化工原理(上)教学大纲 天津大学出版社 第二版 夏清 贾绍义主编

《化工原理》教学大纲课程编号：13ZJ091408课程名称：化工原理总学时：54一、说明（一）《化工原理》的课程性质：化工原理是应用化学专业的必修课程。

化工原理是化学化工类专业的一门紧密联系化工生产实际的课程，是一门重要的工程技术基础课程。

（二）《化工原理》教材及授课对象：教材：化工原理编者：王志魁等授课对象：化学工程与工艺（三）《化工原理》的课程目标（教学目标）：开设本课程之目的是使学生了解化工生产中的基础知识、工艺原理、从化学到化工生产所涉及的有关问题和解决问题的途径，以及运用经济技术观点综合处理问题的方法，从而达到综合分析和解决问题的能力。

为学生在今后的工作中正确地联系化工生产实际打下基础。

（四）《化工原理》课程授课计划（包括学时分配）：（五）考核要求：本课程的考试重点是流体动力学、传热、吸收、精馏等基础理论知识及应用。

考试要求分二个层次：掌握、了解。

成绩评定：成绩评定严格按平时占30%（包括学习态度和平时作业）；期末成绩占70%。

二、教学内容第一章绪论主要教学目标：掌握物料衡算的概念；掌握压强各种单位之间的换算教学方法及教学手段：板书与多媒体结合讲授与自学结合教学重点及难点：单位换算一、化工原理课程研究内容、特点和学习要求二、单位制度及单位换算第二章流体流动主要教学目标：掌握流体静力学；掌握理想流体和实际流体稳定流动时的；伯努利方程及其应用。

教学方法及教学手段：启发式板书与多媒体结合讲授与自学结合教学重点及难点：能量衡算；伯努利方程及其应用第一节流体静力学一、流体的压力二、流体的密度与比体积三、流体静力学基本方程式四、流体静力学基本方程式的应用第二节流体流动的基本方程式一、流量与流速二、稳态流动与非稳态流动三、连续性方程式四、柏努利方程式五、实际流体的柏努利方程第三节管内流体流动现象一、粘度二、流动类型与雷诺准数三、流体在圆管内的速度分布第四节管内流体流动的摩擦阻力损失一、直管中流体摩擦阻力损失测定二、层流时摩擦阻力损失计算三、湍流时直管阻力损失计算四、流体在非圆形直管内的流动阻力五、局部阻力损失第五节管路的计算一、简单管路二、复杂管路第六节流量的测量一、测速管二、孔板流量计三、转子流量计第三章流体输送机械主要教学目标：了解离心泵的构造，掌握工作原理、性能参数教学方法及教学手段：启发式板书与多媒体结合讲授与自学结合教学重点及难点：离心泵的选择与安装第一节离心泵一、离心泵的工作原理二、离心泵主要部件三、离心泵的主要性能参数四、离心泵的特性曲线五、离心泵的工作点与流量调节六、离心泵的汽蚀现象与安装高度七、离心泵的类型与选用第二节其它化工用泵一、往复泵二、正位移泵三、非正位移泵第三节气体输送机械一、离心通风机二、鼓风机与压缩机三、真空泵第四章沉降与过滤主要教学目标：掌握非均相分离的方法，理论计算关系式，了解分离设备的构造、工作原理等教学方法及教学手段：启发式板书与多媒体结合讲授与自学结合教学重点及难点：沉降、过滤计算第一节概述一、非均相物系的分离二、颗粒与流体相对运动时所受的阻力第二节重力沉降一、沉降速度二、降尘室三、悬浮液的沉聚第三节离心沉降一、离心分离因数二、离心沉降速度三、旋风分离器第四节过滤一、悬浮液的过滤二、过滤基本方程式三、恒压过滤四、过滤设备第五章传热主要教学目标：掌握间壁式换热方式；掌握热传导基本方程、平面壁和圆筒壁的；掌握总传热方程及传热系数、稳定传热的平均温度差；了解对流传热机理、对流传热方程；熟悉强化传热途径教学方法及教学手段：板书与多媒体结合讲授与自学结合教学重点及难点：传导传热计算；总传热方程及传热系数第一节概述一、传热过程的应用二、传热过程第二节热传导一、傅里叶定律二、热导率三、平壁的稳态热传导四、圆筒壁的稳态热传导第三节对流传热一、对流传热方程和对流传热系数二、影响对流传热的因素三、对流传热的特征数关系式四、对流传热系数的经验关联式第四节传热计算一、热量衡算二、传热平均温度差三、总传热系数四、稳定传热的计算第五节辐射传热一、基本概念二、物体辐射能力与斯蒂芬－波尔兹曼定律三、克希霍夫定律四、两固体间的辐射传热第五节换热器一、换热器的分类二、间壁式换热器三、列管式换热器的选用四、系列标准换热器的选用步骤五、间壁式换热器强化传热的途径第六章吸收主要教学目标：了解吸收在化工生产中的应用；掌握吸收操作线方程，最小液气比计算；了解物理吸收与化学吸收的概念；掌握用摩尔分率和比摩尔分率表达的相组成；了解吸收机理；展我双膜论要点和强化吸收途径；掌握吸收的基本运算关系式。

