基本结构、主要性能参数、特性曲线的意义、用途、测量方法,掌握离心泵产生气缚现象与气蚀现象的原因及防止措施,理解离心泵的安装高度的计算、流量调节、泵的选择原则。5.能力目标:能根据工艺要求选择合适的离心泵,并能正确的开车、停车,调节流量。6.素质目标:举例西气东输,与西方国家大工程建设多年解决不了的问题进行比较,说明社会主义制度和共产党领导的先进性、高效性。第三章非均相物系分离1.基本内容:颗粒与流体相对运动时阻力的计算,重力沉降速度、离心沉降速度的概念及其计算,重力沉降、离心沉降原理与设备,过滤、过滤速率及其在恒压条件下的应用,过滤设备。2.重点:影响固定床层流动压降的主要因素,球形颗粒的重力自由沉降速度的计算,除尘室的生产能力计算,恒压过滤基本方程式及其应用,板框过滤机的操作和计算。3.难点:流体通过固定床压降的研究方法。4.知识目标:掌握沉降速度的计算方法,掌握重力沉降室的沉降条件及生产能力计算,理解离心沉降的基本概念及有关计算,理解过滤基本原理、过滤速率、过滤推动力的意义,掌握恒压过滤的计算,了解一般的过滤设备,掌握板框压滤机的工作原理。5.能力目标:能根据工艺条件进行沉降和过滤的基本计算。6.素质目标:举例新冠疫情期间医用口罩阻挡病毒的原理是过滤,同时赞美医护人员奋战在抗疫第一线的精神。第四章传热1.基本内容:热量传递的基本方式,热传导的计算,对流传热过程,两流体间壁传热过程计算,热辐射的概念与计算,常用换热器的类型与分类,传热过程的强化,典型换热器的传热计算与设计。2.重点:傅立叶定律及其一维稳态热传导应用,流体在圆形直管内强制端流传热及对流传热系数的计算,换热器的热负荷计算,对数平均温度差的计算,总传热系数的计算,换热器的设计型计算。3.难点:对流传热系数的计算,换热器的强化与设计。4
基本结构、主要性能参数、特性曲线的意义、用途、测量方法,掌握离心泵产生 气缚现象与气蚀现象的原因及防止措施,理解离心泵的安装高度的计算、流量调 节、泵的选择原则。 5.能力目标:能根据工艺要求选择合适的离心泵,并能正确的开车、停车, 调节流量。 6.素质目标:举例西气东输,与西方国家大工程建设多年解决不了的问题进 行比较,说明社会主义制度和共产党领导的先进性、高效性。 第三章 非均相物系分离 1.基本内容:颗粒与流体相对运动时阻力的计算,重力沉降速度、离心沉降 速度的概念及其计算,重力沉降、离心沉降原理与设备,过滤、过滤速率及其在 恒压条件下的应用,过滤设备。 2.重点:影响固定床层流动压降的主要因素,球形颗粒的重力自由沉降速度 的计算,除尘室的生产能力计算,恒压过滤基本方程式及其应用,板框过滤机的 操作和计算。 3.难点:流体通过固定床压降的研究方法。 4.知识目标:掌握沉降速度的计算方法,掌握重力沉降室的沉降条件及生产 能力计算,理解离心沉降的基本概念及有关计算,理解过滤基本原理、过滤速率、 过滤推动力的意义,掌握恒压过滤的计算,了解一般的过滤设备,掌握板框压滤 机的工作原理。 5.能力目标:能根据工艺条件进行沉降和过滤的基本计算。 6.素质目标:举例新冠疫情期间医用口罩阻挡病毒的原理是过滤,同时赞美 医护人员奋战在抗疫第一线的精神。 第四章 传热 1.基本内容:热量传递的基本方式,热传导的计算,对流传热过程,两流体 间壁传热过程计算,热辐射的概念与计算,常用换热器的类型与分类,传热过程 的强化,典型换热器的传热计算与设计。 2.重点:傅立叶定律及其一维稳态热传导应用,流体在圆形直管内强制湍流 传热及对流传热系数的计算,换热器的热负荷计算,对数平均温度差的计算,总 传热系数的计算,换热器的设计型计算。 3.难点:对流传热系数的计算,换热器的强化与设计。 4
