《化工原理》課程教學(xué)大綱

《化工原理》教學(xué)大綱課程名稱：化工原理課程類別（必修/選修）：必修課課程英文名稱：PrinciplesofChemicalEngineering總學(xué)時(shí)/周學(xué)時(shí)/學(xué)分：72/5/4.5其中實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工藝學(xué)后續(xù)課程支撐：化工原理實(shí)驗(yàn)、化工原理課程設(shè)計(jì)授課時(shí)間：1-15周星期三5-7節(jié)；1-14周星期五3-4節(jié)授課地點(diǎn)：6B-406（星期三）、6B-402（星期五）授課對(duì)象：能源化學(xué)工程1班開課學(xué)院：任課教師姓名/職稱：/答疑時(shí)間、地點(diǎn)與方式：（1）課前課后停留在教室，對(duì)有疑問的同學(xué)進(jìn)行答疑；（2）教師辦公室（12L301）進(jìn)行答疑；（3）網(wǎng)絡(luò)或電話聯(lián)系答疑。課程考核方式：開卷（）閉卷（）課程論文（）其它（）使用教材：《化工原理》（上、下冊(cè)），譚天恩、竇梅，化學(xué)工業(yè)出版社，2013，第四版課程簡(jiǎn)介：《化工原理》是能源化學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)必修課程，課程的主要任務(wù)是介紹流體流動(dòng)過程、傳熱過程、傳質(zhì)過程（動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞）的基本原理及主要單元操作的典型設(shè)備構(gòu)造、操作原理、過程計(jì)算、設(shè)備選型及實(shí)驗(yàn)研究方法等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各種典型化工過程及其主要設(shè)備的基本原理、基本概念、基本知識(shí)的熟練應(yīng)用及其計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)單元操作各種問題的能力；通過本門課程的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的操作訓(xùn)練，可以鍛煉學(xué)生的工程技能及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐精神，以適應(yīng)生產(chǎn)建設(shè)的需要。課程教學(xué)目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐：課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求目標(biāo)1：掌握各個(gè)化工單元操作的基本原理、主要計(jì)算方法、主要設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算以及定型設(shè)備的選型計(jì)算；了解化工原理的作用、學(xué)科的前沿理論與化工新技術(shù)進(jìn)展等。2-1能識(shí)別和判斷復(fù)雜能源化工的復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響因素；2-2能基于化學(xué)工程基本原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)能源化工的復(fù)雜工程問題。2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜能源化學(xué)工程問題，以獲得有效結(jié)論。目標(biāo)2：理解各個(gè)單元操作的基本規(guī)律、設(shè)備的工作原理、性能和運(yùn)轉(zhuǎn)注意事項(xiàng)等，并將這些認(rèn)識(shí)用于化工生產(chǎn)和研究之中，使生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)；培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)觀點(diǎn)，會(huì)運(yùn)用自然科學(xué)的原理來考察、分析和處理工程實(shí)際問題，訓(xùn)練設(shè)計(jì)能力，掌握過程工程的研究方法。3-2能夠在安全、環(huán)境、法律等現(xiàn)實(shí)條件的約束下，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等層面上對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性分析；3-3能夠通過化工過程建模，進(jìn)行物料衡算、能量衡算、設(shè)備選型與計(jì)算。