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考研全科400分攻略
化工原理——化工传质与分离过程
第1次开课
开课时间: 2019年10月24日 ~ 2020年08月13日
学时安排: 5小时每周
当前开课已结束 已有 2775 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
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课程评价(86)
spContent=《化工传质和分离过程》主要包括传质过程基础、气体的吸收、蒸馏、气液传质设备、萃取、干燥、结晶和膜分离等单元操作。主要概念、分离原理和典型设备的基本结构和设计计算。课程加强了学生已有知识和生活经验之间的衔接,增加了关键专业术语的英文标注,使学生更加容易理解所学知识和阅读专业文献。
《化工传质和分离过程》主要包括传质过程基础、气体的吸收、蒸馏、气液传质设备、萃取、干燥、结晶和膜分离等单元操作。主要概念、分离原理和典型设备的基本结构和设计计算。课程加强了学生已有知识和生活经验之间的衔接,增加了关键专业术语的英文标注,使学生更加容易理解所学知识和阅读专业文献。
—— 课程团队
课程概述

《化工传质和分离过程》主要介绍化工传质过程基础理论,及以传质为基础的具有一系列物理共性的化工分离单元操作的基本原理,是化学工程与工艺、应用化学、环境工程、工业催化、高分子化工等专业的专业核心必修课程。

中国矿业大学(北京)开设的《化工传质和分离过程》是以《化工原理》(下册)内容为基础,将化工过程中的传质理论和化工分离单元操作分开,独立成章,加强了传质理论的系统性介绍。课程主要包括传质过程基础、气体的吸收、蒸馏、气液传质设备、萃取、干燥、结晶和膜分离等章节,主要介绍传质过程和各分离单元的基本概念、基本原理以及典型设备的结构、选型和工艺计算。通过课程学习,使学生建立基本的工程概念,掌握化工过程分析问题和解决问题的方法,培养学生运用基础理论分析和解决化工及相关工程中遇到的实际问题的能力。

本课程是从基础理论课程向专业课程的过渡,考虑到学生首次学习工程课程,没有工程概念,对化工过程和化工设备缺乏感性认识的特点,加强了课程知识和学生可能已有的生活经验之间的衔接;考虑到知识信息全球化(国际化)的特点,增加了关键专业术语的英文标注,使学生更容易阅读专业文献和接轨国际。


授课目标

1.  掌握扎实的化学工程基础知识,主要包括蒸馏、吸收、萃取和干燥等化工单元的基本概念、分离原理、基本模型及求解方法、典型设备的结构和性能,能针对具体的化工单元建立数学模型,并根据工艺要求对单元过程进行基本的物料衡算、能量衡算和传质速率计算。

2.  能够运用所学的蒸馏、吸收、萃取和干燥等工程基础知识进行典型单元操作过程的工艺计算、推演和分析具体的化学工程和工艺问题;

3.  熟悉蒸馏、吸收、萃取和干燥单元操作典型过程的流程,并能对化工过程单元进行有效分解和正确表述

4.  能运用所学知识分析蒸馏、吸收、萃取和干燥单元操作的特性、影响因素和强化途径。

5.  学生能够利用网络资源,在中国大学MOOC上自主学习课程的基本知识,并通过查阅文献,了解典型化工单元设备的发展状况,以及对具有物理共性的单元操作的总结、归纳和对比分析,认识到不断探索和学习的必要性,培养学生自主学习和终身学习的意识。



