《化工原理》教学大纲（混合式教学） 课程名称：化工原理 课程类别（必储/选锥）：必修课 课程英文名称：Principles of Chemical Engineering 总学时/周学时/学分：72/5/4.5 其中实验实践学时：0（实验另单独设实验课） 先修课程：有机化学、物理化学、化学反应过程、认识实习等课程 后续课程支撑：化工原理课程设计、化工仪表及自动化、化工制图、精细有机合成与单元反应、化工设计、精细化工设备、化工分离过程、生产实习等 授课时间：1-15周：星期二5-7节、星期四34节 授渠地点：7B411(星期二5-7节)、7B412(星期四3-4节) 授课对象：2019应用化学1、2班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名职称：邵友元/教授 答疑时间、地点与方式：(1)课前课后在上课教室进行答疑：(2)教师办公室(12202)答疑：(3)微信、电话或电子邮件等网络工具进行答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷（√)课程论文()其它() 使用教材：王志魁，化工原理，第五版，北京：化学工业出版社，2019。 散学参考资料 1)陈敏恒、丛德滋、方图南等主编《化工原理》（上、下册），第二版，北京：化学工业出版社，2009。 2)谭天恩主编《化工原理》，第四版，北京：化学工业出版社，2013。 3)丁忠伟主编《化工原理学习指导》，第二版，北京：化学工业出版社，2014。 课程简介： 化工原理是应用化学专业的学科基础课程。本课程的教学目标是使学生竿握各种典型化工过程及其主要设备的基本原理、基本概念、基本知识的熟练应用及其计算 方法，培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力。开设本门课程，旨在使学生全面系统地了解流体流动过程、传热过程、传质过程（动量传递、热量传递、 质量传递)的基本原理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法等，锻炼学生的工程技能及培养学生的创新实践精神，以 适应生产建设的需要
《化工原理》教学大纲（混合式教学） 课程名称：化工原理 课程类别（必修/选修）：必修课 课程英文名称：Principles of Chemical Engineering 总学时/周学时/学分：72/5/4.5 其中实验/实践学时：0 （实验另单独设实验课） 先修课程：有机化学、物理化学、化学反应过程、认识实习等课程 后续课程支撑：化工原理课程设计、化工仪表及自动化、化工制图、精细有机合成与单元反应、化工设计、精细化工设备、化工分离过程、生产实习等 授课时间：1-15 周：星期二 5-7 节、星期四 3-4 节 授课地点：7B411(星期二 5-7 节)、7B412(星期四 3-4 节) 授课对象：2019 应用化学 1、2 班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：邵友元/教授 答疑时间、地点与方式：（1）课前课后在上课教室进行答疑；（2）教师办公室（12F202）答疑；（3）微信、电话或电子邮件等网络工具进行答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（） 使用教材：王志魁，化工原理，第五版，北京：化学工业出版社，2019。 教学参考资料： 1）陈敏恒、丛德滋、方图南等主编《化工原理》 (上、下册)，第二版，北京：化学工业出版社，2009。 2）谭天恩主编《化工原理》，第四版，北京：化学工业出版社，2013。 