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《化工基础I》教学大纲 一、课堂教学时数及课后作业题型分配
二、正文 第一章 绪论（２学时） 【教学目的】 １、理解化学与化工在研究目标上和所要解决问题的方法上的显著差别； ２、熟悉化工生产必须在技术上可靠，经济上合理，生产上安全和环境允许的前提下，进行生产流程、操作条件、化工设备的优化。通过提高原料、能源的利用率和生产率以求获得最大的经济效益和社会效益； ３、了解将实验研究成果转变成化工生产的开发程序和放大方法； ４、掌握物料衡算和能量衡算的基本方法； ５、掌握根据各种平衡关系来判断相应化工过程进行的方向和达到接近于极限的方法； ６、掌握把化工过程速率分解为正比于推动力，反比于阻力并通过分别求解推动力和阻力来计算化工过程速率的方法。 第一节 本课程的内容和学习目的 一、内容 二、目的 第二节 化学生产和特点 第三节 化学工程和工艺中的一些基本规律 一、质量守恒 二、能量守恒 三、平衡关系 四、过程速率 第四节 工程放大和技术经济评价 一、实验室研究 二、可行性研究 三、中间试验 四、工业生产 五、评价原则及主要指标 第五节 我国化学工业的行业和近期发展 一、化学工业的行业 二、化学工业的近期发展 第二章 流体的流动和输送（10学时） 【教学目的】 １、掌握流体流动时的物料衡算和能量衡算： ２、掌握流体流动时的流动形态，速度分布，边界层等基本概念； ３、能够进行流体流过管道阻力的简单运算； ４、了解转子流量计，文丘里流量计，孔板流量计的测量原理； ５、了解流体输送设备类型的概况，掌握离心泵基本结构、特性和应用范围。 【重点难点】柏努利方程的应用 第一节 基本概念 一、理想流体和实际流体 二、密度、相对密度和比容 三、压力及测量 四、流量和流速 五、定态流动和非定态流动 第二节 流体定态流动时的衡算 一、物料衡算 二、能量衡算 三、柏努利方程的应用举例 四、流体流量的测量 第三节 实际流体的流动 一、粘度 二、流体流动的形态 第四节 流体在圆管内流动时的阻力计算 一、滞流时的摩擦阻力 二、湍流时的流动阻力 三、局部阻力 四、管路计算 第五节 流体输送机械 一、离心泵 第三章 流体－固体颗粒间的运动和流态化（２学时） 【教学目的】 １、掌握固体流态化现象，散式流化与聚式流化，沟流和节涌等基本概念； ２、掌握固体流态化过程三个阶段的变化规律 ３、了解流化床的类型及其在工业上的应用。 第一节 固体颗粒在流体中的运动 一、球形颗粒的沉降 二、离心沉降 第二节 流态化 一、流态化现象 二、床层的压降 第三节 流化床 一、流化床的种类 二、流化床的床径和总高 第四章 传热过程（６学时） 【教学目的】 １、掌握传导传热和对流传热速率方程； ２、掌握热阻和对流传热的虚拟膜概念； ３、掌握热交换总传热方程式和主要热阻控制传热速率的概念； ４、通过准数关联式了解影响传热系数的因素，了解优化传热应采用的措施； ５、能够进行定态传热计算； ６、了解换热方法的概况，在这个基础上了解列管换热器、夹套换热器、螺旋板换热器、平板换热器的基本构造、特性和适用范围。 【重点难点】热交换过程的计算 第一节 概述 一、化工生产中的传热过程 二、基本物理量和单位 三、定态传热和非定态传热 第二节 传导传热 一、热传导基本方程 二、平面壁的定态传导 三、圆筒壁的传导传热 第三节 对流传热 一、对流传热机理 二、对流传热膜系数 三、对流传热膜系数的值 第四节 热交换的计算 一、总传热方程 二、传热系数的大致范围 三、传热温差 四、强化传热过程的途径 第五节 热交换器 一、列管式热交换器 二、其他热交换器 第五章 吸收（8学时） 【教学目的】 １、掌握气液平衡和它的几种表示方法； ２、掌握根据双膜理论得出的吸收速率方程式； ３、通过准数关联式了解影响吸收系数的因素，了解优化吸收应采取的措施； ４、掌握吸收过程的操作线方程； ５、能够进行填料吸收塔关于塔径、塔高的计算（解析法）； ６、了解填料塔的基本结构、特性和适用范围。 