《化工原理》课程教学大纲 Principle of Chemical Engineering A

化工原理A课程教学大纲课程名称：化工原理课程名称：PrincipleofChemicalEngineering课程编号：H04037/H04038课程类型：技术基础课学时：96适用专业：化学工程与工艺专业本科先修课程：高等数学、有机化学、物理化学、计算机基础一、课程的性质、目的与任务本课程是化学工程与工艺专业本科的一门重要的技术基础课，是化学工程学科的重要基础单元，也是化学工艺学的重要基础。通过本课程的学习，使学生掌握化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计及操作计算，培养学生的工程观点、定量计算、设计开发能力和创新理念。二、课程的内容第一单元绪论（建议学时数：2学时）学习目的和要求：本单元从化工生产过程入手，介绍了化工单元操作形成的过程及其在化工生产中的地位，主要介绍了单元操作的概念及分类，单元操作中常用的基本概念和观点。通过本单元的学习，应了解单元操作与化工生产的关系，掌握单元操作的基本概念及其类别，熟练掌握物料衡算、能量衡算、过程平衡和过程传递速率的概念以及物料衡算和能量衡算的方法及步骤。重点和难点：单元操作的概念、物料衡算、能量衡算、过程平衡、过程传递率的概念。过程物料衡算能量衡算的方法及步骤

化工原理 A 课程教学大纲 课程名称：化工原理 课程名称：Principle of Chemical Engineering 课程编号：H04037/ H04038 课程类型：技术基础课 学 时：96 适用专业：化学工程与工艺专业本科 先修课程：高等数学、有机化学、物理化学、计算机基础 一、课程的性质、目的与任务 本课程是化学工程与工艺专业本科的一门重要的技术基础课，是化学工程学科的重 要基础单元，也是化学工艺学的重要基础。通过本课程的学习，使学生掌握化工单元操 作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计及操作计算，培养学生的工程观 点、定量计算、设计开发能力和创新理念。 二、课程的内容 第一单元 绪论（建议学时数：2 学时） 学习目的和要求：本单元从化工生产过程入手，介绍了化工单元操作形成的过程及 其在化工生产中的地位，主要介绍了单元操作的概念及分类，单元操作中常用的基本概 念和观点。通过本单元的学习，应了解单元操作与化工生产的关系，掌握单元操作的基 本概念及其类别，熟练掌握物料衡算、能量衡算、过程平衡和过程传递速率的概念以及 物料衡算和能量衡算的方法及步骤。 重点和难点：单元操作的概念、物料衡算、能量衡算、过程平衡、过程传递率的概 念。过程物料衡算能量衡算的方法及步骤

第二单元流体流动（建议学时数：18学时）学习目的和要求：本单元是化工单元操作的基本操作，几乎所有的单元操作均是在流动过程中完成的，作为单元操作的基础，有必要掌握流动的相关概念及主要计算和分析的方法。本单元主要介绍了流体的基本概念及其分析方法，流体静力学方程及其应用，连续流动系统的物料衡算及能量衡算方程一柏努利方程及其应用，流体的流动型态及圆管内速度分布，流体流动阻力的概念及其计算，简单管路和复杂管路的计算方法和流量与流速的测量装置及工作原理。通过学习，学生应了解层流内层和边界层的概念；熟悉层流与端流的特征，复杂管路计算要点，测速管、孔板流量计及转子流量计的工作原理、基本结构与计算；掌握流体的密度和黏度的定义、单位及影响因素，压力的定义表示方法及单位换算，流体静力学方程、连续性方程及其应用，流动型态及其判据，雷诺数的物理意义及计算。熟练掌握柏努利方程及其应用，流体在管内流动阻力的计算，简单管路的计算。结合生产实际学会分析阻力对管内流动的影响。重点和难点：流体的密度和黏度的定义、单位及影响因素，压力的定义、表示方法及单位换算，流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用，流动型态及其判据，雷诺数的物理意义及计算，流体在管内流动阻力的计算，简单管路的计算。第三单元流体输送机械（建议学时：6学时）学习目的和要求：流体输送机械是化工厂常见的设备，本单元主要介绍了液体输送机械和气体输送机械的结构、工作原理和操作性能。通过学习，学生应了解离心泵和往复泵除外的其他化工用泵的结构、工作原理和特性、离心式鼓风机和压缩机的结构及操作特性；熟悉往复泵的工作原理及正位移特性，离心通风机的性能参数、特性曲线；掌握离心泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线及泵的安装及使用方法。熟练掌握离心泵的工作点和流量调节方法