3針對(duì)能源化學(xué)工程生產(chǎn)中的復(fù)雜工程問題，能夠設(shè)計(jì)解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)、考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境因素。目標(biāo)3：對(duì)化工設(shè)備和過程具有一定的操作、調(diào)節(jié)能力，能夠?qū)δ骋还こ棠康?，進(jìn)行相關(guān)工藝和設(shè)備的計(jì)算；加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，使學(xué)生的思維和分析方法得到一定的訓(xùn)練，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納和總結(jié)，逐步形成科學(xué)的學(xué)習(xí)觀和方法論。4-1能夠基于化工專業(yè)知識(shí)，調(diào)研和分析復(fù)雜工程問題的解決方案；4-2能夠基于工程基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)對(duì)象特征，選擇研究路線，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。4能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)新型化學(xué)電源、生物質(zhì)能源、氫能等新能源生產(chǎn)過程中復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。理論教學(xué)進(jìn)程表周次教學(xué)主題授課教師學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)內(nèi)容（重點(diǎn)、難點(diǎn)、課程思政融入點(diǎn)）教學(xué)模式教學(xué)方法作業(yè)安排支撐課程目標(biāo)1認(rèn)識(shí)化工原理2重點(diǎn)：?jiǎn)卧僮鞲拍睢⑷齻?、單位換算；難點(diǎn)：不同單位制之間的換算；課程思政融入點(diǎn)：介紹化學(xué)工業(yè)史、歷代科學(xué)家的巨大貢獻(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生熱愛其所學(xué)的專業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)精神；結(jié)合黨史學(xué)習(xí)教育，引導(dǎo)學(xué)生從長(zhǎng)征精神和遵義會(huì)議精神中深刻感悟?qū)嵤虑笫?、?jiān)持真理，科學(xué)應(yīng)變、主動(dòng)求變線上教學(xué)優(yōu)學(xué)院平臺(tái)直播課程思政作業(yè)：每人至少閱讀2篇與化學(xué)工業(yè)有關(guān)的文章或書籍目標(biāo)1流體靜力學(xué)3重點(diǎn)：靜壓力、壓縮性等基本概念，靜力學(xué)基本方程及其應(yīng)用；難點(diǎn)：靜力學(xué)方程的推導(dǎo)過程及具體應(yīng)用線上教學(xué)優(yōu)學(xué)院平臺(tái)直播目標(biāo)12流體流動(dòng)的基本方程2重點(diǎn)：流量流速、連續(xù)性方程、機(jī)械能衡算方程、牛頓黏性定律、流型的判據(jù)；難點(diǎn)：機(jī)械能衡算方程的實(shí)際應(yīng)用線下教學(xué)課堂講授上冊(cè)教材P50第5、9題目標(biāo)1管內(nèi)流動(dòng)的阻力損失3重點(diǎn)：流體流速分布、不同流型不同管中阻力的計(jì)算、管路總阻力的計(jì)算等；難點(diǎn)：邊界層理論、阻力損失的計(jì)算線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)23管路計(jì)算3重點(diǎn)：簡(jiǎn)單管路、復(fù)雜管路的特點(diǎn)，管路阻力損失計(jì)算；難點(diǎn)：管路的流量分配、設(shè)計(jì)型及操作型問題的分析與計(jì)算線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)2流量的測(cè)定2重點(diǎn)：測(cè)速管、孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測(cè)量原理與特點(diǎn)；難點(diǎn)：各類流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理及相關(guān)參數(shù)變化的分析線下教學(xué)課堂講授上冊(cè)