化工原理教案课程

教案2014—2015学年第2学期授课班级：化学工程与工艺课程名称：化工原理（1）任课教师：院部名称：二〇一五年二月五日课程名称化工原理（1）课程归属学科基础课课程代码授课班级化学工程与工艺授课地点理论教学204、304；实践教学；辅导教室课程类别专业必修课总学时数48周学时4学分数3.0学时分配课堂讲授学时；实践教学8学时；辅导学时起至时间第1周至第3周，第5周至第11周，第14周至第15周教学大纲编者编写学院及汇编时间化工原理（1）教学大纲材料与化学工程学院材料与化学工程学院、2013教材及参考书编、著、作者出版社及出版时间化工原理谭天恩化学工业出版社、2014化工原理柴诚敬化学工业出版社、2005化工原理学习指导匡国柱大连理工大学出版社、2002化工原理习题解析余立新清华大学出版社、2004化工原理陈敏恒化学工业出版社、1999授课教师职称院（部）实践教师职称院（部）辅导教师职称院（部）上课日期2015年月日第讲章节绪论第一章流体流动第一节流体静止的基本方程教学目的要求熟悉化工研究对象、研究方法、本课程特点、知识结构、学习方法。掌握混合物密度的求法。重点及处理方法单元操作及研究方法，流体的密度和压强，流体静力学方程；讲解难点及处理方法物料衡算、能量衡算；流体静力学方程应用；讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）绪论一、课程简介1、课程性质和内容2、化工过程和单元操作：化工生产过程；单元操作概念及特点。二、基本概念：物料衡算；能量衡算；过程速率；平衡关系。三、单元操作的研究方法：实验研究法；数学模型法。第一章流体流动第一节流体静止的基本方程一、密度1、液体的密度：影响因素、纯组分数据查找、混合物密度计算2、气体的密度：影响因素、计算式、混合物密度计算3、比容例1、2二、压力（pressure）p，单位：N/m2或Pa1、制外压力单位：常见的压力单位、换算关系2、表压、真空度、绝对压强三、流体静力学方程及应用1、流体静力学方程2、U型管压差计课堂小结时间分配15分钟15分钟5分钟15分钟15分钟30分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业1-2、1-3、1-5、1-6参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第一章流体流动第二节流体流动的基本方程教学目的要求掌握流量、流速的概念，连续性方程式、柏努利方程式及其应用。重点及处理方法流体动力学方程推导、不同单位制的表达方式。柏努利方程物理意义；讲解难点及处理方法难点：柏努利方程应用；讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）上堂课内容回顾，课堂提问第二节流体流动的基本方程一、基本概念1、流量：体积流量；质量流量；两者关系。2、流速：平均流速；质量流速。3、稳定流动与不稳定流动4、黏性与黏度：牛顿粘性定律；粘度二、物料衡算—连续性方程1、稳定流动的连续性方程2、关于连续性方程的讨论例1-3三、机械能衡算（一）液体在流动时所具有的能量表现形式（二）柏努利方程1、柏努利方程表达形式2、柏努利方程的讨论：3、应用柏努利方程注意事项：例1-4、1-5课堂小结时间分配5分钟20分钟20分钟55分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业1-7、1-9、1-10参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第一章流体流动第三节流体流动现象教学目的要求了解流体在管内速度分布。掌握流动的型态及判据—雷诺实验及雷诺准数。重点及处理方法流体流动类型与雷诺数；讲解、动画难点及处理方法雷诺数；边界层的形成、发展与分离；讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）上堂课内容回顾，课堂提问第三节流体流动现象一、流动类型1、雷诺实验与流动类型2、雷诺数Re：定义、流型的判据、雷诺数的物理意义。3、当量直径de例：1-6二、湍流的基本概念1、湍流的发生与发展2、湍流的脉动现象和时均化3、湍流时的层流底层三、管内流动的分析1、层流时的速度分布2、层流时的阻力损失3、湍流时的速度分布四、边界层与边界层分离1、边界层及其形成；2、边界层的分离课堂小结时间分配5分钟35分钟10分钟30分钟15分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业1-13、1-14参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第一章流体流动第四节管内流动的阻力教学目的要求掌握直管内的流动阻力损失，摩擦系数，迭代试差法。重点及处理方法摩擦因数及摩擦因数图、阻力计算；讲解、示例难点及处理方法量纲分析方法、迭代试差法；讲解授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）上堂课内容回顾，课堂提问第四节管内流动的阻力一、计算阻力损失的通式——范宁公式1、阻力损失直观表现2、范宁公式（1）公式推导（2）层流时的摩擦因数二、量纲分析法1、量纲分析的理论基础2、量纲分析步骤3、关于量纲分析法的几点说明三、湍流时的摩擦因数1、湍流时的经验式2、摩擦因数图：层流区；过渡区；湍流区；完全湍流区3、粗糙度的影响例1-7、1-8迭代试差法课堂小结时间分配5分钟20分钟35分钟35分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业1-15、1-19参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第一章流体流动第四节管内流动的阻力第五节管路计算教学目的要求了解管路构成，掌握简单管路的计算，熟悉测速管，孔板流量计，文丘里流量计，转子流量计。