第二单元 流体流动（建议学时数：18 学时） 学习目的和要求：本单元是化工单元操作的基本操作，几乎所有的单元操作均是在 流动过程中完成的，作为单元操作的基础，有必要掌握流动的相关概念及主要计算和分 析的方法。本单元主要介绍了流体的基本概念及其分析方法，流体静力学方程及其应用， 连续流动系统的物料衡算及能量衡算方程——柏努利方程及其应用，流体的流动型态及 圆管内速度分布，流体流动阻力的概念及其计算，简单管路和复杂管路的计算方法和流 量与流速的测量装置及工作原理。通过学习，学生应了解层流内层和边界层的概念；熟 悉层流与湍流的特征，复杂管路计算要点，测速管、孔板流量计及转子流量计的工作原 理、基本结构与计算；掌握流体的密度和黏度的定义、单位及影响因素，压力的定义、 表示方法及单位换算，流体静力学方程、连续性方程及其应用，流动型态及其判据，雷 诺数的物理意义及计算。熟练掌握柏努利方程及其应用，流体在管内流动阻力的计算， 简单管路的计算。结合生产实际学会分析阻力对管内流动的影响。 重点和难点：流体的密度和黏度的定义、单位及影响因素，压力的定义、表示方法 及单位换算，流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用，流动型态及其判据， 雷诺数的物理意义及计算，流体在管内流动阻力的计算，简单管路的计算。 第三单元 流体输送机械（建议学时：6 学时） 学习目的和要求：流体输送机械是化工厂常见的设备，本单元主要介绍了液体输送 机械和气体输送机械的结构、工作原理和操作性能。通过学习，学生应了解离心泵和往 复泵除外的其他化工用泵的结构、工作原理和特性、离心式鼓风机和压缩机的结构及操 作特性；熟悉往复泵的工作原理及正位移特性，离心通风机的性能参数、特性曲线；掌 握离心泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线及泵的安装及使用方法。熟练掌握离 心泵的工作点和流量调节方法

重点和难点：离心泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线及泵的工作点和流量调节方法，泵的安装及使用方法。第四单元非均相物系的分离（建议学时：8学时）学习目的和要求：本单元主要介绍了非均相分离的原理、设备的结构及其计算。通过学习，学生应了解回转真空过滤机的特点、计算及应用，离心机的基本结构及应用熟悉离心沉降过程及分析，旋风分离器原理、结构及分离性能，过滤介质种类和选用。熟悉沉降的原理，自由沉降的过程，重力沉降速度及其计算，降沉室的计算，过滤常数及计算，板框过滤机基本结构，过滤基本方程及应用。熟练掌握恒压过滤方程及应用板框过滤机洗涤时间、生产能力的计算。学会分析非均相混合物分离过程强化的方法。重点和难点：旋风分离器原理、结构及分离性能，熟悉沉降的原理，自由沉降的过程，重力沉降速度及其计算，降沉室的计算，过滤常数及计算，板框过滤机恒压过滤过滤时间、洗涤时间和生产能力的计算。第五单元传热（建议学时：14学时）学习目的和要求：本单元主要介绍传热的基本原理、管壁式换热器的结构及计算。通过学习，学生应了解各种常用换热器的结构特点及应用，熟悉对流传热、蒸汽冷凝和液体沸腾对流传热系数的计算，热辐射的基本概念及两灰体间辐射传热的计算，掌握热传导、热对流的基本原理，平壁及圆筒壁一维定态热传导的计算及分析，影响对流传热系数的主要因素，无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用。熟练掌握间壁式换热器的传热计算。学会结合实际生产分析强化传热的具体方法及途径。重点和难点：热传导、热对流的基本原理，平壁及圆筒壁一维定态热传导的计算及分析，影响对流传热系数的主要因素，无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用传热速率方程与热负荷的计算，平均温度差的计算，总传热系数的计算及分析，传热面

