图学基础及计算机绘图课程教学大纲

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《化工原理Ⅰ》课程教学大纲课程编号：02031英文名称：PrinciplesofChemicalEngineeringⅠ一、课程说明1.课程类别专业基础课2.适应专业及课程性质制药工程专业必修3.课程目的化工原理是化学化工类专业学生的主干课程，它是在学生学完高等数学、物理、化学、算法语言等数理基础课的基础上，综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工生产中各种物理过程（或单元操作）问题的工程学科，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。本课程的研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调理论和实际相结合，提高分析和解决工程实际问题的能力。4.学分与学时学分为4.学时为685.建议先修课程高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学6.推荐教材或参考书目推荐教材：（1）化工原理（第2版）.陈敏恒，方图南等主编.化学工业出版社.2000年参考书目：（1）化工原理示例与练习.丛德滋，方图南主编.华东理工大学出版社.1992年（2）化工原理例题与习题.姚玉英.化学工业出版社.1998年7.教学方法与手段本科程采用多媒体进行教学，有利于提高课堂教学的信息密度，便于教师突出重点，展开难点分析；提倡启发式教学，提供电子版习题供同学学习，以满足不同层次学生学习的需要。8.考核及成绩评定考核方式：考试成绩评定：（1）平时成绩占30%，形式有：作业、实验、课堂讨论（2）考试成绩占70%，形式有：闭卷考试9.课外自学要求（1）完成课后习题（2）一些浅显易懂的需要了解的内容学生自己看书二、课程教学基本内容及要求第一章绪论基本内容：（1）典型化工产品生产实例（2）化工单元操作的历史梗概（3）本课程的性质及要回答的问题\n基本要求：（1）了解典型化工产品生产实例（2）了解化工单元操作的历史梗概（3）掌握本课程的性质及要回答的问题第二章流体流动基本内容：（1）掌握流体流动的两种考察方法；流体的作用力和机械能；牛顿粘性定律（2）静力学：静止流体受力平衡的研究方法；压强和势能的分布；压强的表示方法和单位换算；静力学原理的工程应用（3）守恒原理：质量守恒；流量、平均流速；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；压头；机械能守恒原理的应用；动量守恒原理及其应用（4）流体流动的内部结构：层流和湍流的基本特征；定态和稳态的概念；湍流强度和尺度的概念；流动边界层及边界层分离现象；管流数学描述的基本方法；剪应力分布（5）流体流动的机械能损失：沿程阻力损失（湍流阻力）的研究方法———“黑箱法”；当量的概念（当量直径，当量长度，当量粗糙度）；局部阻力损失（6）管路计算：管路设计型计算的特点、计算方法（参数的选择和优化，常用流速）；管路操作型计算的特点、计算方法；阻力损失对流动的影响；可压缩流体管路阻力的计算方法；简单的分支管路和汇合管路的计算方法（7）流量和流速的测量：毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法（8）非牛顿流体的流动：非牛顿流体的基本特性；流动阻力计算基本要求：（1）掌握概述内容（2）熟练掌握流体的物理性质及类型（3）熟练掌握流体连续性假定（4）了解流体流动的研究方法（5）熟练掌握流体静压强及其性质（6）熟练掌握流体静力学基本方程与应用（7）熟练掌握流体在管内的流动基本概念、定态与非定态流动、连续性方程（8）熟练掌握伯努利方程及其应用（9）掌握流动型态及流动阻力（10）熟练掌握牛顿粘性定律与流体的粘性（11）熟练掌握流型与雷诺实验（12）掌握边界层概念（13）掌握层流、湍流特征及管内速度分布（14）掌握流动阻力因次分析（15）熟练掌握管路阻力计算（16）熟练掌握流速与流量测定教学重点：机械能守恒方程及其应用；流动型态；边界层概念；因次分析法教学难点：机械能的守恒和转换；边界层分离第三章流体输送机械基本内容：（1）管路特性：被输送流体对输送机械的能量要求；管路特性方程；带泵管路的分析方法———过程分解法（2）离心泵：泵的输液原理；影响离心泵理论压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；\n泵的功率、效率和实际压头；