《化工原理》教学大纲 一、课程目标 1.课程性质 《化工原理》是化学工程与工艺类及相近专业的一门主干课，是学生在具 备了必要的《高等数学》、《线性代数》、《物理》、《机械制图》、《算法语言》 《物理化学》等基础知识之后必修的技术基础课，也是学生学习《化工原理实 验》、《化工原理课程设计》、《化工传递过程》、《化工分离工程》、《化工系统工 程》等课程的先修课程。《化工原理》是研究和探讨化工生产中大规模改变物质 物理性质的工程技术学科，它以化工生产中的物理加工过程为背景，研究物理 加工过程的基本规律，应用这些规律解决化工生产中的实际问题，并将这些规 律按其操作原理的共性归纳成若干单元操作。《化工原理》是化学工程这一学科 中最早形成、基础性最强、应用面最广的学科分支。 2.教学方法 以课堂讲授为主，讨论、自学、设备实物或模型现场教学、计算机辅助教 学为辅。 3.课程学习目标与基本要求 (1)单元操作的理论基础是流体力学（动量传递）、热量传递和质量传递 理论。通过课程教学，应使学生掌握流体力学、热量传递和质量传递的基本理 论知识：掌握主要单元操作的基本原理、工艺计算和典型设备结构与设计：掌 握本课程的主要研究方法，如数学模型方法和实验研究方法。 (2)通过课程教学，培养学生具备根据各单元操作在技术上和经济上的特 点，进行“单元过程和设备”选择的能力、过程的计算和设备设计的能力：具 备进行单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力：具备单元过程在操 作中发生故障时如何寻找故障的原因并加以解决的能力：具备应用计算机进行 单元操作辅助计算的能力：具备通过自学获取新知识的能力等
1 《化工原理》教学大纲 一、课程目标 1．课程性质 《化工原理》是化学工程与工艺类及相近专业的一门主干课，是学生在具 备了必要的《高等数学》、《线性代数》、《物理》、《机械制图》、《算法语言》、 《物理化学》等基础知识之后必修的技术基础课，也是学生学习《化工原理实 验》、《化工原理课程设计》、《化工传递过程》、《化工分离工程》、《化工系统工 程》等课程的先修课程。《化工原理》是研究和探讨化工生产中大规模改变物质 物理性质的工程技术学科，它以化工生产中的物理加工过程为背景，研究物理 加工过程的基本规律，应用这些规律解决化工生产中的实际问题，并将这些规 律按其操作原理的共性归纳成若干单元操作。《化工原理》是化学工程这一学科 中最早形成、基础性最强、应用面最广的学科分支。 2．教学方法 以课堂讲授为主，讨论、自学、设备实物或模型现场教学、计算机辅助教 学为辅。 3．课程学习目标与基本要求 （1）单元操作的理论基础是流体力学（动量传递）、热量传递和质量传递 理论。通过课程教学，应使学生掌握流体力学、热量传递和质量传递的基本理 论知识；掌握主要单元操作的基本原理、工艺计算和典型设备结构与设计；掌 握本课程的主要研究方法，如数学模型方法和实验研究方法。 （2）通过课程教学，培养学生具备根据各单元操作在技术上和经济上的特 点，进行“单元过程和设备”选择的能力、过程的计算和设备设计的能力；具 备进行单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力；具备单元过程在操 作中发生故障时如何寻找故障的原因并加以解决的能力；具备应用计算机进行 单元操作辅助计算的能力；具备通过自学获取新知识的能力等
