一、 课程名称：化工原理（Ⅰ）
二、 课程代码：CHEN30401，CHEN30402
三、 学时与学分：96学时，6 学分
四、 适用专业：化学工程与工艺、制药工程等
五、 先修课程： 高等数学、物理化学
六、 使用教材：《化工原理》 (第三版)，陈敏恒主编，化学工业出版社。
七、 参考书目
[1] 谭天恩、窦梅、周明华 等编著。《化工原理》（上、下册），化学工业出版社，北京，2006.
[2] 钟理，伍钦，曾朝霞主编.化工原理。化学工业出版社，2008.
[3] McCabe, W. L., and Smith, J. C. 《Unit operations of Chemical Engineering》4th ed. McGraw-Hill, Inc., 2009.
八、 课程描述
化工原理Ⅰ是化学工程与工艺与制药工程专业的一门主干课程，属工程科学，是用自然科学的原理考察、解释和处理化学工程实践中的实际问题。通过这门课的学习，学生应掌握常见单元操作的基本原理及典型设备的过程计算，培养工程观点，熟悉常见的处理工程问题的方法。该课程的讲授内容为化学工业过程中的各种单元操作，包括：流体流动、流体输送、过滤、颗粒沉降、传热、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。课程通过讲授各种单元操作的基本原理及典型设备，使学生初步具备进行化工过程工艺及设备设计的能力，并为进一步学习专业课程及从事工程实践奠定必要的理论基础，同时要求通过各个教学环节培养学生的工程观点，提高分析和解决化工实际问题的能力。
此课程共6个学分，在第5、6学期分2个学期完成，为配合接下来的化工原理实验课程，两学期的学分分配为第5学期4学分，第6学期2学分。
九、 教学目标
1. 课程教学目标
化工原理课程是化工类专业极其重要的基础技术课程，是工程技术学科的一个分支，也是学生学习后继专业课程的基础。通过这门课的学习，学生应掌握常见单元操作的基本原理及典型化工单元设备的结构、造型、及工艺尺寸的计算，逐步培养学生的工程观念，提高学生处理工程问题的能力。
2．教学环节对人才培养目标的贡献
① 授课环节：给学生讲解化学工业各种单元操作的基本原理及典型设备，使学生初步具备进行化工过程工艺及设备设计的能力，培养工程意识。
② 课堂讨论交流环节：训练独立分析问题、解决问题的能力，还培养学生的良好的表达能力和沟通交流能力。
③ 课后作业: 主要目的是帮助学生加深理解课堂教授的基本原理，训练学生自主研究解决工程领域实际问题的能力，学习解决问题的过程和方法。
④ 考试环节：起到督促学生综合复习，接受检验。
3. 课程的知识贡献和学时安排
章节名称 |
知识贡献（教学内容） |
教学要求 |
学时 |
绪论 |
1. 化工单元操作历史梗概；2. 本门课程的性质、地位和主要内容。 |
了解化工过程的研究方法及化工过程的“三传概念”。 |
1 |
第一章 流体流动 |
1. 流体静力学方程； 2. 流体流动中的机械能衡算及伯努力方程； 3. 流体流动的不同型式及内部结构； 4. 流体阻力损失计算； 5. 流体输送管路计算； 6. 压强测量； 7. 流量测量； 8. 因次分析方法 |
掌握运用伯努力方程对流体输送管路进行计算和设计、利用因次分析方法解决复杂工程问题的能力、及压强、流量的测量；理解流体流动的两种不同型式；了解湍流流动的基本特征； |
16 |
第二章 流体输送机械 |
1. 离心泵选择和操作； 2. 离心泵基本方程； 3. 离心泵安装高度； 4. 离心泵工作点的计算； 5. 其它化工用泵； 6. 气体输送设备。 |
掌握离心泵工作点的计算、离心泵的安装高度的计算与选型；理解离心泵的工作原理；了解其它化工用泵及气体输送设备。 |
6 |
第四章 流体通过颗粒层的流动 |
1. 颗粒床层的特性； 2. 过滤原理和过程计算； 3. 流体通过固定床的压降公式推导； 4. 过滤设备介绍； 5. 数学模型研究方法。 |
掌握过滤过程计算及过滤设备的选型；理解利用数学模型研究方法推导流体通过固定床的压降；了解颗粒床层的特性及过滤设备。 |
7 |
第五章 颗粒的沉降和流态化 |
1. 曳力及颗粒沉降运动的特性； 2. 颗粒沉降速度； 3. 沉降设备的选型。 |
掌握颗粒沉降速度的计算；理解沉降室及旋风分离器的原理；了解曳力及颗粒沉降运动的特性、其它沉降设备。 |
4 |
第六章 传热 |
