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教 学 大 纲 |
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化工原理教学大纲 大纲编写说明 课程的性质和任务 化工原理是在高等数学、物理、物理化学等课程的基础上开设的一门基础技术课程,它在基础课和专业课之间起着承前起后,由理及工的作用。其主要任务是研究化工单元操作的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算,培养学生分析问题和解决问题的能力。 课程的内容和学时数 总学时: 150 学时 理论教学:
备注: “蒸馏与吸收设备”在课程设计周内讲授。 |
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教学内容 |
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| 绪论: 概述,化工原理的性质,任务及内容。 流体力学 流体静力学基本方程 流体的密度,流体的静压强,流体静力学基本方程式及其应用 流体在管内的流动 流量与流速,连续性方程式,柏努利方程式及其应用 流体的流动现象 牛顿粘性定律与流体的粘度 流动类型与雷诺准数 滞流与湍流 流动阻力 流体在直管中的流动阻力 管路上的局部阻力 管路总能量损失的计算 管路计算 * 第六节 流量测量 流体输送设备 流体输送设备 离心泵工作原理和主要部件 离心泵主要性能参数与特性曲线 离心泵的气蚀现象与允许吸上高度 离心泵的工作点与流量调节 离心泵的类型与选择 * 其它类型的泵,往复泵、计量泵、旋转泵、漩涡泵 * 第二节 气体输送和压缩设备 离心通风机、鼓风机与压缩机 旋转鼓风机、压缩机与真空泵 往复压缩机的基本构造及原理 非均相物系的分离 第一节 重力沉降 沉降速度 离心沉降 惯性离心力作用下的沉降速度 旋风分离器的操作原理 旋风分离器的性能 过滤 过滤操作的基本概念 过滤基本方程式,过滤常数的测定 * 过滤设备、板框压滤机、转筒真空过滤机 * 第四节 离心机 一般概念、离心机的结构与操作 三足式离心机、卧式刮刀、卸料离心机 传热 第一节 概述 传热的基本方式 稳定传热与不稳定传热 第二节 热传导 传热的基本概念和傅立叶定律 导热系数、平壁的热传导、圆筒的热传导 对流传热 对流传热的分析 壁面和流体间的对流传热速率 传热计算 总传热速率方程 平均温度差(关于简化假定的讨论不讲) 总传热系数 对流传热系数关联式 对流传热系数的影响因素 流体无相变时的对流传热系数(管内、管外、强制对流) 流体有相变时的传热系数(蒸汽冷凝、液体沸腾) 辐射 * 第七节 换热器 换热器的类型 列管式换热器、翅片式、螺旋式、板式 各种间壁式换热器的比较和传热强化途径 蒸发 蒸发器的型式 蒸发器的结构和特性(循环型、液膜式) 单效蒸发 溶液的沸点和温度差损失 单效蒸发的计算、蒸发器的生产能力、强度 多效蒸发 多效蒸发的操作流程 多效蒸发与单效蒸发的比较 多效蒸发中效数的限制及最隹效数 蒸馏 第一节 双组份理想溶液的气液平衡 拉乌尔定律和相律 两组份汽液平衡图 相对挥发度 第二节 精馏原理 多次部分气化和多次部分冷凝 精馏塔和操作流程 第三节 双组份连续精馏塔的计算 理论板的概念及恒摩尔流的假定 物料衡算与操作线方程 进料热状况的影响 , 理论板层数的求法 ** 几种特殊情况时的理论板层数的计算 回流比的影响及其选择 , 简捷法求理论板层数 塔高和塔径的计算 连续精馏装置的热量衡算 ** 第四节 多组份精馏 流程方案选择 , 多组份系统的气液平衡 关键组份的概念及各组份在塔顶和塔底产品中的预分配 最小回流比 理论板层数的确定 |
吸收 第一节 吸收过程的相平衡关系 气体在液体中的溶解度 亨利定律 , 吸收剂的选择 第二节 传质机理与吸收速率 分子扩散与菲克定律 气相中的稳定分子扩散 液相中的稳定分子扩散 扩散系数 , 对流传质 , 吸收过程的机理 吸收速率方程式 第三节 吸收塔的计算 吸收塔的物料衡算与操作线方程 吸收剂用量的决定 , 塔径计算 填料层高度的计算 , 理论板层数的计算 ** 第四节 吸收系数 吸收系数的测定 , 经验公式及准数关联式 ** 第五节 脱吸 脱吸 *** 第八章 蒸馏和吸收塔设备 第一节 板式塔 塔板类型 浮阀塔设备 塔板效率及其影响因素 第二节 填料塔 填料 填料塔的流体力学性能 填料塔的计算 填料塔的附件 干燥 第一节 湿空气的性质湿度图 湿空气的性质 湿空气的 H-I 图 第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算 湿物料中含水量的表示方法 干燥系统的物料衡算 干燥系统的热量衡算 空气通过干燥器时的状态变化 ** 干燥器的热效率 物料衡算与热量衡算的应用举例 第三节 固体物料在干燥过程的平衡关系和速率关系 物料的平衡湿含量 干燥曲线和干燥速率曲线 恒定干燥条件下干燥时间的计算 * 第四节 干燥器 干燥器的主要形式 注 : 有 * 者为实验技术课选讲内容, ** 者为选讲内容, *** 者为课程设计周选讲内容 实验课内容 课堂讲授内容包括各种流量、温度、压力测试技术原理及仪器,典型流体输送机械和各种单元操作设备,实验数据处理、误差分析,计算机仿真实验,实验流程、操作规程等。 应开设 8 个实验共 24 学时 (1) 管路阻力的测定 (2) 离心泵的性能测定 (3) 过滤实验 (4) 传热系数的测定 (5) 对流传热系数的测定 (6) 吸收实验 (7) 精馏实验 (8) 干燥实验 演示实验与实物教学 ( 共 10 学时 ) 1. 演示实验(选做部分实验) (1) 柏努利方程的实验 (2) 雷诺实验 (3) 离心泵的气蚀实验 (4) 旋风分离器 (5) 电除尘 (6) 热边界层 2. 实物教学(包括模型参观) (1) 管件 , 阀门与管路连接 (2) 流体输送机械 (3) 离心机操作 (4) 换热设备 (5) 塔设备 电化教学 (4 学时 ) (1) 幻灯:传热 , 蒸发 , 干燥设备 . (2) 塔设备:录像 课程设计 教学学时数为 2 周 , 其基本内容为 : 1. 设计方案简介:对选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要的论述。 2. 主要设备的工艺计算:物料衡算、工艺参数的选定,设备的结构设计和工艺尺寸的计算。 3. 辅助设备的选型:典型辅助设备主要工艺尺寸的计算,设备规格型号的选定。 4. 工艺流程图:以单线图的形式绘制,标出主体设备与辅助设备的物料方向,物流量,能流量,主要测量点。 5. 主要设备的工艺条件图:图面应包括设备的主要工艺尺寸,技术特性表和接管表。 6. 设计说明书内容:设计任务书;目录;设计方案;工艺计算及主要设备设计;辅助设备计算和选型;设计结果汇总;设计评述;参考资料。 |
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太原理工大学化工基础实验中心©2007.5