教材P51第20、26、32題目標(biāo)24流體輸送機(jī)械5重點(diǎn)：各類流體輸送設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、操作特性、安裝及選型；難點(diǎn)：離心泵的構(gòu)造特點(diǎn)、工作原理、工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)，往復(fù)泵的工作原理與流量調(diào)節(jié)方式線下教學(xué)課堂講授小組討論目標(biāo)35沉降與過濾4重點(diǎn)：球形顆料的自由沉降、降塵室、離心沉降、過濾速率基本方程式、降塵室處理能力的確定、恒壓過濾計(jì)算；難點(diǎn)：斯托克斯公式、恒壓過濾方程的正確應(yīng)用，過濾速率與洗滌速率之間關(guān)系線下教學(xué)課堂講授上冊(cè)教材P121第1、3、7題目標(biāo)1目標(biāo)2攪拌1重點(diǎn)：攪拌設(shè)備的主要部件構(gòu)型、攪拌功率關(guān)聯(lián)式與功率曲線、攪拌器放大基礎(chǔ)；難點(diǎn)：攪拌設(shè)備中的流動(dòng)形態(tài)、混合機(jī)理線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)36熱傳導(dǎo)2重點(diǎn)：傅里葉定律、導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻，平壁、圓筒壁穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)；難點(diǎn)：導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素及變化規(guī)律，平壁、圓筒壁穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)計(jì)算線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)1對(duì)流傳熱及其傳熱過程計(jì)算3重點(diǎn)：對(duì)流傳熱方程和對(duì)流傳熱系數(shù)、傳熱速率方程及其應(yīng)用；難點(diǎn)：量綱分析法，對(duì)流傳熱過程計(jì)算；課程思政融入點(diǎn)：結(jié)合課程內(nèi)容涉及到的名人定律，介紹相關(guān)名人的科學(xué)成果，同時(shí)傳播科學(xué)家的探索精神、愛國(guó)愛家的情懷和堅(jiān)韌不拔的精神，培養(yǎng)學(xué)生踏實(shí)勤奮、吃苦耐勞、精益求精、實(shí)踐創(chuàng)新的工匠精神線下教學(xué)課堂講授上冊(cè)教材P197第3、12題目標(biāo)27輻射傳熱2重點(diǎn)：物體輻射能力和有關(guān)定律、克?；舴蚨?、兩固體間的輻射傳熱；難點(diǎn)：兩灰體組成的封閉體系的輻射傳熱速率計(jì)算線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)1傳熱設(shè)備1重點(diǎn)：換熱器的分類、常見換熱器的結(jié)構(gòu)、換熱器的強(qiáng)化途徑；難點(diǎn)：換熱器結(jié)構(gòu)，管程、殼程內(nèi)流動(dòng)方式線下教學(xué)課堂講授小組討論目標(biāo)3換熱器的傳熱過程及計(jì)算2重點(diǎn)：間壁式換熱器的傳熱過程分析和計(jì)算；難點(diǎn)：對(duì)數(shù)平均溫差法、傳熱單元數(shù)法解決設(shè)計(jì)型、操作型問題線下教學(xué)課堂講授上冊(cè)教材P198第17、32、33題目標(biāo)28蒸發(fā)原理及計(jì)算3重點(diǎn)：?jiǎn)涡?、多效蒸發(fā)的原理、流程，蒸發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算，蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；難點(diǎn)：?jiǎn)涡д舭l(fā)的物料、能量衡算及加熱面積計(jì)算線下教學(xué)課堂講授上冊(cè)教材P245第1、3、5題目標(biāo)1目標(biāo)2期中測(cè)試2開卷測(cè)試，獨(dú)立完成線下考試目標(biāo)39傳質(zhì)過程導(dǎo)論3重點(diǎn)：傳質(zhì)方式、擴(kuò)散原理、菲克定律、流體與界面間的傳質(zhì)、傳質(zhì)模型；難點(diǎn)：對(duì)流傳質(zhì)機(jī)理、三傳類比線下教學(xué)課堂講授下冊(cè)教材P67第3、9題目標(biāo)1吸收原理與氣液相平衡2重點(diǎn)：氣體的溶解度、亨利定律、氣液相平衡在吸收中的應(yīng)用；難點(diǎn)：吸收過程模型及吸收