化工流体流动 37-38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。

《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。

《化工基础》课程教学大纲（一）课程性质与任务《化工基础》分析化学是研究物质化学组成的方法及理论的一门学科，是化工类各专业的重要主干基础课，通过学习本课程，可培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在化工生产和管理工作中达到强化生产过程，提高产品质量，提高设备能力及效率，降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染以及加速新技术开发等方面的目的。

该课程主要包括：化工单元操作基础、单元反应基础、化学工艺基础。

化工单元操作基础部分包括：流体输送；热量传递；混合物分离；蒸馏。

单元反应基础包括：单元反应。

化学工艺包括：化工工艺概论；无机物化工实例—硫酸的生产；有机化工实例—氯乙烯；精细化工概述。

本课程主要任务：使学生掌握化工生产自动化类相关专业必备的化工生产中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。

本课程强调工程观点、定量计算和工程设计（研究）能力的训练，强调处理工程问题的方法论，强调理论与实践的结合，为学习后续专业技能课程打下基础；除此之外，对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。

（二）课程教学总体目标通过对单元操作基本原理、过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的能力。

通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，初步具备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。

结合生产生活实际，培养对化工技术的学习兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯；通过课堂讲授、习题课、讨论课、课外作业以及化工基础实验、认识实习（另见有关教学大纲）的系统训练，培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的工作作风。

强化安全生产、节能环保和产品质量等职业意识，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。

化工原理总复习一、填空题1. 1atm=____ ___mH2O=____ ___N/m2；2.在大气压强为100kPa地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为50kPa，若在大气压强为90kPa地区，仍要求塔顶绝压维持在相同数值下操作，此时真空表读数应为_______kPa。

3.流体在等径管中作稳定水平流动，由于摩擦损失，流体的压强沿管长_______，流速_______。

4.离心泵的安装高度如果过高，会发生______________。

5.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒____ ___，变__ _____，后者是恒___ ____，变___ ____。

6.立方体颗粒的形状系数为____ ___。

7.降尘室的生产能力与_____________________无关。

8.根据有效膜理论，对流传热时流体流动速度越大，有效膜厚度______________；对流传热系数 ______________。

9.管外保温层的临界直径为__ _ ____（已知保温材料的导热系数λ和与环境之间的对流传热系数α）10.过滤方式有和。

11.有台离心泵，正常运行了2年后吸不上液体，可能是发生了现象。

12.离心泵的工作点由曲线与曲线的交点决定。

13.黑体的表面温度从400℃升至800℃，其辐射能力增大到原来的倍。

14.间壁换热器内外两侧流体的对流传热系数分别为a1（内侧）、a2（外侧），若a1>>a2，则总传热系数K的大小与侧a更接近，热阻主要集中在侧。

15.根据双膜理论，难溶气体的吸收过程主要是膜阻力控制。

16.精馏塔的设计中，回流比增大，所需的理论板数将。

17.精馏段的逐板计算法中，交替使用了和两个方程；回流比为3，塔顶产品组成为0.92的精馏段的方程为：。

18.对流传热干燥中，干燥介质的特点既是体又是体。

19.按物料中所含水分在干燥过程中能否被除去，可将水分分为与。

20.工业过滤方式主要有过滤和过滤两种。

模块一流体输送操作项目1 观察流体流动【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。

【教学目标】1．借助雷诺实验装置，认识流体在管内流动的两种不同型态。

2．学会雷诺准数的计算，并用雷诺准数判断流体流型。

【教学重点、难点】重点：认识流体流动型态难点：雷诺准数的计算【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。

根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。

【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。

然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。

【教学过程】一、导入自然界中存在着大量的流动现象，如河水流动，刮风等等。

流体有不同的流动状态。

二、教师讲授及演示实训步骤1．布置实训任务：观察液体的流动状态。

2．引导学生先大致了解流体输送装置，简述其用途，提高学生学习兴趣。

图1-1 雷诺实验装置三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。

水箱加水——调节流量——记录流量——计算雷诺准数——验证雷诺判据四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。

