天津大学化工原理学习指导part1

化工原理课程学习指导绪论化工原理是一门综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工类型生产中各种物理过程或单元操作问题的工程学科，是化工类及相近专业的一门主干课本课程担负着理及工、由基础到专业的特殊使命，即承担着工程科学与工程技术的双重教育任务。该课程强调工程观点、定量运算、实验技能及设计能力的培养，强调理论与实际的结合，以提高分析问题、解决问题的能力。具体说，学生应该在牢固掌握本课程基本知识、基础理论的前提下，着重以下几方面能力的培养：(1)单元操作和设备选择的能力根据各单元操作在技术上、经济上的特点，进行“过程和设备的选择”，以适应指定物系的特性，经济而有效地满足生产工艺要求。(2)操作和调节生产过程的能力学习如何操作和稠节生产过程，在操作发生故障时善于查寻故障原因，提出排除故障的措施，调用有利因素，克服不利因素，使生产顺利而高效地运行。(3)工程设计能力学习进行工艺过程计算和设备设计。当缺乏现成数据时，要能够从资料中查取，或从生产现场查定，或通过实验测取所需的设计数据。(4)过程开发或科学研究能力应该逐步掌握根据物理或物理化学原理而“开发”单元操作，进而组织成一个生产工艺过程。科技工作者的任务之一．就是善于调动某种种工程手段，将可能变为现实，实现工程目的。这就要求学生具有创造性与开拓精神．化工原理是一门重要技术基础课，实践性很强，要理论联系实际，掌握科学的学习方法，以获取最大的学习效益。l提高学习自觉性，发挥王观能动性在化工原理教学过程中，一般安排“讲课一课后作业一辅导答疑一实践(实验和设i『)”等环节，同学要与老师密切配合，充分利用好E述环节，发挥主观能动性和学习自觉性，积极思维，并尽可能做到课前预习，对下次讲课的重点、难点达到心中有数，以提高听课效果。2着重学习处理工程问题的方法所有化工生产过程都是十分复杂的，在研究各个单元操作或化工过程叫，要学会抓关键问题，把握过程实质，暂时忽略一些次要因素，把复杂的_r程问题进行恰当的简化处理，以便于对实际过程进行数学描述。对于重要方程的推导，要搞清楚为什么要简化、如何简化以及简化处理所引人误差。在建立的理论数学方程中，常常包括～些模型参数，往往需通过实验予以测定，这样使原先忽略的一些因素加以校正，使数学方程能够用于实际工程过程的计算。3理论联系实际，提高知识记忆的永久性和学习的时效性．单元操作是化工生产实践的总结和升华，学习化工原理过程中，要注意联系生产、科研中递到的成功或失败的案例，加深对基本理论的理解，学会用基本理论去解决工程问题．兜服死记硬背的呆板学习方法。另外，在我们日常生活中，存在着丰富、生动、直观的流体流动、传热及传质的实例，通过仔细观察和研究这些实例，有利于提高学习时效、增强记忆、学活会用，变被动学习为主动学习.4采用归纳、综合和对比的方法，学会逻辑简化化工原理各章节之间具有密切的内在联系和很强的规律性，通过“传递过程原理”和“处理工程问题的方法论”两条主线把它们有机地联系起来，掌握归纳、综合、对比和逻辑简化的学习方法，可使所学知识融会贯通，强化对知识的理解和消化。具体做法是：①每学完一章(或一个单元操作)之后，要学习运用简练的文字、醒目的格式，把本章的基本理论、主要关系式及其工程应用清晰地表达出来，即从纵向上抓住主干线条，以线带面，把本章主要内容联系起来，使知识系统化。例如，流体流动可通过引申的柏努利方程把流体流动的基本规律及相关的计算公式有机地构成一个网络图表。同样地，传热这一章可通过总传热速率方程这条主线把相关内容有机地联系起来。②通过综合对比掌握各单元操作之间的内在联系和共性。各单元操作之间，既有各自的特殊性。从而构成了自己特定的研究内容，同时，各单元操作之间又有密切的内在联系和统一性，从而构成了共同的规律。例如，流体流动(传动)、传热和传质三种传递过程中，都研究分子传递(牛顿粘性定律、傅立叶导热定律和菲克扩散定律)和对流传递，采用相同的工程研究方法(因次分析方法)，而且传热与传质得到相应的准数和相似的关联式。传质中各单元操作之间的共性更加明显。各章均以各单元操作的基本原理(或依据)为起点，依次讨论相平衡关系、物料衡算(包括总物料衡算及操作线方程)、设备主体尺寸计算、过程影响因素分析、操作参数的选择与调节、过程强化等内容，这就显示了相同的规律和相似的研究方法。但各章之间并不是简单的重复，而是各章重点各异、特点明显，而且难点分散，使同学们学完每一章都觉得有新收获，这些显示了各章的特殊性。5在讨论课中，活学活用知识在化工原理教学环节中，习题课或讨论课是训练学生计算技能和运用所学知识分析与解决实际问题能力的一种有效途径。在讨论课中，学生注意力高度集中、思维活跃、积极讨论，同学之间彼此磋商，互相启发，拓宽了思路，培养了综合运用知识、全而看问题的观念。最后还应强调以下几点：①在化工原理教学中，有意安排某些内容让学生通过自学来掌握。老师不讲，不等于不重要或不作要求，同学要自觉培养自己获取和扩展知识的能力。②要认真主动地在化工原理实践性教学环节(如实物教学、演示实验、实验、设计、看电视录像)中培养自己的实际能力，增强工程观点。③单元操作包括“过程”和“设备”两个方而的内容，在“设备”的设计和操作中，贯穿着基本原理的应用。例如列管换热器的管方分程、壳程加折流挡板以及若干个换热器串联操作，都可提高换热器的传热速率，达到强化传热的目的。④要注意了解本学科的最新科技成果和发展趋势。随着新产品、新工艺的开发或为实现绿色化工生产过程和可持续发展战略，对物理过程提出了新的要求，又不断地发展出新的单元操作或化工技术，如膜分离、参数泵分离、超临界技术等。同时，以节约能耗、提高效率或洁净生产为特点的集成化工艺(如反应精馏、反应膜分离、多塔精馏系统的优化热集成等)将是未来的发展趋势。更多资源共享尽在