基本介紹
- 中文名：化工原理
- 類別：慕課、國家精品課程
- 提供院校：大連理工大學
- 授課平台：中國大學MOOC
- 授課教師：上冊：都健、王瑤、吳雪梅；下冊：潘艷秋、董宏光、賀高紅
- 開課時間：2017年9月11日（上冊首次）；2017年10月23日（下冊首次）
課程性質,課程定位,適應專業,開課信息,課程簡介,課程大綱,課前預備,預備知識,學習資料,授課目標,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程定位
化工原理是化學工程與工藝、電化學、套用化學、工業催化、高分子化工、環境與生物工程、化學工程與工藝（國際班）等專業大類主幹專業基礎課程。該課程套用傳遞過程基礎理論研究化工單元操作基本原理，以過程工程為教學背景，在理論和實踐上講述單元操作的過程與設備原理。
適應專業
化工原理適用化學工程與工藝、電化學、套用化學、工業催化、高分子化工、環境與生物工程、化學工程與工藝（國際班）等專業學習。
開課信息
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年9月11日—2018年1月6日 | 都健、王瑤、吳雪梅 | 3-5小時每周 | 5427人 |
第2次開課 | 2018年3月12日—2018年6月29日 | 3088人 | ||
第3次開課 | 2018年9月3日—2018年12月24日 | 4778人 | ||
第4次開課 | 2019年3月4日—2019年6月22日 | 3147人 | ||
第5次開課 | 2019年9月10日—2019年12月15日 | 4706人 | ||
第6次開課 | 2020年2月24日—2020年6月14日 | 5637人 | ||
第7次開課 | 2020年8月24日—2020年12月26日 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年10月23日—2018年3月5日 | 潘艷秋、董宏光 | 3-5小時每周 | 2794人 |
第2次開課 | 2018年3月19日—2018年6月25日 | 潘艷秋、董宏光、賀高紅 | 4-6小時每周 | 3245人 |
第3次開課 | 2018年9月3日—2018年12月24日 | 3-5小時每周 | 2194人 | |
第4次開課 | 2019年2月18日—2019年6月16日 | 2858人 | ||
第5次開課 | 2019年9月1日—2019年11月29日 | 1898人 | ||
第6次開課 | 2020年2月17日—2020年6月7日 | 4-6小時每周 | 3913人 | |
第7次開課 | 2020年8月24日—2020年12月20日 | 3-5小時每周 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
課程簡介
化工原理課程共11章，講述了化工原理課程的形成、發展及其在化學工程學科中的地位；體的特徵；流體流動考察方法；流體的作用力和機械能；離心泵基本結構、工作原理和性能參數；離心泵基本方程；顆粒與顆粒床層的特性；流體與顆粒間的相對運動；工業生產過程中的傳熱過程；加熱和冷卻方法；蒸餾、吸收操作的基本原理、套用領域、計算設計方法及相關裝置；氣液傳質設備的基本原理、種類和關鍵參數；膜分離、吸附等新型分離過程等內容。
課程大綱
化工原理（上冊）課程大綱 | |
緒論 緒論-1 緒論-2 第1章 流體流動基礎 1.1.1 流體的連續性假定 1.1.2 流體質點運動的描述方法 1.1.3 流場的描述 1.2 作用在流體上的力 1.3.1 流體的流動性 1.3.2 流體的密度 1.3.3 流體的壓縮性 1.3.4 流體的黏性 1.4.1 流體靜力學基本方程 1.4.2 流體靜力學基本方程的套用 1.5.1 穩態流動與非穩態流動 1.5.2 流體的流量與流速 1.5.3 連續性方程 1.5.4 伯努利方程 1.5.5 實際流體流動的機械能衡算方程 1.5.6 實際流體流動的機械能衡算方程的套用 1.6.1 流體的流動類型 1.6.2 流體在圓管內流動分析 1.6.3 流體流動邊界層 1.6.4 流體流動阻力計算（1） 1.6.4 流體流動阻力計算（2） 1.6.4 流體流動阻力計算（3） 1.7.1 簡單管路計算 1.7.2 複雜管路計算 