《化工原理》课程设计教学大纲课程编码：学时：2.5周学分：开课学期：第五学期课程类别：实践性教学环节课程性质：专业技术基础课课程设计适用专业：化学工程与工艺，应用化学教材：《化工原理课程设计》，贾绍义，柴诚敬主编，天津大学出版社一.课程设计目的与任务化工原理课程设计是学生学完基础课程及化工原理之后，进一步学习化工设计的基础知识，培养学生化工设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完成以化工单元操作为主的一次化工设计的实践。

通过这一环节，使学生初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选用公式和数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学生养成尊重实际向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力。

二.课程设计的内容及工作量1.课程设计题目单元操作过程工艺设计2.设计内容（1）完成主体设备的工艺设计计算（2）完成辅助设备的工艺计算及选型（3）用CAD绘制工艺流程图及主体设备工艺条件图各一张（4）编写设计说明书3.设计步骤：（1）课程设计准备工作进行课程设计，首先要认真阅读、分析下达的设计任务书，领会要点，明确所要完成的主要任务。

为完成该任务应具备那些条件，开展设计工作的初步设想。

然后进行一些准备工作。

准备工作可分两类，一是结合任务进行生产实际的调研。

二是查阅、收集技术资料。

在设计中所需资料一般有以下几种：有关生产过程的资料，如工艺流程、生产操作条件、控制指标和安全规程等，设计所涉及物料的物性参数，在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计算方法，设备设计的规范及实际参考图等。

