《化工基础》课程教学大纲basics of chemical engineering一、课程基本信息【课程编码】02022150【所属模块】专业必修课程【课程性质】专业主干课【是否核心课程】是【理论学分/学时】3学分/54学时【总学分/学时】3学分/54学时【实践学分/学时】0学分/0学时【开设学期】5【适用专业】化学（师范）【选用教材】《化工原理》，王志魁编，化学工业出版社，2005【先修课要求】高等数学、无机化学、有机化学【考核方式】期末考试、阶段测验、课堂表现、课后作业、拓展训练相结合【执笔人】康艳红【审定人】陈庆阳二、课程简介本课程是化学及相关专业的一门专业核心课程。内容主要包括流体动力过程、传热过程传质过程、化学反应过程、化工过程开发的知识介绍，本课程适应高等院校培养目标的需要，适应课程教学的实际需求，体现绿色化工、低碳经济、可持续发展的时代要求，使学生建立工程概念和技术经济观点，培养学生应用开发、科技管理及分析和解决一般生产问题的能力，提高学生科技创新和科技成果产业化的意识和能力。三、课程目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：课程目标1：掌握化学工程的基本的基础知识和基本理论，了解化学工程学的发展历史、发展趋势和前沿动态，形成化工系统工程的基本思想和方法。【毕业要求3学科素养】课程目标2：了解化学与材料科学、环境科学、食品工程等学科的关系，能在教学实践中，综合运用化学学科知识和物理、数学等其他科学知识，提高化学教学内容的科学性和实效性。【毕业要求3学科素养】1
1 《化工基础》课程教学大纲 basics of chemical engineering 一、课程基本信息 【课程编码】02022150 【所属模块】专业必修课程 【课程性质】专业主干课 【是否核心课程】是 【总学分/学时】3学分/54学时 【理论学分/学时】3学分/54学时 【实践学分/学时】0学分/0学时 【开设学期】5 【适用专业】化学（师范） 【选用教材】《化工原理》，王志魁编，化学工业出版社，2005 【先修课要求】高等数学、无机化学、有机化学 【考核方式】期末考试、阶段测验、课堂表现、课后作业、拓展训练相结合 【执笔人】康艳红 【审定人】陈庆阳 二、课程简介 本课程是化学及相关专业的一门专业核心课程。内容主要包括流体动力过程、传热过程、 传质过程、化学反应过程、化工过程开发的知识介绍，本课程适应高等院校培养目标的需要， 适应课程教学的实际需求，体现绿色化工、低碳经济、可持续发展的时代要求，使学生建立 工程概念和技术经济观点，培养学生应用开发、科技管理及分析和解决一般生产问题的能力， 提高学生科技创新和科技成果产业化的意识和能力。 三、课程目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 课程目标 1：掌握化学工程的基本的基础知识和基本理论，了解化学工程学的发展历史、 发展趋势和前沿动态，形成化工系统工程的基本思想和方法。【毕业要求 3 学科素养】 课程目标 2：了解化学与材料科学、环境科学、食品工程等学科的关系，能在教学实践 中，综合运用化学学科知识和物理、数学等其他科学知识，提高化学教学内容的科学性和实 效性。【毕业要求 3 学科素养】