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的并联和串联；离心泵的安装高度，汽蚀余量；离心泵的选用（3）其它泵：容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）（4）气体输送机械：气体输送的特点及全风压的概念；气体输送机械的主要特性；风机的选择；压缩机和真空泵的工作原理，获得真空的方法基本要求：（1）掌握流体输送机械的分类（2）熟练掌握离心泵的结构与工作原理（3）熟练掌握离心泵基本方程（4）熟练掌握性能参数与特性曲线（5）熟练掌握汽蚀现象与安装高度（6）熟练掌握离心泵的安装、启动与调节（7）了解其它类型泵（7）了解气体输送机械的一般介绍（8）掌握有关气体压缩的原理教学重点：离心泵的特性和选用教学难点：离心泵的基本方程；离心泵的安装高度第四章搅拌基本内容：（1）典型的工业搅拌问题（2）搅拌的目的和方法（3）搅拌装置（4）常用搅拌浆的型式（5）挡板及其它构件（6）混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）（7）混合机理（8）搅拌功率（9）搅拌器经验放大时需要解决的问题（10）其它混合设备介绍基本要求：（1）掌握典型的工业搅拌问题（2）掌握搅拌的目的和方法（3）掌握搅拌装置（4）掌握常用搅拌浆的型式（5）掌握挡板及其它构件（6）掌握混合效果的度量（均匀性的标准偏差、分割尺度和分割强度）（7）掌握混合机理（8）掌握搅拌功率（9）掌握搅拌器经验放大时需要解决的问题（10）了解其它混合设备介教学重点：搅拌器的结构特点和型式选用第五章流体通过颗粒层的流动基本内容：（1）固定床：当量和平均的方法；颗粒和床层的基本特性；固定床压降的研究方法———数学\n模型法；影响压降的主要因素（2）过滤：过滤方法及常用过滤机的构造；过滤过程数学描述（物料衡算和过滤速率方程），过滤速率、推动力和阻力的概念；过滤速率方程的积分应用———间接实验的参数综合法；洗涤时间；过滤机的生产能力；加快过滤速率的途径基本要求：（1）掌握颗粒和床层的基本特性（2）掌握固定床压降的研究方法和影响压降的主要因素（3）掌握过滤方法及常用过滤机的构造，过滤过程数学描述（物料衡算和过滤速率方程），过（4）滤速率、推动力和阻力的概念（5）熟练过滤速率方程的积分应用（6）了解洗涤时间；过滤机的生产能力；加快过滤速率的途径教学重点：过滤理论和恒压过滤计算教学难点：过滤速率方程及其应用第六章颗粒的沉降和流态化基本内容：（1）绕流基础：两类流动(内部流动和外部流动)问题；表面曳力和形体曳力；球形颗粒的曳力系数及斯托克斯定律（2）自由沉降：沉降运动———极限处理方法；沉降速度及其计算；降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系；颗粒分级概念；旋风分离器的工作原理及影响性能的主要因素，粒级效率的概念（3）流态化：流化床的工业应用和典型结构；流化床的主要特性；流化床的操作范围(起始流化速度和带出速度)（4）气力输送的实际应用基本要求：（1）熟练掌握重力沉降原理与应用（2）熟练掌握离心沉降原理、应用及特点（3）掌握旋风分离器的性能分析与计算（4）掌握流化床的基本概念与应用（5）熟练掌握流化床的主要特性与压降分布（6）熟练掌握流化床操作范围的确定（7）掌握流化床的浓相区高度与分离高度（8）掌握流化质量的评价（9）了解气力输送的实际应用教学重点：沉降速度的概念和计算；固体的流态化和不正常的流态化现象第七章传热基本内容：（1）传热过程：加热和冷却方法；传热速率（2）（热传导：傅利叶定律；常用工程材料的导热系数；导热问题分析方法(热量衡算和导热速率式)；一维导热的计算（3）对流给热：牛顿冷却定律———变量分离法；自然对流的起因和影响因素；管内层流给热、管内强制对流(湍流)给热系数经验式；沸腾给热和沸腾曲线；蒸汽冷凝给热（4）辐射：单个物体的辐射和吸收特性(StefanBoltzmann定律，Kirchhoff定律)；黑体和灰体；两黑体间的相互辐射；两物体组成封闭系统中的辐射换热计算（5）间壁换热过程：热量衡算和传热速率式———换热过程的数学描述方法；传热平均温度差，\n热阻和传热系数———工程处理方法；垢层热阻，壁温计算方法（6）传热计算：传热设计型问题的参数选择和计算方法；传热操作型问题的讨论和计算方法(传热单元数)；间歇传热过程计算的基本方法（7）换热器：列管式换热器的设计与选型；常用换热器的结构；换热设备的强化和其它类型基本要求：（1）掌握传热方式（2）掌握典型传热设备简介（3）熟练掌握傅立叶定律（4）熟练掌握平壁热传导与应用计算（5）熟练掌握圆