（2）确定设计方案按任务书提供的条件及要求，结合所掌握的资料进行分析研究，选定适宜的流程方案及设备的类型，并初步形成工艺流程简图。

《化工原理》教学大纲课程编号：课程名称：化工原理/Principles of Chemical Engineering学时/学分：96/6先修课程：数学、物理、化学、物理化学适用专业：化学工程与工艺制药工程开课学院（部）、系(教研室)：化学工程学院化学工程系一、课程的性质与任务《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。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（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3．流体输送机械离心泵：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4．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5．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，对流传热过程的量纲分析，流体无相变时的对流传热系数，流体有相变时的对流传热系数，壁温的估算辐射传热：物体的辐射能力，有关定律，两固体间辐射传热，对流和辐射联合传热换热器：间壁式换热器的类型，管壳式换热器的设计与选型，传热的强化途径6．蒸馏概述：蒸馏的特点、分类两组分溶液的气液平衡：两组分理想物系的气液平衡平衡蒸馏和简单蒸馏：平衡蒸馏、简单蒸馏原理精馏原理和流程：精馏过程原理和条件，操作流程两组分连续精馏的计算：理论板，恒摩尔流假定，物料衡算与操作线方程，进料热状况的影响，求理论板层数，回流比的影响及选择，简捷法求理论板层数，几种特殊情况下的理论板层数的求法，塔高、塔径的计算，精馏塔的操作与调节间歇精馏：回流比恒定时的间歇精馏计算，馏出液组成恒定时的间歇精馏计算恒沸精馏和萃取精馏：恒沸精馏、萃取精馏的基本原理7．吸收气体吸收的相平衡关系：气体的溶解度，亨利定律，吸收剂的选择传质机理与吸收速率：分子扩散与菲克定律，气相中稳态分子扩散，液相中稳态分子扩散，扩散系数，对流传质，吸收速率方程式吸收塔的计算：物料衡算与操作线方程，吸收剂用量的决定，塔径的计算，填料层高度的计算，理论板层数的计算吸收系数：吸收系数的测定，经验公式，准数关联式脱吸：脱吸方法8．蒸馏和吸收塔设备板式塔：塔板类型，流体力学性能，工艺设计填料塔：填料塔的结构、特点，填料，流体力学性能，填料塔附件9．干燥湿空气的性质及湿度图：湿空气的性质，湿空气的H-I图干燥过程的物料衡算与热量衡算：湿物料的性质，干燥系统的物料衡算，热量衡算，空气通过干燥器时的状态变化固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系：物料中的水分，干燥时间的计算干燥设备：干燥器的主要类型，干燥器的设计（二）基本要求1．绪论：掌握单元操作概念及其在化工过程中的地位，衡算原则和衡算方法，熟悉单位换算方法。

《化工原理(上)》教学大纲一、课程基本信息二、课程教育目标1．掌握流体流动及传热等化工过程的基本原理和典型设备的构造及性能；2. 通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实际问题的能力；3. 通过学习一些处理工程的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计算法和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力；4. 通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维能力和创新思维能力；4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。

三、理论教学内容与要求1. 绪论与流体流动概述（2学时）化工过程与单元操作；本课程性质和任务流体流动及输送问题；流体的连续性和压缩性；流体的物性2．流体静力学（2学时）压强的定义、性质、单位及表示方法；静力学方程及应用；液柱压差计3. 流体流动的守恒原理（5学时）流量与流速；定态流动与非定态流动；流体流动的连续性方程；流体流动的机械能衡算；伯努利方程及应用4．流体流动的内部结构（3学时）牛顿粘性定律；流体的粘度；牛顿型流体与非牛顿型流体；雷诺实验；两种流动型态及判据；层流与湍流的特征；管流剪应力分布和速度分布5．流体流动的阻力计算（3学时）直管内流动阻力与量纲分析；摩擦阻力系数；局部阻力损失；当量的概念（当量直径，当量长度）；边界层概念；流动机械能损失计算6. 管路计算与流量测量（4学时）简单管路计算：复杂管路的特点及计算要点；毕托管、孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法7.离心泵（5学时）流体输送机械的作用与分类；离心泵工作原理与主要部件；气缚现象；离心泵性能参数与特性曲线；管路特性方程；工作点的概念和流量调节；安装高度与气蚀现象；离心泵的类型、选用、安装与操作8.其它类型泵与气体输送机械（3学时）往复泵工作原理与结构、性能参数与流量调节、正位移泵特性；旋涡泵、计量泵与旋转泵；离心式通风机工作原理、性能参数与选型计算；罗茨鼓风机；离心式压缩机；真空泵与往复压缩机9.传热概述与热传导（3学时）传热过程在化工生产中的应用；传热的基本方式；工业换热过程；传热速率；傅立叶定律；导热系数及影响因素；一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁）10. 对流传热（4学时）对流传热过程；牛顿冷却定律；对流传热系数及其影响因素；准数方程与准数的物理意义；管内强制对流传热；管外强制对流传热；自然对流传热；蒸汽冷凝传热；液体沸腾传热11. 热辐射（1学时）物体的辐射能力；斯蒂芬-波尔兹曼定律；克希霍夫定律；两灰体间的辐射传热12. 传热过程的计算（5学时）间壁传热过程；热量衡算式；总传热系数计算与分析；串联热阻与控制热阻；污垢热阻；总传热速率方程；平均温度差计算与分析；间壁换热过程计算13. 换热器（2学时）各类工业换热器结构及应用；列管式换热器的参数与流程的选择原则；列管式换热器的设计与选型计算；工业传热过程的强化14. 讨论课（4学时）流体流动计算；传热计算四．实验教学内容与要求1.绪论（2学时）介绍化工原理实验课的研究对象、一般研究方法、特点及数据处理方法2.柏努利演示实验（2学时）实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换;验证流体静力学原理和柏努利方程;实测流体流动压头变化及相应压头损失,确定两者相互之间关系3.雷诺演示实验（2学时）观测雷诺数与流体流动类型关系;观察层流中流体质点的速度分布4.流体阻力实验（4学时）掌握流体流动阻力测定方法,测定直管摩擦阻力系数及局部阻力系数;验证层流区摩擦阻力系数与雷诺数和管子相对粗糙度关系5.离心泵性能实验（4学时）测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围;测定孔板流量计的孔流系数6.强制对流传热膜系数的测定实验（4学时）通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数;分析影响传热膜系数的因素;了解强化传热的途径五．作业每周布置和收交作业，作业每周4~7题，总计60道题左右。