3）丁忠伟主编《化工原理学习指导》，第二版，北京：化学工业出版社，2014。 课程简介： 化工原理是应用化学专业的学科基础课程。本课程的教学目标是使学生掌握各种典型化工过程及其主要设备的基本原理、基本概念、基本知识的熟练应用及其计算 方法，培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力。开设本门课程，旨在使学生全面系统地了解流体流动过程、传热过程、传质过程（动量传递、热量传递、 质量传递）的基本原理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法等，锻炼学生的工程技能及培养学生的创新实践精神，以 适应生产建设的需要
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑 课程教学目标 支撑单业要求拍标点 单业要求 目标1： 2.能够运用数学、自然科学和化学学科等领 2-1能够将自然科学的基本概念运用于复杂工程问题 了解化工原理的课程特点，掌握“三传”的基本概念与理论， 域的基本原理，识别和表达化学领域相关 用于复杂的工程问题的分析研究。 的适当表述。 的工程与设计问题，并通过文献研究分析 以获得有效结论。 目标2 2.能够运用数学、自然科学和化学学科等领 掌握化工过程主要研究方法和化工原理典型设备选型计算，用 2-3能够针对一个复杂系统或者过程选择一种相关数 域的基本原理，识别和表达化学领域相关 于解决复杂工程问题，具备单元操作过程（模型）和设备选型 学模型，并进行严谨推理，给出结论。 的工程与设计问题，并通过文献研究分析 的计算能力。 以获得有效结论。 目标3 掌握动量传递、热量传递和质量传递的基本理论与计算，能够 3-1能够设计针对化学工程问题的解决方案，能够设 3.能够设计针对化学相关的工程问题的解 设计针对化学工程问题的解决方案。掌握化工过程主要研究方 计相关实验和方案以获得和实现分析数据采集、 决方案，设计满足特定需求的系统、功能 法、单元设备及过程的设计计算，具备单元过程的设计计算能 单元，并体现人文知识，考虑社会、健康、 数据处理、生产流程。 安全、法律法规、工程伦理等因素。 力，在设计环节体现创新意识。 目标4 3.能够设计针对化学相关的工程问题的解 3-3能够理解工程开发和设计过程中的社会、健康、 了解化工行业特点及对社会发展和环境的影响，能够了解化工 决方案，设计满足特定需求的系统、功能 安全、法律法规、工程伦理等因素。 生产过程中的社会责任和工程伦理。 单元，并体现人文知识，考虑社会、健康、 安全、法律法规、工程伦理等因素。 理论散学进程表 散学模式 支撑 周次 散学主题 授课 学时数 敏学内容（重点、难点、课程思政融入 学生半习预期成果 (线上/ 教师 点) 混合式/ 散学方法 作业安排 课程 线下 目
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 了解化工原理的课程特点，掌握“三传”的基本概念与理论， 用于复杂的工程问题的分析研究。 2-1 能够将自然科学的基本概念运用于复杂工程问题 的适当表述。 2.能够运用数学、自然科学和化学学科等领 域的基本原理，识别和表达化学领域相关 的工程与设计问题，并通过文献研究分析 以获得有效结论。 目标 2 掌握化工过程主要研究方法和化工原理典型设备选型计算，用 于解决复杂工程问题，具备单元操作过程（模型）和设备选型 的计算能力。 2-3 能够针对一个复杂系统或者过程选择一种相关数 学模型，并进行严谨推理，给出结论。 2.能够运用数学、自然科学和化学学科等领 域的基本原理，识别和表达化学领域相关 的工程与设计问题，并通过文献研究分析 以获得有效结论。 