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文本内容:
《化工单元操作》课程标准学时学分254(理论课时104实训课时150)/13专业精细化工、工业分析与检验专业先修课程基础化学(无机、有机)、化工制图、化工设备基础、化工仪表及自动化等
一、课程性质与定位.本课程的性质《化工单元操作基础》是精细化工专业平台课程,其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景,按操作原理的共性归纳成若干单元操作过程本课程主要学习各单元操作的基本原理、基本计算、典型设备及生产中的操作方法课程所涉及的知识和技能在实际生产中广泛应用,是培养学生专业能力的必不可少的课程.本课程的作用通过本课程的学习,让学生知道常见化工单元操作基本原理、基本计算,掌握设备的基础知识和基本操作,具备生产一线工艺管理和维护的初步能力,并进一步提升学生的职业岗位能力和职业素养
二、课程目标
1.能力目标(专业能力)
(1)能应用伯努利方程计算流体输送;
(2)能分析流体流动阻力的影响因素;
(3)能进行化工用泵(离心泵、往复泵)的操作及常见故障处理;
(4)能根据生产要求调节流体流量;
(5)能正确操作压缩机、风机,并根据需要调节流量;
(6)能分析影响非均相物料分离效率的因素,正确操作典型过滤设备;
(7)能分析影响传热速率的因素,计算热负荷、传热面积;
(8)能进行单效蒸发基本计算;平时考核主要依据是学生平时的学习态度、课堂听课、作业等
七、其他说明.本课程标准是根据精细化工专业群人才培养方案而制定的.本课程是理论性和实践性都很强的学科教学方式建议理实一体化教学、或者项目化教学方式进行在课堂教学中,要积极采用多媒体等现代化教学手段,加强直观教学,以提高教学效果及质量.课时分配表是一个指导性方案,教学过程中在保证达到教学基本要求的前提下,可做适当调整.教师要注意引导学生逐步确立正确的思考方法和提高解题、计算、分析问题、解决问题的能力
(9)能进行二组分理想液体蒸储的基本计算,分析影响蒸储分离效率因素
(10)能进行吸收的基本计算,分析影响吸收效率因素11)能进行湿物料干燥物料衡算,分析影响干燥速率的因素.知识目标
(1)理解化工单元操作中的四个基本概念,掌握单位之间的换算
(2)掌握静力学基本方程式、流体连续性方程式、伯努利方程式及应用;掌握流体流动类型及判断的方法;掌握流体阻力计算方法,了解四种流量计工作原理
(3)掌握离心泵的结构和工作原理;掌握离心泵主要性能参数流量、扬程、效率、轴功率;了解离心泵的特性曲线图;掌握影响离心泵特性的因素;了解管路特性曲线方程;掌握离心泵工作点定义及意义,掌握离心泵流量调节方法解释离心泵的汽蚀现象;掌握离心泵操作、维护、事故处理;掌握往复泵结构及工作原理;掌握往复泵操作,了解往复泵流量调节方法掌握往复压缩机的工作原理和四个工作阶段的特点
(4)掌握重力沉降原理和重力沉降速度;掌握降尘室分离的原理及分离的特点;掌握悬浮液沉降过程;了解沉降器的结构和操作;掌握过滤操作基本原理及提高过滤推动力的方法;掌握过滤阻力及影响过滤速率因素;了解恒压过滤基本方程式;了解常见过滤设备的结构和操作过程;掌握离心分离原理;掌握影响离心分离主要因素;了解离心机的结构及适用的范围