重点及处理方法简单管路计算讲解、示例难点及处理方法试差法讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）上堂课内容回顾，课堂提问四、非圆形管的沿程损失1、当量直径的定义2、非圆形管的沿程损失计算方法，例1-9五、局部阻力损失1、阻力系数法：2、当量长度法：六、管内流动总阻力损失的计算1、总阻力损失计算通式2、总阻力损失计算注意事项，例1-10第五节管路计算一、简单管路1、简单管路特点：2、简单管路的设计型计算3、简单管路的操作型计算：4、适宜管径确定例1-11、例1-12、例1-14课堂小结时间分配5分钟20分钟20分钟20分钟30分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业1-20、1-22参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第一章流体流动第五节管路计算第六节流量测量教学目的要求了解复杂管路的特点及常见问题的计算方法；了解测速管，孔板流量计，转子流量计的工作原理及结构特点。重点及处理方法流速流量测量仪器的结构、原理和使用。讲解、动画演示。难点及处理方法流速、流量测量仪器的工作原理。讲解、动画演示授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）上堂课内容回顾，课堂提问第五节管路计算二、复杂管路1、并联管路2、分支管路，例1-15第六节流量测量一、变压头流量计1、测速管：结构、测速原理、优缺点2、孔板流量计：结构、测流原理、优缺点3、文丘里流量计：优缺点二、变截面流量计1、转子流量计2、转子流量计特点本章总结时间分配5分钟30分钟45分钟20分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第二章液体输送机械第一节离心泵教学目的要求掌握离心泵的工作原理及主要结构；离心泵的气缚现象。重点及处理方法离心泵结构、原理。扬程概念及表达。讲解、动画难点及处理方法扬程概念及表达。讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）第二章液体输送机械概述第一节离心泵一、离心泵的工作原理与构造：1、工作原理；气缚与灌泵2、离心泵的构件：叶轮、泵壳、轴封装置。二、离心泵的主要性能参数1、流量：单位、影响因素。2、扬程(压头)：单位、实验测定方法。3、泵的效率：效率定义、影响因素4、轴功率和有效功率：定义、计算。例2-1三、离心泵的特性曲线及其应用1、离心泵的特性曲线：测定方法；讨论。2、液体性质对泵特性的影响：液体密度的影响；粘度的影响。3、叶轮转速和直径对泵特性曲线的影响：转速、叶轮直径。课堂小结时间分配5分钟20分钟40分钟30分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业2-1、2-3参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第二章液体输送机械第一节离心泵第二节其它类型泵第三节气体输送机械教学目的要求熟悉离心泵的特性曲线；了解离心泵的气蚀现象。掌握离心泵的安装高度；了解离心泵的流量调节方法，离心泵的类型及选择。了解往复泵的工作原理和操作，了解常用气体输送机械，了解往复压缩机的工作原理。重点及处理方法离心泵的特性曲线；离心泵的安装高度；离心泵的类型及选择讲解、示例难点及处理方法离心泵的安装高度。讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）上堂课内容回顾，课堂提问四、离心泵的工作点与流量调节1、管路特性曲线2、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的安装高度：1、安装高度的限制；2、汽蚀现象；3、安装高度的确定（汽蚀余量、计算）。六、离心泵的选用、安装与操作1、离心泵的分类；2、离心泵的选用；3、离心泵的安装与运转。第二节其它类型泵一、往复泵结构；工作原理；分类；往复泵的流量特性；往复泵的流量调节；往复泵的安装、运转、调节。第三节气体输送机械一、离心式通风机二、鼓风机三、往复式压缩机课堂小结时间分配5分钟20分钟30分钟20分钟20分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业2-5、2-6参考资料（1）柴诚敬主编.化工原理,高等教育出版社,2005.（2）匡国柱主编.化工原理学习指导,大连理工大学出版社,2002.（3）陈敏恒等编.《化工原理》（下册）,化学工业出版社,1999.教学后记上课日期2015年月日第讲章节第三章机械分离与固体流态化第二节沉降分离教学目的要求了解沉降分离原理，掌握重力沉降速度的计算方法，旋风分离器的作用原理重点及处理方法重力沉降的计算；讲解、示例难点及处理方法旋风分离器性能评价；讲解、示例授课方式课堂教学教学内容教学步骤、内容（详细内容见课件）第二节沉降分离一、重力沉降原理1、重力沉降速度的计算2、影响重力沉降速度的因素3、干扰沉降例3-2二、重力沉降分离设备1、降尘室（1）分离条件：停留时间＞沉降时间（2）最大生产能力：（3）分离的最小颗粒直径例3-22、沉降槽三、离心沉降原理及分离设备1、离心沉降原理2、离心分离因数3、旋风分离器及性能课堂小结时间分配30分钟35分钟30分钟5分钟主要教学方法与手段采用多媒体课件课堂讲授课后作业3-2、3-3参