目标 3 掌握动量传递、热量传递和质量传递的基本理论与计算，能够 设计针对化学工程问题的解决方案。掌握化工过程主要研究方 法、单元设备及过程的设计计算，具备单元过程的设计计算能 力，在设计环节体现创新意识。 3-1 能够设计针对化学工程问题的解决方案，能够设 计相关实验和方案以获得和实现分析数据采集、 数据处理、生产流程。 3.能够设计针对化学相关的工程问题的解 决方案，设计满足特定需求的系统、功能 单元，并体现人文知识，考虑社会、健康、 安全、法律法规、工程伦理等因素。 目标 4 了解化工行业特点及对社会发展和环境的影响，能够了解化工 生产过程中的社会责任和工程伦理。 3-3 能够理解工程开发和设计过程中的社会、健康、 安全、法律法规、工程伦理等因素。 3.能够设计针对化学相关的工程问题的解 决方案，设计满足特定需求的系统、功能 单元，并体现人文知识，考虑社会、健康、 安全、法律法规、工程伦理等因素。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课 教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 学生学习预期成果 教学模式 （线上/ 混合式/ 线下 教学方法 作业安排 支撑 课程 目标
学生在优 0绪论 邵友元 化工原理课程的性质、任务与内容： 物料衡算及能量衡算：单位制及换算。 1.了解化工原理发展历及对社会发 线上 学院线上 展影响。 学习 重点：单元操作概念、三传、单位换 2.了解单元操作的概念，学会物流 衡算及能量衡算，掌握单位制及 课程思政作业： 认识化工 算：难点：单位换算。 讲授与问 原理 邵友元 2 课程思政融入点：介绍课程发展史， 换算。 线上 题讨论 阅读两篇与课程 目标1 目标4 激发学生兴趣。 相关文献 流体静力学及其应用：流体流动中的 1.掌握流体流动中的基本概念。 第一章 守衡原理：流体流动的内部结构：阻 2.掌握伯努利方程及机械能守恒方 学生在优 1-4 邵友元 线上 学院线上 流体流动 力损失：流体输送管路的计算：流速、 程的推导。 流量测量：非牛顿流体的流动。 3.学会流体流动中的基本计算。 学习 流体静力 重点：静压强和静力学基本方程： 1.掌握静力学计算方法。 讲授与问 课后作业：静力 学 邵友元 2.掌握静力学方程的基本计算。 线上 目标1 难点：静力学基本方程式的应用。 3.了解在生产中的应用。 题讨论 学基本方程应用 课后作业：伯努 重点：流量流速、连续性和柏努力、 1.掌握连续性方程和伯努利方程的 利方程应用。 管内流体 牛顿粘性定律、雷诺实验等：难点： 1-2 流动的基 邵友元 柏努力方程的应用。 计算方法： 线上 讲授、小组 课程思政作业： 4 本方程 课程思政融入点：融入科学精神、中 2.能够运用连续性方程和伯努利方 讨论 寻找生活中与伯 目标1 国元素等课程思政教育。 程分析实际工程问题。 努线上利方程有 关现象。 2-3 流体流动 邵友元 4 重点：直管阻力和局部阻力的计算。 1.掌握管内摩擦阻力计算方法： 线上 讲授与问 课后作业：流体 目标1 摩擦阻力 难点：管路局部阻力和总阻力的计算。2.了解工程上减小阻力技术措施。 题讨论 流动阻力计算。 目标2 重点：管路设计型和操作型计算、简 1.掌握管路计算方法： 讲授、小组 管路计算 邵友元 课后作业：管路 3-4 4 单和复杂管路计算：难点：试差方法、 2.能够分析和解决管路计算和设计 线上 讨论 计算。 目标2 复杂管路计算 问题。 重点：毕托管、孔板流量计、文丘里 流量的测 流量计、转子流量计等。 1.了解各种流量计原理和特点： 讲授与小 课后作业：查阅 4 定 邵友元 2 线上 难点：各种流量计的测量原理与特点。 2.能够选择合适的流量计。 组讨论 文献写总结。 目标2 课程思政融入点：引入警示性案例
