2020版《化工原理课程设计》(32学时)-林子昕

化工原理课程教学大纲课程名称：化工原理英文名称：Principles of Chemical engineering/ Unit operations of Chemical engineering 课程编码：x2030212学时数：96其中实践学时数：16课外学时数：0学分数：6.0适用专业：生物工程一、课程简介《化工原理》将课堂教学、化工单元实验操作与设计型教学内容相结合，使学生掌握化工单元操作各部分的基本原理，掌握流体输送过程的基本理论；掌握气体和液体混合物分离操作的基本理论和实际操作要求，掌握不同单元操作条件对化工单元过程生产效果的影响；掌握传热过程的基本定律和实际生产设备应用；掌握传热，精馏和吸收单元操作所应用典型装置的设计方法；了解本学科领域热点问题；熟悉新型化工单元操作中生物化工生产的典型应用。

最终掌握生物化工生产单元操作有机结合的典型案例及设计方法，了解生产安全相关法律法规，能够针对具体化工单元操作过程，编制完整的具有典型生物工程单元操作的设计方案，培养掌握具有化工基本知识的生物和化工领域的技术人才。

二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点绪论1、教学内容化工过程与单元操作；《化工原理》课程的性质与任务；2、基本要求了解部分：《化工原理》课程的性质、研究对象、任务与基本内容理解部分：因次、单位制和单位换算掌握部分：物料衡算与能量衡算熟练掌握：无3、重点和难点（1）重点：单元操作及基本特点（2）难点：无第一章流体流动1、教学内容流体概述；流体静力学方程及其应用；流体流动中的守恒原理；流体的流动状态分析；流体的阻力损失原因及阻力计算；简单管路的计算；流速和流量的测定方法。

2、基本要求了解部分：流体概述；流速和流量的测定方法理解部分：流体静力学方程及其应用；流体流动中的守恒原理；流体的流动状态分析；流体的阻力损失原因及阻力计算；简单管路的计算；掌握部分：流体静力学方程及其应用；流体的流动状态分析；简单管路的计算；熟练掌握：流体流动中的守恒原理；3、重点和难点（1）重点：流体静力学方程；连续性方程；柏努利方程；雷诺实验及应用；阻力计算（2）难点：柏努利方程；雷诺实验及应用；阻力计算第2章流体输送机械1、教学内容常用液体输送机械；离心泵的理论压头和实际压头(扬程)，功率和效率；离心泵的气缚与气蚀现象；泵的安装高度、流量调节、泵的选择；离心风机的性能与选择。

《化工原理》（课程编码：上册0210019、下册0210040）本课程性质：化工原理是化工工艺类及其相近专业的一门主干课, 是一门很重要的技术基础课, 它在基础课和专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用。

课程教学目的：学生应该掌握每一章节要求掌握的重点内容，并对各种单元操作熟悉了解。

本课程教学要求：通过本课程的学习，培养学生有分析和解决单元操作中各种问题的能力，即在科学研究和生产实践中对设备应具有操作管理、设计、强化与过程开发的本领。

本课程教学安排：总学分无总学时：124课程进度分配表本课程必要说明：《化工原理》是化工类各专业的专业基础必修课，属于核心课程，需要一定的专业基础。

1、先修课：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、大学物理、高等数学2、如作为公选课应删减的内容：无本课程理论教学内容绪论本章教学目的与要求：了解化工原理课程的性质、地位和作用，并掌握化工过程的物料衡算与能量衡算的基本概念与计算步骤。

本章教学意见与建议：讲授为主，综述化工方面的知识。

本章教学基本内容安排：主要讲解下面几个知识点化工过程及其发展。

化工原理课程的性质、内容和任务。

化工原理课程的两条主线。

单元操作及四个基本关系: 物料衡算、热量衡算、平衡关系及速率关系第一章流体流动本章教学目的与要求：学习流体流动的考察方法及流体流动中的力和能。

掌握流体在静止和流动时的质量和能量守恒规律。

了解流体流动时的内部结构, 掌握阻力损失及其计算方法。

熟悉化学工业中各种流体输送问题, 用上述原理和规律解决管路计算及外功计算问题。

本章教学意见与建议：理论讲授为主，并进行实验。

本章教学基本内容安排：主要讲解前4节的内容，掌握第5节中的部分内容。

第一节概述教学内容知识点：流体的密度、粘性。

第二节流体静力学教学内容知识点：流体的压强与流体的静力学基本方程。

第三节流体动力学教学内容知识点：流量与流速、连续性方程、物料衡算方程。

第四节管内流动阻力教学内容知识点：化工管路的组成、直管阻力与局部阻力、总阻力的计算。

化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法，了解化工生产的基本过程和设备，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）理解化工原理的基本概念和原理；（2）熟悉化工生产的基本过程和设备；（3）掌握化工计算方法和技能。