五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。

一、流体流动的基础知识流体包括气体和液体，液体可认为是不可压缩性流体，气体为可压缩性流体。

1．液体内部不同位置的压力（1）压力的表示方法化工生产中习惯上将压强称为压力，是指垂直作用于流体单位面积上的压力，以p表示。

单位N/m2，Pa；MPa；kPa；atm；at或kgf/cm2；mH2O；mmHg。

换算关系：1 MPa＝103kPa＝106Pa1atm＝0133MPa＝＝1.033 kgf/cm22O绝对压力表压 表压：表上反映出的压力，是设备内的实际压力与大气压力之差。

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）A55学时，化工原理（一）B55学时。

《化工基础》课程标准一、适用对象：高中后三年制精细化工及相关专业二、参考学时与学分：60学时；4学分三、课程定位、理念与设计思路1、课程定位《化工基础》课程是精细化工课程体系中专业技术模块课程之一，是根据精细化工专业的人才培养方案及要求设立的。

其主要任务是使学生掌握流体流动、传热和传质的基本原理及主要单元操作的典型设备构造和操作原理，并能够正确选择和使用有关设备，并对工艺流程进行设计、优化和实施。

课程内容框架由实践情境构成，以工作过程为中心，以项目为载体，以生产任务为驱动，充分体现了精细化工专业高等职业教育人才的培养规格和要求，密切联系生产实际，以培养学生运用基础理论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较坚实的基础。

本课程是精细化学品生产技术专业的核心课程，是一门技术性、实践性非常强的课程。

2、课程理念《化工基础》课程采用项目教学法。

按照初学者的认知规律，引导学生兴趣，提高学生能力。

打破过去“先学后做”的习惯，采取高效的“边学边做”或“先做后学”方式。

（1）以学生为主体实现一体化教学《化工基础》课程采用“一体化”教学方式。

即：知识、理论、实践一体化；时间、地点、内容、教师的一体化。

精心设计以生产实践中具体单元操作项目为主体的模块化教学，每个模块设置若干教学任务，每个任务可以作为一个教学小单元组织教学，以职业能力为目标，构建“理论—实践”一体化的教学过程，整个过程学生基于主动，自调、建构以及情境、引导、社会化意义的“学”，教师基于激励、支持、咨询以及指示、描述、解释性意义的“教”。

（2）工学结合，以职业活动为导向教学设计紧紧围绕职业能力目标的实现，尽可能取材于职业岗位活动和工作流程，从以“知识的逻辑线索”为依据转变成“以职业活动的工作过程”为依据。

本课程按照对实际的多个职业工作过程经过归纳、抽象、整合后的职业工作顺序来设计课程体系的每一个子模块。

通过一个子模块的学习，学生可以完成职业的一个典型的综合性任务。

★面向21世纪课程教材★化工流体流动与传热教学大纲天津大学化工学院化工系2003年4月《化工流体流动与传热》课程教学大纲64 学时4 学分一、课程性质、目的和任务本课程及其后续课程《化工传质与分离过程》，是为培养面向21世纪高等化工创新人才的需要而建立的新课程体系中的主干课程。

本课程将传统的《化工原理》与《化工传递过程基础》有机地融为一体，依据传递过程的理论体系和单元操作的共性组合而成。

本课程属于化工类及其相近专业的一门主干课，为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。

本课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用，是化工类及其相近专业许多专业课程的重要基础课程，本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、热量传递理论）考察、解释和处理化学工程中的实际问题，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；强调提高分析问题、解决问题的能力和综合能力。

学生通过本课程学习，应能够运用动量和热量传递的基本理论，解决流体流动、流体输送、沉降分离、过滤分离、液体搅拌、过程传热、蒸发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、教学基本要求本课程在第五学期(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64学时（其中课堂讲授62学时，机动2学时）；学生自学12学时；课程设计1周。

本课程采用课后习题，每次课后留2～3个练习题，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。