《化工原理实验》课程教学大纲课程编号：02120143 课程性质：必修课课程名称：化工原理实验学时/ 学分：32/1英文名称：Experiment of Chemical EngineeringPrinciples考核方式：预习、操作、记录、报告综合考查评分选用教材：建议教材[1] 宁波工程学院材化学院自编化工原理实验教材参考资料[1]姚玉英等．化工原理（第二版）上、下册[M]．天津：天津大学出版社，2003.[2]夏清、贾绍义．化学原理（第二版）上、下册[M]．天津：天津大学出版社，2012.[3]何潮洪、冯霄. 化工原理（第二版）上、下册[M]. 北京：科学出版社. 2017.[4]张金利等. 化工原理实验[M]. 天津：天津大学出版社，2005.[5]赵晓霞、史宝萍. 化工原理实验指导[M]. 北京：化学工业出版社，2012.[6]史贤林等. 化工原理实验（第二版）[M]. 上海：华东理工大学出版社，2015.物理化学、大学物理、化工原理、无机化学、有机化学、高等数学先修课程：适用专业：化学工程与工艺及相近专业一、教学目标通过本课程学习,学生全面掌握离心泵特性曲线方程、流体流动阻力计算原理、恒压过滤基本方程、间壁式换热器传热速率计算原理、筛板塔精馏原理、填料塔吸收原理、物料干燥特性曲线测定原理以及液液萃取基本原理，理解并掌握离心泵、流体输送、板框压滤机、间壁式换热器、筛板精馏塔、填料吸收塔、干燥器和液液萃取塔等单元操作典型设备的基本构造及原理，使学生具备以下能力：目标1：理解并掌握离心泵特性曲线方程、流体流动阻力计算原理、恒压过滤基本方程、间壁式换热器传热速率计算原理、筛板塔精馏原理、填料塔吸收原理、物料干燥特性曲线测定原理以及液液萃取等化工原理单元操作的基本原理，使学生能够根据实验要求及目的确定实验方案并开展实验，科学地采集和记录实验数据，并通过对实验数据的处理和对实验过程及结果的合理分析和解释，得到有效的结论。

《化⼯原理》课程教学⼤纲-化学⼯程学院课程编号：11101515/11101526《化⼯原理》课程教学⼤纲⼀、课程的地位、性质和任务化⼯原理课程是化学⼯程与⼯艺及其相近专业的⼀门主⼲课，是在学⽣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，是⼀个承上启下的课程，并为各专业课程打下坚实的基础，起到由理及⼯的作⽤。