1.7.3 阻力對管內流動的影響 1.8.1 測速管 1.8.2 節流式流量計 1.8.3 轉子流量計 第1章 流體流動基礎 單元測試 第1章 單元作業-計算題 第2章 流體輸送設備 2.1 概述 2.2.1 離心泵的基本結構、工作原理與性能參數 2.2.2 離心泵的基本方程 2.2.3 離心泵效率和實際壓頭 2.2.4 離心泵的特性曲線 2.2.5 離心泵的汽蝕現象和安裝高度 2.2.6 離心泵的工作點與流量調節 2.2.7 離心泵的組合運轉 2.2.8 離心泵類型與選用 2.3.1 往復泵 2.3.2隔膜泵和計量泵 2.3.3 轉子泵 2.4.1 漩渦泵 2.4.2 軸流泵 2.5 各類泵的比較與選擇 2.6.1 離心通風機 2.6.2 鼓風機 2.6.3 壓縮機（1） 2.6.3 壓縮機（2） 2.6.3 壓縮機（3） 2.6.3 壓縮機（4） 2.6.4 真空泵 第2章 流體輸送設備-單元測試 第2章 流體輸送設備 單元作業 化工原理（上冊）期中測試卷 | 第3章 流體與顆粒（床層）的相對運動——機械分離機流態化 3.1 概述 3.2 顆粒及顆粒床層的幾何特性 3.3 流體與顆粒間的相對運動 3.4.1 重力沉降速度的計算 3.4.2 重力沉降設備 3.4.3 離心沉降速度的計算 3.4.4 離心沉降設備 3.5 流體通過固定床的流動 3.6.1 過濾操作的基本概念 3.6.2 過濾過程的物料衡算 3.6.3 過濾基本方程式 3.6.4·3.6.5 過濾過程的計算和濾餅的洗滌 3.6.6 過濾機及其生產能力-1（板框式壓濾機） 3.6.6 過濾機及其生產能力-2（葉濾機；迴轉真空過濾機及其他） 3.7 固體流態化及氣力輸送 第3章 單元測試 第3章 過濾單元作業 第4章 傳熱過程及換熱器 4.1 傳熱基本方式 4.2.1 基本概念和傅立葉定律 4.2.2 熱導率 4.2.3 平壁的穩態熱傳導 4.2.4 長圓筒壁的穩態熱傳導 4.2.5 圓球壁的穩態熱傳導 4.3.1 熱邊界層的概念 4.3.2 對流傳熱速率方程和表面傳熱係數 4.3.3 對流傳熱過程的量綱分析 4.3.4-（1） 無相變化的對流表面傳熱係數 4.3.4-（2） 無相變化的對流表面傳統係數 4.3.4-（3） 無相變化的對流表面傳統係數 4.4.1 冷凝傳熱和沸騰傳熱 4.4.2 液體沸騰傳熱 4.5.1 輻射傳熱基本概念 4.5.2 發射能力和輻射基本定律 4.5.3 固體表面間輻射傳熱 4.5.4 氣體的熱輻射 4.5.5 複合傳熱與設備熱損失的計算 4.6.1 熱流量衡算方程 4.6.2 總傳熱速率方程 4.6.3 傳熱係數和傳熱面積 4.6.4 平均溫度差 4.6.5 傳熱效率和傳熱單元數 4.7.1-（1）間壁式換熱器的類型 4.7.1-（2）間壁式換熱器的類型 4.7.1-（3）間壁式換熱器的類型 4.7.2 其他類型換熱器 4.7.3 列管式換熱器的設計和選用 4.7.4 換熱器的傳熱強化途徑 第4章 傳熱單元測試 第4章 傳熱單元作業 第5章 蒸發 5.1 蒸發概述 5.2 單效蒸發計算（1） 5.2 單效蒸發計算（2） 5.3 多效蒸發和提高加熱蒸汽經濟性的措施 5.4 蒸發器 第5章 單元測試 |
化工原理（下冊）課程大綱 | |
第6章 蒸餾 6.5.3 雙組分精餾計算-理論塔板數求解（2） 6.5.4 雙組分精餾計算-回流比的選擇-全回流（1） 6.5.4 雙組分精餾計算-回流比的選擇-最小回流比（2） 6.5.5 雙組分精餾計算-簡捷法求N 6.5.6 雙組分精餾計算-實際塔板數及塔板效率 6.6.1 複雜塔精餾過程--水蒸汽 6.6.2 複雜塔精餾過程--側線 6.6.3-6.6.5 複雜塔精餾過程--多股-分凝 6.7.1 間歇精餾-恆定回流比 6.7.2 間歇精餾-恆定組成 6.8.1 多組分精餾-分離序列 6.8.2 多組分精餾-物料衡算 6.8.3 多組分精餾-回流比 6.8.4 多組分精餾-理論板數 6.8.5 精餾過程的節能技術 6.9.1-6.9.2 恆沸－萃取精餾 6.9.3-6.9.5 反應精餾+加鹽精餾+分子蒸餾 6.1概述 6.2.1-6.2.2 溶液的氣、液相平衡和自由度 6.2.2-6.2.4 溶液的氣、液相平衡3-相對揮發度法+非理想 6.3 簡單蒸餾和平衡蒸餾 6.4.1 精餾過程原理 6.4.2 精餾過程的物料衡算與熱量衡算（1） 