1 0 绪论 邵友元 化工原理课程的性质、任务与内容； 物料衡算及能量衡算；单位制及换算。 1.了解化工原理发展历及对社会发 展影响。 2.了解单元操作的概念，学会物流 衡算及能量衡算，掌握单位制及 换算。 线上 学生在优 学院线上 学习 1 认识化工 原理 邵友元 2 重点：单元操作概念、三传、单位换 算；难点：单位换算。 课程思政融入点：介绍课程发展史， 激发学生兴趣。 线 上 讲授与问 题讨论 课程思政作业： 阅读两篇与课程 相关文献 目标 1 目标 4 1 - 4 第一章 流体流动 邵友元 流体静力学及其应用；流体流动中的 守衡原理；流体流动的内部结构；阻 力损失；流体输送管路的计算；流速、 流量测量；非牛顿流体的流动。 1.掌握流体流动中的基本概念。 2.掌握伯努利方程及机械能守恒方 程的推导。 3.学会流体流动中的基本计算。 线上 学生在优 学院线上 学习 1 流体静力 学 邵友元 2 重点：静压强和静力学基本方程 ； 难点：静力学基本方程式的应用。 1 .掌握静力学计算方法。 2 .掌握静力学方程的基本计算。 3.了解在生产中的应用。 线 上 讲授与问 题讨论 课后作业：静力 学基本方程应用 目标 1 1 - 2 管内流体 流动的基 本方程 邵友元 4 重点：流量流速、连续性和柏努力 、 牛顿粘性定律、雷诺实验等；难点： 柏努力方程的应用 。 课程思政融入点：融入科学精神、中 国元素等课程思政教育 。 1 .掌握连续性方程和伯努利方程的 计算方法； 2 .能够运用连续性方程和伯努利方 程分析实际工程问题。 线 上 讲授、小组 讨论 课后作业：伯努 利方程应用 。 课程思政作业 ： 寻找生活中与伯 努线上利方程有 关现象 。 目标 1 2 - 3 流体流动 摩擦阻力 邵友元 4 重点：直管阻力和局部阻力的计算 。 难点：管路局部阻力和总阻力的计算。 1 .掌握管内摩擦阻力计算方法； 2 .了解工程上减小阻力技术措施。 线 上 讲授与问 题讨论 课后作业：流体 流动阻力计算 。 目标 1 目标 2 3 - 4 管路计算 邵友元 4 重点：管路设计型和操作型计算、简 单和复杂管路计算；难点：试差方法、 复杂管路计算。 1 .掌握管路计算方法； 2 .能够分析和解决管路计算和设计 问题。 线 上 讲授、小组 讨论 课后作业：管路 计算 。 目标 2 4 流量的测 定 邵友元 2 重点：毕托管、孔板流量计、文丘里 流量计、转子流量计 等 。 难点：各种流量计的测量原理与特点 。 课程思政融入点：引入警示性案例， 1.了解各种流量计原理和特点； 2.能够选择合适的流量计。 线 上 讲授 与 小 组讨论 课后作业：查阅 文献写总结 。 目标 2
培养学生严谨、细致的工作作风。 第二章 学生在优 4-5 流体输送 邵友元 离心泵：往复泵：其他化工用泵：气 线上 学院线上 教学 体输送机械。 学习 重点：离心泵的基本结构、工作原理、 1.掌握流体输送设备工作原理和特 点。 流体输送 泵和管的特性曲线、离心泵的类型和 2.能够选择合适的流体输送设备。 讲授与问 课后作业：工作 4-5 机械 邵友元 选择、其他机械的原理等。 线上 目标3 难点：泵的组合、工作点流量的调节 题讨论 点流量计算 等。 重点：沉降速度计算、降尘室的构造 重力沉降 工作原理及计算。 1.掌握沉降过程计算方法： 课程思政作业： 5 及沉降设 邵友元 2 难点：降尘室结构及处理能力等计算。 裸程思政融入点：引入P2.5等降尘 2.能够了解沉降过程对社会发展和 线上 讲授、小组 讨论 阅读两篇有关除 目标1 备 室无法分离的颗粒物，侣导生命共同 环境的影响。 