2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工过程设计和优化能力；（3）学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对化工行业的认识和兴趣；（3）培养学生对科学研究的热爱和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工原理基本概念和原理：包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。

2.化工生产过程和设备：包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。

3.化工计算方法：包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。

具体教学大纲安排如下：第1-2周：化工原理基本概念和原理；第3-4周：化工生产过程和设备；第5-6周：化工计算方法。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法，引导学生理解和掌握；2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用化工原理解决实际问题；3.实验法：进行实验操作，培养学生的实践能力和实验技能；4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》；2.参考书：相关化工原理的教材和学术著作；3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等；4.实验设备：反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。

以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，考察学生的学习态度和理解能力。

化工原理课程设计
化工原理课程设计是化工类专业学生进行的重要学科实践之一。

以下是化工原理课程设计的设计要点和步骤：
1. 设计目标
设计之前，需要先确定设计目标和要求。

设计目标是设计的核心，影响着整个课程设计过程。

设计目标通常包括实现的工艺流程、化学反应原理、环境保护、经济性等方面的要求。

2. 计算过程
计算过程是课程设计中的重要部分。

具体包括：物料平衡、能量平衡、流量计算、设备选择、操作模式等设计内容。

针对不同的化工过程，设计者需要确定其具体计算过程，包括物质计算、反应热计算、设备参数计算等。

3. 设备选型
设备选型必须充分考虑工艺、工情参数。

应包括其物理、化学性能、结构形式、操作特点和精度等因素。

4. 安全措施
化工原理课程设计中的安全措施是至关重要的设计要点。

设计者需要对可能发生的危险或任何异常情况进行充分的防范，并在设计过程中设定预防措施和应急方案。

5. 材料运输、存储条件及成本
材料的运输、存储也是重要的设计要点。

需要考虑材料的物理性质、化学性质以及材料运输和存储的安全措施，并充分考虑成本问题。

6. 结果展示
化工原理课程设计中的结果展示是对整个设计的汇总总结，需要对流程、操作、设备、工艺以及经济性进行全面展示。

展示形式可以包括实验报告、设计报告、模拟演示等。

化工原理课程设计旨在培养学生的综合实践能力，充分发挥学生的创新和实践能力。

在完成设计过程中，学生需要充分考虑工艺、安全、环保和经济等多方面的因素。

中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述化工原理是高分子材料工程专业的学科基础课程，探讨化工生产过程的基本规律，并应用这些规律解决生产问题，主要包含化工生产中的各主要单元操作及典型设备的基本原理和计算方法。

课程内容以动量传递、热量传递、质量传递等三种传递原理为主线，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的学习方法和分析问题的思路，培养学生理论联系实际的观点，以及进行典型单元操作设备的设计、操作及选型计算的能力。

Unit Operations of Chemical Engineering is a basic specialized course for the students major in Polymer Materials Engineering. This course discussed the basic laws of chemical production processes and their applications in practical problems solving. It mainly includes the basic principles and calculation methods of the main unit operations in chemical production and typical equipment based on the concepts of momentum transfer, heat transfer, and mass transfer. It teaches students how to analyze practical engineering problems using the knowledge of material balance, energy balance, equilibrium relationship, transfer rate and etc., and cultivates students’ abilities of combining theory with practice, and abilities to design, operate, and select typical unit operating equipment.2.设计思路课程内容选取了与高分子材料工程相关度较高的几个典型化工操作单元，对其基本原理及典型设备结构等进行讲授。

化工原理课程设计编辑版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）掌握化工原理的基本概念和理论；（2）了解化工过程的基本计算和分析方法；（3）熟悉化工设备的工作原理和操作方法。

2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工过程设计和优化的能力；（3）学会使用化工设备和仪器进行实验操作。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学精神和创新意识；（2）增强学生对化工行业的认识和兴趣；（3）培养学生关爱生命、关注环保的责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.化工原理的基本概念和理论：包括流体力学、热力学、传质传热等方面的基础知识；2.化工过程的基本计算和分析方法：包括速率定律、平衡定律、质量守恒定律等；3.化工设备的工作原理和操作方法：包括反应器、换热器、分离器等主要化工设备的特点和应用。

