：考查学生对于课程内容的理解和应用能力。

3. 期末考试：综合考查学生对于整个课程内容的掌握情况。

4. 实验报告：要求学生参加相关实验，并撰写实验报告。

六、教材参考1. 《化工原理导论》，李鸿翔，化学工业出版社2. 《化工原理与计算》，王志刚，化学工业出版社七、参考资源1. 化学工程与技术学术期刊：国内外相关领域的研究论文与实践案例。

2. 相关化工工艺软件：ASPEN、HYSYS等。

八、学习建议1. 加强课前预习，掌握基本概念和原理；2. 多进行思考和讨论，加深对于化工原理的理解；3. 积极参与实验操作，并认真完成实验报告；4. 注重课程知识与实际工程的结合，培养应用能力；5. 与同学进行合作学习，共同解决难题。

化工原理实验主编刘焕荣张会敏等中国石油大学胜利学院化学工程学院序言化工原理实验是化工原理教学的重要组成部分，对掌握化工原理课堂所学知识起着重要作用。

基本实验包括流体阻力的测定、流量计孔流系数的测定、离心泵性能的测定、过滤实验、传热实验、吸收实验、精馏实验和干燥实验共8个实验，分别反映了质量传递、热量传递、能量传递等规律。

另外在基本实验的基础上我们又安排了5个演示实验和2个开放实验，供学生选做。

化工原理实验对于应用化学、化工类专业的学生理论联系实际、提高实际动手能力是非常必要的，也将为未来的科学研究及实际工作打下良好的基础。

本书是以天津大学化工基础实验中心研制的数字化化工原理实验设备为基础制定的，可供应化、化工类各专业学生的化工原理实验课使用。

本书绪论、第一、二章由张会敏执笔，第四、五、六章由刘焕荣执笔，第三章由张会敏、姚媛媛、陈艳红、韩东敏、刘焕荣共同执笔。

全书的整理工作由刘焕荣完成。

由于编者知识水平有限，书中欠妥之处一定不少，恳请同行及使用者指正，以助日后修改。

编者2015年12月目录绪论 (1)第一章化工原理实验室安全规则 (3)第二章实验数据误差分析和数据处理 (5)第一节实验数据的误差分析 (5)第二节有效数字及其运算规则 (9)第三节误差分析理论基础 (10)第四节实验数据处理的几种方法 (13)第三章化工原理基本实验 (15)实验一流体阻力的测定 (15)实验二流量计孔流系数的测定 (18)实验三离心泵性能的测定 (23)实验四过滤实验 (27)实验五传热实验 (30)实验六吸收实验 (35)实验七精馏实验 (40)实验八干燥实验 (45)第四章化工原理演示实验 (48)实验一流体的流动状态 (48)实验二机械能的相互转化实验 (51)实验三液-液萃取实验 (52)实验四板式塔实验 (54)实验五旋风分离器 (56)第五章化工原理开放实验 (57)实验一局部阻力系数的测定 (57)实验二汽、液相负荷对塔板效率的影响 (59)第六章实验数据的计算机处理 (60)绪论一、化工原理实验的意义和目的化工原理是以石油加工和化学工业生产过程中单元操作过程及设备为研究对象，紧密联系生产实际的化学工程学科的主干课程，是石油加工和化学工程专业的一门重要的专业基础课。

大学课后习题解答之化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ（2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ（6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL310CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。

百科名片化工原理化学工程学及其进展化学工程学，以化学、物理和数学原理为基础，研究物料在工业规模条件下，它所发生物理或化学点击此处添加图片说明状态变化的工业过程及这类工业过程所用装置的设计和操作的一门技术学科。

化学工程学的进展：三阶段：单元操作：20世纪初期。

单元操作的物理化学原理及定量计算方法，奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。

“三传一反”概念：20世纪60年代多分支：20世纪60年代末。

形成了单元操作、传递过程、反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等完整体系。

目录英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息内容简介图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册展开编辑本段英文名称Chemical Engineering Principles编辑本段0.1 化学工程学科的进展单元操作化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程。

在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质生也发生变化，成为合乎要求的产品，这个过程即叫化工生产过程。

以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。

可见，虽然电解反应为核心过程，但大量的物理操作占有很大比重。

另外象传热过程，不仅在制碱中，在制糖、制药、化肥中都需要，在传热过程物料的化学性质不变，遵循热量传递规律，通过热量交换的方式实现，所用设备均为换热器，作用都是提高或降低物料温度，为一普遍采用的操作方式。