4.知识目标:了解传热的三种基本方式及在化工生产中的应用,掌握傅立叶定律及其应用,了解对流传热的基本概念、牛顿冷却定律,对流传热系数的影响因素,理解热辐射基本概念,掌握两流体间壁传热过程的传热计算,了解常用换热器类型及结构,掌握传热过程的强化途径,理解列管换热器的结构、选用原则及设计计算。5.能力目标:能够根据工艺要求正确查找资料并进行传热计算,并具备初步设计和选择换热器的能力6.素质目标:提及钠作为核反应堆传热介质的例子,进而提及我国在热核反应方面世界领先和科学家的贡献:青藏铁路建设中的热棒应用了热交换原理,对中国科技创新能力的提升起到了积极的推动作用。第五章吸收1.基本内容:气液相平衡和亨利定律,分子扩散的和费克定律,等分子反向扩散和通过静止组分的单向扩散,对流传质,相际传质,传质速率方程式,吸收塔的计算,传质单元高度和传质单元数的计算,填料塔的结构及塔设备直径计算。2.重点:填料层高度的计算。3.难点:费克定律在等摩尔反向扩散、单向扩散中的应用,对流传质速率方程的应用。4.知识目标:掌握亨利定律及其应用,理解分子扩散和菲克定律,理解对流传质,相际传质,等分子反向扩散,单向扩散等基本概念,了解吸收流程和溶剂的选择原则,掌握双膜理论的基本观点,理解传质速率方程及总传质系数与传质分系数之间的关系,掌握吸收操作线方程,吸收剂的用量,最小液气比,传质单元数及传质单元高度的计算,吸收塔的填料高度计算,了解填料塔的结构、特性。5.能力目标:能够根据工艺要求正确查找资料并进行吸收过程计算,并具备初步设计吸收塔的能力。6.素质目标:此课程涉及很多以外国人名字命名的基本定律,说明以前我国在基础科学研究的落后,然后以华为对数理化领域科学家的重视和国家强基计划说明基础科学的重要性,解释国家的科技发展前景,激发学生爱国热情。第六章蒸馏1.基本内容:双组分混合液的气液相平衡,蒸馏与精馏原理,理论板,理论板数的求解方法,进料热状态与9线方程式,回流比的求解,精馏的操作型计算,5
4.知识目标:了解传热的三种基本方式及在化工生产中的应用,掌握傅立叶 定律及其应用,了解对流传热的基本概念、牛顿冷却定律,对流传热系数的影响 因素,理解热辐射基本概念,掌握两流体间壁传热过程的传热计算,了解常用换 热器类型及结构,掌握传热过程的强化途径,理解列管换热器的结构、选用原则 及设计计算。 5.能力目标:能够根据工艺要求正确查找资料并进行传热计算,并具备初步 设计和选择换热器的能力。 6.素质目标:提及钠作为核反应堆传热介质的例子,进而提及我国在热核反 应方面世界领先和科学家的贡献;青藏铁路建设中的热棒应用了热交换原理,对 中国科技创新能力的提升起到了积极的推动作用。 第五章 吸收 1.基本内容:气液相平衡和亨利定律,分子扩散的和费克定律,等分子反向 扩散和通过静止组分的单向扩散,对流传质,相际传质,传质速率方程式,吸收 塔的计算,传质单元高度和传质单元数的计算,填料塔的结构及塔设备直径计算。 2.重点:填料层高度的计算。 3.难点:费克定律在等摩尔反向扩散、单向扩散中的应用,对流传质速率方 程的应用。 4.知识目标:掌握亨利定律及其应用,理解分子扩散和菲克定律,理解对流 传质,相际传质,等分子反向扩散,单向扩散等基本概念,了解吸收流程和溶剂 的选择原则,掌握双膜理论的基本观点,理解传质速率方程及总传质系数与传质 分系数之间的关系,掌握吸收操作线方程,吸收剂的用量,最小液气比,传质单 元数及传质单元高度的计算,吸收塔的填料高度计算,了解填料塔的结构、特性。 5.能力目标:能够根据工艺要求正确查找资料并进行吸收过程计算,并具备 初步设计吸收塔的能力。 6.素质目标:此课程涉及很多以外国人名字命名的基本定律,说明以前我国 在基础科学研究的落后,然后以华为对数理化领域科学家的重视和国家强基计划 说明基础科学的重要性,解释国家的科技发展前景,激发学生爱国热情。 第六章 蒸馏 1.基本内容:双组分混合液的气液相平衡,蒸馏与精馏原理,理论板,理论 板数的求解方法,进料热状态与 q 线方程式,回流比的求解,精馏的操作型计算, 5
