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《化工原理-上》课程教学大纲 课程编号：CHET2016 课程类别：学科基础课程 授课对象：化学工程与工艺专业 开课学期：春季 学 分：4学分 主讲教师：朱秀林、程振平、张正彪等 指定教材：夏清，陈长贵主编，《化工原理》（上册），天津科学技术出版社，2006年 教学目的： 化工原理是化工专业的一门技术基础课，是在数学、物理、制图，物理化学等课程的基础上进行的。其任务是使学生对化学工业各部门所共有的生产过程原理及单元操作有较为深入了解，能灵活运用所学知识分析解决有关间歇操作的具体问题。包括：过程计算，典型设备的结构选型和主要工艺计算、操作条件分析等。为以后从事化工生产、设计、研究开发等工作奠定必要的基础。 绪论 课时：0－1周，共2课时 教学内容：化学工程的研究对象，本课程的目的与性质，物料衡算与能量衡算，物理量的单位、因次。 第一章 流体流动 课时：4－5周，共18课时 教学内容 第一节 流体静力学基本方程式 一、流体的密度、静压强 教学要点：点密度、静压强的基本概念 二、流体静力学基本方程 教学要点：静力学方程的三种形式 三、流体静力学基本方程式的应用 教学要点：应用条件，U压差计，液位测量及液封计算 第二节 流体在管内的流动 一、流量与流速 教学要点：体积流量、质量流量，点速度，平均流速 二、定态流动与非定态流动，连续性方程 教学要点：概念，连续性方程的应用 三、能量衡算方程式 教学要点：柏努利方程的推导，方程的三种形式 四、柏努利方程式的应用 教学要点：确定流量，确定两容器的相对位置，确定输送设备的有效功率，确定管道 中流体的压强，方程式的解题要点 第三节 流体的流动现象 一、牛顿黏性定律与流体的粘度 教学要点：牛顿黏性定律，流体的粘度，速度梯度 二、非牛顿型流体 教学要点：剪切速率，假塑性流体，涨塑性流体，宾汉塑性流体 三、流动类型与雷诺数 教学要点：雷诺实验，滞流，湍流，过渡流，各自特点 四、边界层的概念 教学要点：边界层的形成，边界层的发展，边界层的分离 第四节 流体在管内的流动阻力 一、流体在直管中的流动阻力 教学要点：范宁公式，管壁粗糙度，摩擦系数图，湍流时的摩擦系数与量纲分析，当 量直径 二、管路上的局部阻力 教学要点：阻力系数法，当量长度法 三、管路系统中的总能量损失 教学要点：管件与阀门的当量长度共线图 第五节 管路计算 一、管路计算中较常用的方法——试差法 教学要点：试差思路，计算 二、并联管路与分支管路 教学要点：管路特点及计算方法 第六节 流量测量 一、测速管 教学要点：原理，安装注意事项 二、孔板流量计 教学要点：测量原理，计算公式 三、文丘里流量计 教学要点：测量原理，计算公式 四、转子流量计 教学要点：测量原理，计算公式 思考题： 1、应用流体静力学方程式时应注意哪些条件，请分别讨论。 2、在管路流动系统中，速度梯度最大的地方应该位于管路的那一个位置，为什么？ 3、管壁的粗糙度对流体的流动有何影响？分别就层流和湍流流动情况下进行讨论，并说明 理由。 4、如图所示，的高位槽液面维持恒定，管路中ab和cd两段的长度、直径及粗糙度均相同。 某液体以一定流量流过管路，液体在流动过程中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab 和cd两段的能量损失是否相等？（2）此两段的压强差是否相等？并写出它们的表达式。 5、上图所示的管路上装有一个阀门，如减小阀门的开度，试讨论：（1）液体在管内的流量 及流量的变化情况；（2）液体流经整个管路系统的能量损失情况。 第二章 流体输送机械 课时：2-3周，共10课时 教学内容 第一节 液体输送机械 一、离心泵 教学要点：工作原理，主要部件，基本方程式 二、离心泵的性能参数与特性曲线 教学要点：性能参数，特性曲线，影响因素，性能换算 三、离心泵的气蚀现象与安装高度 教学要点：气蚀现象，安装高度的计算 四、离心泵的工作点与流量调节 教学要点：工作点，流量调节，泵