化工工艺工程师、过程工程技术人员、制药/食品/轻工行业技术人员、化工相关专业学生。
理解化工单元操作的基本原理(动量传递、热量传递、质量传递)。
掌握流体输送、传热、精馏、吸收、干燥等典型单元的计算方法。
能够独立完成化工单元设备的选型与工艺设计。
化工原理概述:化工原理的研究内容(单元操作、传递过程、工程分析方法);化工单元操作的分类(流体流动过程、传热过程、传质过程、热质传递过程);化工原理在过程工业中的重要性;单位制与单位换算(SI单位制、工程单位制)。
流体流动基础:流体静力学基本方程(静压能、位能);流体流动的连续性方程;伯努利方程(机械能衡算);流体的流动形态(层流与湍流、雷诺数);流体在管内的速度分布;边界层理论简介。
流体输送机械:泵的分类(离心泵、往复泵、旋转泵、流体作用泵);离心泵的工作原理与结构;离心泵的性能参数(扬程、流量、功率、效率);离心泵的特性曲线;离心泵的工作点与流量调节;泵的汽蚀现象与安装高度;风机的分类与选型。
非均相物系分离:沉降分离(重力沉降、离心沉降);过滤分离(滤饼过滤、深层过滤、压滤机、离心过滤机);离心分离(旋风分离器、沉降离心机);过滤基本方程(恒压过滤、恒速过滤)。
传热基础:传热的三种基本方式(热传导、热对流、热辐射);热传导的基本定律(傅里叶定律);平壁与圆筒壁的稳态热传导计算;对流传热的机理;牛顿冷却定律;对流传热系数的经验关联式。
换热器:换热器的分类(间壁式、混合式、蓄热式);间壁式换热器的主要形式(套管式、管壳式、板式、翅片管式);换热器内流体的流动方式(并流、逆流、错流);对数平均温差(LMTD)的计算;换热器的热负荷与传热面积计算;换热器的设计与校核;换热器的强化传热途径。
蒸发:蒸发的目的与特点;蒸发的操作流程(单效蒸发、多效蒸发);蒸发设备的结构(循环型蒸发器、单程型蒸发器);蒸发过程的热量衡算;蒸发器的生产能力与生产强度;多效蒸发的流程(并流、逆流、平流)。
传质分离基础:传质的基本方式(分子扩散、对流传质);费克定律(分子扩散速率);扩散系数的影响因素;对流传质的概念;相组成的表示方法(质量分数、摩尔分数、比质量分数)。
吸收:吸收的目的(气体净化、回收有用组分);吸收过程的相平衡关系(亨利定律);吸收过程的传质速率(双膜理论);吸收塔的物料衡算与操作线方程;吸收剂用量与液气比;填料塔的塔径与填料层高度计算;解吸过程。
精馏:精馏的基本原理(多次部分汽化与多次部分冷凝);双组分连续精馏塔的物料衡算与操作线方程;理论塔板数的计算(逐板计算法、图解法);回流比的影响与选择(最小回流比、适宜回流比);塔板效率与实际塔板数;间歇精馏;特殊精馏(恒沸精馏、萃取精馏)。
干燥:干燥的目的(除去湿分);湿空气的性质(湿度、相对湿度、湿比热、湿比容、焓);湿空气的H-I图及其应用;物料中水分的性质(平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分);干燥过程的物料衡算与热量衡算;干燥速率与干燥曲线;干燥设备(厢式干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器)。
综合实战项目:典型化工单元操作的设计计算(如某工艺流体输送系统的泵选型与管路设计、某物料的换热器选型与传热面积计算、某混合物的精馏塔理论板数计算),包含工艺条件分析、计算方法选择、设计结果评价。