具体的教学安排如下：第一章：化工原理概述1.1 化工原理的基本概念1.2 化工原理的研究方法和内容第二章：流体力学基础2.1 流体的性质和流动现象2.2 流体力学的计算和分析方法第三章：热力学基础3.1 热力学基本定律3.2 热力学计算和分析方法第四章：传质传热4.1 传质传热的基本原理4.2 传质传热的计算和分析方法第五章：化工设备及操作5.1 反应器的工作原理和操作方法5.2 换热器的工作原理和操作方法5.3 分离器的工作原理和操作方法三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握化工原理的基本概念和理论；2.讨论法：引导学生通过讨论，深入理解化工原理的知识点；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生学会运用化工原理解决实际问题；4.实验法：让学生亲自动手进行实验，加深对化工设备和工作原理的理解。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的化工原理教材；2.参考书：提供相关的化工原理参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助教学；4.实验设备：准备完善的实验设备，让学生亲身体验化工原理的操作过程。

《化工原理》教学大纲课程名称：中文名称：化工原理；英文名称：Principle of Chemical Engineering课程编码：092077学分：2.0分总学时：32学时（理论32学时）适应专业：给排水先修课程：高等数学、大学物理、普通化学、计算技术等。

执笔人：吴洪特、傅家新审订人：一、课程的性质、目的与任务《化工原理》学科专业基础课。

化工原理也称“化工单元操作”或“化工过程与设备”，该课程由理论教学、课后实验二部分组成。

①该课程重点阐述单元操作的基本原理和设备结构，扼要介绍相关的传递过程基础，是化学工程、化工工艺及其相近专业的一门专业主干必修课；②它以高等数学、物理及物理化学、计算技术为基础，将自然科学的普遍规律应用于解决工程问题，是承前启后、由理及工的桥梁；③该课程主要研究化工生产过程中以物理加工过程为主要背景归纳而成的若干共性规律，并应用这些共性规律进行设计计算、指导操作、强化过程及延伸拓展；④该课程强调工程观点、定量运算、实验技能和设计能力的训练，强调理论联系实际，培养学生分析和解决工程问题的能力。

通过对该课程的学习，主要解决流体流动等单元操作中有关过程与设备的设计和选型问题二、教学内容与学时分配绪论（2学时）一、课程背景、内容；二、贯穿课程的三大守恒定律；三、研究方法；四、工程观点第一章流体流动（10学时）本章重点和难点：一、静力学方程；二、柏努利方程、三、连续性方程。

第一节流体静力学方程及应用一、密度；二、压力的表示方法；三流体静力学方程；四、应用第二节流体流动的基本方程一、基本概念；二、连续性方程；三、机械能衡算方程第三节流体流动现象一、流动型态；二、湍流基本概念；三、管内流动分析；四、边界层及分离第四节管内流体的阻力损失一、沿程损失计算及层流阻力；二、湍流阻力及摩擦系数第四节管内流体的阻力损失局部损失第五节管路计算简单管路第二章流体输送机械（4学时）本章重点和难点：一、离心泵特性；二、工作点流量调节；三、离心泵的安装高度。