塔板效率,等板高度,板式塔的结构、流体力学状况、塔径计算及塔板负荷性能图。2.重点:t-x-y图、x-y图、相平衡方程,精原理,理论塔板数的计算,回流比的选择。3.难点:操作型问题的分析,理论塔板数的计算。4.知识目标:理解蒸馏原理,理想溶液及拉乌尔定律,掌握t-x-y图、x-y图、挥发度、相对挥发度、相平衡方程,了解非理想溶液的平衡关系,理解平衡蒸馏、简单蒸馏,掌握精馏原理、理论板、恒摩尔流假设,掌握精馏操作线方程及应用,q线方程及应用,进料板位置的确定、理论板的计算法、适宜回流比的选择,了解板式塔的主要类型及结构特点,塔板的流体力学状况,掌握单板效率、全塔效率及塔径计算,塔板负荷性能图的概念。5.能力目标:能够根据工艺要求正确查找资料并进行蒸馏过程计算,并具备初步设计精馏塔的能力。6.素质目标:在讲到精馏模拟时,将提及所使用的Aspen软件,提及我国在其他软件方面受到的美国打压,进而说明努力学习强大我国科技的必要性。第七章干燥1.基本内容:固体干燥,湿空气性质和湿烩图,干燥过程的物料衡算和热量衡算,恒定干燥条件下的固体干燥速率、平衡含水量、干燥时间计算,典型干燥设备。2.重点:湿空气的湿饸图,干燥过程的物料衡算、热量衡算和热量衡算,干燥速率和干燥速率曲线,临界水含量,干燥时间的计算。3.难点:干燥时间的计算。4.知识目标:了解干燥过程特征、干燥方法分类及应用,掌握湿空气的性质及湿焰图的应用,干燥过程中的物料衡算和热量衡算,干燥过程图解法,理解干燥机理,自由水与平衡水,结合水与非结合水的概念,理解恒定条件下干燥速率的计算方法,干燥曲线和干燥速率曲线,干燥时间计算。5.能力目标:能够根据工艺要求进行干燥过程的物料衡算和热量衡算。6.素质目标:以余热利用、提高热效率为切入点,思考如何提高传热速率,强化传热传质过程,以培养学生在绿色化工中的节能减排和创新意识。五、教学内容、教学方式与课程目标的支撑关系6
塔板效率,等板高度,板式塔的结构、流体力学状况、塔径计算及塔板负荷性能 图。 2.重点:t-x-y图、x-y图、相平衡方程,精馏原理,理论塔板数的计算,回流 比的选择。 3.难点:操作型问题的分析,理论塔板数的计算。 4.知识目标:理解蒸馏原理,理想溶液及拉乌尔定律,掌握t-x-y图、x-y图、 挥发度、相对挥发度、相平衡方程,了解非理想溶液的平衡关系,理解平衡蒸馏、 简单蒸馏,掌握精馏原理、理论板、恒摩尔流假设,掌握精馏操作线方程及应用, q 线方程及应用,进料板位置的确定、理论板的计算法、适宜回流比的选择,了 解板式塔的主要类型及结构特点,塔板的流体力学状况,掌握单板效率、全塔效 率及塔径计算,塔板负荷性能图的概念。 5.能力目标:能够根据工艺要求正确查找资料并进行蒸馏过程计算,并具备 初步设计精馏塔的能力。 6.素质目标:在讲到精馏模拟时,将提及所使用的Aspen软件,提及我国在 其他软件方面受到的美国打压,进而说明努力学习强大我国科技的必要性。 第七章 干燥 1.基本内容:固体干燥,湿空气性质和湿焓图,干燥过程的物料衡算和热量 衡算,恒定干燥条件下的固体干燥速率、平衡含水量、干燥时间计算,典型干燥 设备。 2.重点:湿空气的湿焓图,干燥过程的物料衡算、热量衡算和热量衡算,干燥 速率和干燥速率曲线,临界水含量,干燥时间的计算。 3.难点:干燥时间的计算。 4.知识目标:了解干燥过程特征、干燥方法分类及应用,掌握湿空气的性质 及湿焓图的应用,干燥过程中的物料衡算和热量衡算,干燥过程图解法,理解干 燥机理,自由水与平衡水,结合水与非结合水的概念,理解恒定条件下干燥速率 的计算方法,干燥曲线和干燥速率曲线,干燥时间计算。 5.能力目标:能够根据工艺要求进行干燥过程的物料衡算和热量衡算。 6.素质目标:以余热利用、提高热效率为切入点,思考如何提高传热速率, 强化传热传质过程,以培养学生在绿色化工中的节能减排和创新意识。 五、教学内容、教学方式与课程目标的支撑关系 6
