化工原理教案Word下载.docx
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谭天恩
化学工业出版社、2014
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
陈敏恒
化学工业出版社、1999
授课教师
职称
院(部)
实践教师
辅导教师
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Pa
1、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
5分钟
30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
第一章流体流动第二节流体流动的基本方程
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。
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:
柏努利方程应用;
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
20分钟
55分钟
1-7、1-9、1-10
第一章流体流动第三节流体流动现象
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。
流体流动类型与雷诺数;
讲解、动画
雷诺数;
边界层的形成、发展与分离;
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
35分钟
10分钟
1-13、1-14
第一章流体流动第四节管内流动的阻力
掌握直管内的流动阻力损失,摩擦系数,迭代试差法。
摩擦因数及摩擦因数图、阻力计算;
量纲分析方法、迭代试差法;
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
1-15、1-19
第一章流体流动第四节管内流动的阻力 第五节管路计算
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。
简单管路计算讲解、示例
试差法讲解、示例
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
1-20、1-22
第一章流体流动第五节管路计算第六节流量测量
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。
流速流量测量仪器的结构、原理和使用。
讲解、动画演示。
流速、流量测量仪器的工作原理。
讲解、动画演示
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
45分钟
第二章液体输送机械第一节离心泵
掌握离心泵的工作原理及主要结构;
离心泵的气缚现象。
离心泵结构、原理。
扬程概念及表达。
讲解、动画
扬程概念及表达。
讲解、示例
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
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。
40分钟
2-1、2-3
第2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
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。
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
离心泵的安装高度。
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
2-5、2-6
第三章机械分离与固体流态化 第二节沉降分离
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
重力沉降的计算;
旋风分离器性能评价;
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
2、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
3-2、3-3
第三章机械分离与固体流态化 第三节过滤 第四节离心分离
了解过滤的基本方法和常用设备,了解离心分离的原理和常用设备。
过滤速度及影响因素;
过滤常数K、qe测定;
第三节过滤
一、概述
1、过滤方式:
深层过滤与饼层过滤
2、过滤介质:
织物介质、多孔性固体介质及堆积的粒状介质等。
3、滤饼与助滤剂
二、过滤设备
1、板框式压滤机:
结构和工作原理、优缺点
2、叶滤机:
3、转筒真空过滤机:
结构和工作原理、操作方式
三、过滤的基本理论
1、过滤速度:
单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积。
2、恒压过滤基本方程式
3、过滤常数K、qe测定
第四节离心分离
一、概述:
工作原理、优点
二、离心机的分类及作用原理
沉降式离心机、过滤式离心机、分离式离心机
3-5
(3)陈敏恒等编. 化工原理,化学工业出版社,1999.
第五章传热 第一节概述 第二节热传导
掌握传热的基本概念,掌握傅立叶定律,掌握平壁及圆筒壁的稳定热传导计算。
傅立叶定律;
单层及多层平壁、圆筒壁的串联导热分析。
多层圆筒壁的串联导热分析。
讲解、示例、动画演示
第一节概述
一、传热在工业生产中的应用
二、传热的三种基本方式
热传导、对流传热、辐射传热
第二节热传导
一、傅立叶定律
1、温度场和等温面
2、傅立叶定律:
二、热导率
1、导热系数λ:
热导率的物理意义、影响因素
三、平壁的稳定热传导
1、单层平壁的稳定热传导
2、多层平壁的稳定热传导
例5-2、5-3
四、圆筒壁的稳定热传导
1、单层圆筒壁的稳定热传导:
传热面随半径而变化。
2、多层圆筒壁的稳定热传导
例5-4
5-1、5-3、5-4
第五章传热 第三节两流体间的热量传递
掌握传热速率方程及应用,掌握热负荷的计算方法,掌握传热系数和传热面积的计算。
传热速率方程及应用,热负荷和传热系数计算;
传热系数计算;
第三节两流体间的热量传递
一、间壁两侧流体热交换过程的分析
1、工业换热器的分类:
直接接触式、蓄热式、间壁式传热
2、间壁两侧流体热交换过程的分析
3、传热速率方程
二、传热速率和传热系数
1、对流给热系数及影响因素:
2、总传热系数计算
(1)传热壁面为平壁
(2)传热壁面为圆筒壁
3、污垢热阻
4、提高K的途径
热负荷计算
(1)无相变时Q的计算:
(2)热流体有相变
例5-6
50分钟
5-5、5-9
掌握传热平均温度差的计算,掌握逆流传热的优越性。
传热平均温度差的计算;
三、平均温差的计算
1、恒温传热:
2、变温传热:
3、变温传热平均温度差的计算:
(1)基本假定
(2)公式推导:
(3)逆流传热的优越性
例5-7、5-9
四、复杂流向的平均温度差
1、换热器内流体的流向
2、复杂流向的平均温度差
(1)P和R两参数
(2)温差修正系数的查取
六、壁温的计算
1、流体的大小与壁温的关系
2、5-13
25分钟
5-11、5-12
第五章传热 第四节 给热系数
第四节给热系数
一、给热系数的影响因素和数值范围
1、给热系数的影响因素
2、给热系数的大致范围
二、给热系数与量纲分析
1、强制湍流时的特征数方程:
Nu=f(Pr,Re)
2、自然对流时的特征数方程:
Nu=f(Pr,Gr)
三、流体作强制对流时的给热系数
(一)流体在管内强制对流
1、流体在圆形直管内强制湍流
(1)低粘度流体
(2)高粘度液体
2、流体在圆形管内强制层流
3、流体在圆形管内的过渡范围
4、流体在弯管中的对流传热系数
5、非圆形直管内强制对流
例5-14、5-15
5-13、5-16
熟悉流体在管外强制对流给热系数计算,了解自然对流时的给热系数计算,了解有相变化的对流传热情况及影响因素。
流体在管外强制对流给热系数计算;
有相变化的对流传热;
(二)流体在管外强制对流
1、无档板:
按管内流体的计算,以当量de直径代替直径d.
2、弓形档
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- 化工 原理 教案