1. 传热基本方式； 2. 各种传热过程数学描述和计算 3. 传热一般规律，能分析影响传热的各种因素； 4. 管壳式换热器设计和选用； 5. 各种换热器介绍。 |
掌握通过平壁及圆桶壁的热传导、各种条件下传热系数的计算、管壳式换热器的设计和选用；理解沸腾给热和冷凝给热过程的传热机理；了解各种换热器及物质的传热系数。 |
12 |
第七章 蒸发 |
1. 蒸发传热温差损失； 2. 蒸发过程计算； 3. 蒸发器介绍； 4. 蒸发操作的经济性和操作方式。 |
掌握蒸发过程的传热温差损失及蒸发过程的计算；理解蒸发操作的经济性、操作和调节；了解各种蒸发器。 |
2 |
第八章 气体吸收 |
1. 气体在液体中的溶解度； 2. 吸收过程的相平衡； 3. 质量传递基本方程：费克定律； 4. 气体传质机理、对流传质理论、相际传质理论及计算； 5. 低含量气体吸收塔传质单元数、传质单元高度的计算； 6. 吸收过程的操作与调节。 |
掌握低含量气体吸收的相平衡、相际传质理论及计算及低含量气体吸收的计算；理解气体传质机理、对流传质理论和吸收过程的操作与调节；了解 气体在液体中的溶解度、高浓度气体的吸收和化学吸收。 |
14 |
第九章 液体精馏 |
1. 汽液相平衡的描述与计算； 2. 简单精馏和平衡蒸馏过程的描述和计算； 3. 双组分精馏过程数学描述和计算； 4. 精馏过程的选择与设计、操作与调节，以及能量利用； 5. 影响精馏的各种因素； 6. 萃取精馏和共沸精馏。 |
掌握双组分精馏过程的计算、精馏过程的操作、调节及能量利用；理解影响精馏的各种因素、汽液相平衡；了解简单精馏、平衡蒸馏、萃取精馏和共沸精馏。 |
18 |
第十一章 液-液萃取 |
1. 液-液萃取基本原理与规律； 2. 萃取过程数学描述和计算； 3. 萃取设备； 4. 超临界萃取。. |
掌握萃取过程的数学描述和计算；理解液-液萃取基本原理与规律和超临界萃取；了解各种萃取设备。 |
4 |
第十二章 其它传质分离方法 |
1. 各种膜分离的分离机理；2. 浓差极化现象； |
掌握各种膜分离过程的分离机理；理解膜分离过程中的浓差极化现象。 |
4 |
第十三章 固体干燥 |
1. 干燥静力学； 2. 干燥速率和过程计算； 3. 干燥过程的热量衡算与 热效率； 4. 干燥过程设备。 |
掌握干燥速率及干燥过程的计算、空气湿-焓图；理解干燥静力学；了解各种干燥设备。 |
8 |
十、 教学方法
1．本课程为课堂教学，教学过程秉承的基本教学理念包括
1) 以“ 三传”为主线，保持知识的综合性。化工原理课程以“ 三传”为主线, 即以动量传递为基础, 讲述流体输送、搅拌、沉降、过滤等单元操作; 以热量传递为基础, 讲述传热、蒸发操作; 以质量传递为基础, 讲述吸收、精馏、结晶等单元操作；以热量、质量同时传递过程为基础讲述干燥操作。教学过程应以“ 三传” 为主，强调科学基础与工程应用相结合，保持知识的综合性。
2) 强调工程性和创造性。化工原理课程的主要目的是教会学生利用数学、物理学等学科的知识去解决化工及相关行业中所遇到的实际问题, 因此要特别强调工程性。 工程问题的特点是利用有限的知识或数据去创造性地解决复杂的实际问题，因此工程更需要创造性。教学过程中不但要教会学生解决问题的方法，还需教会学生解决工程问题的创造性思维，培养学生解决工程问题的能力。
3) 根据化学工程最新的技术发展，适当拓宽课程内容：化学工程虽是一门古老的学科，但其领域的新技术却不断涌现。因而化工原理课程应根据化学工程技术的发展，、适当拓宽课程内容, 补充新的有用内容和先进的技术成果: 在讲述经典理论的基础上, 不断将学科最新成果引入教学, 如膜分离技术、特殊精馏技术等。
2．教学方法
本课程为课堂教学，主要采用多媒体理论教学的方法。对于典型设备的讲授时，采用实物展示和图片、录像演示相结合的方法。
十一、 考核及成绩评定方式
课程考核采取平时成绩、期中考试和期末考试相结合的方法，其中平时成绩（包括课堂随机提问、课堂讨论、作业等的相关内容等）占25%，期中考试成绩占25%，期末考试成绩占50%。
1) 平时成绩：根据教学需要，采用课堂随机提问、课堂讨论、作业等多种形式对学生的学习过程和结果进行考察和评价。
2) 考试：每学期进行期中及期末考试，考试形式为笔考。考试的内容以教学计划要求掌握和理解的内容以及对知识的理解和应用为主。同时综合考虑考核教学环节中的知识、素质和能力培养效果。
大纲制定人：董立春
大纲审定人：谭世语
制定时间：2014-04
