基本介紹
- 中文名：反應工程
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程
- 建設院校：大連理工大學
- 授課平台：中國大學MOOC
- 首開時間：2018年10月8日
- 授課教師：王安傑、張守臣、李翔
課程性質,課程簡介,課程大綱,開課信息,課程特色,授課目標,學習預備,預備知識,學習資料,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
- 課程定位
化學反應工程是化學頸戲說贈工程與技術一級學科的核心課程，主要研究在工業上實現化學反應時所面臨的工程技術問題，消除普遍存在的“放大效應”。該課程承接物理化學和化工原理兩門化學化工類基礎課程課程，著重研究模型放大過程中的基本理論、基本規律，並構建物理模型和數學模型以解決實際問題。
課程簡介
該課程內容按從均相反應體系到非均相反應體系的順序，分別分析和研究了均相反應的反應動力學應懂地、理想反應器、非理想流動反應器、氣固催化反應巨觀動力學和氣固催化反應器。以反應動力學為主線，分析了流動、混合、傳遞過程等物理因素對反應速率的影響規律。根據各類反應器的結構和操作特點建立其數學模型（操作方程），目標是實現反應器的最佳化設計和最佳化操作，提高反應轉化率和目標產物選擇性。
課程大綱
據中國大學MOOC官網顯示，該課程第1-4課大綱主要有緒論、化學反應動力學基礎、理想反應器、非理想流動反應器、氣固催化反應巨觀動力學、氣固催化反應等；在下表的第5-6課中刪減了相同內容。
第1-4課 1. 緒論 1.1 反應工程簡介 1.2 反應與反應器分類 1.3 反應器放大 2. 化學反應動力學基礎 2.1 轉化率、摩爾分率、膨判櫻晚脹因子及膨脹率 2.2 反應速率定義和表達形式 2.3 穩態近似法推導非基元反應速率 2.4 反應速率與反應物濃度的關係 2.5 反應速率與反應溫度的關係-Arrhenius方程及單一反應活化能的求取 2.6 可逆反應速率與反應溫度的關係 3. 理想反應器 3.1 理想反應器的概念及反應器設計的基宙艱套愉本方程 3.2 間歇反應器的特點及等溫間歇反應器的計算 3.3. 連續流動釜式反應器 3.4 連續釜式反應器的串聯與並聯 3.5 多段全混流反應器的串聯操作 3.6 連續釜式反應器的定態操作 3.7 連續流動管式反應器 3.8 管式反應器與釜式反應器的比較與組合 3.9 理想反應器在複合反應中的套用 3.10 循環反應器 4. 非理想流動反應器 4.1 停留時間分布的描述及其統計特徵 4.2 停留時間分布的實驗測定 4.3 理想反應器的停留時間分布 4.4 造成非理想流動的因素 4.5 離析流模型 4.6 多級全混釜串聯模型 4.7 軸向擴散模型 5. 氣固催化反應巨觀動力學 5.1 多孔催化劑結構和物性參數 5.2 催化劑表面的反應速率方程 5.3.1 內擴散有效因子 5.3.2 內擴散對反應的影響 5.4 外擴散 5.4.1 外擴散對反應的影響 5.5 氣固催化反應總速率方程 6. 氣固催化反應 6.1 固定床反應器分類 6.2 固定床反應器內流動特性 6.3 固定床反應器內傳質特性 6.4 固定床反應器內傳熱特性 6.5 擬均相二維模型的建立 6.6 擬均相二維模型的簡化和擬均相一維模型 6.7 段間間接換熱式絕熱固定床反應器分析及最佳化 6.8 段間原料氣冷激式絕熱固定床反應器分析 6.9 段間原料氣冷激式絕熱固定床反應器最佳化 6.10 段間非原料氣冷激式絕熱固定床反應器分析 6.11換熱式固定床反應器分類和特點 6.12 換熱式固定床反應器冷點和熱點分析 6.13 逆流和並流換熱式固定床反應特點分析 | 第5-6課 第七講 非理想流動反應器（下） 課時 7.1 造成非理想流動的因素 7.2 離析流模型 7.3 多級全混釜串聯模型 7.4 軸向擴散模型 討灶糊愉論題 第七講課件 第七講單元測驗 第七講單元作業 第八講 氣固催化反應巨觀動力學（上） 課時 8.1 多孔催化劑結構和物性參數 8.2 催化劑表面的反應速率方程 8.3 孔內擴散 8.4 內擴散有效因子 討論題 第八講課件 第八講單元測驗 第八講單元作業 第九講 氣固催化反應巨觀動力學（下） 課時 9.1 內擴散對反應的影響 9.2 外擴散 