化工流体流动2324学时

流体流动化工流体流动方面的教学教材流体流动化工是一门涵盖流体力学和化工工艺两个学科内容的交叉学科，其研究内容包括流体的流动规律、流动过程中的传热、传质、反应以及工业流体流动过程的工程设计等。

针对该学科的教学需要，本教材将从流体力学和化工工艺两个方面对流体流动进行全面的介绍和分析。

第一章引言1.1 学科概述1.2 教材内容和结构第二章流体力学基础2.1 流体性质2.1.1 密度、粘度、表面张力2.1.2 流体不可压缩性2.2 流体静力学2.2.1 压力、压强和压力头2.2.2 流体的压力传输和与固体的作用2.3 流体动力学2.3.1 流体流动的描述2.3.2 流体的流动速度和速度分布2.3.3 流体的流量和流速2.3.4 流体的动量守恒定律2.3.5 流体的能量守恒定律第三章流体流动模式3.1 层流流动和湍流流动3.1.1 层流流动的特点和判断条件3.1.2 湍流流动的特点和判断条件3.2 内部流和外部流3.2.1 内部流动的特点和应用3.2.2 外部流动的特点和应用3.3 层流管道和湍流管道3.3.1 层流管道流动的压力损失和能量损失 3.3.2 湍流管道流动的压力损失和能量损失第四章流体的传热与传质4.1 流体的传热机制4.1.1 热传导、热对流和热辐射4.1.2 流体的传热系数和传热方程4.2 流体的传质机制4.2.1 传质模型和传质速度4.2.2 流体的传质系数和传质方程4.3 流体传热与传质过程的计算和设计4.3.1 热传输和传热换热器的设计4.3.2 物质传输和传质装置的设计第五章流体流动的工程应用5.1 流体流动的测量技术5.1.1 流体流动参数的测量方法5.1.2 流体流动的实验技术和仪器5.2 流体流动的工程实例5.2.1 管道流动和泵的工程应用5.2.2 气体流动和风机的工程应用5.2.3 液体流动和搅拌器的工程应用第六章流体流动化工的前沿技术6.1 多相流动6.1.1 流体与固体颗粒的多相流动6.1.2 流体与气体的多相流动6.1.3 流体与液体的多相流动6.2 微尺度流动6.2.1 流体的纳米尺度流动6.2.2 流体的微观流动和微流体力学6.3 流体流动的计算模拟6.3.1 流体流动的数值模拟方法6.3.2 流体流动的计算机辅助设计第七章常用流体流动化工软件7.1 流体流动模拟软件7.1.1 FLUENT软件7.1.2 CFD++软件7.2 流体流动计算软件7.2.1 PIPENET软件7.2.2 PIPE-FLO软件第八章习题与案例分析第九章参考文献本教材通过从基础概念到实际应用的层次结构，全面介绍了流体流动化工的相关理论和工程应用。

课程代码：0303121课程英文名称：Principles of chemical engineering课程类别：专业基础课课程负责人：尚海涛化工原理教学大纲（总学时：40讲课学时：40实验学时：0）一、课程教学目的通过该课程的学习，使学生了解化工单元操作过程的液体输送、热量传递和质量传递基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设备的设计计算，建立化工单元操作的概念，掌握单元操作过程的分析问题和解决问题的基本方法；另一方面为后续相关课程奠定一定的理论基础。

二、课程教学的基本内容、要求及学时分配第一章绪论2学时，了解本课程的性质、特点、基本内容、教学及学习方法、单位制及单位换算。

第二章传热14学时，掌握1、传热概念：化工及环保中的传热问题，换热器的类型；传热的三种基本方式；传热过程及传热基本方程，传热推动力和阻力。

2、热传导：导热基本概念、基本定律、导热微分方程；平壁的稳定导热，圆筒壁的稳定导热。

3、对流传热：概述、对流传热微分方程及传热膜系数的影响因素；单相对流传热的因次分析及准数关系式；管内强制对流传热，管外强制对流传热，自然对流传热，冷凝传热，沸腾传热。

4、传热过程计算：传热基本方程、能量衡算、传热系数、平均温差。

5、传热设备：#各种换热器的结构及性能；换热器的强化，各种新型换热器；列管式换热器的设计及选用。

第三章传质分离过程6学时，掌握1、基本概念，传质分离过程在化工和环保中的地位、应用及分类，主要传质设备。

2、平衡分离过程的热力学基础，传质分离过程发生的条件及其方向、推动力和极限，基本操作方法（单级、并流、多极逆流、多极错流、连续逆流）及其特点。

3、传质分离过程的动力学，分子扩散，费克定律，扩散系数，单相中的稳态分子扩散，对流扩散。

第四章吸收8学时，掌握1、基本概念，吸收在化工和环保中的应用，各种类型的吸收。

2、吸收过程的热力学基础：气体在液体中的溶解度，亨利定律，气液平衡，吸收过程的极限与推动力，溶剂的选择。

(完整版)《化工原理》课程教学大纲《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。

化工原理教学大纲（试行）（上册）绪论（1学时）第一章流体传递现象(4学时)了解固体、液体和气体外在宏观性质的特点及连续介质假定的意义，理解流体所受各力的基本特征，掌握流动体系的共性与分类，能熟练应用雷诺准数判断流体流动类型，了解流动边界层的结构及在化工过程中的意义。