(5)掌握传热基本方式,了解工业换热方式,理解热导率概念,掌握单层平壁和多层平壁热传导公式,并学会计算;了解单层和多层圆管壁热传导公式;掌握对流传热过程、对流传热公式;掌握影响对流传热系数的因素;掌握热负荷的计算方法,主要掌握显热法和潜热法计算传热速率掌握并流和逆流变温传热温度差的计算方法;掌握平壁和圆管壁传热系数的计算,并学会讨论分析熟练掌握传热计算方法,根据工艺要求,学会求解传热面积、传热系数、传热热阻、传热温度差;掌握列管式换热器的结构、特点、工作原理,了解其他间壁式换热器的结构、特点;掌握换热器强化传热的途径;掌握列管式换热器操作方法6掌握蒸发的原理、蒸发的基本概念、蒸发过程的特点;掌握常见的蒸发器的结构和操作原理;了解蒸发器的辅助装置及作用;熟练掌握单效蒸发水分蒸发量、加热蒸汽消耗量和传热面积的计算了解蒸发过程中温度差损失的原因;掌握蒸发器的生产能力和生产强度的定义,理解提高蒸发器生产强度的主要途径;掌握多效蒸发的定义和作用;了解多效蒸发流程及适用范围及多效蒸发中效数的限制7掌握蒸储的基本原理及基本概念;掌握二组分溶液的汽液相组成表示方法;掌握拉乌尔定律,运用拉乌尔定律学会求汽液相平衡组成;掌握汽液相温度-组成图和相平衡图;掌握简单蒸储的原理和精储的原理掌握精罐塔的全塔物料衡算,能运用公式求解偏出液量、残液量及组成;掌握精^段和提储段物料衡算,及操作线方程式;掌握五种进料状况对加料板物料衡算的影响及q线方程式;掌握理论塔板的定义,了解逐板计算法求理论塔板数,重点掌握图解法求理论塔板数;掌握全回流时特点、理论塔板数及意义;掌握最小回流比时特点、公式、理论塔板数;掌握适宜回流比的选择掌握泡罩塔、浮阀塔、筛板塔结构、特点8掌握吸收基本原理及基本概念;掌握亨利定律三种表示方法及吸收气液相平衡表达式,利用亨利定律求吸收汽液相平衡时浓度;掌握吸收剂的选择;掌握吸收传质基本方式;掌握吸收双膜理论内容;掌握吸收速率方程式、吸收推动力;掌握吸收塔物料衡算公式和吸收率;掌握填料塔的构造及主要部件的作用;掌握填料的特性、常见的填料的特点,了解填料塔和板式塔主要特性的比较;掌握脱吸的原理及脱吸推动力;掌握逆流吸收操作的优点,了解吸收操作流程9理解干燥的原理,掌握湿物料中含水量表示方法,掌握干燥过程物料衡算,学会求解水分蒸发量和空气消耗量;理解物料水分的划分,了解恒定干燥条件下干燥曲线图;了解干燥器的分类;掌握常见干燥器的结构、特点及适用的范围.素质目标:
(1)具有良好的思想道德品质、健康的身体和心理素质;
(2)具有严格按操作规程操作的职业素养;
(3)具有良好表达能力和团队合作精神;
(4)具有获取一定信息的能力;
(5)具有良好的人文素养和继续学习的能力;
(6)培养学生严谨踏实的学习态度和行为规范,培养实事求是的科学态度;
三、课程内容与要求
四、教学方法建议坚持以学生为主体,通过任务驱动、项目导向、启发式、讨论式、提问切入式、双向互动、精讲多练和归纳总结等方式促进课堂教学
五、课程实施基础与条件.学生的学习基础学生为精细化工专业群中职层次学生,已经学习物理、数学、基础化学、化工分析、化工制图等课程,具备一定化学知识的基础.教师师资要求本课程教学内容涉及面广,综合性、实践性强,应由一支具备“双师”素质的教学团队合作开发主讲教师应具备较高的化学工程技术水平,应掌握典型反应单元操作知识和操作技能,应掌握化工设备和化工仪表及自动化知识,应具有较强的动手能力和解决生产实践中有关疑难问题的能力主讲教师应掌握教育基本理论,具备一定的教学组织能力,掌握行动导向的教学方法和现代化的教学手段,并能灵活运用主讲教师应不断关注行业发展,多深入生产一线,了解本专业领域新技术、新工艺、新设备,在教学过程中,贴近现场,为学生提供职业生涯发展的空间,努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力.教学设施要求教学条件、多媒体教室和仿真实训室、化工单元实训设施.学习资源要求教材根据本课程的教学目标要求选用合适的教材,或教材根据课程标准开发本教材的编写