课程目标3：理解化学工程技术在保障国家安全、人民健康、经济发展中的重要作用，养成强烈的社会责任感，以及严谨求实的科学态度和工作作风。【毕业要求6综合育人】课程目标4：能够基于生产生活中的实际化工生产问题，从课堂教学、自身学习方法以及思维方式等，多角度进行深刻反思，提出质疑和新的设想，养成较强的问题意识、质疑精神，提升创新能力。【毕业要求7学会反思】四、课程目标与毕业要求的对应关系1.课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标3-1具有一定数理基础，掌握化学学科基础知识、基本理论和课程目标1化学实验基本实验技能，了解化学学科的发展历史、发展趋势和前沿动态，形成扎实的化学学科知识体系基本思想和方法。3-2了解化学与材料科学、生命科学、环境科学等学科的关系，3学科素养能够运用化学学科知识、科学思维和探究精神解释自然现象，课程目标2并能参与化学相关的社会实践活动，积极传播化学知识。3-3能在教学实践中，综合运用化学学科知识和其他科学知课程目标2识，提高化学教学内容的科学性和实效性。6-2结合化学专业知识和重要科研进展，通过课堂教学、组织6综合育人主题教育活动或社团活动等，开展综合育人活动，对学生进行课程目标3系统教育和积极引导。7-3初步掌握反思方法和技能，能通过收集信息进行自我诊7学会反思断，并进行自我改进。能运用批判性思维方法，学会分析和解课程目标4决化学教育教学问题，具有积极的反思实践体验。2.课程目标与毕业要求的矩阵关系图毕业要求3学科素养6综合育人7学会反思3-13-3课程目标3-2H课程目标1ML课程目标2M课程目标3L课程目标4五、教学内容与课时安排2
2 课程目标 3：理解化学工程技术在保障国家安全、人民健康、经济发展中的重要作用， 养成强烈的社会责任感，以及严谨求实的科学态度和工作作风。【毕业要求 6 综合育人】 课程目标 4：能够基于生产生活中的实际化工生产问题，从课堂教学、自身学习方法以 及思维方式等，多角度进行深刻反思，提出质疑和新的设想，养成较强的问题意识、质疑精 神，提升创新能力。【毕业要求 7 学会反思】 四、课程目标与毕业要求的对应关系 1．课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 3 学科素养 3-1 具有一定数理基础，掌握化学学科基础知识、基本理论和 化学实验基本实验技能，了解化学学科的发展历史、发展趋势 和前沿动态，形成扎实的化学学科知识体系基本思想和方法。 课程目标 1 3-2 了解化学与材料科学、生命科学、环境科学等学科的关系， 能够运用化学学科知识、科学思维和探究精神解释自然现象， 并能参与化学相关的社会实践活动，积极传播化学知识。 课程目标 2 3-3 能在教学实践中，综合运用化学学科知识和其他科学知 识，提高化学教学内容的科学性和实效性。 课程目标 2 6 综合育人 6-2 结合化学专业知识和重要科研进展，通过课堂教学、组织 主题教育活动或社团活动等，开展综合育人活动，对学生进行 系统教育和积极引导。 课程目标 3 7 学会反思 7-3 初步掌握反思方法和技能，能通过收集信息进行自我诊 断，并进行自我改进。能运用批判性思维方法，学会分析和解 决化学教育教学问题，具有积极的反思实践体验。 课程目标 4 2．课程目标与毕业要求的矩阵关系图 毕业要求 课程目标 3 学科素养 6 综合育人 7 学会反思 3-1 3-2 3-3 课程目标 1 H 课程目标 2 L M 课程目标 3 M 课程目标 4 L 五、教学内容与课时安排
1.课时分配及课程教学内容与课程目标的对应关系章节内容理论学时支撑课程目标课程目标1，2第1章1绪论课程目标1，2，3，4第2章15流体流动过程与输送机械课程目标1，2，3，4第3章10热量传递课程目标1，2，3，4第4章12气体吸收课程目标1，2，3，4第5章蒸12课程目标1，2，4第6章2工业反应器设计基础课程目标1，2，3，4第7章2化工过程开发合计542.教学内容第1章绪论（1学时）教学目的和要求：让学生掌握化工单元操作与传递过程的概念、化工原理课程内容与性质。了解化工原理课程的形成、发展及其在化学工程学科中的地位。