教学方式课程目标教学内容线下混合线上教学教学教学绪论:化工过程与单元操作,课程的性质、任务、内容及其重要性,物理量的单位与量纲,单元操作中常用的基本概念。第一章:流体及连续性假设,流体流动中的作用力,流体流动现象第二章:离心泵的结构与工作原理,离心泵的理论压头和实际压头(扬程),功率和效率,离心泵的气缚现象和气蚀现象、特性曲线。第三章:重力沉降速度、离心沉降速度的概念,重力沉降、离心沉降原理与设备,过滤、过滤速率的基本概念。课程目标11第四章:热量传递的基本方式,对流传热过程,对流传热系数及其主要影响因素,热辐射的概念。第五章:气液相平衡和亨利定律,分子扩散的和费克定律,等分子反向扩散和通过静止组分的单向扩散,对流传质,相际传质。第六章:双组分混合液的气液相平衡,蒸馏与精馏原理,理论板,塔板效率,等板高度的概念,板式塔的结构、流体力学状况。第七章:固体干燥,湿空气性质和湿焰图,恒定干燥条件下的固体干燥速率、平衡含水量。绪论:物理量的单位换算。第一章:连续性假设、流体静力学基本方程式,管内流体流动的基本方程式,流体流动的阻力损失,流速和流量的测量。第二章:离心泵基本方程、泵的安装高度、流量调节、离心泵组合方式的选择。第三章:颗粒与流体相对运动时阻力的计算,重力沉降速度、离心沉降速度的计算,过滤速率。课程目标2第四章:热传导的计算,对流传热计算,两流体间壁传热过程计算。第五章:传质速率方程式,双膜理论、吸收塔的计算,传质单元高度和传质单元数的计算,填料塔直径计算。第六章:理论板假设、理论板数的求解方法,回流比的求解,精馏的操作型计算,板式塔直径计算及塔板负荷性能图。第七章:干燥过程的物料衡算和热量衡算。第二章:离心泵性能实验方案。第三章:板框压滤机性能实验方案。v课程目标3第四章:传热实验方案。第五章:吸收塔性能实验方案。第六章:板式精馏塔性能实验方案第一章:管路计算与选管。第二章:离心泵选型计算。V课程目标4第三章:板框压滤机的计算与选型。第四章:列管式换热器计算与选型。第五章:吸收塔的计算与选型。7
课程目标 教学内容 教学方式 线下 教学 混合 教学 线上 教学 课程目标 1 绪论:化工过程与单元操作,课程的性质、任务、内容 及其重要性,物理量的单位与量纲,单元操作中常用的 基本概念。 第一章:流体及连续性假设,流体流动中的作用力,流 体流动现象 第二章:离心泵的结构与工作原理,离心泵的理论压头 和实际压头(扬程),功率和效率,离心泵的气缚现象和 气蚀现象、特性曲线。 第三章:重力沉降速度、离心沉降速度的概念,重力沉 降、离心沉降原理与设备,过滤、过滤速率的基本概念。 第四章:热量传递的基本方式,对流传热过程,对流传 热系数及其主要影响因素,热辐射的概念。 第五章:气液相平衡和亨利定律,分子扩散的和费克定 律,等分子反向扩散和通过静止组分的单向扩散,对流 传质,相际传质。 第六章:双组分混合液的气液相平衡,蒸馏与精馏原理, 理论板,塔板效率,等板高度的概念,板式塔的结构、 流体力学状况。 第七章:固体干燥,湿空气性质和湿焓图,恒定干燥条 件下的固体干燥速率、平衡含水量。 √ 课程目标 2 绪论:物理量的单位换算。 第一章:连续性假设、流体静力学基本方程式,管内流 体流动的基本方程式,流体流动的阻力损失,流速和流 量的测量。 第二章:离心泵基本方程、泵的安装高度、流量调节、 离心泵组合方式的选择。 第三章:颗粒与流体相对运动时阻力的计算,重力沉降 速度、离心沉降速度的计算,过滤速率。 第四章:热传导的计算,对流传热计算,两流体间壁传 热过程计算。 第五章:传质速率方程式,双膜理论、吸收塔的计算, 传质单元高度和传质单元数的计算,填料塔直径计算。 