化⼯原理的主要内容是研究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。

通过课堂教学、实验和课程设计等环节、强调⼯程观点，定量运算，实验技能和设计能⼒的训练．强调理论与实际的结合，培养学⽣分析和解决⼯程实际问题的能⼒。

⼆、⼤纲编写依据根据《化⼯类专业⼈才培养⽅案及教学内容体系改⾰的研究与实践》、《⾼等教育⾯向21世纪教学内容和课程体系改⾰计划》及《⾼等教育⾯向21世纪“化学⼯程与⼯艺”专业⼈才培养⽅案》，参照使⽤教材及近年来的教学实践在原教学⼤纲的基础上进⾏修订的。

三、⼤纲适⽤范围本⼤纲适⽤于化学⼯程与⼯艺及相关专业，过程装备与控制专业可参照执⾏。

四、⼤纲正⽂绪论本课程的内容、性质及任务1．流体流动1.1 概述1.定态流动与⾮定态流动2.粘度、⽜顿粘性定律1.2 流体静⼒学压强的表⽰⽅法及单位换算、静⼒学测量⽅法与计算1.3 流体流动中的守恒原理1.流量与流速2.连续性⽅程3.机械能守衡，柏努利⽅程的应⽤。

1.4 流体流动的内部结构1.流动型态与雷诺准数；2.层流与湍流的⽐较3.流动边界层及边界层分离现象1.5 阻⼒损失1.层流时直管阻⼒损失2.湍流时直管阻⼒损失的实验研究⽅法——因次分析法3.直管阻⼒损失的计算4.⾮园形管内的阻⼒计算5.局部阻⼒损失与计算1.6 流体输送管路的计算1.管路计算的类型和基本⽅法2.简单管路、分⽀和汇合管路的特点和计算3.阻⼒对管内流动的影响4.可压缩流体的管路计算1.7 流速和流量的测定毕托管、孔板流量计(⽂丘⾥)、转⼦流量计的原理及计算⽅法1.8 ⾮⽜顿型流体的基本概念2．流体输送机械2.1 概述1.管路特性曲线2.流体输送机械的主要技术指标与分类2.2 离⼼泵1.⼯作原理、主要部件和类型2.主要性能参数、理论压头与实际压头3.特性曲线、影响性能的因素，⼯作点及流量调节4.离⼼泵的选⽤与泵的并串联5.汽蚀现象与安装⾼度2.3 往复泵往复泵的⼯作原理、特点和流量调节⽅法2.4 其他化⼯⽤泵各种化⼯⽤泵的⽐较2.5 ⽓体输送机械1.离⼼通风机的主要性能参数与特性曲线，选型计算2.⿎风机、压缩机、真空泵的分类、主要结构和应⽤3．流体通过颗粒层的流动3.1概述3.2颗粒床层的特征3.3流体通过固定床的压降因次分析法和数学模型法的⽐较3.4过滤原理及设备过滤基本概念与典型过滤设备的⼯作原理3.5 过滤过程计算1.过滤基本⽅程式与恒压过滤⽅程式2.过滤常数的测定3.恒压过滤的计算3.6 加快过滤速率的途径4．颗粒的沉降和流态化4.1 概述4.2 颗粒的沉降运动4.3 沉降分离设备1.重⼒沉降：重⼒沉降速度、除尘室的计算、分级沉降．2.离⼼沉降：离⼼沉降速度、旋风分离器的构造原理、性能指标以及影响性能的主要因素、旋风分离器的选⽤计算、旋液分离器．4.4 固体流态化技术基本概念、流化床的主要特征、流化床的流化类型与不正常现象、流化床的压降与流速的关系、起始流化速度与带出速度的概念。

第一章流体流动2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。

在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤ σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 Nσ螺= 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤ σ螺得n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。

已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。

试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。

分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。

根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4 ，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g （Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。

《化工原理》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程性质及任务《化工原理》是化学工程专业极为重要的的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握化工单元操作的基本原理、计算方法、典型设备以及有关的化学工程实用知识。

并能用以分析和解决工程技术中的一般问题。

以便对现行的化学工业生产过程进行管理，使设备能正常运转，进而对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率，从而使生产获得最大限度的经济效益。

为深入学习本专业后续课程及从事化工专业的实际工作打下基础。

二、与其他课程的关系先修高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等课程。

后续课程为化工设备机械基础、化工仪表、有机化工、石油炼制等专业课程。

三、教学总体要求基本概念：流体流动、输送机械、沉降、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等。