教学内容：1学时1.1化学工程学的形成与发展1.2化学工程学的性质、任务、内容和研究方法1.3化学工程学的基本规律教学重点与难点：本课程所涉及的化学问题、化学工程学涉及的基本概念。第2章流体的流动过程与输送机械（15学时）教学目的与要求：让学生掌握静力学方程及流体流动过程能量守衡基本方程及计算：理解流体流动阻力在计算中的应用：了解静力学方程的应用。重点掌握雷诺数的概念，难点为流体流动阻力的计算。理解离心泵的原理、特性曲线：掌握离心泵的安装高度的计算：了解离心泵的型号、选用、流量调节及其他流体输送机械。重点掌握离心泵的特性，难点为如何确定离心泵安装高度。教学内容：3学时2.1流体静力学基本方程式及应用2.1.1密度和比容2. 1.2 压强2.1.3流体静力学基本方程式4学时2.2流体流动基本规律2.2.1流量与流速3
3 1．课时分配及课程教学内容与课程目标的对应关系 章节 内容 理论学时 支撑课程目标 第 1 章 绪论 1 课程目标 1，2 第 2 章 流体流动过程与输送机械 15 课程目标 1，2，3，4 第 3 章 热量传递 10 课程目标 1，2，3，4 第 4 章 气体吸收 12 课程目标 1，2，3，4 第 5 章 蒸馏 12 课程目标 1，2，3，4 第 6 章 工业反应器设计基础 2 课程目标 1，2，4 第 7 章 化工过程开发 2 课程目标 1，2，3，4 合计 54 2．教学内容 第 1 章 绪论（1 学时） 教学目的和要求： 让学生掌握化工单元操作与传递过程的概念、化工原理课程内容与性质。了解化工原理 课程的形成、发展及其在化学工程学科中的地位。 教学内容： 1.1 化学工程学的形成与发展 1 学时 1.2 化学工程学的性质、任务、内容和研究方法 1.3 化学工程学的基本规律 教学重点与难点：本课程所涉及的化学问题、化学工程学涉及的基本概念。 第 2 章 流体的流动过程与输送机械（15 学时） 教学目的与要求： 让学生掌握静力学方程及流体流动过程能量守衡基本方程及计算；理解流体流动阻力在 计算中的应用；了解静力学方程的应用。重点掌握雷诺数的概念，难点为流体流动阻力的计 算。理解离心泵的原理、特性曲线；掌握离心泵的安装高度的计算；了解离心泵的型号、选 用、流量调节及其他流体输送机械。重点掌握离心泵的特性，难点为如何确定离心泵安装高 度。 教学内容： 2.1 流体静力学基本方程式及应用 3 学时 2.1.1 密度和比容 2.1.2 压强 2.1.3 流体静力学基本方程式 2.2 流体流动基本规律 4 学时 2.2.1 流量与流速
2.2.2定态流动与非定态流动2.2.3理想流体与实际流体2.2.4连续性方程2.2.5伯努利方程式2.2.6伯努利方程式的应用2.3流体流动阻力3学时2.3.1牛顿粘性定律与流体的黏度2.3.2流体的流动现象2.3.3流体管内流动阻力的计算2.4管路计算1学时2.5流速和流量的测量4学时2.6流体输送机械2.6.1概述2.6.1.1离心泵2.6.1.2离心泵的特性曲线2.6.1.3离心泵的汽蚀现象和安装高度2.6.1.4离心泵在管路中的工况2.6.1.5离心泵的组合运转工况分析2.6.1.6离心泵的类型与选用2.6.2其他类型的泵教学重点与难点：流体在流动过程中的能量守恒，伯努利方程的理解和计算，流体管内流动阻力的计算。第3章热量传递（10学时）教学目的与要求掌握传导传热和对流传热的传热机理、传热方程及强化传热的途径：理解有关传热计算的基本方法：了解主要类型的换热器的种类和性能：重点掌握热交换的计算，难点为对流传热原理的理解。教学内容：第一节概述3.1概述3.1.1传热在化工生产中的应用3.1.2传热的基本方式3.1.3稳态传热和非稳态传热4