重点和难点：离心泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线及泵的工作点和流量 调节方法，泵的安装及使用方法。 第四单元 非均相物系的分离（建议学时：8 学时） 学习目的和要求：本单元主要介绍了非均相分离的原理、设备的结构及其计算。通 过学习，学生应了解回转真空过滤机的特点、计算及应用，离心机的基本结构及应用； 熟悉离心沉降过程及分析，旋风分离器原理、结构及分离性能，过滤介质种类和选用。 熟悉沉降的原理，自由沉降的过程，重力沉降速度及其计算，降沉室的计算，过滤常数 及计算，板框过滤机基本结构，过滤基本方程及应用。熟练掌握恒压过滤方程及应用， 板框过滤机洗涤时间、生产能力的计算。学会分析非均相混合物分离过程强化的方法。 重点和难点：旋风分离器原理、结构及分离性能，熟悉沉降的原理，自由沉降的过 程，重力沉降速度及其计算，降沉室的计算，过滤常数及计算，板框过滤机恒压过滤过 滤时间、洗涤时间和生产能力的计算。 第五单元 传热（建议学时：14 学时） 学习目的和要求：本单元主要介绍传热的基本原理、管壁式换热器的结构及计算。 通过学习，学生应了解各种常用换热器的结构特点及应用，熟悉对流传热、蒸汽冷凝和 液体沸腾对流传热系数的计算，热辐射的基本概念及两灰体间辐射传热的计算，掌握热 传导、热对流的基本原理，平壁及圆筒壁一维定态热传导的计算及分析，影响对流传热 系数的主要因素，无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用。熟练掌握间壁式换热 器的传热计算。学会结合实际生产分析强化传热的具体方法及途径。 重点和难点：热传导、热对流的基本原理，平壁及圆筒壁一维定态热传导的计算及 分析，影响对流传热系数的主要因素，无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用， 传热速率方程与热负荷的计算，平均温度差的计算，总传热系数的计算及分析，传热面

积的计算，强化传热的途径。第六单元蒸馏（建议学时：16学时）学习目的和要求：本单元主要介绍蒸馏的原理、精留塔的设计及操作计算。通过学习学生应了解间歇精馏的特点及应用，特殊精馏的特点及应用，熟悉平衡蒸馏和简单蒸馏的特点，精馏装置的热量衡算，理论板数捷算法，非常规二元连续精馏塔计算，掌握双组分理想物系的汽液平衡图，相平衡方程及其应用，精馏分离过程的原理及分析，熟练掌握精馏塔物料衡算、操作线方程及q线方程的物理意义，图解法理论板数的计算，回流比的概念及其对精馏操作的影响。重点和难点：相对挥发度的概念，精馏分离过程的原理及分析，进料热状况q的概念，回流比R的概念及其对精馏操作的影响，精馏塔物料衡算操作线方程及q线方程的物理意义，图解法理论板数的计算。第七单元吸收（建议学时：14学时）学习目的和要求：本单元主要介绍吸收的原理，吸收塔的设计及操作计算和吸收过程强化的方法。通过学习，学生应了解分子扩散、菲克定律及其应用，熟悉各种形式的单相传质速率方程及其各传质系数间的关系解吸的特点、流程及计算，掌握相组成的表示方法及换算，亨利定律及各种表达式和相互间关系，传质单元高度与传质单元数的定义及其物理意义。熟练掌握双膜理论，吸收过程的物料衡算，操作线方程，最小液气比概念及吸收剂用量的计算，填料层高度的计算，传质单元数的计算，学会吸收塔的操作型分析。重点和难点：双膜理论，气膜控制和液膜控制，相组成的表示方法及换算，亨利定律及各种表达式和相互间关系，传质单元高度与传质单元数的定义及其物理意义，传质单元数的计算方法，吸收过程的物料衡算，操作线方程，最小液气比概念及吸收剂用量