【重点难点】填料塔的计算 第一节 概述 一、吸收的类型 二、吸收剂的选择 三、吸收操作的条件 第二节 吸收的相平衡 一、亨利定律 二、用摩尔比表示的相平衡关系 三、气体在液体中的溶解度 第三节 吸收速率 一、双膜理论 二、分子扩散定律-菲克定律 三、吸收速率方程 第四节 填料吸收塔的计算 一、填料层高度的计算式 二、吸收塔中的物料衡算-操作线方程 三、传质单元数的计算 四、传质单元高度的求算 第五节 填料塔 一、填料 二、填料塔的附属设备 三、液泛及塔径计算 第六章 精馏（6学时） 【教学目的】 １、掌握精馏的气液平衡关系和相对挥发度的计算； ２、掌握稳态连续精馏过程中的操作线方程； ３、掌握理论塔板的概念； ４、能够进行理想二元体系泡点进料时理论板数的求算； ５、了解回流比与精馏优化的关系； ６、在了解传质设备概况的基础上进一步了解板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔的基本结构、特性和适用范围； ７、了解填料塔与板式塔的 【重点难点】精馏理论塔板数的计算 第一节 精馏原料 一、理想的两组分互溶体系 二、相对挥发度 三、非理想的两组分互溶体系 四、压力对气液平衡的影响 五、以t-x-y相图表示的蒸馏过程 六、以x-y相图表示的蒸馏过程 第二节 简单蒸馏 一、简单蒸馏的操作和应用 二、简单蒸馏的计算 第三节 连续精馏 一、精馏的依据 二、精馏塔中的物查组成的变化 三、回流比 四、连续精馏的流程 第四节 连续精馏理论塔板数的计算 一、计算的前提 二、精馏段操作线方程 三、提馏段操作线方程 四、理论塔板数的图解求算 五、理论塔板数图解求算的原则和逐板计算法 六、回流比与精馏的关系 七、捷算法求理论塔板数 第五节 板式塔 一、泡罩塔 二、筛板塔 三、浮阀塔 四、填料塔与板式塔的对比 第七章 化学反应动力学基础（2学时） 【教学目的】 １、掌握动力学基本概念； ２、掌握复杂反应中转化率、选择率和收率的概念； ３、掌握宏观动力学和微观动力学的相关概念。 第一节 化学动力学的基本概念 一、化学计算方程式 二、化学反应速率 三、均相反应与非均相反应 四、反应速率方程式 五、反应速率的温度效应和反应活化能 第二节 简单反应的速率方程式 一、一级反应 二、二级反应 三、可逆反应 第三节 简单反应和复杂反应 一、转化率、选择性和收率 二、复杂反应的速率方程式 第四节 本征动力学和宏观动力学 一、反应过程和传递过程 二、反应速率控制步骤 第八章 典型反应器（8学时） 【教学目的】 １、掌握间歇搅拌釜式反应器（BSTR）、平推流反应器（PFR），全混流反应器（CSTR）， 多釜串联反应器的结构、操作与物料流况的特点； ２、掌握间歇搅拌釜式反应器（BSTR）、平推流反应器（PFR），全混流反应器（CSTR）， 多釜串联反应器的容积计算； ３、掌握理想连续流动反应器中进行的等温等容简单均相反应的转化率、反应时间、空间时间、停留时间与反应器容积之间的关系； ４、了解多釜串联反应器容积计算的基本方法：代数法和图解法； ５、掌握返混的概念及其对简单反应的影响； 【重点难点】各种反应器体积的计算 第一节 化学反应器的类型 一、按物料的相态分类 二、按反应器的结构形式分类 三、理想流动和理想反应器 第二节 间歇釜式反应器 一、间歇釜式反应器的结构与操作特点 二、反应器容积的计算 第三节 间歇反应釜中的搅拌 第四节 管式反应器 一、管式反应器的特点 二、反应器容积的计算 第五节 全混流反应器 第六节 返混及其对化学反应的影响 第七节 多釜串联反应器 第八节 反应器类型的比较和选择 第九章 多相反应过程（2学时） 【教学目的】 １、理解气固催化反应的历程和宏观动力学因素的影响； ２、掌握温度对可逆反应的影响； ３、了解绝热反应器的热量衡算； 第一节 工业催化简介 一、固体催化剂及其构成 二、工业生产对催化剂的要求 第二节 气固相催化反应的步骤 第三节 非等温过程 一、温度对可逆反应的影响 二、热量衡算与绝热反应器 第四节 气固相催化反应器 一、固定床反应器 二、流化床反应器 第十章 停留时间分布（5学时） 【教学目的】 １、掌握停留时间分布、流动模型的概念； ２、了解停留时间分布 E函数与 F函数的测定方法； ３、了解停留时间分布的数学期望与方差； ４、了解平推流，全混流两种理想流动的数学模型； ５、了解停留时间分布的应用。 第一节 停留时间分布 第二节 停留时间分布的测定 一、脉冲输入法 二、阶跃输入法 三、停留时间分布的数字特征 四、典型反应器的停留时间分布 第三节 非理想流动反应器的停留时间分布 一、多釜串联模型 二、扩散模型 第四节 停留时间分布的应用
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