化工原理及实验
化工原理及实验
1000+ 人选课
更新日期:2025/10/22
开课时间2025/07/21 - 2026/01/20
课程周期27 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
2017年2月,教育部启动了新工科计划,新工科以立德树人为引领,着力于培养多元化、创新型、应用型的优秀工程人才。“化工原理及实验”作为化工及相关工科专业的重要基础课程,在高等数学、物理化学、有机化学等先修课程的基础上,将理论知识与实践相结合,在化工类创新型、应用型人才的培养中起着举足轻重的作用。本课程主要介绍化工生产过程中典型的单元操作、设备构造以及工艺计算。通过线上线下混合式教学,将化工原理理论知识、实验操作、数据分析与处理相结合,培养学生科学的工程思维、分析和解决工程问题的综合能力以及积极的创新精神,全面提高学生的综合能力与职业素养。课程团队由4名教师组成,3人拥有博士学位,1人具有硕士学位,其中教授1人,副教授1人,讲师2人。4名教师均承担过多年的《化工原理》、《化工原理实验》教学,主持或参与多项化工方面项目开发,通过将多年的教研经验引入课程,实现了《化工原理及实验》课程的全新建设。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
流体流动
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流体的基本性质
张旭雪
流体静力学
张旭雪
流体动力学
张旭雪
伯努利方程
张旭雪
流体流动的内部结构
张旭雪
流体流动阻力
张旭雪
机械能转化(伯努利)实验(讲解)
张旭雪
机械能转化(伯努利)实验(操作)
石聪文
机械能转化(伯努利)图示的绘制
张旭雪
流体输送机械—离心泵
离心泵的结构和工作原理
张旭雪
离心泵的性能参数与特性曲线
张旭雪
离心泵的工作点与流量调节
张旭雪
离心泵的汽蚀现象与安装高度
张旭雪
离心泵特性曲线及工作点实验(讲解)
张旭雪
离心泵特性曲线及工作点实验(操作)
石聪文
离心泵特性曲线及管路特性曲线的绘制
张旭雪
传热
热传导
赵文英
对流传热
赵文英
传热综合计算
赵文英
热辐射
赵文英
传热综合实验(讲解)
张旭雪
传热综合实验(操作)
石聪文
传热实验准数关联图的绘制
张旭雪
吸收
吸收过程的气液相平衡
曹晓荣
传质速率方程
曹晓荣
吸收塔的计算一
曹晓荣
吸收塔的计算二
曹晓荣
吸收传质系数测定实验
曹晓荣
精馏
双组分溶液的汽-液平衡
张旭雪
精馏简介
张旭雪
精馏塔物料衡算
张旭雪
进料热状况的影响及q线方程
张旭雪
理论塔板数的确定
张旭雪
回流比的影响与选择
张旭雪
精馏实验(讲解)
张旭雪
精馏实验(操作)
石聪文
精馏操作线、平衡线及理论塔板数的绘制
张旭雪
  • 第一章流体流动

    化工生产所涉及的过程多是在流体流动条件下进行的,属于动量传递过程。本章在讨论流体基本性质的基础上,重点学习流体流动的基本规律并进行实验验证。

  • 1.1流体的基本性质

    从连续介质的假定、流体的分类、密度计算、压力的表示方法以及牛顿粘性定律五个方面来学习流体的基本性质。

  • 1.2流体静力学

    流体处于静止状态时满足静力学平衡规律,本小节主要学习静力学基本方程的推导、适用范围及其工业应用。

  • 1.3流体动力学

    本小节在学习流体流动中运动参数的基础上,主要学习定态流动系统的质量衡算。

  • 1.4伯努利方程

    研究流体在管路中的流动规律对化工生产具有重要意义。本节主要学习流体流动过程中的机械能衡算—伯努利方程。

  • 1.5流体流动的内部结构

    本小节主要学习流体的流动型态及其在管路中的速度分布。

  • 1.6流体流动阻力

    流体流动中的总阻力包括直管阻力和局部阻力,本节分别讨论两种阻力的计算方法。

  • 1.7机械能转化(伯努利)实验(讲解)

    本小节主要讲解机械能转化(伯努利)实验的实验目的和实验原理。

  • 1.8机械能转化(伯努利)实验(操作)

    本小节主要对机械能转化(伯努利)实验的操作步骤进行演示。

  • 1.9机械能转化(伯努利)图示的绘制

    学会用origin软件绘制柱状图和散点图,并对机械能转化(伯努利)实验的实验数据进行整理。

  • 第二章流体输送机械—离心泵

    在化工生产中,需要输送机械为流体输送机械能,以克服流动过程中的阻力及补偿不足能量。本章重点学习化工生产中应用最广泛的离心泵,并通过实验掌握其操作过程。

  • 2.1离心泵的结构和工作原理

    结合离心泵的结构设计掌握其工作过程,重点掌握气缚现象的发生及避免措施。

  • 2.2离心泵的性能参数与特性曲线

    本小节学习表征离心泵性能的4个参数,掌握其意义及关系曲线的变化规律。

  • 2.3离心泵的工作点与流量调节

    本节学习管路特性曲线,结合离心泵特性曲线进行工作点的确定以及流量调节。

  • 2.4离心泵的汽蚀现象与安装高度

    介绍汽蚀余量发生的原因、汽蚀余量、以及离心泵允许安装高度的计算方法。

  • 2.5离心泵特性曲线及工作点实验(讲解)

    本小节主要讲解离心泵特性曲线及工作点实验的实验目的和实验原理。

  • 2.6离心泵特性曲线及工作点实验(操作)