尘的文献。 体理念，践行绿色发展观 1.选学：重力沉降速度，降尘室，悬 1.了解板框过滤操作的概念、设备 第三章 浮液的沉聚过程，沉降槽构造：离心 结构原理及应用。 学生在优 5-6 沉降与过 邵友元 分离原理，离心沉降速度、旋风分离 2.基本学握过滤方程推导、应用和 滤 器、旋液分离器、离心机： 基本计算。 线上 学院线上 2.必学：过滤速度、过滤方程、板框 3.能够了解过滤过程对社会发展和 学习 过滤机、真空过滤机。 环境的影响。 重点：过滤基本方程式、板框压滤机 过滤过程 的结构及工作原理。 1.掌握过滤过程计算方法： 5-6 及设备 邵友元 难点：过滤速率基本方程式的应用、 2.能够了解过滤过程对社会发展和 线上 讲授 课后作业：恒压 目标2 环境的影响。 过滤计算。 目标3 恒压过滤计算。 1.掌握传热的基本概念、方式及传 第四章 邵友元 热量传递的三种方式：传热过程的计 热速率定义。 线上+线 学生在优 6-9 传热 算：传热设备。 2.基本掌握导热、对流给热过程的 下 学院线上 分析方法和基本计算。 学习
培养学生严谨、细致的工作作风。 4-5 第二章 流体输送 教学 邵友元 离心泵；往复泵；其他化工用泵；气 体输送机械。 1.掌握流体输送设备工作原理和特 点。 2.能够选择合适的流体输送设备。 线上 学生在优 学院线上 学习 4-5 流体输送 机械 邵友元 4 重点：离心泵的基本结构、工作原理、 泵和管的特性曲线、离心泵的类型和 选择、其他机械的原理等。 难点：泵的组合、工作点流量的调节 等。 线上 讲授与问 题讨论 课后作业：工作 点流量计算 目标 3 5 重力沉降 及沉降设 备 邵友元 2 重点：沉降速度计算、降尘室的构造、 工作原理及计算。 难点：降尘室结构及处理能力等计算。 课程思政融入点：引入 PM2.5 等降尘 室无法分离的颗粒物，倡导生命共同 体理念，践行绿色发展观 1.掌握沉降过程计算方法； 2.能够了解沉降过程对社会发展和 环境的影响。 线上 讲授、小组 讨论 课程思政作业： 阅读两篇有关除 尘的文献。 目标 1 5-6 第三章 沉降与过 滤 邵友元 1.选学：重力沉降速度，降尘室，悬 浮液的沉聚过程，沉降槽构造；离心 分离原理，离心沉降速度、旋风分离 器、旋液分离器、离心机； 2.必学：过滤速度、过滤方程、板框 过滤机、真空过滤机。 1.了解板框过滤操作的概念、设备 结构原理及应用。 2.基本掌握过滤方程推导、应用和 基本计算。 3.能够了解过滤过程对社会发展和 环境的影响。 线上 学生在优 学院线上 学习 5-6 过滤过程 及设备 邵友元 6 重点：过滤基本方程式、板框压滤机 的结构及工作原理。 难点：过滤速率基本方程式的应用、 恒压过滤计算。 1.掌握过滤过程计算方法； 2.能够了解过滤过程对社会发展和 环境的影响。 线上 讲授 课后作业：恒压 过滤计算。 目标 2 目标 3 6-9 第四章 传热 邵友元 热量传递的三种方式；传热过程的计 算；传热设备。 1.掌握传热的基本概念、方式及传 热速率定义。 2.基本掌握导热、对流给热过程的 分析方法和基本计算。 线上+线 下 学生在优 学院线上 学习
