【为什么学】我们生活工作中遇到大量的物品比如果汁、奶粉、酒精等等都来自于工业化生产,在产品的生产过程中,从原料到成品往往需要几个甚至几十个加工过程,产品的多样性也决定了生产工艺的多样性,其中除了反应过程外,还有大量的物理加工过程,如流体输送、粉碎、过滤、离心、加热、冷却、吸附、脱气、蒸馏、干燥等。反应过程运用学过的无机、有机等化学方面的知识即可分析解决;产品不同,工艺路线及加工过程不同,这些大量的物理加工过程则需要我们透过现象去了解背后的共性的基本原理,然后优化产品的工艺路线指导工业化生产。这些物理加工过程背后的基本原理就组成了《化工原理》课程的主要内容,因此本门课程是由自然科学向工程专业领域转变的一门技术基础课,迫切需要大家深入学习。
【学什么】《化工原理》课程的主要任务就是研究和介绍化工生产过程中的物理过程及其设备的共性原理。主要包括物料衡算,能量衡算,过程速率和平衡关系的原则与方法,设备的工艺尺寸确定和过程参数变化规律,过程和设备的运行与强化机理,设备的主要结构及选用方法,过程及设备的实验研究方法。课程介绍的主要化工单元操作有:流体输送、沉降、过滤、传热、蒸发、吸收、蒸馏、干燥等方面的内容。开设本课程的目的主要是培养学生的工程观念,使学生掌握化工单元操作的基本理论,培养化工技术人才必须具备的实验技能和设计能力。要求学生在牢固掌握本课程基本知识、基础理论的前提下,具有比较、选用和计算过程及设备的基本能力,着重培养以下几种能力:(1)单元操作和设备选择的能力;(2)操作和调节生产过程的能力;(3)工程设计的能力;(4)过程开发或科学研究能力。
【如何学习】化工过程具有显著的工程性,要求学生掌握并运用工程的研究方法去分析解决实际问题。常用的研究方法有试验研究方法(经验法)和数学模型方法(半理论半经验法)。因此,这门课程学习需要做到以下3点。
(1)重视理论学习。借助动画和虚拟仿真等技术深入理解、掌握主要单元操作的基本原理与通用分析方法,这是学好《化工原理》课程的重要基础。
(2)重视实践训练。学会根据不同的生产要求完成设备选型与安装调试,以及在缺乏数据情况下开展实验研究与工艺优化,培养工程意识与实践操作能力。
(3)重视创新训练。理论联系实际,学会运用基本原理、选用合适的研究方法分析解决化工生产中的各种实际问题,培养独立思考与创新意识。
通过本课程学习,应达到下列目标:
(1)掌握研究工业生产中各种单元操作的基本原理和计算方法;
(2)了解主要单元操作典型设备的结构及其工作原理,能根据生产工艺要求和物系特性进行正确的设备操作,具备分析和解决设备操作中出现问题的基本能力;
(3)掌握化工原理的基本研究方法,具有通过查资料、实验测取等手段研究分析单元设备的能力;
(4)掌握典型单元设备的设计方法与设备选择,培养创新意识;
(5)具有综合所学知识对单元操作进行合适的选择、设置,组织生产工艺过程的能力;
(6)了解优化生产过程和提高设备效能的基本方法,具备过程与设备优化的初步能力;
(7)培养工业生产的职业道德和基本操守,理解技术伦理和个人价值取向。
即在掌握基本理论的前提下,具有比较、选用、设计和优化过程及设备的基本能力。
高等数学、大学物理、物理化学等
1. 参考资料
(1) 《化工原理》,柴诚敬、贾绍义主编,高等教育出版社,2022年第4版.
(2) 《化工原理》,陈敏恒、丛德滋,方图南等主编,化学工业出版社,2020年第5版.
(3) 《化工原理》,王志魁主编,化学工业出版社,2018年第5版.
(4) 《食品工程原理》,李云飞、葛克山主编,中国农业大学出版社,2014年第3版;
(5) 《食品工程原理》,冯骉主编,中国轻工业出版社,2013年第2版;
(6) 《化工原理教学指导与内容精要》,陈敏恒、潘鹤林、齐鸣斋编著,化学工业出版社,2017年.
(7) 《化工原理教学指导》,黄婕主编,化学工业出版社,2015年.
(8) 《食品工程原理复习指南暨习题解析》,葛克山、郭慧媛编著,中国农业大学出版社,2013年.
2.网络资源(网络公开课)
(1)北京化工大学:https://www.icourse163.org/course/BUCT-1002093003
(2)大连理工大学https://www.icourse163.org/course/DLUT-1002201005
(3)天津大学:https://www.icourse163.org/course/TJU-1002578001
(4)南京工业大学:https://www.icourse163.org/course/NJTECH-1001753293
(5)南京理工大学:https://www.icourse163.org/course/NJUST-1002282001
(6)江苏师范大学:https://www.icourse163.org/course/XZNU-1001753207