    本小节主要对离心泵特性曲线及工作点实验的操作步骤进行演示。

  • 2.7离心泵特性曲线及管路特性曲线的绘制

    学会用origin软件进行多纵坐标轴图示的绘制,并对离心泵特性曲线及工作点实验的实验数据进行处理,绘制曲线。

  • 第三章传热

    化学工业与传热关系非常密切,精馏、蒸发、吸收等单元操作都需要进行加热或冷却。本节主要介绍三种不同的热量传递方法及传热的综合计算方法,并通过实验进行验证。

  • 3.1热传导

    本小节主要讲解传热基本知识、热传导机理、傅里叶定律、热导率、平壁和圆筒壁圆筒壁定态热传导等知识。

  • 3.2对流传热

    本小节就对流传热过程分析、对流传热速率——牛顿冷却定律、对流传热系数进行讲解。

  • 3.3传热综合计算

    本小节主要讲解热量平衡方程、总传热系数、总传热速率方程和平均传热温差的计算,用于传热的综合计算。

  • 3.4热辐射

    本小节主要讲解热辐射基本概念、物体的辐射能力、两固体间的辐射传热、对流-辐射联合传热。

  • 3.5传热综合实验(讲解)

    本小节主要讲解传热综合实验的实验目的和实验原理。

  • 3.6传热综合实验(操作)

    本小节主要对传热综合实验的操作步骤进行演示。

  • 3.7传热实验准数关联图的绘制

    学会用origin软件进行线性拟合,并对传热综合实验的数据进行处理,求得传热实验准数。

  • 第四章吸收

    气体吸收是工业上常用的分离气相均相混合物的单元操作。本章主要学习气体吸收过程所涉及的原理和设备。其中,传质速率方程和吸收塔高度的计算是本章的重点和难点。

  • 4.1吸收过程的气液相平衡

    本节主要介绍气体吸收的概念、气液相平衡的表示方法及其应用。

  • 4.2传质速率方程

    本节主要介绍单相传质速率方程和基于双膜理论的气体吸收过程总传质速率方程。

  • 4.3吸收塔的计算一

    本节主要通过全塔物料衡算、塔内任一截面上的物料衡算推导气液相浓度关系、最小液气比、吸收剂用量。

  • 4.4吸收塔的计算二

    本节主要利用相平衡关系、物料衡算和传质速率的相关知识进行吸收塔填料层高度的计算。

  • 4.5吸收传质系数测定实验

    利用二氧化碳的吸收与解析3D仿真实验学习吸收传质系数测定的实验操作。

  • 第五章精馏

    在化工生产中,精馏是常用的单元操作。由于精馏过程是物质在两相间的转移过程,故属传质过程。本章以板式塔为例来讨论精馏过程及设备,并通过实验掌握理论塔板数的测定。

  • 5.1双组分溶液的汽-液平衡

    本小节主要介绍理想溶液与其上方蒸汽达到平衡时气液两相间各组分组成的关系。

  • 5.2精馏简介

    本小节结合t-x-y图对精馏原理进行讲解,并介绍板式精馏塔的装置及操作流程。

  • 5.3精馏塔物料衡算

    本小节在理论板和恒摩尔流假设概念的基础上,重点介绍精馏塔全塔物料衡算和操作线方程。

  • 5.4进料热状况的影响及q线方程

    本小节重点学习5种不同进料热状况下进料热状况参数q值的确定、q线方程、以及q线对精馏操作线的影响。

  • 5.5理论塔板数的确定

    本小节主要介绍利用逐板计算法和图解法确定板式精馏塔理论塔板数。

  • 5.6回流比的影响与选择

    本小节学习全回流和最小回流条件下理论塔板数的确定。

  • 5.7精馏实验(讲解)

    本小节主要讲解精馏实验的实验目的和实验原理。

  • 5.8精馏实验(操作)

    本小节主要对精馏实验的操作步骤进行演示。

  • 5.9精馏操作线、平衡线及理论塔板数的绘制

    学会利用origin软件和图解法对全回流、部分回流精馏塔进行操作线、平衡线及理论塔板数的绘制。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 流体流动

    1.1 流体的基本性质

    1.2 流体静力学

    1.3 流体动力学

    1.4 伯努利方程

    1.5 流体流动的内部结构

    1.6 流体流动阻力

    1.7 机械能转化(伯努利)实验(讲解)

    1.8 机械能转化(伯努利)实验(操作)

    1.9 机械能转化(伯努利)图示的绘制

    视频数9
  • 第二章  作业测试
    第二章 流体输送机械—离心泵

    2.1 离心泵的结构和工作原理

    2.2 离心泵的性能参数与特性曲线

    2.3 离心泵的工作点与流量调节

    2.4 离心泵的汽蚀现象与安装高度

    2.5 离心泵特性曲线及工作点实验(讲解)

    2.6 离心泵特性曲线及工作点实验(操作)

    2.7 离心泵特性曲线及管路特性曲线的绘制

    视频数7
  • 第三章  作业测试
    第三章 传热

    3.1 热传导

    3.2 对流传热

    3.3 传热综合计算

    3.4 热辐射

    3.5 传热综合实验(讲解)

    3.6 传热综合实验(操作)

    3.7 传热实验准数关联图的绘制

    视频数7
  • 第四章  作业测试
    第四章 吸收

    4.1 吸收过程的气液相平衡

    4.2 传质速率方程

    4.3 吸收塔的计算一

    4.4 吸收塔的计算二

    4.5 吸收传质系数测定实验

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 精馏

    5.1 双组分溶液的汽-液平衡

    5.2 精馏简介

    5.3 精馏塔物料衡算

    5.4 进料热状况的影响及q线方程

    5.5 理论塔板数的确定

    5.6 回流比的影响与选择

    5.7 精馏实验(讲解)

    5.8 精馏实验(操作)

    5.9 精馏操作线、平衡线及理论塔板数的绘制

    视频数9
  • 期末考试