基本知识：化工单元操作的基本原理基本技能：一般单元操作的操作能力、典型设备计算选用能力、因次分析法、实验测定法等重点：流体流动、传热、精馏、吸收等难点：阻力计算、对流传热计算、吸收速率计算等四、课程的教学方法和教学形式建议1、本课程的工程性、实践性较强，环节多，因此，教学形式以讲授为主。

2、为加强和落实动手能力的培养，充分重视实践性教学环节，保证上机操作、实验等不少于36课时,课程设计不少于60课时。

五、教学要求的层次课程的教学要求在每一章教学内容之后给出，大体分为了解、理解和熟练掌握三个层次。

了解一般为扩展知识面，知道即可；理解是能正确表达有关概念、掌握定律、计算、结构和方法；熟练掌握是在理解的基础上加以灵活运用。

第二部分教学内容及要求一、课程教学总学时数课程教学总学时数144学时(不含课程设计60课时)，其中实验36学时。

二、教材与教学环节1、参考教材：天津大学《化工原理》、李云倩编《化工原理》2、授课内容以教材为主，教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。

因此教材要概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学，并要注意加强导学。

《化工原理》教学大纲一、课程的基本信息课程名称：《化工原理》英文名称：Principles of Chemical Industry课程性质：专业必修课程课程编号：0610041/0610042周学时：4学时总学时：132学时学分：9学分适用专业：化学工程与工艺专业本科学生预备知识：物理化学、工程数学、大学物理、高等数学课程教材：夏清、陈常贵主编，《化工原理》上、下册、第一版、天津：天津大学出版社出版、2009年7月。

参考书目：1.《化工原理》（上、下）（第一版），柴诚敬等，天津大学出版社，2005.2.《化工原理》，杨祖荣等，化学工业出版社，2004.3.《化工原理》（第二版），钟秦等，国防工业出版社，2007.4.《化工原理》（第三版），管国锋等，化学工业出版社，2008.5.《化工原理》（上、下）（第一版），钟理等，化学工业出版社，2008.6.《化工原理》（上、下）（第一版），大连理工大学编，高等教育出版社，2002. 8.7.《过程原理与装备》（第一版），潘家祯，化学工业出版社，2008. 制定时间：2011.9二、课程的目的与任务化工原理课程是化学工程与工艺类及相近专业的一门技术基础课，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。

本课程的主要任务，是用自然科学原理考察、解释和处理化工生产中流体流动过程、工业传热过程、吸收、精馏、干燥等化工单元操作的基本原理，典型设备及其计算（包括选型）方法，以培养学生分析和解决有关工程实际问题的能力。

化工原理是一门实践性和理论性较强的课程，所以在讲授过程中应突出其特点，加强学生工程观念，严谨，科学，细致，周密的思维形式，和理论联系实际的学习方法的训练，注重培养分析问题和解决问题的能力，通过课堂教学，实践教学等多种形式，培养学习兴趣。

三、课程内容及学时分配绪论目的要求:1、了解化工原理研究的主要内容，单元操作的概念和“三传理论”。

2、熟悉物料衡算和能量衡算的计算方法。

《化工原理》课程教学大纲合用专业：工艺类专业有化学工程工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物工程、食品工程、轻化工工程，非工艺专业有工份子材料、安全工程、生物技术、过程装备与控制；对非工艺类专业，带*部份不做要求，也可根据专业特点选择下册中的气体吸收和塔设备等部分。

课程性质：技术基础课一、目的及任务学时数： 120/80 学时学分： 7.5/5 学分第一部份教学基本要求化工原理是化学工程与工艺及相关专业最重要的技术基础课之一。