第六章:理论板假设、理论板数的求解方法,回流比的 求解,精馏的操作型计算,板式塔直径计算及塔板负荷 性能图。 第七章:干燥过程的物料衡算和热量衡算。 √ 课程目标 3 第二章:离心泵性能实验方案。 第三章:板框压滤机性能实验方案。 第四章:传热实验方案。 第五章:吸收塔性能实验方案。 第六章:板式精馏塔性能实验方案。 √ 课程目标 4 第一章:管路计算与选管。 第二章:离心泵选型计算。 第三章:板框压滤机的计算与选型。 第四章:列管式换热器计算与选型。 第五章:吸收塔的计算与选型。 √ 7
第六章:精馏塔的计算与选型。六、课程教学方法与学时分配(一)教学方法本课程以单元操作为主线,采用“过程原理一数学描述一过程及设备的计算与分析”的教学模式,按流体流动、传热和传质三种传递过程的顺序讲授,先易后难,循序渐进,有利于学生学习与理解,具体教学方法包括:(1)部分内容采用线上预习,线下讨论的翻转课堂教学模式。运用启发、讨论、互动式的教学方法,激发学生的学习积极性。让学生参与教学过程,成为真正意义上的主体。(2)采用类比式教学法,比如牛顿黏性定律、傅里叶定律和菲克定律的类比,传热和传质的类比等,提高学生的学习效果和培养学生创新意识。(3)采用板书与多媒体相结合的方式进行教学。对于枯燥抽象的课程内容采用多媒体形式使其尽量生动化、形象化。对于重、难点的部分采用板书形式,便于学生接受和理解。同时,充分中国慕课、QQ群、网络课堂等线上平台和资源为学生提供预习、复习的条件和环境。(4)精讲每章的例题,精心布置补充习题,适当采取单元测试、期中考试、课堂测试等方式对学习效果进行检测。这样不仅便于学生加深对基本原理的理解,而且有利于理论练习实际,提高分析和解决问题的能力。(二)学时分配课堂习题课/合计教学内容(上)教学测验绪论21214216第一章:流体流动426第二章:流体输送机械测验221第三章:非均相物系分离628第四章:传热10212复习212第五章:吸收12214第六章:蒸馅12214测验22162第七章:干燥8复习212合计187088七、课程考核及成绩评定方法8
第六章:精馏塔的计算与选型。 六、课程教学方法与学时分配 (一)教学方法 本课程以单元操作为主线,采用“过程原理-数学描述-过程及设备的计算 与分析”的教学模式,按流体流动、传热和传质三种传递过程的顺序讲授,先易 后难,循序渐进,有利于学生学习与理解,具体教学方法包括: (1)部分内容采用线上预习,线下讨论的翻转课堂教学模式。运用启发、 讨论、互动式的教学方法,激发学生的学习积极性。让学生参与教学过程,成为 真正意义上的主体。 (2)采用类比式教学法,比如牛顿黏性定律、傅里叶定律和菲克定律的类 比,传热和传质的类比等,提高学生的学习效果和培养学生创新意识。 (3)采用板书与多媒体相结合的方式进行教学。对于枯燥抽象的课程内容 采用多媒体形式使其尽量生动化、形象化。对于重、难点的部分采用板书形式, 便于学生接受和理解。同时,充分中国慕课、QQ群、网络课堂等线上平台和资 源为学生提供预习、复习的条件和环境。 (4)精讲每章的例题,精心布置补充习题,适当采取单元测试、期中考试、 课堂测试等方式对学习效果进行检测。这样不仅便于学生加深对基本原理的理解, 而且有利于理论练习实际,提高分析和解决问题的能力。 (二)学时分配 教学内容(上) 课堂 教学 习题课/ 测验 合计 绪论 2 \ 2 第一章:流体流动 14 2 16 第二章:流体输送机械 4 2 6 测验 \ 2 2 第三章:非均相物系分离 6 2 8 第四章:传热 10 2 12 复习 2 \ 2 第五章:吸收 12 2 14 第六章:蒸馏 12 2 14 测验 \ 2 2 第七章:干燥 6 2 8 复习 2 \ 2 合计 70 18 88 七、课程考核及成绩评定方法 8