3.了解换热常见设备及换热过程在 化工生产中作用与应用。 重点：热量传递的基本方式、传热速 传热速率 率、导热系数、热阻。 1.掌握导热过程分析和计算方法： 线上+线 课后作业：热传 目标1 6-7 方程式及 邵友元 6 难点：平壁、园筒壁温度热传导。 热传导 课程思政融入点：引入生活中的传热 2.了解导热过程在生产中应用。 下 讲授 导计算。 目标2 现象，激发学生兴趣。 重点：对流传热方程、对流传热系数： 1.了解对流传热系数影响因素： 课后作业：传热 8-9 对流传热 邵友元 6 难点：影响对流传热系数因素。 2.能够进行对流传热过程分析与计 线下 讲授 计算。 目标2 算。 重点：换热器的能量衡算，总传热速 1.了解换热器类型及各类换热器优 9 换热器 邵友元 2 率方程和总传热系数，换热器的结构 与原理。 缺点： 线下 讲授与小 课后作业：查阅 组讨论 文献写总结 目标3 难点：列管式换热器选用计算。 2.了解换热器结构。 吸收过程相平衡基础：吸收过程模型 第五章 及传质速率方程：吸收塔计算，多组 学生在优 9-10 吸收 邵友元 分吸收：化学吸收：填料塔，塔设备 线上 学院线上 的比较和选型。 学习 气液相平 重点：气体在液体中的溶解度、亨利 1.了解亨利定律内涵： 邵友元 定律：亨利定律的应用。 2.掌握不同形式亨利系数之间的换 线下 讲授与问 课后作业：查阅 9-10 4 目标1 衡 难点：气液相平衡在吸收中的应用。 算。 题讨论 文献。 重点：分子扩散与菲克定律：双膜理 1.了解分子扩散原理、双膜理论及 吸收过程 论：吸收速率方程：操作线方程与平 速率方程： 的传质速 衡线方程：最小液气比计算：填料层 2.掌握操作线方程的推导及其与平 课后作业：传质 目标2 10-11 率与吸收 邵友元 高度计算： 衡线方程的使用： 线下 讲授与问 题讨论 速率计算、塔设 目标3 塔的计算 难点：吸收剂的用量、塔高、塔经的 3.掌握物料衡算、最小液气比计算、 备计算。 目标4 计算及设备：气液传质设备（吸收塔 吸收剂的用量、填料层高度计算： 部分)。 4. 了解气液传质设备及塔经计算
3.了解换热常见设备及换热过程在 化工生产中作用与应用。 6-7 传热速率 方程式及 热传导 邵友元 6 重点：热量传递的基本方式、传热速 率、导热系数、热阻。 难点：平壁、圆筒壁温度热传导。 课程思政融入点：引入生活中的传热 现象，激发学生兴趣。 1.掌握导热过程分析和计算方法； 2.了解导热过程在生产中应用。 线上+线 下 讲授 课后作业：热传 导计算。 目标 1 目标 2 8-9 对流传热 邵友元 6 重点：对流传热方程、对流传热系数； 难点：影响对流传热系数因素。 1.了解对流传热系数影响因素； 2.能够进行对流传热过程分析与计 算。 线下 讲授 课后作业：传热 计算。 目标 2 9 换热器 邵友元 2 重点：换热器的能量衡算，总传热速 率方程和总传热系数，换热器的结构 与原理。 难点：列管式换热器选用计算。 1.了解换热器类型及各类换热器优 缺点; 2.了解换热器结构。 线下 讲授与小 组讨论 课后作业：查阅 文献写总结 目标 3 9-10 第五章 吸收 邵友元 吸收过程相平衡基础；吸收过程模型 及传质速率方程；吸收塔计算，多组 分吸收；化学吸收；填料塔，塔设备 的比较和选型。 线上 学生在优 学院线上 学习 9-10 气液相平 衡 邵友元 4 重点：气体在液体中的溶解度、亨利 定律；亨利定律的应用。 难点：气液相平衡在吸收中的应用。 1.了解亨利定律内涵； 2.掌握不同形式亨利系数之间的换 算。 线下 讲授与问 题讨论 课后作业：查阅 文献。 目标 1 10-11 吸收过程 的传质速 率与吸收 塔的计算 邵友元 6 重点：分子扩散与菲克定律；双膜理 论；吸收速率方程；操作线方程与平 衡线方程；最小液气比计算；填料层 高度计算； 难点：吸收剂的用量、塔高、塔经的 计算及设备；气液传质设备（吸收塔 部分）。 1.了解分子扩散原理、双膜理论及 速率方程； 2.掌握操作线方程的推导及其与平 衡线方程的使用； 3.掌握物料衡算、最小液气比计算、 吸收剂的用量、填料层高度计算； 4.了解气液传质设备及塔经计算。 线下 讲授与问 题讨论 课后作业：传质 速率计算、塔设 备计算。 目标 2 目标 3 目标 4