积的计算，强化传热的途径。 第六单元 蒸馏（建议学时：16 学时） 学习目的和要求：本单元主要介绍蒸馏的原理、精馏塔的设计及操作计算。通过学 习,学生应了解间歇精馏的特点及应用，特殊精馏的特点及应用，熟悉平衡蒸馏和简单蒸 馏的特点，精馏装置的热量衡算，理论板数捷算法，非常规二元连续精馏塔计算，掌握 双组分理想物系的汽液平衡图，相平衡方程及其应用，精馏分离过程的原理及分析，熟 练掌握精馏塔物料衡算、操作线方程及 q 线方程的物理意义，图解法理论板数的计算， 回流比的概念及其对精馏操作的影响。 重点和难点：相对挥发度的概念，精馏分离过程的原理及分析，进料热状况 q 的概 念，回流比 R 的概念及其对精馏操作的影响，精馏塔物料衡算操作线方程及 q 线方程的 物理意义，图解法理论板数的计算。 第七单元 吸收（建议学时：14 学时） 学习目的和要求：本单元主要介绍吸收的原理，吸收塔的设计及操作计算和吸收过 程强化的方法。通过学习，学生应了解分子扩散、菲克定律及其应用，熟悉各种形式的 单相传质速率方程及其各传质系数间的关系解吸的特点、流程及计算，掌握相组成的表 示方法及换算，亨利定律及各种表达式和相互间关系，传质单元高度与传质单元数的定 义及其物理意义。熟练掌握双膜理论，吸收过程的物料衡算，操作线方程，最小液气比 概念及吸收剂用量的计算，填料层高度的计算，传质单元数的计算，学会吸收塔的操作 型分析。 重点和难点：双膜理论，气膜控制和液膜控制，相组成的表示方法及换算，亨利定 律及各种表达式和相互间关系，传质单元高度与传质单元数的定义及其物理意义，传质 单元数的计算方法，吸收过程的物料衡算，操作线方程，最小液气比概念及吸收剂用量

的计算，填料层高度的计算，传质单元数的计算。第八单元塔设备（建议学时：4学时）学习的目的和要求：本单元主要介绍塔设备的型式、内部结构构造、流体力学特性及操作特性和塔设备设计的实例。通过学习，学生应了解各种类型的塔板及其操作性能各种类型的填料及其性能比较。熟悉填料的特性，板式塔和填料塔的设计方法，掌握板式塔的不正常操作现象，板式塔和填料塔的流体力学特性，熟练掌握处理板式塔和填料塔不正常操作的方法。重点和难点：板式塔的液泛、漏液、负荷性能图、流体力学特性；填料特性，填料塔压降与气体流量间的关系，填料塔和板式塔的区别及比较。第九单元萃取（建议学时：6学时）学习的目的和要求：本单元主要介绍萃取的原理，萃取过程的计算及萃取设备。通过学习，学生应了解各种萃取设备及其结构性能，熟悉多级错流、多级逆流萃取的计算方法，掌握萃取的基本概念及单级萃取的计算方法。重点和难点：萃取的原理、三元体系的相平衡图及其涉及到的基本概念，分配曲线，分配系数、选择性系数，单级萃取的计算、多级逆流萃取的计算。第十单元干燥（建议学时：8学时）学习的目的和要求：本单元主要介绍干燥的方法，干燥的计算及干燥设备。通过学习，学生应了解常用干燥器的性能特点及选用原则，各种干燥方法的基本原理、特点及应用。熟悉恒定干燥条件下干燥速率和干燥时间计算；掌握干燥过程原理、目的及实施，湿空气性质及计算、湿度图的构成及应用，干燥过程的物料衡算、热量衡算，干燥器的热效率及提高干燥过程经济性的途径，干燥过程中空气状态的确定，结合水分、平衡水分、临界水分的概念及相互关系，干燥过程的强化途径

