化学工程基础实践周日志

课程编号：095008

课程名称：化学工程基础及实验

学时/学分：(64+48)/(4+3)　

适用专业：化学

先修课程：高等数学，普通物理，物理化学

开课系或教研室：化学与化工系

一、课程的性质与任务

1．课程性质：化学工程基础是工程技术的一个分支，是一门探讨化工生产过程的基本规律、并应用这些规律解决生产实际问题的专业基础学科。

2．课程任务：使学生理解化学工程规律在化工生产中的应用，获得化工计算及设计的基础训练，培养学生分析和解决有关化工操作中各种问题的能力，以便在化工生产、科研和设计工作中达到强化生产过程、提高产品质量、提高设备生产能力和效率、降低设备投资及产品成本、节能、防止污染及加速新技术开发等方面的目的。

二、课程教学基本要求

化学工程基础是理论性和实践性都很强的学科，课堂教学采用多媒体方式，尽量系统而清晰地讲授重要单元操作的基本原理、典型设备及计算方法，同时配合一定的教学模型、实验等，做到理论联系实际，使学生将掌握的知识向实践能力转化；培养化学专业的学生用工程技术的观点和方法研究应用科学、尤其是科技开发中出现的问题。

本课程课堂教学54学时，习题讨论课10学时，实验教学48学时，闭卷考试。

考核方式为：

总成绩=期末考试（90%）+ 平时成绩（10%）

三、课程教学内容

（一）化学工业与化学工程

1．化学工业的发展趋势、特点及分类；

2.化工生产工艺及流程；※

3.实验室研究和工业生产的差别。

（二）流体流动与输送

1.密度、压强、流量和流速、粘度、动量传递、流动边界层等基本概念；

2.流体静力学方程式、流体动力学方程及其在化工生产中的应用，简单管路的计算；※

3.流体输送设备的原理及结构；

4.量纲分析方法。

（三）传热过程
　　1.付立叶定律、单层和多层平壁及圆筒壁的定常态热传导；※

2.牛顿冷却定律、有效膜的概念、量纲分析法求传热膜系数α；

3.热交换计算、传热系数、传热平均温度差；※

4.辐射传热的基本知识；

5.常见和新型间壁式热交换器，红外和微波加热技术。

（四）传质过程
　　1.分子扩散；

2.双膜理论。※

（五）精馏
　　1.气液平衡相图，气液平衡线方程；

2.精馏原理和流程；精馏段、提馏段及全塔物料衡算；加料板的物料衡算和热量衡算；　　逐板计算法、图解法和简捷法求理论塔板数；最小回流比和适宜回流比；塔板效率；※

3.间歇精馏、多组分精馏，共沸精馏和萃取精馏；

4.填料塔、泡罩塔、筛板塔和浮阀塔。

（六）吸收

1.气体在液体中溶解度、亨利定律、相平衡与吸收和解吸的关系；双膜理论、相间传质速率方程、总传质系数与分传质系数；※

2.吸收过程机理；吸收速率方程式；

3.填料吸收塔的计算：吸收剂用量和填料层高度的计算；※

4.填料塔及其流体力学性能和设计要点。

（七）新型分离技术
　　1.反渗透，超滤，电渗析，气体膜分离，液膜分离。
　　2.超临界萃取，反应精馏，反应萃取，变压吸附。

（八）化学反应工程学基本原理
　　1.反应进度，转化率，收率和选择性

2.气相反应的膨胀因子，总物质的量发生变化的气相反应速率方程。※

3.停留时间分布函数的概念，停留时间分布函数的测定，停留时间分布函数的数字特征，几种流动模型的停留时间分布函数。※

（九）均相反应过程
　　1.间歇操作反应器计算，连续操作管式反应器计算，连续釜式反应器计算，混合状态对反应转化率的影响，多釜串联反应器的计算。※

2.简单反应过程优化，平行反应、串联反应过程优化。

（十）气—固相催化反应过程
　　1.表面反应动力学模型，外、内扩散的影响。
　　2.绝热反应器，换热反应器，绝热反应器计算。流化床反应器。※
　　3.最佳温度和平衡温度，最佳温度分布的实施。※
　　4.生热曲线，去热曲线，反应器热稳定性判据，工业生产上保证热稳定性的措施。

（十一）生化反应器

1.生物和酶催化反应的特点，酶的分类和用途；

2.酶催化反应动力学，影响酶催化反应的因素，生物反应动力学；※

3.生化反应器类型，生化反应器计算。

四、学时分配表

五、教材及参考书

教材：《化学工程基础》．武汉大学．高等教育出版社，2005

教学参考书：

1.《化工原理》(上、下册)．陈敏恒．第二版．化学工业出版社，1999

2.《化工原理》(上、下册)．谭天恩.第二版. 化学工业出版社，1998

3．《化学工程基础学习指导》.杨国泰，杨继红. 化学工业出版社，2003

4.《化学工程基础》．北京大学化学系《化学工程基础》编写组．高等教育出版社，1983

5.《化学工程基础》．王定锦．高等教育出版社，1992

6.《化学工程基础》．李德华.第一版.化学工业出版社，20##年

附件.《化学工程基础实验》教学大纲

  《化学工程基础实验》教学大纲

课程编号：095008

课程名称：化学工程基础及实验

实验总学时数：48

适用专业：化学

承担实验室：化学与化工系

一、实验教学的目的和要求

1.目的：化学工程基础是一门实践性很强的技术基础课。化学工程基础实验则是学习、掌握和运用这门课程必不可少的重要环节，是理论联系实际的一种重要方式。通过在实验中的操作和观察，使学生掌握一定的基本实验技能，培养学生处理一般工程技术问题和进行科研的初步能力；同时，通过实验使学生树立严肃认真，实事求是的科学态度。

