《化工原理》实验教学大纲.

《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）：

章 次 讲授 实践

一 绪论 2

二 流体的流动 10

三 流体输送机械 8

四 沉降与过滤 6

五 传热 8

六 吸收 6

七 蒸馏 8

八 干燥 6

总学时 54 （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

《化工原理-下》课程教学大纲

课程编号：CHET2017

课程类别：学科基础课程

授课对象：化学工程与工艺专业

开课学期：春季

学 分： 2学分

主讲教师：朱秀林、程振平、张正彪等

指定教材：夏清，陈长贵 主编，《化工原理》（下册），天津科学技术出版社，2006年

第七章 蒸馏

课时：6周，共12课时 教学内容

第一节 两组分溶液的气液平衡

一、相律和相组成

教学要点：相律，质量分数与摩尔分数的换算

二、两组分理想物系的气液平衡

教学要点：用饱和蒸气压表示气液平衡关系，相对挥发度，t-x-y图，x-y图

三、两组分非理想物系的气液平衡

教学要点：恒沸组成，t-x-y图，x-y图 第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏

一、平衡蒸馏

教学要点：平衡蒸馏的流程及计算

二、简单蒸馏 第三节 精馏原理和流程

一、精馏原理及操作流程

教学要点：部分汽化与冷凝，精馏段，提馏段 第四节 两组分连续精馏的计算

一、理论板的概念及恒摩尔流的假定

教学要点：理论板，恒摩尔液流，恒摩尔气流 二、物料衡算和操作线方程

教学要点：全塔物料衡算，精馏段的操作线方程，提馏段的操作线方程 三、进料热状况的影响

教学要点：加料板，进料热状况参数

四、理论板的求法

教学要点：逐板计算法，图解法，进料方程

五、几种特殊情况时理论板层数的求法

教学要点：直接蒸气加热，多侧线塔

六、回流比的影响及其选择

教学要点：全回流，最少理论板层数，芬斯克方程，最小回流比，适宜回流比的选择

七、简捷法求理论板层数，塔高和塔径的计算

教学要点：吉利兰图及应用，塔高的计算，塔径的计算

八、连续精馏装置的焓衡算及精馏塔的操作和调节

教学要点：冷凝负荷，再沸器的热负荷，精馏过程的节能，影响精馏操作的主要因素，

精馏塔的控制和调节 第五节 间歇精馏

一、回流比恒定时间歇精馏的计算

教学要点：确定理论板层数，瞬间xD和xW的关系，釜液量的计算

《化工原理》教案

第一章：绪论

1.1 课程介绍

解释化工原理的概念和重要性

概述课程的目标和内容

1.2 化工过程的基本类型

介绍化工过程的四个基本类型：单元操作、单元过程、化学反应和物理变化

解释每种类型的特点和应用

1.3 化工工艺流程图

介绍化工工艺流程图的符号和表示方法

分析一个简单的化工工艺流程图

1.4 化工生产中的安全和环保

强调化工生产中的安全措施和注意事项

讨论环保在化工生产中的重要性

第二章：流体力学基础

2.1 流体的性质

介绍流体的定义和分类

解释流体的密度、粘度和表面张力等基本性质

2.2 流体力学方程

介绍流体力学的基本方程，如质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程

解释这些方程在化工中的应用

2.3 流体的流动 讨论流体的层流和湍流流动

分析流速、流量和流阻等概念

2.4 泵与风机的原理及应用

介绍泵和风机的分类和工作原理

讨论泵和风机在化工生产中的应用和选择

第三章：热力学基础

3.1 热力学基本概念

介绍热力学的定义和基本术语，如系统、状态、过程和能量

解释热力学第一定律和第二定律

3.2 热力学方程

介绍热力学方程，如状态方程、焓方程和熵方程

分析这些方程在化工中的应用

3.3 相平衡

讨论相平衡的基本原理和相图

解释单组分系统和多组分系统的相平衡条件

3.4 热传递

介绍热传递的类型和方式，如导热、对流和辐射

分析热传递的数学表达式和计算方法

第四章：化学平衡与反应工程

4.1 化学平衡的基本概念

介绍化学平衡的定义和基本原理

解释化学平衡常数和勒夏特列原理 4.2 化学平衡的计算

介绍化学平衡的计算方法和步骤

分析化学平衡计算中的限制条件和优化问题

4.3 反应动力学

介绍反应动力学的定义和基本方程

解释零级反应、一级反应和二级反应的特点和计算方法

4.4 反应器设计

介绍反应器的类型和设计原则

分析反应器的操作条件、效率和优化问题

第五章：分离工程

化工原理实验讲义 08制药工程班 - 1 -

实验一 雷诺演示实验

一、 实验目的

1. 了解流体圆管内的流动形态及其与雷诺数Re的关系；

2. 观察流体在圆管内作稳定层流及湍流两种情况下的速度分布及湍流时壁面处的层流

内层；

3. 观察并测定流动形态发生临界变化时流量、流速与雷诺数。

二、 实验原理

雷诺数



du

Re，一般情况下Re＜（2000～3000）时，流动形态为层流，Re＞4000

时，流动形态为湍流。







dq

ddud

du4

4141

Re





测定流体1升水所需时间，计算出q，然后可计算出对应的Re。

三、 实验装置

在1700

500

500mm的玻璃水箱内安装有一根内径为28mm、长为1450mm的长玻

璃管，玻璃管进口做成喇叭形以保证水能平稳的流入管内，在进口端中心处插入注射针

头，通过小橡皮管注入显色剂——红墨水。水由水箱底部进入，并从上部溢流口排出，

管内水流速可由管路下游的阀门控制。 化工原理实验讲义 08制药工程班 - 2 -

本装置玻璃水箱主体由15mm的钢化玻璃粘接而成，所连接上下水管道均有不锈钢

材质，下边的轮为能承重的加强轮，在做实验时，需要将轮刹车。

本实验其他设施：

水、红墨水、秒表:1块、量筒：1000ml 1个

四、 实验步骤与现象观察

1.

开启上下阀门至溢流槽出现溢流。

2.

缓和开启实验玻璃管出口阀门，为保证水面稳定，应维持少量溢流。

3.

徐徐打开显示剂橡皮管上夹管，调整显示剂流速与管内水流速一致，观察显示剂流

线，并记录一定时间内通过的水量和水温。

4.

自小到大再自大到小调节流量，计算流型转变的临界雷诺数。

5.

观察层流和湍流时速度分布侧形的差别。

6.

观察湍流时壁面处的层流内层。

五、 注意事项

1．由于红墨水的密度大于水的密度，因此为使从给针头出来的红墨水线不发生沉降，

需要红墨水用水稀释50％左右。

2．在观察层流流动时，当把水量调得足够小的情况下（在层流范围），禁止碰撞设备，化工原理实验讲义 08制药工程班 - 3 - 甚至周围环境的震动、以及水面风的吹动均会对线型造成影响。为防止上水时造成