化工原理课程介绍 1、课程介绍 化工原理是化学工程与工艺类及相近专业的一门技术基础课，它在基础课与专业课之间起着承前启后，由理到工的桥梁作用，它是综合运用所学数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工生产中各种物理过程的工程学科。 化工原理属工程科学，用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，研究方法主要是实验研究方法和数学模型法。本课程强调工程观点、定量计算、定性分析及实验技能和设计能力的训练，强调理论和实际相结合，注重培养和提高学生认识问题、分析问题及解决问题的能力。因此，具有极强的工程性和应用性。其教学内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，研究若干“化工单元操作”（流体流动、过滤、传热、吸收、蒸馏、干燥、机械分离、蒸发、结晶、吸附、膜分离等）的基本原理、单元操作的典型设备构造、设备操作特性、过程和设备的设计与计算、设备的选择与改造、研究问题的方法等。 化工原理要解决的不仅仅是过程的基本规律，而是复杂的、真实的生产过程，它是用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，在其历史发展过程中已形成了两种基本的研究方法，一是数学模型法，二是在理论指导下的实验研究法。 化工原理作为一门应用性课程，其教学方式包括理论、实验和课程设计三个教学环节，对学生在以下几方面的能力得到训练： （1）通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工生产中流体流动与传热过程进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力和运用技术经济观点分析、解决工程实际问题的能力。 （2）通过本课程方法论的学习，如数学模型方法、实验研究方法、微元分析方法、物料（热量）衡算方法、量纲分析方法、试差计算方法和图解计算方法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力。 （3）通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发、观察、分析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维能力和创新思维能力。 （4）通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力。能根据所处理问题的需要，寻找、阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 2、学习了化工原理课程目的 化工原理是一门应用性课程，通过学习了各化工单元操作的过程与设备，理解掌握了各化工单元操作在技术和经济上的特点之后，应能够解决如下几方面的工程问题： （1）根据各化工单元操作在技术和经济上的特点，进行“过程”和“设备”的选择，以适应设计指定物系的特征，经济而有效地满足设计工艺的要求。 （2）进一步进行“过程”的定量设计计算和“设备”的选型计算或设计计算。在缺乏设计所需数据的情况时，能够科学合理地设计组织实验以取得所需的数据。 （3）根据各化工单元操作在技术和经济上的特点，进行生产操作管理及调控，以适应市场需求的变化。在生产指标偏离预定值时，根据操作技术原理，能够分析判断缘由并进行有效的处理解决。 3、教学条件 化学工程与工艺专业选用化学工业出版社出版，陈敏恒等主编的面向二十一世纪教材；其他专业选用的是天津大学夏青等主编的化工原理教材。 学校投资50余万元，更新了实验所有化工原理实验设备，试验设备采用的是四川大学化工学院研发的，运转一般，效果不太好。自编了《化工原理实验》讲义，对年约250名本科生开放，为让学生对化工过程及设备有直观的了解，开放了计算机仿真实验。 建立了长期实习基地，每届学生上化工原理课程之前，到工厂见习实习，了解真实体系的单元操作过程，增加感性认识，以达到理论紧密地与实际相结合。 已经使用多媒体教学并结合电化教育手段，进行网络教学。引入多媒体后，利用计算机实时操作与大屏幕投影产生仿真动画和设备构造的放大投影图进行形象化教学，这样不但解决了传统教学中的难题，学生容易听懂看懂，而且大大提高了教学效率和效果。 4、本课程的主要特色 （1）化工原理注重树立学生的工程观念，培养他们发现、分析和解决工程实际问题的思维方法和动手能力；让学生掌握使生产达到经济最优化的工程设计方法。 （2）形成了以课堂教学为核心，辅之以网络课程、化工原理教学素材库、学习指导及实践教学等手段，初步形成了课程教学的立体化体系。以课程建设和教学改革为载体，全面提升师资队伍学术水平和教学水平，有效的促进了教学质量的提高。 （3）教学与科研相辅相成，教师把自己的科研成果充实到课堂教学和实验教学过程中，体现了化工发展的新工艺、新技术特点，丰富了教学内容，激发了学生的学习热情，教学效果较好。 5、教学方法 在《化工原理》理论课教学中，结合《化工原理》课程特点，以及培养目标要求，注重理论和实践的有机结合的教学方式。课堂教学与课外教学相配合的方式。课堂有讲授课、讨论课、习题课，课外辅导有阅读、课外作业答疑两部分。除此之外，有一部分教学内容移到实验室中讲解，如干燥部分。依据认识规律，采用了精讲多练，讨论教学、习题分析等措施提高教学质量。另外课堂教学中合理使用直观模型、设备动画教学，应用计算机辅助教学，实现课堂教学的多媒体化。对一般的知识、概念、公式推导过程引导学生自学掌握。采用以学生为主的启发式、交互式、讨论式的教学方法，调动学生主动参与课堂，在课堂上动脑思索，动口表达，培养学生的学习能力和思维方法。 《实验室实验》是以教师先讲解，然后学生边实验边指导方式进行；《仿真实习》以学生亲身实验，实验教师指导的方式进行。边实验边指导；《工厂实习》是由指导实习教师与工厂的工程师共同指导学生学习，边参观边学习。 6、课程内容 化工单元操作是一种物理性质的化工基本操作过程。例如：流体的流动、颗粒的沉降、过滤、传热、气体吸收、液体精馏、萃取、固体干燥等。任何一种化工生产过程均由化学反应过程和若干种化工单元操作有机地组合在一起的。 化工原理就是研究各种化工单元操作的基本原理。单元操作包括两个方面：（1）过程原理，（2）设备。研究各化工单元操作掌握过程的内在规律，并且设计设备的结构和尺寸，使得过程在最为有利的条件下进行，以满足工程上的需要。 从表面上看化工单元操作的类型比较多，但从其物理本质上来看，只有如下三种类型： （1）动量传递过程（单相或多相流动过程）。例如：流体的流动、颗粒的沉降、颗粒的流态化、流体通过颗粒层的流动等。 （2）热量传递过程。例如：加热、蒸发、冷却、冷凝等。 （3）物质传递过程。例如：气体吸收、液体精馏、液液萃取、固体干燥等。 有时在一种单元操作中同时涉及到几种传递，如对流固体干燥过程。各种化工单元操作皆归属为传递过程，传递过程成为统一的研究对象，因此，传递过程为联系各单元操作的一条主线。 各单元操作有着相似（或者说共同）的研究方法。化工原理是一门工程学科，在这门工程学科发展的过程中，在研究工程问题上形成了一套独具特色且行之有效的方法。首先在考察工程问题时，典型的考察方法有如下几种：（1）流体质点考察法，（2）定常态与非定常态，（3）微元体考察法，（5）整体考察法，（5）拟定常态考察法。在分析某些简单工程问题时应用物理定理或化学原理采用数学解析方法，例如：质量衡算、能量衡算、相平衡关系描述、过程速率描述。化工过程通常是多因素、多变量的复杂工程问题。在着手分析这类问题时，一般的工程处理方法有量纲分析法、数学模型法、过程分解法、极限处理法、参数归并法等。因此，研究工程问题的方法论是联系各单元操作的另一条主线。这样，以化工单元操作为研究对象，以传递过程和研究方法论为主线，形成了化工原理课程的精髓。