化工原理课程设计致谢室友化工原理课程设计致谢室友致谢词亲爱的室友：我想对你表达我最诚挚的感谢。

在整个化工原理课程设计过程中，你给予了我无私的支持和帮助。

没有你的帮助，我无法完成这个项目，也无法取得如此出色的成绩。

在这里，我想向你致以最衷心的感谢和敬意。

一、引言化工原理是我们专业中非常重要的一门课程，它涉及到化学、物理、数学等多个学科的知识。

通过学习化工原理，我们可以深入了解化学反应、物质转化和能量传递等基本原理，并应用于实际工程中。

在这门课程设计中，我们需要运用所学知识来解决实际问题。

二、背景在本次化工原理课程设计中，我们选择了一个实际生产过程进行分析和优化。

该过程是某种特定酸碱反应体系中酸碱比例的控制问题。

通过调整酸碱比例，可以有效地提高产品质量和产量。

三、目标我们的目标是通过对该酸碱反应体系进行分析，找到最佳的酸碱比例控制策略，从而实现产品质量和产量的最大化。

四、方法1. 实验设计我们首先进行了一系列实验来收集数据。

通过改变酸碱比例，并测量反应体系中各种参数的变化，我们获得了一组数据集。

2. 数据分析接下来，我们对实验数据进行了统计和分析。

通过绘制曲线图和计算相关统计指标，我们能够更好地理解反应体系中各个参数之间的关系。

3. 建立模型基于实验数据的分析结果，我们建立了一个数学模型来描述酸碱反应体系。

该模型可以预测不同酸碱比例下的产物质量和产量。

4. 优化策略利用建立的数学模型，我们可以通过优化算法来寻找最佳的酸碱比例控制策略。

这样可以使得产物质量和产量达到最大化。

五、结果与讨论在经过一系列优化算法的运算后，我们得到了最佳的酸碱比例控制策略。

根据该策略进行实际操作后，我们发现产品质量和产量都有显著提高。

六、结论通过本次化工原理课程设计，我们深入了解了酸碱反应体系的控制原理，并成功地优化了酸碱比例控制策略。

这不仅提高了我们的实际操作能力，也加深了我们对化工原理的理解。

七、致谢我要真诚地感谢我的室友。

化工过程与设备课程设计I丙烯-丙烷精馏装置及其辅助设备的设计班级：化工1402学生姓名：雪林学号：201441053指导教师：都健晓滨磊完成日期：2017年7月1日理工大学Dalian University of Technology前言化工原理课程是化学化工专业学生的专业基础课程，作为化工专业出身的学生，学好化工原理相关知识对今后从事化工专业相关工作及进一步深造科研都有着非常重要的意义。

经过一年化工原理基础知识的学习，我们已经基本了解了化工原理在化工生产中的重要应用，同时也基本掌握了最基础的化工过程计算方法和设计原理。

本设计说明书主要包括概述、方案流程简介、精馏塔设计、再沸器设计、辅助设备设计、管路设计、控制方案和经济核算等部分，对丙烯-丙烷精馏装置进行了详细的分析设计计算和校核，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了详细的设计说明和校对。

通过本次化工原理课程设计，完成了对丙烯-丙烷精馏装置的设计和计算，本次课程设计既是对化工原理课程学习的一个总结，充分利用所学的理论知识，也为今后从事化工相关行业工作打下良好的基础，在加深对所学知识的认识和理解的同时，也将所学的知识应用到实际化工生产设备的设计计算之中，锻炼了将理论应用于实际和理论联系实际的能力，相信课程设计在以后的学习、工作中都会起到良好的作用。

鉴于设计者经验和水平有限，本设计说明书中还存在很多问题和不足，希望老师给予指导和帮助。

目录1 丙烯——丙烷精馏过程工艺及设备概述精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石化等工业中得到广泛应用。

精馏过程是在能量分离剂驱动下（有时外加质量分离剂），利用液相混合物中各组分挥发度不同，使气、液两相多次直接接触和分离，在此过程中易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。

该过程是同时传热、传质的过程。

为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。

化工原理课程手册化工原理课程手册（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。

化工原理课程设计设计项目：碳八分离工段预热器设计前言 (3)化工原理课程设计简介 (3)1.2化工原理课程目的和要求 (3)第二章列管式换热器工艺设计 (4)换热器简介 (4)2.2 方案简介 (6)设计任务和设计条件 (6)2.2.2 选择换热器的类型 (6)流程安排 (6)第三章换热器工艺设计与核算 (6)3.1 工艺设计 (6)3.1.1 估算传热面积 (6)3.1.2 选择管径及管内流 (7)选取管长确定管程数和总管数 (8)第四章设计计算 (14)确定物性数据 (14)计算总传热系数 (15)4.3.1 热流量 (15)4.3.2 平均传热温差 (15)4.3.3 冷却水用量 (15)4.3.4 总传热系数K (16)计算传热面积 (17)工艺结构尺寸 (17)4.5.1 管径和管内流速 (17)4.5.2 管程数和传热管数 (17)平均传热温差校正及壳程数 (18)4.5.4 传热管排列和分程方法 (18)4.5.5 壳体内径 (18)4.5.6 折流板 (19)4.5.7 接管 (19)换热器核算 (20)4.6.1 热量核算 (20)4.6.2 换热器内流体的流动阻力 (22)7.附图表 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。

前言化工原理课程设计简介化工原理课程设计是化工类专业学生运用自己所学的相关知识进行化工单元操作设备设计的一次实践过程。

它能培养学生综合运用本门课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。

课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。