(3)通过课程教学，应着重培养学生具备以下两方面的良好素质。一是针 对现有生产过程单元操作中存在的问题，能够善于运用所学的基本理论和知识 动脑分析、动手解决：二是针对现有单元操作中技术上不合理的地方，能够发 现并提出改进措施，达到节能、降耗、提高效率的目的。 4.课程总学时： 化学工程与工艺及制药类专业110学时，其中化工原理（一）A55学时， 化工原理（一）B55学时。 过程装备与控制专业90学时，其中化工原理（二）A45学时，化工原理（二） B45学时。 生物化工、食品工程及环境工程类专业90学时，其中化工原理（三）A45 学时，化工原理（三）B45学时。 化学专业54学时，其中授课48学时，实验6学时。 5。课程类型：必修课 6.先修课程：高等数学、线性代数、机械制图、物理、算法语言、数值方 法、物理化学 7.后续课程：化工传递过程、化工分离工程、化工系统工程 二、课程结构 [(一)A的内容为16点、（一B的内容为7~13（除去11）点 [(二)A的内容为16点、（仁B的内容为712（除去11）点] 生物化工、食品工程类专业[（三）A的内容为1、2、3、6点、（三）B的内容 为4、5、7、9、12、13点] 环境工程类专业[（三）A的内容为1、4、5、6、7、12点、（三）B的内容为 8-11点]
2 （3）通过课程教学，应着重培养学生具备以下两方面的良好素质。一是针 对现有生产过程单元操作中存在的问题，能够善于运用所学的基本理论和知识 动脑分析、动手解决；二是针对现有单元操作中技术上不合理的地方，能够发 现并提出改进措施，达到节能、降耗、提高效率的目的。 4．课程总学时： 化学工程与工艺及制药类专业 110 学时，其中化工原理（一）A 55 学时， 化工原理（一）B 55 学时。 过程装备与控制专业 90 学时, 其中化工原理（二）A 45 学时，化工原理（二） B 45 学时。 生物化工、食品工程及环境工程类专业 90 学时, 其中化工原理（三）A 45 学时，化工原理（三）B 45 学时。 化学专业 54 学时，其中授课 48 学时，实验 6 学时。 5．课程类型：必修课 6．先修课程：高等数学、线性代数、机械制图、物理、算法语言、数值方 法、物理化学 7．后续课程：化工传递过程、化工分离工程、化工系统工程 二、课程结构 [(一)A 的内容为 1~6 点、(一)B 的内容为 7~13（除去 11）点] [(二)A 的内容为 1~6 点、(二)B 的内容为 7~12（除去 11）点] 生物化工、食品工程类专业[(三)A 的内容为 1、2、3、6 点、(三)B 的内容 为 4、5、7、9、12、13 点] 环境工程类专业[(三)A 的内容为 1、4、5、6、7、12 点、(三)B 的内容为 8~11 点]
1.绪论（1学时) 知识点：课程性质、内容、特点及研究学习方法：物料衡算；热量衡算： 单位制与单位换算。 重点：物料衡算：热量衡算：单位制与单位换算。 难点：热量衡算：单位换算。 2.流体流动(18学时) 知识点：流体主要物性（粘度、密度）与压强定义、单位与换算：流体静 力学平衡方程及其应用：连续性方程及其应用：柏努利方程及其应用：稳定流 动与不稳定流动：层流和湍流的基本特征与判别：雷诺准数计算；流体管内流 速分布：湍流特性与边界层概念：当量直径概念与计算：圆管与非圆管内流动 阻力计算；局部阻力计算；简单管路与复杂管路设计型问题和操作型问题的定 量计算：管路操作型问题的定性分析：管路设计型及操作型问题的计算机辅助 计算：变截面、变压头流量计基本结构、特点、测量原理及使用方法：最优管 径的确定。 重点：流体静力学平衡方程及其应用：连续性方程及其应用：柏努利方 程及其应用：层流和湍流的基本特征与判别：流动阻力计算：简单管路与复杂 管路设计型问题和操作型问题的定量计算；管路操作型问题的定性分析。 难点：复杂管路设计型和操作型问题的定量计算：管路操作型问题的定 性分析。 新知识点：管路操作型问题的定性分析：管路设计型和操作型问题的计算 机辅助计算；最优管径的确定。 3.流体输送机械(8学时) 知识点：离心泵基本原理、构造：离心泵基本方程式：离心泵主要特性参