认识扩散现象，理解现象方程的普遍性意义，掌握牛顿粘性定律、傅立叶定律、费克定律所表述的实质及应用的条件，了解“三传”类比的研究方法。

了解流场的基本概念，掌握流体的速度场、温度场、浓度场的一般性表达方式，熟悉随体导数与梯度的数学表达式。

重点：流体受力，流动体系的分类，流型判断，三大定律，流场概念第二章传递基本方程（17学时）理解衡算体系控制体与控制面的概念，能运用质量守恒定律推导连续性方程，理解由动量守恒定律推导其流体运动微分方程的步骤及过程，掌握流体运动微分方程的典型应用，能熟练运用流体静力学基本方程、圆管内的流速分布以及柏努利方程解决流体流动体系的相关的实际应用问题，熟练掌握直管阻力损失的计算公式，了解流体动力学相似准则及运动方程无因次化的意义。

理解由能量守恒定律推导其传热微分方程的步骤及过程，掌握传热微分方程的典型应用，了解膜系数与摩擦因子类比关系，掌握圆管内的对流传热膜系数的概念及对流传热通量的计算，熟练掌握单层平壁与单层圆筒壁的温度分布及热通量的计算。

理解由质量守恒定律推导其传质微分方程的步骤及过程，掌握传质微分方程的典型应用，了解膜系数与摩擦因子类比关系，对一维稳态分子扩散能运用相关公式进行计算，了解传热传质的类比意义。

认识质量扩散系数的理论与实验研究对化学工程基础研究的重要性，了解分子质量扩散系数与涡流扩散系数的概念及各计算公式的使用范围。

重点：流体静力学基本方程，流体在管内流动的连续性方程与柏努利方程，圆管内的流速分布以及阻力损失的计算；圆管内对流传热膜系数的概念及对流传热通量的计算，单层平壁与单层圆筒壁的温度分布及热通量的计算；一维稳态分子扩散速率计算。

化工基础复习题及参考答案一.选择题42.(2分) 题号:1550 第1章知识点:700 难度:容易离心泵启动之前要先灌满液，目的是防止（）现象发生。

A. 堵塞B. 气蚀C. 气缚*****答案*****C37.(2分) 题号:1538 第1章知识点:700 难度:容易由于泵内存有气体，启动离心泵而不能送液的现象，称为（）现象。

A. 气蚀B. 气缚C. 喘振*****答案*****B15.(2分) 题号:1208 第1章知识点:200 难度:中等柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明，若忽略A，B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。

（）边1A. a位置B. c位置C. b位置*****答案*****A31.(2分) 题号:1517 第1章知识点:700 难度:中等理想流体在简单管路中作连续流动时，在管子直径小处，静压强就（）A. 大B. 小C. 不变*****答案*****B1.(2分) 题号:2093 第2章知识点:100 难度:容易工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。

A. 增加热阻，减少热量损失;B. 节约钢材、增强美观;C. 增加传热面积，提高传热效果。

2*****答案*****C5.(2分) 题号:2325 第2章知识点:210 难度:容易流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（）方式进行的。

A. 热传导B. 对流传热C. 热辐射*****答案*****A4.(2分) 题号:2324 第2章知识点:100 难度:中等稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）。

A. 愈大B. 愈小C. 不变*****答案*****A6.(2分) 题号:2084 第2章知识点:100 难度:较难3已知钢质园管(外半径为r) 外两层不等厚(b <b)保温材料的温度分布曲线如图示,则A 层导热系数( )B 层的导热系数。

A.小于B.不能确定是否大于C.大于D.等于*****答案*****C1.(2分) 题号:3324 第3章知识点:100 难度:容易气体的享利系数E值越大，表明气体（）。

《化工原理B》教学知识点小结Principles of Chemical Engineering (B) 80学时（其中理论教学56学时，实验24学时）0 绪论（0.5学时）化工单元操作历史梗概，本门课程的性质、地位和要回答的问题。

1 流体流动[教学目的]学习流体流动的宏观规律，理解流体流动的内部结构，掌握因次论指导下的实验研究法、阻力损失计算、流体输送管路计算，能够运用流体流动原理进行流速流量测量。

[教学重点与难点]机械能衡算和阻力损失计算；流体流动内部结构和因次分析法。

[教学时数]11.5学时[教学方法与手段]流体静力学和守恒原理等简单问题严格推导，湍流基本特征和阻力计算等复杂问题简化处理，压强测量、管路计算和流速流量测量采用定性分析与定量计算相结合的方法，强化基本原理、基本方程工程应用训练。

在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授.[教学内容]1.1 概述流体流动的两种考察方法；流体流动中的作用力；流体流动中的机械能。

1.2流体静力学静压强在空间的分布；压强能和位能；压强的表示方法；压强的静力学测量方法。

1.3 流体流动中的守恒原理质量守恒；机械能守恒；动量守恒×。

1.4 流体流动中的内部结构流动的型态；湍流的基本特征；圆管内流体运动的数学描述。

1.5阻力损失两种阻力损失；湍流时直管阻力损失的实验研究方法；直管阻力损失的计算式；局部阻力损失。

1.6流体输送管路的计算阻力对管内流动的影响；管路计算；可压缩流体的管路的计算。

1.7流速和流量的测量毕托管（测速管）；孔板流量计；转子流量计。

2 流体输送机械[教学目的]将流体力学原理应用于工程实际；将“流体输送机械”作为单元操作进行讨论。

[教学重点和难点]离心泵（泵的选择和操作）；离心泵基本方程的推导和离心泵安装高度。

[教学时数]4学时讲解管路特性、离心泵基本方程、安装高度等内容应尽可能地运用和巩固“流体流动“一章已学过的原理和公式；从单元操作的目的着手，讨论达到输送目的所能调动的工程手段，探讨实现输送所需的设备或机械结构及其操作性能，以及能量使用的经济性等问题。