4.2参考书目《化工单元操作》《化工原理》
4.3各种资源根据课程标准选择符合教学要求的多媒体课件、录像、文献、仿真软件、企业生产现象参观等辅助教学,以提高教学效果和质量
六、课程考核与评价本课程为精细化工基础课程,化工生产中具有非常实用性,因此,建议本课程采用理论+实践的考核评价方式理论、实践各占50%.实践根据操作过程及操作结果进行评价,按照操作准备、操作过程、操作结果、实训报告等内容综合评定成绩理论采用由平时、期中、期末三大部分组成,每部分各占30%、30%.40%o期中、期末考核采用闭卷考核方式,考查学生对化工单元操作的基本原理、基本概念、基本计算、常见的设备的结构和特点及操作序号项目名称(章)项目内容(节)知识要点(标出重点、难点)教学目标(可从能力目标、知识目标、素质目标分别描述)建议学时1绪论绪论L化工单元操作基础中的四个基本概念(难点);
2.单位之间的换算(重点)L了解本课程在化工生产中的作用;•理解化工单元操作中的四个基本概念;.々单位之间的换算12第一章流体输送第一节基本知识.流体的密度;.流体的静压强(重点)
1.能计算流体密度,理解影响流体密度的因素;2掌握压强表示方法,能进行压强单位的换算13L流体静力学基本方程(重点);三静)学基本方程式的应用(难点).理解静力学基本方程式物理意义;会利用静力学方程进行测量液体压力、液位,计算液封高度和非均相混合液分离
24.流体的流量和流速(重点);.稳定流动和不稳定流动;.流体稳定流动时的物料衡算一连续性方程(重点)L掌握流体的质量流量、体积流量、流速三者之间的关系;
2.掌握流体连续性方程式,会计算流速、管径25L流体稳定流动时的能量衡算一伯努利方程(重点);
2.伯努利方程式的应用(难点)1理解流体流动时位能、动能、静压能等表示方法;2掌握流体稳定流动时的伯努利方程式;
3.熟练掌握伯努利方程式的应用26L流体的黏性;
1.理解流体流动时产生阻力的原因;
2.流体的流动形态(重点);.流体在圆管内流动时速度分布.掌握影响流体黏度因素;.掌握流体流动类型,会判断流体流动类型;.了解流体在圆管内流动时速度分布7L流体阻力的计算(重点);
2.管路总能量损失的计算掌握流体阻力计算方法,了解管壁粗糙度对摩擦因素的影响18第二节流速和流量的测定L测速管;.孔板流量计;.文丘里流量计;.转子流里计了解四种流量计工作原理29第三节化工管路L管子与管件
2.阀门L掌握管径的表示方式.熟悉常用管材.熟悉常用管件4超金常用阀门的结构特点及操作方式110第四节离心泵L管路的连接方式.管路吹洗和试压、试漏.管路的保温与防护
1.掌握化工管路的连接方式2会进行化工管路的吹洗和试压、试漏
3.会进行化工管路绝热、伴热和涂漆211L离心泵工作原理(重点);
2.离心泵主要部件及其作用
1.掌握离心泵的工作原理;
2.掌握离心泵主要部件及其作用212L离心泵的主要性能参数与特性曲线(重点);
2.影响离心泵特性的因素1掌握离心泵主要性能参数流量、扬程、效率、轴功率;.了解离心泵的特性曲线图;.掌握影响离心泵特性的因素
213.管路特性曲线(难点);.离心泵的工作点;.离心泵流量调节(重点).了解管路特性曲线方程;.掌握离心泵工作点定义及意义;.能进行离心泵流量调节214离心泵安装高度;