3 1．绪论（1 学时） 知识点：课程性质、内容、特点及研究学习方法；物料衡算；热量衡算； 单位制与单位换算。 重 点：物料衡算；热量衡算；单位制与单位换算。 难 点：热量衡算；单位换算。 2．流体流动（18 学时） 知识点：流体主要物性（粘度、密度）与压强定义、单位与换算；流体静 力学平衡方程及其应用；连续性方程及其应用；柏努利方程及其应用；稳定流 动与不稳定流动；层流和湍流的基本特征与判别；雷诺准数计算；流体管内流 速分布；湍流特性与边界层概念；当量直径概念与计算；圆管与非圆管内流动 阻力计算；局部阻力计算；简单管路与复杂管路设计型问题和操作型问题的定 量计算；管路操作型问题的定性分析；管路设计型及操作型问题的计算机辅助 计算；变截面、变压头流量计基本结构、特点、测量原理及使用方法；最优管 径的确定。 重 点：流体静力学平衡方程及其应用；连续性方程及其应用；柏努利方 程及其应用；层流和湍流的基本特征与判别；流动阻力计算；简单管路与复杂 管路设计型问题和操作型问题的定量计算；管路操作型问题的定性分析。 难 点：复杂管路设计型和操作型问题的定量计算；管路操作型问题的定 性分析。 新知识点：管路操作型问题的定性分析；管路设计型和操作型问题的计算 机辅助计算；最优管径的确定。 3．流体输送机械（8 学时） 知识点：离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特性参
数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节：离心泵选用、安装与操作：流 体输送设计型和操作型问题的定量计算：流体输送操作型问题的定性分析：往 复泵、旋涡泵、旋转泵等其他类型泵的结构原理、特点与应用：离心式风机、 旋转式鼓风机、往复式压缩机、真空泵等气体输送机械的基本结构、工作原理 及应用。 重点：离心泵主要特性参数：特性曲线：安装高度：工作点与流量调节： 离心泵选用、安装与操作；流体输送设计型和操作型问题的定量计算；流体输 送操作型问题的定性分析。 难点：安装高度：工作点与流量调节：流体输送操作型问题的定性分析。 新知识点：流体输送操作型问题的定性分析。 4.流体通过颗粒层的流动(7学时) 知识点：过滤基本理论及基本参数：过滤基本方程及其应用：板框过滤机 叶滤机与转鼓真空过滤机基本结构、工作原理及计算：过滤操作型问题的定性 分析：间歇过滤机的最佳生产周期的定量计算：连续过滤机最佳转速的确定： 滤饼的可压缩性：恒速过滤：离心分离原理与离心机：其他分离设备构造、原 理。 重点：过滤基本方程及其应用：板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机 设计型和操作型问题的定量计算：过滤操作型问题的定性分析；间歇过滤机的 最佳生产周期的定量计算。 难点：过滤基本方程及其应用：板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机 设计型和操作型问题的定量计算：过滤操作型问题的定性分析。 新知识点：连续过滤机最佳转速的确定：过滤操作型问题的定性分析。 5.颗粒的沉降(3学时)
4 数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；离心泵选用、安装与操作；流 体输送设计型和操作型问题的定量计算；流体输送操作型问题的定性分析；往 复泵、旋涡泵、旋转泵等其他类型泵的结构原理、特点与应用；离心式风机、 旋转式鼓风机、往复式压缩机、真空泵等气体输送机械的基本结构、工作原理 及应用。 重 点：离心泵主要特性参数；特性曲线；安装高度；工作点与流量调节； 离心泵选用、安装与操作；流体输送设计型和操作型问题的定量计算；流体输 送操作型问题的定性分析。 难 点：安装高度；工作点与流量调节；流体输送操作型问题的定性分析。 新知识点：流体输送操作型问题的定性分析。 4．