筒壁热传导与应用计算（6）熟练掌握对流传热分析（7）熟练掌握牛顿冷却定律与对流给热数学描述（8）了解对流传热的因次分析与准数方程（9）掌握蒸汽冷凝传热特点与强化（10）掌握液体沸腾传热特点与强化（11）熟练掌握综合传热计算（12）熟练掌握热量衡算（13）熟练掌握平均温差计算（14）熟练掌握总传热速率方程（15）掌握污垢热阻（16）掌握辐射基本概念与热辐射定律（17）掌握辐射传热计算教学重点：对流传热和对流传热膜系数α；传热速率方程；列管换热器的结构特点和设计方法；各类换热器的特点和选用教学难点：对流传热的概念；对流传热膜系数的研究方法；传热速率方程和热量衡算式之间的关系；列管换热器的设计方法第八章蒸发基本内容：（1）蒸发过程及设备:工业蒸发实例；蒸发过程的目的、方法及特点；常用蒸发器的结构；管内气液两相流动型式；二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别；沸点升高和传热温度差损失；加热蒸汽的经济性；蒸发设备的生产强度。（2）单效蒸发的计算:物料衡算、热量衡算和传热速率方程基本要求：（1）了解工业蒸发实例（2）掌握蒸发过程的目的、方法及特点（3）了解常用蒸发器的结构（4）掌握管内气液两相流动型式（5）掌握二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别（6）掌握沸点升高和传热温度差损失（7）掌握加热蒸汽的经济性；蒸发设备的生产强度（8）掌握单效蒸发的计算:物料衡算、热量衡算和传热速率方程教学重点：掌握单效蒸发的计算:物料衡算、热量衡算和传热速率方程三、课程学时分配\n本课程计划68学时，其中讲课56学时，实验12学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。课程学时分配表教学环节时数讲课实验习题讨论小计课程内容第一章绪论22第二章流体流动123419第三章输送机械4228第四章搅拌22第五章、第六章沉降过滤流态化92.5314.5第七章传热104.5620.5第八章蒸发22总计41121568习题讲解在每个重要知识点讲解后，立刻当堂讲解例题，加深和巩固学生的理解和应用。修订人：蔡崇林审核人：陈光友2008年9月28日\n《化工原理Ⅰ》课程实验教学大纲课程编号：02031英文名称：TheexperimentofPrinciplesofChemicalEngineeringⅠ一、课程说明1.课程性质课程内实验2.适应专业制药工程专业3.课程实验目的和要求实验的目的有以下几个方面：（1）通过实验加深学生对化工原理基本概念的认识，验证有关的化工单元操作的理论，培养学生理论联系实际的能力（2）使学生学会常用的实验方法，提高学生的实验操作技能和实际动手能力（3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力实验的基本要求：（1）要求学生实验前认真阅读实验指导书，了解实验目的、要求、内容和所依据的原理（2）进行现场预习，了解实验装置及实验流程，并掌握检测仪器的用法和注意事项（3）进行实验操作，要求认真记录实验原始数据。操作中能进行理论联系实际的思考（4）独立撰写实验报告：包括实验目的，原理，实验装置，实验数据及处理，实验结果及讨论4.学时学时为125.主要仪器设备（1）CEA-F01型雷诺实验仪×1，北京清华华教公司（2）CEA-F02伯努力实验仪×1，北京清华华教公司（3）CEA-F03型管路流体阻力实验仪×1，北京清华华教公司（4）CEA-F05型离心泵实验仪×1，北京清华华教公司（5）CEA-H01型套管换热器液-液热交换实验仪×1，北京清华华教公司（6）CEA-H02传热器实验仪×1，北京清华华教公司（7）CEA-F04固体流态化实验仪×1，北京清华华教公司6.考核方式（1）实验报告：独立撰写实验报告：包括实验目的，原理，实验装置，实验数据及处理，实验结果及讨论。（2）考核方式：a.实验课上实验操作的表现，实验完成的质量、实验报告的完成质量b.实验课成绩评定：实验课成绩占课程总成绩的20%二、课程学时分配实验学时实验每组实验序号实验内容项目名称分配类型人数要求1型雷诺实验观察流型1演示15必做2流体流动中的机观察流体流动中的机械能转换1演示15必做\n械能转换-伯努力实验3流态化实验观察流态化1演示15必做4管路阻力测定测定管路阻力2验证5必做型离心泵特性曲测定型离心泵特性曲线52.5验证5必做线的测定裸管和绝热管传传热速率和热阻的测定62.5验证5必做热测定套管换热器传热换热器传热系数测定72验证5必做系数测定修订人：蔡崇林审核人：陈光友2008年9月28日