《化學(xué)工程實驗》教學(xué)大綱

《化學(xué)工程實驗》教學(xué)大綱課程編號：11220031英文名稱：ChemicalEngineeringExperiment學(xué)分：1.5學(xué)時：總學(xué)時48學(xué)時，其中理論0學(xué)時，實踐48學(xué)時先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工程基礎(chǔ)課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對象：高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：化學(xué)化工學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)化學(xué)工程實驗密切聯(lián)系化工生產(chǎn)實際，是化工類專業(yè)核心課之一，是化學(xué)工程基礎(chǔ)的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)?；瘜W(xué)工程實驗不同于基礎(chǔ)課實驗，具有典型的工程實踐特點，其實驗設(shè)備、工藝流程、操作條件和參數(shù)變量，都接近于工業(yè)生產(chǎn)實際。研究問題的方法是用工程的觀點去分析、觀察和處理數(shù)據(jù)。通過實驗研究，對實際化工過程的模擬和合理簡化加深理解，從而能夠歸納和概括出經(jīng)驗方程以及繪制出相關(guān)曲線關(guān)系，了解研究復(fù)雜問題的思路和解決復(fù)雜問題的途徑，旨在提高化工綜合能力。通過化學(xué)工程實驗的學(xué)習(xí)，其基本目標(biāo)是課程目標(biāo)1:了解和理解一些比較典型的已被廣泛應(yīng)用的化工過程與設(shè)備的原理和操作，鞏固和加深對化工原理課程中基本理論知識的理解。課程目標(biāo)2:進(jìn)行化工實驗基本技能的訓(xùn)練，學(xué)習(xí)化工實驗的基本方法和實驗技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識組織工程實驗的能力及分析問題、解決工程問題的能力；在實驗中學(xué)會一些操作技能，能清楚地、正確地表達(dá)實驗結(jié)果、進(jìn)行技術(shù)交流的能力。課程目標(biāo)3:培養(yǎng)科學(xué)的思維方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)，提高自身素質(zhì)水平，開拓思路，掌握新的實驗技術(shù)和方法，增強(qiáng)創(chuàng)新意識。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點1-3.能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析專業(yè)工程問題；課程目標(biāo)1M指標(biāo)點7-2.能夠站在環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的角度思考專業(yè)工程實踐的可持續(xù)性，評價產(chǎn)品周期中可能對人類和環(huán)境造成的損害和隱患。課程目標(biāo)2M指標(biāo)點11-2.了解工程及產(chǎn)品全周期、全流程的成本構(gòu)成，理解其中涉及的工程管理與經(jīng)濟(jì)決策問題；課程目標(biāo)3H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配各實驗項目的學(xué)時分配如下，在必修38學(xué)時基礎(chǔ)上再選10學(xué)時，共計48學(xué)時進(jìn)行教學(xué)序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1實驗一流體流動阻力測定實驗教學(xué)內(nèi)容:1、流體流過直管或管件時，產(chǎn)生的阻力表現(xiàn)為管段兩端的壓力降。通過測量壓力降可計算出管件和閥門的阻力系數(shù)，確定直管摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re的關(guān)系；2、測定流體流過管件時的局部阻力；測定局部阻力系數(shù)ζ；3、學(xué)會壓差計、流量計的使用方法以及識別管路中各個管件、閥門的作用?；疽?掌握測定摩擦系數(shù)λ和局部阻力系數(shù)ζ的方法；并學(xué)會壓差計、流量計的使用方法以及識別管路中各個管件、閥門的作用。4、必修3驗證課程目標(biāo)1、2、32實驗二列管換熱器傳熱系數(shù)測定實驗教學(xué)內(nèi)容:測定傳熱系數(shù)，并分析影響的因素。體現(xiàn)主要熱阻側(cè)流體流速的改變對總傳熱速率的影響。基本要求:1、了解換熱的結(jié)構(gòu)，掌握換熱器的操作方法；2、掌握冷熱流體通過間壁換熱時給熱系數(shù)的測定方法，了解對流傳熱的基本規(guī)律；4、必修4驗證課程目標(biāo)1、2、33實驗三填料塔吸收實驗教學(xué)內(nèi)容:1、測定水吸收純二氧化碳的液側(cè)傳質(zhì)膜系數(shù)、體積吸收系數(shù)；2、掌握液相傳質(zhì)單元高度的概念，通過對吸收過程氣體濃度的變化、氣液傳質(zhì)面積的計算、傳質(zhì)速率計算，最終計算氣相傳質(zhì)系數(shù)；基本要求:1、了解填料吸收塔的構(gòu)造；2、熟悉填料吸收塔的操作，掌握填料塔的吸收總系數(shù)的測定方法；3、了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響。