2.要求：验证有关的化工单元操作理论，巩固并加强对理论的认识和理解；熟悉实验装置的结构、性能和流程；对实验数据进行分析、整理及关联，编写实验报告。

二、实验项目名称和学时分配

三、单项实验的内容和要求

（一）伯努利实验

1．实验目的：熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其相互关系，加深对伯努利方程、连续性方程的理解与认识；掌握测量动压头和静压头的方法。

2．实验内容：

(1) 观察流体流动时各种形式的机械能之间的相互转化现象；

(2) 验证不可压缩流体机械能衡算方程式和静力学方程式。

（二）雷诺实验

1．实验目的：了解雷诺实验装置的构造，熟悉雷诺准数的测定方法，掌握雷诺准数Re与流体不同流型的关系。

2．实验内容：

(1) 观察流体在管内流动的两种不同形态；

(2) 确定临界雷诺数。

（三）离心泵特性曲线的测定

1．实验目的：了解离心泵的构造和性能；掌握离心泵开、停的正确操作方法和注意事项；学会测定离心泵在恒定转速下的特性曲线并确定其最佳工作范围的方法。

2．实验内容：

(1) 测定并计算一定转速下，流体的流量、泵的扬程、有效功率、轴功率和效率等参数；

(2) 标绘离心泵的H-Q、N-Q和η-Q曲线。

（四）流体流动阻力测定实验

1．实验目的：了解流体流动阻力的测定方法，测定流体流过圆形直管时的摩擦阻力，并确定摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，测定流体流过管件、阀门时的局部阻力，并求出阻力系数。

2．实验内容：

(1) 测定不同的流体流动型态下摩擦阻力系数入与雷诺准数Re的关系；

(2) 在对数坐标纸上绘制λ—Re的关系曲线；

(3) 测定局部阻力系数。

（五）流量计的校正

1．实验目的：了解孔板流量计和转子流量计的构造、工作原理和主要特点；掌握这两种流量计的校正方法及孔板流量计流量系数C₀的确定方法；

2．实验内容：

(1) 测定孔板流量计的流量标定曲线；

(2) 标定转子流量计的流量并进行误差计算。

（六）列管式换热器总传热系数的测定

1．实验目的：了解列管式换热器的结构；熟悉列管式换热器的主要性能指标的标定方法；掌握列管式换热器的操作方法。

2．实验内容：通过测定冷、热流体流量和进出口温度，测定列管式换热器的总传热系数。

（七）填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

1．实验目的：了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程；观察流体在填料吸收塔的操作状况，了解填料塔的流体力学性质；掌握填料吸收塔总体积吸收系数K_Ya和回收率的测定方法，并熟悉空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。

2．实验内容：

(1) 观察流体在填料吸收塔的操作状况，测定△P—u关系曲线并确定液泛气速；

(2)测定固定流体喷淋量下，不同气体流量时，填料吸收塔的体积吸收系数K_Ya和回收率。

（八）双组分连续精馏塔分离能力的测定

1．实验目的：了解筛板精馏塔和附属设备的基本结构；掌握精馏过程的基本操作方法；

2．实验内容：

(1) 测定塔顶、塔底及塔板上的液相组成，据此求取全回流工况下的理论塔板数全塔效率和单板效率；

(2)；调节精馏塔的进、出料量和塔釜加热功率，使精馏塔稳定达到所需回流比下的部分回流工况；

(3) 测定塔顶、塔底液相组成，据此求取回流比下的理论塔板数和全塔效率；

(4) 调节精馏塔使其稳定操作于不同的回流比工况，求取相应的全塔效率；并总结回流比对精馏塔分离效率的影响。

（九）计算机仿真试验

注：每小组人数：3-4人

四、使用教材及参考书

教材：

1. 自编《化工原理实验讲义》

2. 化工原理实验仿真软件．北京东方仿真有限公司

参考书：

1.《化学工程基础》．武汉大学．高等教育出版社，2005

2.《化工原理》（上、下册）．柴诚敬．高等教育出版社，2005

3.《化工原理实验》．丁海燕.中国海洋大学出版社，2009                                  

五、实验的考核形式

 本课程作为考核课，根据平时实际操作情况和实验报告得分情况，成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。

执笔：陈艳丽

审定：薛兆民

日期：20##年04月

    

 

第二篇：值周日志