9.3 外擴散對反應的影響 9.4 氣固催化反應總速率方程 討論題 第九講課件 第九講單元測驗題 第九講單元作業題 第十講 氣固催化反應器（上） 課時 10.1 固定床反應器分類 10.2 固定床反應器內流動特性 10.3 固定床反應器內傳質特性和內傳熱特性 10.4 擬均相二維模型的建立和簡化以及擬均相一維模型 討論題 第十講課件 第十講單元測驗題 第十一講 氣固催化反應器（下） 課時 11.1 段間間接換熱式絕熱固定床反應器霉鴉分析及最佳化雄臘重 / 段間原料氣冷激式絕熱固定床反應器分析 11.2 段間原料氣冷激式絕熱固定床反應器最佳化 / 段間非原料氣冷激式絕熱固定床反應器分析 11.3 換熱式固定床反應器分類和特點 / 換熱式固定床反應器冷點和熱點分析 11.4 逆流和並流換熱式固定床反應特點分析 討論題 第十一講課件 第十一講單元測驗題 |
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018年10月08日 ~ 2019年01月07日 | 3-5小時每周 | 2448人 |
第2次開課 | 2019年03月04日 ~ 2019年06月10日 | 1218人 | |
第3次開課 | 2019年09月01日 ~ 2019年12月23日 | 2191人 | |
第4次開課 | 2020年02月24日 ~ 2020年06月14日 | 2351人 | |
第5次開課 | 2020年09月07日 ~ 2020年12月28日 | 1533人 | |
第6次開課 | 2021年03月08日 ~ 2021年06月06日 | 2-3小時每周 | 1195人 |
授課教師均為王安傑、張守臣、李翔。 | |||
課程特色
- 該課程注重學生對基本理論、概念和方法的掌握；
- 培養學生實踐、套用和學習能力；
- 引導學生對反應工程學的研究興趣，提高學生解決化工生產放大實際問題的能力。
授課目標
反應工程課程讓學生能夠了解化工反應器種類及其對化學反應影響的基本規律，了解反應器設計、放大和操作過程中的基本步驟及方法，培養化工設計、生產過程中分析和解決問題的能力。
學習預備
預備知識
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《化學反應工程學（第二版）》 | 王安傑主編，張守臣，李翔副主編 | 2018年 | 化學工業出版社 |
所獲榮譽
2020年11月，反應工程課程入選首批中華人民共和國教育部“國家級一流本科課程”。
教師簡介
王安傑，大連理工大學化工與環境生命學部化工學院教授，博士生導師，是大連理工大學《反應工程》本科教學課程建設負責人，擔任本科生《反應工程》和研究生《反應工程II》的主講教師，承擔高等學校本科教學改革與教學質量工程建設項目“《反應工程》慕課建設”。
張守臣，大連理工大學副教授，承擔本科生《反應工程A》、研究生《反應工程Ⅱ》和《化學工程基礎》的主講任務。參與主編了《反應工程》（大連理工大學出版社）和《化學反應工程學》（化學工業出版社）。
李翔，博士，“海河學者”特聘教授，博士生導師。2004年博士畢業於大連理工大學後留校工作，2005-2006年在瑞士聯邦工學（ETH, Zurich）做博士後研究。2018年8月被天津科技大學聘為“海河學者”特聘教授。主講本科生《反應工程》，主持完成3項國家自然科學基金項目和多項省部級項目。
教師簡介
王安傑，大連理工大學化工與環境生命學部化工學院教授，博士生導師，是大連理工大學《反應工程》本科教學課程建設負責人，擔任本科生《反應工程》和研究生《反應工程II》的主講教師，承擔高等學校本科教學改革與教學質量工程建設項目“《反應工程》慕課建設”。
張守臣，大連理工大學副教授，承擔本科生《反應工程A》、研究生《反應工程Ⅱ》和《化學工程基礎》的主講任務。參與主編了《反應工程》（大連理工大學出版社）和《化學反應工程學》（化學工業出版社）。
李翔，博士，“海河學者”特聘教授，博士生導師。2004年博士畢業於大連理工大學後留校工作，2005-2006年在瑞士聯邦工學（ETH, Zurich）做博士後研究。2018年8月被天津科技大學聘為“海河學者”特聘教授。主講本科生《反應工程》，主持完成3項國家自然科學基金項目和多項省部級項目。