1.会计算离心泵安装高度
2.能分析离心泵的汽蚀原因;215第五节其他类型泵L往复泵工作原理(重点);
2.其他类型泵.掌握往复泵结构及工作原理;.往复泵流量调节.其他类型泵结构特点216第六节气体输送与压缩机械.气体输送的分类;.离心通风机结构和性能参数L了解气体输送的分类;
2.理解离心通风机性能参数217L往复压缩机的结构;
2.往复压缩机的工作原理(重点)
1.了解往复式压缩机结构、特性
3.掌握往复压缩机四个工作阶段的特点218L真空概念
2.常用真空泵
1.理解真空系统在化工中的应用
2.熟悉常用真空泵结构、特性219第七节流体输送操作离心泵操作离心泵开停车操作常见故障处理220第一早非均相物系的分离第一节沉降L非均相物系基本概念;
2.重力沉降原理和沉降速度(重点)L掌握非均相物系基本概念和分离的目的;
2.掌握重力沉降过程和重力沉降速度;221重力沉降设备
1.会计算降尘室分离能力;
2.掌握悬浮液沉降过程;3了解沉降器的结构和操作22第二节过L离心沉降;L掌握离心沉降原理;2滤
2.离心沉降设备
2.掌握旋风分离器和旋液分离器的结构和工作原理23过滤操作原理L掌握过滤操作基本原理;.了解常见的过滤介质;.理解提高过滤推动力的方法;.能分析影响过滤阻力因素224L过滤速率(重点);.恒压过滤基本方程式(难点);.滤饼洗涤.掌握过滤速率定义;掌握影响过滤速率两个因素;掌握恒压过滤基本方程式;.了解滤饼洗涤过程225过滤设备了解常见过滤设备的结构和操作过程226第三节离心分离L离心分离原理;.影响离心分离的主要因素(重点);.离心机L掌握离心分离原理;.掌握影响离心分离主要因素;.了解离心机的结构及适用的范围227第四节气体的其他净制设备L袋滤器;.文丘里除尘器;.泡沫除尘器;.电除尘器了解四种气体净制设备的结构及特点228第五节液固非均相物系操作过滤操作学习过滤开停车操作常见故障处理方法229第三章传热第一节基本知识L传热的基本方式(重点);.工业换热方式;.载热体及选用;.稳定传热和不稳定传热L掌握传热基本方式;.理解工业换热方式;.理解稳定传热和不稳定传热会根据工艺要求选用合适的载热体
2301.热导率;2净壁的普定热传导(重点)L理解热导率概念;
2.会计算单层平壁和多层平壁热传导231圆筒壁的稳定热传导会计算单层和多层圆管壁热传导
2321.对流传热分析(难点);
2.对流传热速率(重点);
3.影响对流传热的因素.理解对流传热过程;.理解对流传热公式;.能分析影响对流传热的因素233第二节传热过程的计算L传热基本方程式(重点);2热负荷的计算(重点)
1.掌握传热基本方程式;2掌握热负荷的计算方法234传热温度差计算(难点)传热系数L掌握恒温传热温度差计算方法;
2.掌握并流和逆流变温传热温度差的计3掌握影响传热系数因素235传热计算掌握传热计算方法,根据工艺要求,学会求解传热面积236第三节换热器L间壁式换热器;
2.换热器强化传热的途径(重点)L掌握列管式换热器的结构、特点、工作原理,了解其他间壁式换热器的结构、特点;2掌握换热器强化传热的途径137第四节换热器操作列管式换热器操作掌握列管式换热器开车、停车,常见事故处理138第四章蒸发第一下烝发设备L蒸发基本概念;
2.蒸发设备(重点);.掌握蒸发的原理、特点;.掌握常见的蒸发器的结构和操作原
23.蒸发器的辅助装置理;
3.了解蒸发器的辅助装置及作用39第二节单效蒸发L单效蒸发器的计算(重点)
2.蒸发器的生产能力和生产强度(重点)L会计算单效蒸发蒸发量、加热蒸汽消耗量和传热面积