6.4.2 精餾過程的物料衡算與熱量衡算（2） 6.4.2 精餾過程的物料衡算與熱量衡算（3） 6.5.1-6.5.2 雙組分精餾計算-操作線、q的影響 6.5.3 雙組分精餾計算-理論塔板數求解（1） 單元作業 第6章 單元測試 第7章 吸收 7.4 -（2）低濃度氣體吸收 7.1 -（2）概述 7.2 -（1）均相混合物內的質量傳遞 7.2 -（2）均相混合物內的質量傳遞 7.4 -（1）低濃度氣體吸收 7.3 -（1）相際間質量傳遞 7.7 化學吸收 7.4 -（5）低濃度氣體吸收 7.5 高濃度氣體吸收 7.4 -（4）低濃度氣體吸收 7.8 解吸 7.6 多組分吸收過程 | 7.2 -（4）均相混合物內的質量傳遞 7.3 -（3）相際間質量傳遞 7.3 -（2）相際間質量傳遞 7.1 -（1）概述 7.4 -（3）低濃度氣體吸收 7.2 -（3）均相混合物內的質量傳遞 第七章測驗 作業 第8章 氣液傳質設備 8.3 填料塔 8.2.3 塔板類型 8.3.2 填料塔的流體力學性能 8.1 8.2 氣液傳質設備概述 8.2.2 板式塔內的流體力學性能及操作限制 第9章 萃取 9.1 概述 9.3.1 部分互溶物系的單級萃取 9.4.1 完全不互溶物系的單級萃取 9.5 溶劑的選擇及其他萃取方法 9.3.2 部分互溶物系的多級錯流萃取 9.4.3 完全不互溶物系的多級逆流萃取 9.4.2 完全不互溶物系的多級錯流萃取 9.2.2 三角形相圖 9.2.1 三角形坐標 9.3.3 部分互溶物系的多級逆流萃取 9.6 浸取和超臨界萃取 9.7 液-液傳質設備 9.2.3 分配曲線及分配係數 第9章 測試 第9章 作業 第10章 乾燥 10.6 乾燥設備 10.3 物料乾燥過程的相平衡 10.2 乾燥介質 10.5 乾燥過程計算 10.1 概述 10.4 乾燥過程速率 第10章 測驗 第11章 膜分離和吸附 11.3 吸附 11.1 概述及11.2 膜分離 第11章 測驗 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
課前預備
預備知識
學習化工原理需要預備高等數學、工程數學、物理學、物理化學等專業知識。
學習資料
- 化工原理（上冊）學習資料
（1）都健,王瑤主編．化工原理（第三版）（上）：高等教育出版社，2015
（2）王瑤主編．化工原理學習指導（第三版）：高等教育出版社，2016
（3）Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott. Unit Operations of Chemical Engineering, Seventh Edition, McGraw-Hill companies, Inc. 2005.
（4）都健,王瑤,王剛主編．化工原理實驗：化學工業出版社，2017
（5）王瑤,張曉冬主編．化工單元過程及設備課程設計：化學工業出版社，2013
- 化工原理（下冊）學習資料
（1）都健,王瑤主編．化工原理（第三版）（下）：高等教育出版社，2015
（2）潘艷秋,吳雪梅主編．化工原理（下）：化學工業出版社，2017
（3）王瑤,主編．化工原理學習指導（第三版）：高等教育出版社，2016
（4）Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott. Unit Operations of Chemical Engineering, Seventh Edition, McGraw-Hill companies, Inc. 2005.
（5）都健,王瑤,王剛主編．化工原理實驗：化學工業出版社，2017
（6）王瑤,張曉冬主編．化工單元過程及設備課程設計：化學工業出版社，2013
授課目標
1、掌握化工單元操作的基礎知識，具有設計分析單元設備的能力。
2、培養化工職業道德和操守，理解技術倫理和個人價值取向。
3、掌握化工單元的設計方法，培養創新意識。
4、培養責任擔當、貢獻社會、保護環境的意識，熟悉化工行業標準。
5、培養使用工程技術語言的溝通和交流能力。
6、了解化學工程的發展趨勢。
所獲榮譽
2018年，該課程獲“國家精品線上開放課程”稱號。
教師簡介
該課程教師團隊均來自大連理工大學，其中都健、王瑤、吳雪梅、潘艷秋、董宏光、賀高紅均為教授職稱。