速率方程；課程思政融入點(diǎn)：介紹吸收單元操作的應(yīng)用，引入清潔能源的概念，結(jié)合專業(yè)特色，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)110吸收塔的計(jì)算3重點(diǎn)：物料衡算、操作性方程、吸收劑用量、填料層高度的計(jì)算；難點(diǎn)：吸收單元操作設(shè)計(jì)型、操作型問題的分析與計(jì)算線下教學(xué)課堂講授下冊(cè)教材P67第11、15、18題目標(biāo)2蒸餾原理與汽液相平衡2重點(diǎn)：相律和拉烏爾定律、相對(duì)揮發(fā)度、兩組分理想溶液的氣液相圖、兩組分理想物系的汽液平衡關(guān)系；難點(diǎn)：理想物系、非理想溶液的汽液相平衡關(guān)系線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)111蒸餾方式5重點(diǎn)：簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾的流程、特點(diǎn)及計(jì)算，平衡和精餾原理；難點(diǎn)：簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾的分離效果、處理量等參數(shù)分析與計(jì)算線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)212精餾計(jì)算3重點(diǎn)：操作線方程、q線方程、理論塔板數(shù)、塔板效率、特殊精餾方式；難點(diǎn)：二元連續(xù)精餾設(shè)計(jì)型、操作型問題的分析與計(jì)算線下教學(xué)課堂講授下冊(cè)教材P122第2、10、11、12題目標(biāo)1目標(biāo)2氣液傳質(zhì)設(shè)備2重點(diǎn)：板式塔、填料塔的水力學(xué)性能與傳質(zhì)性能、氣液傳質(zhì)設(shè)備的比較與選用；難點(diǎn)：不良的流體力學(xué)狀況產(chǎn)生的原因，塔板負(fù)荷性能圖的繪制線下教學(xué)課堂講授小組討論目標(biāo)313萃取原理、計(jì)算與設(shè)備3重點(diǎn)：萃取的基本概念和原理、三角形相圖、萃取過程的流程、單萃取過程的計(jì)算、常見萃取設(shè)備及選用；難點(diǎn)：三角形相圖及其應(yīng)用，萃取過程中的相平衡關(guān)系線下教學(xué)課堂講授下冊(cè)教材P186第1、3題目標(biāo)1干燥原理2重點(diǎn)：濕空氣的性質(zhì)及H–I圖、濕物料中水分的劃分、干燥過程的平衡關(guān)系；難點(diǎn)：濕度圖的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)114干燥過程計(jì)算與干燥器4重點(diǎn)：干燥器的物料衡算及熱量衡算、干燥過程的速率關(guān)系、干燥器的主要型式及特點(diǎn)；難點(diǎn)：干燥過程及機(jī)理線下教學(xué)課堂講授下冊(cè)教材P234第4、9、10題目標(biāo)2其他傳質(zhì)分離過程1重點(diǎn)：超臨界流體萃取、吸附、膜分離基本原理及設(shè)備；難點(diǎn)：無線下教學(xué)課堂講授目標(biāo)315課程總復(fù)習(xí)2歸納復(fù)習(xí)課程知識(shí)點(diǎn)線下教學(xué)小組討論目標(biāo)3合計(jì)72課程考核課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)評(píng)價(jià)依據(jù)及成績(jī)比例（%）權(quán)重（%）作業(yè)期中測(cè)試期末考試目標(biāo)12-1、2-21052540目標(biāo)23-2、3-31052035目標(biāo)34-1、4-21001525總計(jì)301060100備注：1）根據(jù)《考試管理規(guī)定》第十二條規(guī)定：曠課3次（或6課時(shí)）學(xué)生不得參加該課程的期終考核。2）各項(xiàng)考核標(biāo)準(zhǔn)見附件所示。大綱編寫時(shí)間：8月25日系（部）審查意見：我系（專業(yè)）課程委員會(huì)已對(duì)本課程教學(xué)大綱進(jìn)行了審查，同意執(zhí)行。系（部）主任簽名：日期：年9月1日附錄：各類考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）A+(100)A(90)/A-(85)B(80)/B-(75)C(70)/C-(60)D(0-59)基本概念掌握程度概念清楚，答題完全正確概念清楚，答題正確概念比較清楚，答題比較正確概念基本清楚，答題基本正確概念不太清楚，答題錯(cuò)誤較多40解決問題的方案正確性解題思路清晰，計(jì)算完全正確，過程詳細(xì)解題思路較