的计算，填料层高度的计算，传质单元数的计算。 第八单元 塔设备（建议学时：4 学时） 学习的目的和要求：本单元主要介绍塔设备的型式、内部结构构造、流体力学特性 及操作特性和塔设备设计的实例。通过学习，学生应了解各种类型的塔板及其操作性能， 各种类型的填料及其性能比较。熟悉填料的特性，板式塔和填料塔的设计方法，掌握板 式塔的不正常操作现象，板式塔和填料塔的流体力学特性，熟练掌握处理板式塔和填料 塔不正常操作的方法。 重点和难点：板式塔的液泛、漏液、负荷性能图、流体力学特性；填料特性，填料 塔压降与气体流量间的关系，填料塔和板式塔的区别及比较。 第九单元 萃取（建议学时：6 学时） 学习的目的和要求：本单元主要介绍萃取的原理，萃取过程的计算及萃取设备。通 过学习，学生应了解各种萃取设备及其结构性能，熟悉多级错流、多级逆流萃取的计算 方法，掌握萃取的基本概念及单级萃取的计算方法。 重点和难点：萃取的原理、三元体系的相平衡图及其涉及到的基本概念，分配曲线， 分配系数、选择性系数，单级萃取的计算、多级逆流萃取的计算。 第十单元 干燥（建议学时：8 学时） 学习的目的和要求：本单元主要介绍干燥的方法，干燥的计算及干燥设备。通过学 习，学生应了解常用干燥器的性能特点及选用原则，各种干燥方法的基本原理、特点及 应用。熟悉恒定干燥条件下干燥速率和干燥时间计算；掌握干燥过程原理、目的及实施， 湿空气性质及计算、湿度图的构成及应用，干燥过程的物料衡算、热量衡算，干燥器的 热效率及提高干燥过程经济性的途径，干燥过程中空气状态的确定，结合水分、平衡水 分、临界水分的概念及相互关系，干燥过程的强化途径

重点和难点：湿空气性质及计算，干燥过程的物料衡算和热量衡算，干燥器热效率的计算，结合水分、平衡水分、临界水分的概念及相互关系。三、课时分配教学环节课时合内容习题讨论实验讲课上机丨其他计课课课22绪论21618流体流动642流体输送机械628非均相物系的分离212 14 传热216 12 2蒸馏2吸收121444塔设备66萃取628干燥4合计8012 96四、教材及参考书1.教材：《化工原理》，夏清、贾绍义主编，天津大学出版社，2012年1月第2版；2.参考书：《化工原理》，陈敏恒主编，化学工业出版社，2006年第3版；

重点和难点：湿空气性质及计算，干燥过程的物料衡算和热量衡算，干燥器热效率 的计算，结合水分、平衡水分、临界水分的概念及相互关系。 三、课时分配 内容 教学环节课时 讲课 习题 课 讨论 课 实验 课 上机 其他 合 计 绪论 2 2 流体流动 16 2 18 流体输送机械 4 2 6 非均相物系的分离 6 2 8 传热 12 2 14 蒸馏 12 2 2 16 吸收 12 2 14 塔设备 4 4 萃取 6 6 干燥 6 2 8 合计 80 12 4 96 四、教材及参考书 1．教 材： 《化工原理》，夏清、贾绍义主编，天津大学出版社，2012 年 1 月第 2 版； 2．参考书： 《化工原理》，陈敏恒主编，化学工业出版社，2006 年第 3 版；

《化工原理》，王国胜主编，大连理工大学出版社，2010年8月；《化工原理复习指导》，柴诚敬等编著。天津大学出版社，2011年8月；《化工原理课程设计》，王国胜主编，大连理工大学出版社，2005年2月；《化工原理课程设计》，吴俊主编，华东理工大学出版社，2011年7月；《化工原理》，杨祖荣主编，化学工业出版社，2009年6月；《化工原理习题解析》上册，余立新，戴献元编著，清华大学出版社，2005年；《化工原理习题解析》下册，余立新、戴献元编著。本书为“北京市高等教育精品教材建设项目”《化工原理》（第2版）的配套习题解析。清华大学出版社，2005年。五、责任认定1.大纲执笔人：梁英华2.大纲审定人：高筠

《化工原理》，王国胜主编，大连理工大学出版社，2010 年 8 月； 《化工原理复习指导》，柴诚敬等编著。天津大学出版社，2011 年 8 月； 《化工原理课程设计》，王国胜主编，大连理工大学出版社，2005 年 2 月； 《化工原理课程设计》，吴俊主编，华东理工大学出版社，2011 年 7 月； 《化工原理》，杨祖荣主编，化学工业出版社，2009 年 6 月； 《化工原理习题解析》 上册，余立新, 戴猷元编著，清华大学出版社，2005 年； 《化工原理习题解析》 下册，余立新、戴猷元编著。本书为“北京市高等教育精品 教材建设项目”《化工原理》（第 2 版）的配套习题解析。清华大学出版社，2005 年。 五、责任认定 1．大纲执笔人：梁英华 2．大纲审定人：高筠