课程大纲
绪论
课时目标:了解学习“化工传质与分离过程”这门课程的意义和课程的整体框架。通过生活和工程实例使学生了解化工传质和分离过程并建立基本概念,对化工传质分离方法的分类、传质设备进行了介绍。
“化工传质与分离过程”导学
第一章 传质过程基础
课时目标:使学生熟练掌握传质过程中混合物浓度、速度和通量的概念、表示方法和相互关系,掌握质量传递的基本方式,了解质量传递微分方程,掌握气液相中的分子传质和传质机理。
1.1传质过程概论
1.1.1基本概念
1.1.2质量传递基本方程
1.2 传质微分方程
1.3 分子传质
1.3.1气相中的分子定向扩散
1.3.2 气相中的等分子反向扩散
1.3.3 传质系数
1.4 对流传质和传质机理
第二章 气体吸收
课时目标:掌握气体吸收过程的基本术语、气液体在吸收塔中的流动传质方向和变化情况;掌握气体吸收过程的相平衡关系、吸收速率方程、和低浓度气体吸收的计算;了解高组成气体吸收、非等温吸收、多组分吸收、化学吸收和低组成气体吸收的区别和联系。
2.1 吸收概述
2.2 气体吸收过程的相平衡和应用
2.2.1相平衡关系
2.2.2气液相平衡的表示方法
2.2.3相平衡在吸收过程中的应用
2.3 气体吸收速率方程
2.3.1 气体吸收速率方程
2.3.2 总吸收系数及其与膜吸收系数间的关系
2.4 低浓度气体吸收的计算
2.4.1物料衡算与操作线方程
2.4.2吸收剂用量的计算
2.4.3填料层高度的计算
2.4.4传质单元高度和传质单元数
2.4.5传质单元数的计算方法
2.4.6 理论板层数的求法
2.5 吸收系数的确定
2.6 脱吸及其他条件下的吸收
2.6.1 脱吸
2.6.2 其他条件下的吸收
第三章 蒸馏
课时目标:掌握蒸馏的基本概念、两组分溶液的汽液相平衡关系和相平衡图、掌握精馏的原理和流程掌握两组分连续精馏计算的方法,能够进行设计型计算,并能够对精馏过程进行分析、操作和调节;了解恒沸精馏、萃取精馏的原理和流程;了解多组分精馏时流程方案的选择原则和计算方法
3.1概述
3.2 两组分溶液的汽液相平衡
3.2.1相律以及两组分物系的分类
3.2.2 汽液相平衡函数关系
3.2.3 汽液相平衡相图
3.2.4 多组分汽液相平衡
3.3 平衡蒸馏和简单蒸馏
3.3.1平衡蒸馏
3.3.2 简单蒸馏
3.4 精馏原理和流程
3.5 两组分连续精馏的计算
3.5.1理论板概念及恒摩尔流假定
3.5.2物料衡算和操作线方程
3.5.3进料热状况及进料方程
3.5.4 理论板层数的求法
3.5.5 回流比的影响及选择
3.5.6 理论板的捷算法
3.5.7 几种特殊情况下理论板层数的求法
3.5.8 板效率的计算
3.5.9 塔高和塔径的计算
3.5.10连续精馏装置的热量衡算和节能
3.5.11精馏塔的操作和调节
3.6 间歇精馏
3.6.1回流比恒定
3.6.2馏出液恒定
3.7恒沸精馏和萃取精馏
3.7.1 恒沸精馏
3.7.2 萃取精馏
3.8 多组分精馏
第四章 气液传质设备
课时目标:了解板式塔和填料塔的结构、气液接触状况、塔板结构、填料性能,掌握塔的流体力学性能和操作特性
4.1 板式塔
4.1.1结构和塔板类型
4.1.2流体力学性能与操作特性
4.2 填料塔
4.2.1特性和分类
4.2.2流体力学性能与操作特性
4.2.3附件
第五章 液-液萃取
课时目标:掌握萃取的基本术语、基本原理,以及常见的萃取流程;掌握液液萃取的相平衡关系,并能在相图上表示出萃取过程;能够用图解法完成分级接触式萃取过程的计算;了解萃取设备的基本要求、分类、结构和选择原则了解超临界萃取、回流萃取、化学萃取的特点
5.1 萃取概述
5.2 三元体系的相平衡关系
5.2.1三角形相图
5.2.2三角形相图上的液-液相平衡关系
5.2.3萃取分离效果的评价指标和萃取剂的选择
5.3 分级接触式萃取过程的计算
5.3.1 部分互溶体系的单级萃取过程图解计算
5.3.2 部分互溶体系的单级萃取的解析法计算
5.3.3 部分互溶体系的多级错流萃取过程的计算
5.3.4 部分互溶体系的多级逆流萃取过程的计算
5.3.5 完全不互溶体系的分级接触式萃取过程的计算
5.4 溶剂比及微分接触式逆流萃取计算
5.4.1 溶剂比对萃取过程的影响
5.4.2 微分接触式逆流萃取计算
5.5 其他萃取技术简介
5.5.1 超临界流体萃取
5.5.2 回流萃取和化学萃取
5.6 液-液萃取设备
第六章 固体物料的干燥
课时目标:掌握湿空气的性质及湿焓图,掌握固体物料在干燥过程过程中的平衡关系和速率关系;能够对干燥过程进行基本的物料衡算与热量衡算;了解常见的干燥设备
6.1概述
6.2 湿空气的性质及湿焓图
6.2.1 湿空气的性质
6.2.2 湿空气的温度
6.2.3 湿焓图
6.2.4 H-I图的应用
6.3干燥过程的物料衡算与热量衡算
6.3.1 物料衡算
6.3.2 热量衡算
6.4 干燥过程的平衡和速率
6.4.1 物料中的水分
6.4.2 干燥实验和干燥曲线
6.4.3 恒速干燥与降速干燥
6.4.4 干燥时间的计算
6.5 干燥设备
第七章 其他传质与分离过程
课时目标:了解结晶和膜分离的基本原理和方法。
7.1 结晶
7.1.1 概述
7.1.2 结晶-结晶方法与设备
7.2膜分离
7.2.1概述
7.2.2膜组件
7.2.3膜分离过程简介
7.2.4膜分离过程简介
展开全部
预备知识

1.      高等数学

2.      大学物理

3.      无机与分析化学

4.      有机化学

5.      物理化学


参考资料

教材

贾绍义, 柴诚敬. 化工传质与分离过程(第二版)[M]. 北京: 化学工业出版社. 2007.

主要参考书

1.        W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering (6th edition)[M]. New York: McGraw. Hill Inc., 2001.

2.        陈敏恒, 丛德滋, 方图南. 化工原理(下册)(第三版)[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.

3.         谭天恩, 窦梅. 化工原理(下册)(第四版)[M]. 北京: 化学工业出版社, 2013.

4.        大连理工大学. 化工原理(下册)(第二版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009.



中国矿业大学(北京)
5 位授课老师
张香兰

张香兰

教授

曹俊雅

曹俊雅

副教授

蔡卫滨

蔡卫滨

系副主任

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