4、選修5驗證課程目標(biāo)1、2、34實實驗四精餾實驗教學(xué)內(nèi)容:1、以乙醇-水恒沸物體系，選取篩板塔進(jìn)行精餾分離，通過不同條件的精餾，測定分離效果；2、根據(jù)塔頂及塔釜組成xD、xW,在x-y圖上用圖解法求取全回流時的理論板數(shù)NT和全塔效率ET；3、作圖法求出部分回流時的最小回流比?；疽?1、了解篩板精餾塔的結(jié)構(gòu)及精餾流程；2、熟悉篩板精餾塔的操作方法；3、測定板式精餾塔全塔效率、部分回流時最小回流比。4、必修5綜合課程目標(biāo)1、2、35實驗五流化床干燥實驗教學(xué)內(nèi)容:1、常壓流化床干燥器的基本流程和干燥基本原理；2、采用固體流態(tài)化方式將熱量傳給含水物料(硅膠)，使其中的水分蒸發(fā)分離的操作，測定干燥曲線即x～τ關(guān)系曲線和干燥速度曲線；3、測定在恒定干燥條件（即熱空氣溫度、濕度、流速不變）下的濕物料干燥速率曲線；基本要求:1、了解常壓流化床干燥器的基本流程和工作原理；2、掌握測定干燥速度曲線的方法；3、了解影響干燥速度曲線的因素。4、必修5綜合課程目標(biāo)1、2、36實驗六膜分離實驗教學(xué)內(nèi)容:采用聚乙二醇水溶液，以壓力差為推動力進(jìn)行超濾膜分離，截留住直徑大于孔徑的溶質(zhì)，從而達(dá)到分離溶質(zhì)的目的?；疽?1、了解和熟悉超濾膜分離的主要工藝參數(shù)；2、了解液相膜分離技術(shù)的特點；3、培養(yǎng)并掌握超濾膜分離的實驗操作技能。4、選修5綜合課程目標(biāo)1、2、37實驗七單釜與三釜串聯(lián)返混性能測定實驗教學(xué)內(nèi)容:單個釜在全混合狀態(tài)下的連續(xù)流動和將其分解成三個全混釜串聯(lián)連續(xù)流動進(jìn)行比較。計算機(jī)在線檢測各出口處的示蹤響應(yīng)信號，處理數(shù)據(jù)，得出停留時間分布曲線等結(jié)果。基本要求:1、掌握停留時間分布的測定方法；2、了解停留時間分布與多釜串聯(lián)模型的關(guān)系；3、了解模型參數(shù)n的物理意義及計算方法。4、選修5綜合課程目標(biāo)1、2、38實驗八乙苯脫氫制苯乙烯實驗教學(xué)內(nèi)容:作出反應(yīng)溫度對乙苯脫氫制苯乙烯的轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率的影響曲線，建立氣固相反應(yīng)動力學(xué)方程?；疽?1、了解以乙苯為原料，氧化鐵系為催化劑，在固定床單管反應(yīng)器中制備苯乙烯的過程；2、學(xué)會穩(wěn)定工藝操作條件的方法。4、選修5綜合課程目標(biāo)1、2、39實驗九反應(yīng)精餾法制乙酸乙酯實驗教學(xué)內(nèi)容:進(jìn)行全塔物料衡算和塔操作的過程分析?；疽?1、了解反應(yīng)精餾與普通精餾的區(qū)別；2、了解反應(yīng)精餾是一個既服從質(zhì)量作用定律又服從相平衡規(guī)律的復(fù)雜過程；3、掌握反應(yīng)精餾的實驗操作。4、必修5綜合課程目標(biāo)1、2、310實驗十萃取精餾實驗教學(xué)內(nèi)容:自己設(shè)計，采用添加萃取劑的方法，將乙酸乙酯粗產(chǎn)品進(jìn)行精密精餾，制取高純度的乙酸乙酯?；疽?1、熟悉萃取精餾塔的構(gòu)造，掌握萃取精餾操作方法；2、通過實驗加深對萃取精餾的理解；3、比較普通精餾和萃取精餾的區(qū)別。4、選修10設(shè)計課程目標(biāo)1、2、311仿真設(shè)計練習(xí)教學(xué)內(nèi)容:生產(chǎn)裝置工藝過程（硝基苯加氫制苯胺）仿真模擬基本要求:1、掌握典型工段系統(tǒng)的工藝流程，反應(yīng)原理，工藝參數(shù)制定、調(diào)節(jié)方法及控制方案制定等理論知識；2、掌握該系統(tǒng)工況的冷態(tài)開車，正常工況的維護(hù)，正常停車操作及典型事故的判斷處理；掌握熱態(tài)開車，緊急停車等操作，從而掌握基本的化工過程操作技能；3、了解整個工藝過程的操作和統(tǒng)籌管理能力。4、必修16綜合課程目標(biāo)1、2、3合計48注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法集中進(jìn)行實驗理論講授，2-5人分小組實驗操作。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求學(xué)業(yè)評價和課程考核采用預(yù)習(xí)報告、操作能力及實驗報告分析綜合考核，成績合格者計入學(xué)分。分配比例為：預(yù)習(xí)報告20%、操作能力20%，實驗報告分析60%，總成績按百分制計。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1預(yù)習(xí)報告2000202操作能力01010203實驗報告分析20202060課程目標(biāo)對應(yīng)分值403030100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)（1）預(yù)習(xí)報告要求：利用講義、文獻(xiàn)撰寫實驗預(yù)習(xí)報告，并設(shè)計實驗，根據(jù)完成情況與質(zhì)量進(jìn)行評價，采用百分制計分，總分100分。具體評價標(biāo)準(zhǔn)：完成情況：每缺一次扣10分、存在抄襲問題一次扣10分。（2）實驗操作要求：根據(jù)課堂實驗操作的正確性、規(guī)范性和熟練程度等情況進(jìn)行評分，采用百分制計分，總分100分。具體評價標(biāo)準(zhǔn)：實驗操作情況：每錯誤一次扣5分、無故產(chǎn)生事故一次扣20分。2.實驗報告考核與評價標(biāo)準(zhǔn)要求：根據(jù)實驗教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容以及實驗過程正確規(guī)范地撰寫實驗報告，實驗報告格式規(guī)范、書寫認(rèn)真、數(shù)據(jù)處理詳細(xì)、正確、完整等考核。采用百分制計分，總分100分。六、教材與