2.理解握蒸发器的生产能力和生产强度的概念240第三节多效蒸发L多效蒸发工作原理;.多效蒸发的流程(重点);.多效蒸发中效数的限制
1.理解多效蒸发的工作原理;2掌握多效蒸发流程及适用范围;
3.了解多效蒸发中效数的限制241第五章蒸储第一节基本知识L蒸储的原理;.蒸播的分类;.精偏(重点)原理L掌握蒸储的基本原理;.理解蒸储方式.掌握精储的原理242L二组分理想溶液的汽液相平衡(重点);
2.相组成表示方法(重点)L掌握二组分溶液的汽液相组成表示方法;.能进行质量分数与摩尔分数互相转化用拉乌尔定律计算汽液相平衡组成;243第二节二组分混合液连续精储的分析和计算L汽液平衡相图(难点);
2.挥发度和相对挥发度1掌握汽液相温度-组成图和相平衡图;2掌握挥发度和相对挥发的定义和表达式
244.精储塔的全塔物料衡算(重点);.理论塔的定义及恒摩尔流的假设.回流比L能进行二组分连续精储全塔物料衡算,计算储出液量、残液量及组成;
2.理解恒摩尔流假设的内容
3.掌握回流比对精储的影响245L精储段操作线方程式(重点);
2.提储段操作线方程式(重点);3•进料状况的影响(难点)L掌握精储段和提储段物料衡算,及操作线方程式;.掌握五种进料状况对加料板物料衡算的影响;.掌握q线方程式246理论板数的求法L掌握理论塔板的定义;2理解逐板计算法求理论塔板数;
3.会用图解法求理论塔板数247第三节板式塔板式塔主要类型与特点掌握泡罩塔、浮阀塔、筛板塔结构、特点148第四节精储塔操作精馆塔操作理解精微塔开车、停车操作,理解常见事故处理方法149第六章吸收操作第一节基本知识L吸收的原理;
2.气体在液体中的溶解度;
3.吸收剂L理解吸收基本原理;.能分析气体的溶解度影响因素;.了解吸收剂的要求250亨利定律(重点).掌握吸收气液相组成的表示方法;.掌握亨利定律三种表示方法及吸收气液相平衡表达式;.会利用亨利定律求吸收汽液相平衡时浓度251L传质基本方式;
2.吸收过程的机理(难点);3吸收速率方程式L理解吸收传质基本方式;.掌握吸收双膜理论;.掌握吸收速率方程式、吸收推动力252第二节吸
1.吸收塔的物料衡算(重
1.掌握吸收塔物料衡算公式和吸收率;2收塔点);
2.吸收操作线方程
2.掌握逆流吸收操作线方程式53L吸收塔塔径的计算
2.填料层高度的计算(难点)L能根据气体的流量和流速计算塔径
2.会计算传质单元高度、会用对数法平均推动力计算传质单元数、计算填层高度254L填料塔的构造及主要部件的作用(重点);.填料;填料1苔和板式塔的比较.掌握填料塔的构造及主要部件的作用;.掌握常见的填料的特点,.了解填料塔和板式塔主要特性的比较255第三节吸收塔操作L吸收塔操作
2.解吸流程1理解逆流吸收塔操作流程.理解逆流吸收塔操作规程.理解脱吸的原理及脱吸流程256第七章干燥第一节基本知识L干燥原理(重点);.干燥进行的必要条件.湿空气的性质(重点);L理解干燥的原理,重点掌握对流干燥的原理;.掌握干燥进行的必要条件;.理解湿空气湿度、相对湿度、湿容积、干球温度、湿球温度、露点等基本概念
257.湿物料中含水量的表示方法;.干燥物料衡算(重点).掌握湿物料中含水量表示方法;.会计算水分蒸发量和空气消耗量258L物料中水分(重点);
2.干燥时间(难点)L理解平衡水分是干燥的极限;
2.了解恒定干燥条件下干燥曲线图;3了解干燥时间的计算259第二节干燥设备干燥器的类型(重点);掌握常见干燥器的结构、特点及适用的范围;260第三节干燥操作对流干燥操作理解对流干燥开停车操作常见故障处理2。