4 2.2.2 定态流动与非定态流动 2.2.3 理想流体与实际流体 2.2.4 连续性方程 2.2.5 伯努利方程式 2.2.6 伯努利方程式的应用 2.3 流体流动阻力 3 学时 2.3.1 牛顿粘性定律与流体的黏度 2.3.2 流体的流动现象 2.3.3 流体管内流动阻力的计算 2.4 管路计算 2.5 流速和流量的测量 1 学时 2.6 流体输送机械 4 学时 2.6.1 概述 2.6.1.1 离心泵 2.6.1.2 离心泵的特性曲线 2.6.1.3 离心泵的汽蚀现象和安装高度 2.6.1.4 离心泵在管路中的工况 2.6.1.5 离心泵的组合运转工况分析 2.6.1.6 离心泵的类型与选用 2.6.2 其他类型的泵 教学重点与难点：流体在流动过程中的能量守恒，伯努利方程的理解和计算，流体管内流动 阻力的计算。 第 3 章 热量传递（10 学时） 教学目的与要求 掌握传导传热和对流传热的传热机理、传热方程及强化传热的途径；理解有关传热计算 的基本方法；了解主要类型的换热器的种类和性能；重点掌握热交换的计算，难点为对流传 热原理的理解。 教学内容： 第一节 概述 3.1 概述 3.1.1 传热在化工生产中的应用 3.1.2 传热的基本方式 3.1.3 稳态传热和非稳态传热
3.2热传导2学时3.2.1傅立叶定律3.2.2导热系数3.2.3平壁热传导3.2.4圆筒壁的定态热传导3.3对流传热2学时3.3.1对流传热机理3.3.2对流传热基本方程3.3.3对流传热分系数3.3.4对流传热分系数准数关联式3学时3.4传热计算3.4.1热流量衡算方程3.4.2总传热速率方程3.4.3传热系数和传热面积3.4.4平均温度差3.5传热设备一一换热器3学时3.5.1间壁式换热3.5.2列管式换热器的设计和选用教学重点与难点：给热的过程和传热速率方程，以及给热的平均温差、给热系数、给热面积的计算方法。第4章气体吸收（12学时）教学目的与要求：重点掌握气液平衡基本规律、了解单相和相间传质的机理；理解有关吸收计算的基本方法、吸收操作线方程和强化吸收的途径；了解填料吸收塔的基本结构和性能。重点掌握相间吸收理论，难点为吸收膜系数的计算。教学内容：4.1概述0.5学时4.1.1气体吸收过程4.1.2吸收过程的分类4.1.3吸收剂的选择4.1.4吸收操作的流程4.2吸收的气、液相平衡关系1.5学时4.2.1气体在液体中的溶解度4.2.2亨利定律4.2.3相平衡关系与吸收过程中的关系3学时4.3吸收速率方程4.3.1单一相内物质的传递5
5 3.2 热传导 2 学时 3.2.1 傅立叶定律 3.2.2 导热系数 3.2.3 平壁热传导 3.2.4 圆筒壁的定态热传导 3.3 对流传热 2 学时 3.3.1 对流传热机理 3.3.2 对流传热基本方程 3.3.3 对流传热分系数 3.3.4 对流传热分系数准数关联式 3.4 传热计算 3 学时 3.4.1 热流量衡算方程 3.4.2 总传热速率方程 3.4.3 传热系数和传热面积 3.4.4 平均温度差 3.5 传热设备——换热器 3 学时 3.5.1 间壁式换热 3.5.2 列管式换热器的设计和选用 教学重点与难点：给热的过程和传热速率方程，以及给热的平均温差、给热系数、给热面积 的计算方法。 第 4 章 气体吸收（12 学时） 教学目的与要求： 重点掌握气液平衡基本规律、了解单相和相间传质的机理；理解有关吸收计算的基本方 法、吸收操作线方程和强化吸收的途径；了解填料吸收塔的基本结构和性能。重点掌握相间 吸收理论，难点为吸收膜系数的计算。 教学内容： 4.1 概述 0.5 学时 4.1.1 气体吸收过程 4.1.2 吸收过程的分类 4.1.3 吸收剂的选择 4.1.4 吸收操作的流程 4.2 吸收的气、液相平衡关系 1.5 学时 4.2.1 气体在液体中的溶解度 4.2.2 亨利定律 4.2.3 相平衡关系与吸收过程中的关系 4.3 吸收速率方程 3 学时 4.3.1 单一相内物质的传递