通过这门课程的学习，要使学生系统地获得：‘三传’的基本概念；各单元操作的原理、典型设备的结构、工艺尺寸计算、设备选型与校核和工程学科的研究方法。

培养学生的工程观念、分析和解决单元操作中各种问题的能力。

突出课程的实践性，使学生受到利用自然科学的基本原理解决实际工程问题的初步训练，提高学生的定量运算能力、实验技能、设计能力、单元操作的分析与调节能力。

二、本课程的先行课程数学、普通物理、物理化学、计算方法、化工设备设计基础。

三、各章节具体内容要求绪论掌握的内容：1、掌握单位换算方法；2、掌握物、热衡算的原则以及衡算的方法和步骤。

熟悉的内容：1、熟悉单元操作的概念及其在化工过程中的地位。

了解的内容：1、了解化工原理的目的、任务、化学工程的发展简史；2、了解过程速率、平衡关系。

第一章流体流动掌握的内容：1、流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据获取；2、压强的定义、表达方法、单位换算；3、流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用； 4、流体的流动类型及其判断、蕾诺准数的物理意义、计算；5、流体阻力产生的原因、流体在管内流动的机械能损失计算；6、管路的分类、简单管路计算及输送能力核算；7、液柱式压差计、测速管、孔板流量计和转子流量计的工作原理、基本结构、安装要求和计算；8、因次分析的目的、意义、原理、方法、步骤；熟悉的内容：1、流体的连续性和压缩性，定常态流动与非定常态流动；2、层流与湍流的特征；3、圆管内流速分布公式及应用；4、Hagon-Poiseeuill方e程推导和应用；5、复杂管路计算的要点；6、正确使用各种数据图表；了解的内容：1、牛顿粘性定律，牛顿流体与非牛顿流体；2、边界层的概念、边界层的发展、层流底层、边界层分离。

序言热互换器是进行热量之间传递旳通用工艺设备,被广泛应用于各个工业部门,如化工、食品、电力。

换热器分类方式多样,按照其工作原理可分为:直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类,其中间壁式换热器用量最大,据记录,此类换热器占总用量旳99 %。

间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热器使用量最大, 以其在高温、高压和其他大型旳换热设备中性能良好, 因此被广泛操作使用。

管壳式换热器类型也有多种, 如, 固定管板式换热器、浮头式换热器及填料函式换热器。

近年来尽管管壳式换热器倍受新型换热器旳挑战,但由于管壳式热互换器具结效率高、便于清洗拆卸、操作弹性大、应用材料广等长处,管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用旳重要类型换热器。

怎样优化改造管壳式换热器, 提高其换热效率, 便于操作, 是目前换热器优化最关注旳问题。

本阐明书目旳是对有机物进行冷却, 通过对管路进行一系列设计, 寻求一种较优旳措施。

目录一. 序言 (2)二. 课题及工艺规定 (5)2.1 课题 (5)2.2 工艺规定 (5)三. 选定设计方案 (5)3.1换热器类型选择 (5)3.2确定流动空间 (5)3.3流速确实定 (5)四. 确定物性数据………………………………………………………………………… (6)五. 计算总传热系数…………………………………………………………………… (6)5.1 热流量 (6)5.2平均传热温差 (6)5.3 冷却水旳用量 (7)5.4 总传热系数 (7)六. 计算传热面积 (8)七. 工艺构造尺寸……………………………………………………………………… (8)7.1管径及管内流速 (8)7.2管程数和传热管数 (8)7.3平均传热温差校正及壳程数 (9)7.4传热管排列和分程措施 (10)7.5壳体内径 (10)7.6折流板……………………………………………………………….…… (10)7.7接管 (11)八. 换热器核算 (11)8.1热流量核算 (11)8.1.1壳程对流传热系数 (11).管程对流传热系数 (12)8.1.3 污垢热阻 (13)8.1.4 传热系数 (13)8.1.5 传热面积 (13)8.1.6 换热器内流体旳流动阻力 (14)九. 换热器重要计算成果汇表 (15)十. 重要符号阐明 (17)十一.参照文献 (20)二. 课题及工艺规定2.1 课题管壳式换热器旳设计选型2.2 工艺规定规定将温度为90℃旳某液态有机物冷却到70℃, 此有机物旳流量为10.5㎏/s。