流体通过颗粒层的流动（7 学时） 知识点：过滤基本理论及基本参数；过滤基本方程及其应用；板框过滤机、 叶滤机与转鼓真空过滤机基本结构、工作原理及计算；过滤操作型问题的定性 分析；间歇过滤机的最佳生产周期的定量计算；连续过滤机最佳转速的确定； 滤饼的可压缩性；恒速过滤；离心分离原理与离心机；其他分离设备构造、原 理。 重 点：过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机 设计型和操作型问题的定量计算；过滤操作型问题的定性分析；间歇过滤机的 最佳生产周期的定量计算。 难 点：过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机 设计型和操作型问题的定量计算；过滤操作型问题的定性分析。 新知识点：连续过滤机最佳转速的确定；过滤操作型问题的定性分析。 5．颗粒的沉降（3 学时）
知识点：重力沉降与离心沉降基本公式：降尘室、沉降槽、旋风分离器的 结构、工作原理及降尘室生产能力，旋风分离临界直径的计算：颗粒分级概念： 粒级效率的概念。 重点：重力沉降与离心沉降基本公式；旋风分离器结构、工作原理。 难点：颗粒分级概念：粒级效率的概念。 6.传热(18学时) 知识点：傅立叶定律：平壁和圆筒壁定常热传导的计算：传热推动力与热 阻的概念：对流给热方程及对流给热系数：传热速率方程：热量衡算方程：总 传热系数：平均温差：传热效率与传热单元数：强制对流、自然对流、冷凝和 沸腾给热系数的计算；热辐射基本概念：波尔兹曼定律：克希霍夫定律：固体 间热辐射：传热的设计型和操作型问题定量计算；传热操作型问题定性分析： 壁温的计算：列管换热器的结构、特点、工艺计算与选型：换热器优化设计概 念；强化传热过程的途径：其他各种类型传热器的结构与特点。 重点：傅立叶定律；对流给热方程及对流给热系数：传热速率方程：热 量衡算方程：总传热系数：传热的设计型和操作型问题定量计算：传热操作型 问题定性分析：换热器优化设计概念：强化传热过程的途径：列管换热器结构、 工艺计算与选型。 难点：总传热系数；传热操作型问题的定量计算与定性分析；强化传热 过程的途径。 新知识点：传热操作型问题的定性分析：换热器优化设计概念： 7.蒸发(8学时) 知识点：蒸发过程基本原理；溶液沸点升高与杜林规则：液柱静压对溶液 沸点的影响：温差损失：单效蒸发计算（包括水分蒸发量、蒸汽消耗量、有效 5
5 知识点：重力沉降与离心沉降基本公式；降尘室、沉降槽、旋风分离器的 结构、工作原理及降尘室生产能力，旋风分离临界直径的计算；颗粒分级概念； 粒级效率的概念。 重 点：重力沉降与离心沉降基本公式；旋风分离器结构、工作原理。 难 点：颗粒分级概念；粒级效率的概念。 6．传热（18 学时） 知识点：傅立叶定律；平壁和圆筒壁定常热传导的计算；传热推动力与热 阻的概念；对流给热方程及对流给热系数；传热速率方程；热量衡算方程；总 传热系数；平均温差；传热效率与传热单元数；强制对流、自然对流、冷凝和 沸腾给热系数的计算；热辐射基本概念；波尔兹曼定律；克希霍夫定律；固体 间热辐射；传热的设计型和操作型问题定量计算；传热操作型问题定性分析； 壁温的计算；列管换热器的结构、特点、工艺计算与选型；换热器优化设计概 念；强化传热过程的途径；其他各种类型传热器的结构与特点。 重 点：傅立叶定律；对流给热方程及对流给热系数；传热速率方程；热 量衡算方程；总传热系数；传热的设计型和操作型问题定量计算；传热操作型 问题定性分析；换热器优化设计概念；强化传热过程的途径；列管换热器结构、 工艺计算与选型。 难 点：总传热系数；传热操作型问题的定量计算与定性分析；强化传热 过程的途径。 新知识点：传热操作型问题的定性分析；换热器优化设计概念； 7．蒸发（8 学时） 知识点：蒸发过程基本原理；溶液沸点升高与杜林规则；液柱静压对溶液 沸点的影响；温差损失；单效蒸发计算（包括水分蒸发量、蒸汽消耗量、有效