《化工原理》教学经验点滴

《化工原理》教学经验点滴

宝应职业高级中学09化工班昌永进

一 “开头”

一个讲演者能否抓住听众，开头的几句话十分关键。一个教师的讲课是否对学生有吸引力，开场白也非常重要。本节论及的是《化工课程》各章的开头。

现以第一章流体的流动与输送为例进行阐述。流体流动问题是化工厂里最常遇到的一个问题，也是化学工程里最基本的问题。化工生产中所处理的物料以流体（液体和气体）占大多数，流体的输送是在管路里进行的，因此流体输送管路在化工生产中起着极重要的作用，就如人体里的血脉一样。输送管路是由管子、阀门、输送机械（泵、风机等）、流量计等部分组成，四通八大于各处。所以对于这种用量巨大的输送管路和输送设备，如能做到正确设计、布置和选用，就会为国家节约大量的物资、能源，显著地提高经济效益和社会效益。

这一章学习的主要目的是研究流体的有关规律及应用这些规律去解决流体输送问题。 流体输送究竟包括那些内容，可通过下面这个实例---银川氮肥厂脱硫工段了解个梗概。

半水煤气中的硫化氢在脱硫塔中与氨水逆流接触后，被除去。 脱硫原理：

NH4OH?H2S??NH4HS?H2O?Q

由上图可知主要任务有二：

一、选（选合适流速，确定管径，选泵，风机；选合适的阀门及测量仪表）

二、研（为了选的恰当，就得研究流体的性质，流动形态及条件，研究流体静止时，流动时的有关规律。）

为了研究以上问题，首先必须掌握以下基本概念。这样逐步展开了本章的内容。

再如第三章吸收，在ξ1概述中讲解了吸收的应用，原理，类型，目的后，在讲解吸收要解决的问题时，教师在黑板上画了一个吸收塔的示意图。

1

合成氨原料气经变换炉变换后，（CO+H2O

汽

=CO2+H2）变换气中含有大量的二氧化碳（约30%左

右），它将结合成触媒造成危害，必须将其除去。本处介绍加压水洗流程。用12—30[工业大气压]的水，经塔顶喷淋而下与从塔底进入的变换气逆流接触，使二氧化碳被水吸收，这是一个物理吸收过程，净化后的气体由塔顶排除，其中二氧化碳残余量在2%以下，吸收二氧化碳后的水由水洗塔底部引出。

由上图，我们需要解决这样几个问题：

一、气、液相组成是如何表示的？吸收的极限是什么？气液平衡关系如何表示？ 二、吸收速率方程如何表达?怎样强化吸收？ 三、液气比是多少才能满足要求？ 四、吸收塔径的计算。 五、吸收塔高的计算。

现在，我们就上述问题为序，一一研究。

再如，讲到第七章合成氨工业，介绍完氨在国民经济中的作用后，教师向学生讲授一般的工艺过程及设备的研究目的。

对任何工艺过程研究目的有四：一、研究反应原理；二、提高产物的平衡浓度：三、缩短到达到平衡的时间；四、综合二、三找出最佳工艺条件。

研究设备：满足最佳工艺条件的前提下，要求主设备容积最小，辅助设备个数最少，便于自动化控制。

研究以上问题的工具是：质量守衡，能量守衡，动力学方程、热力学关系及平衡关系。 “良好的开端是成功的一半”。如果每个章节能有一个好的开头。那么，它便把该章节的各种知识有机地串联到一块，犹如用一根线串起一堆零乱的珠子，使该章节给学生的知识不是零乱无关,而是一个有机的整体。使学生学习后面的知识时，做到胸有成竹。多年的教学经验证明，这种方法较有成效，笔者介绍出来，与同行探讨以改进教学。

二、“章 末”

2

许多初学化工的学生，学习《化工原理》时，往往被众多的概念、公式弄昏了头，分不清主次，不晓得哪个该记，哪个不该记，更不了解各个公式、概念间的内在联系。因而公式记混、用错的事时有发生。为纠正这种情况，笔者经过学习、研究、每讲完一章。便给学生总结一次，在黑板上用不同颜色粉笔加以说明，最后对总结用几个字高度概括一下。实践证明：学生是很乐意接受的，而且记的牢、用的活。因限于篇幅，我只以第二章传热过程为例加以说明。

该章最重要的方程是传热基本方程：q?KA?tm，因工业上的换热方法有三种，直接换热，

间壁换热，蓄热换热。而间壁换热是工业生产中应用最广泛的一种主要换热方法。间壁换热，热量传递有二种基本方式，传导传热；对流传热。笔者把传热基本方程拿出来进行解剖，分别进行纵向、横向的剖析。从纵向讲，如果热量传递方式是传导传热，那么传热基本方程就可以写成热传导基本方程----傅立叶定律（

dQdt），如果热量传递方式是对流传热，则可用对流传热热???Ad?d?方程---牛顿冷却定律[q??A(T?tw)]表示；如果热量传递方式是辐射传热，则可用辐射传热速

率方程表示；如果是500℃以下的间壁换热过程，则根据连续（生产）稳定（传热）的前提，依据能量守恒定律，而得出传热速率等于给热速率。即：q热基本方程q传

=q导=q

给 。(忽略热损失)从横向讲：传

?KA?tm中的每一项摆出来剖析。如传热速率q，根据稳定传热的前提，依据能量

守恒定律可得出

q传=q导=q

给，即传热速率等于热流体的放热速率，也等冷流体的吸热速率。

传热系数K，可以用传热基本方程去计算（查定），也可以进行理论计算。平均温度差?tm，则分情况计算。传热面积A可用传热基本方程计算，或到已有的换热器上去测量。

3

4