工程原理

第一篇：工程原理

（三）课程任务

通过本课程设计使学生在以下几个方面得到锻炼：

1、掌握食品工程或设备设计的程序和方法；

2、查阅资料、选用公式和搜集数据的能力；

3、独立开展食品工程或设备设计、计算及选用能力；

4、用文字和图表清晰、准确表达自己的设备思想的能力；

5、树立既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性，并注意操作时的劳动条件和环境保护的设计思想，并在这一设计思想的指导下，分析和解决实际生产问题的能力

2、设计说明书必须规范。设计说明书的框架：

（1）封面（2）设计任务书（3）目录（4）正文（5）参考文献

3、设计内容要完整、系统，且表达要科学、合理、规范，特别是工艺流程图、装配图

等的表达必须符合国家有关工程和机械制图标准的规定。

《食品工程原理》课程设计任务书5

一、设计题目

魔芋片流化干燥系统设计

二、设计任务

设计一套热风循环利用的三段式魔芋片流化干燥装置。

三、设计条件

每天（一班，8h）干燥鲜魔芋5吨，鲜魔芋含水量为86%，魔芋片含水量为14%；热内炉提供的热风温度为140℃；第一段设置温度130℃，时间5min； 第二段设置温度110℃，时间25min； 第三段设置温度90℃，时间15min；热损失为10%；魔芋湿片厚度为2mm，面积最大为15cm2，密度为1.35kg/m3。常压干燥。

四、设计要求

1、设计出整个系统的工艺流程，并进行说明和论证；

2、通过工艺计算（物料衡算、能量衡量）进行设备选型或设计，并做出必要说明（设备的主要性能参数及要求）；

3、绘制方案流程图、物料流程图和带控制点的工艺流程图；

4、对设计进行自我评价和讨论；

5、撰写设计说明书（封面、目录、概述、正文、参考文献）。

第二篇：制药工程原理

物料衡算：是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。

热量衡算：是能量衡算的一种形式，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。

过程速率：是指物理或化学变化过程在单位时间内的变化率。

密度：单位体积的流体所具有的质量。

压力：流体垂直作用于单位面积上的力。

流量：流体在单位时间内流过管道任意一截面的流体量称为流量。

流速：单位时间内流体在流动方向所流过的距离。

直管阻力：流体经流直管时，由于流体的内摩擦而产生的阻力。

局部阻力：流体流经管路中管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等引起的阻力。

Re≤2000时，流动类型属于滞流，Re≥4000时，属于湍流，Re在2000-4000为过渡流。

滞流时平均流速为管中心的最大流速的0.5，湍流时的平均流速约为管中心的最大流速的0.8.层流底层：边界层内近壁面出一层薄膜，无论边界层的流型为层流或湍流，骑流动类型均为层流。

伯努利方程的物理意义：①理想流体在管道内作稳定流动时，在任一截面上总能量为一常

②能量在不同形式间可以相互转化，当某一形式能量数值，因条件

而发生变化时，相应地引起其他能量数值变化。

泵：用于液体提供能量的运输设备。

风机和压缩机：用于气体提供能量的运输设备。

离心泵的工作原理：泵的主要部件有叶轮、泵壳、泵轴、排出口和吸入口。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内,并紧固于泵轴上.泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,侧旁的排出口与排出管路相连接.泵轴用电机或其他动力装置带动.启动前,先将泵壳内灌满被输送液体,启动后,泵轴带动叶轮一起旋转,充满叶片之间的液体也随着转动,在离心力的作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外围,以很高流速(15-25m/s)流入泵壳,在壳内减速,经过能量转换,达到较高的压力,从泵的排出口通过管路,输送至所需的场所。

气缚：由于空气密度很小,所产生的离心力也很小,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽启动离心泵,但不能输送液体,此种现象称为气缚。

气蚀现象：离心泵运行时，泵内从吸入口到排出口的压力是变化的，等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力，就忽悠蒸汽从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体混合物小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时，旗袍迅速破裂或凝结，体积邹然缩小，周围液体以高速冲向气泡中心，撞击叶轮，空气中的氧气对叶轮也有腐蚀作用，金属表面逐渐因疲劳而破坏。这种现象叫做气蚀现象。

离心泵的主要性能参数：流量、压头、效率、轴功能。

离心泵的特性曲线：①H-Q曲线，表示泵的压头与流量的关系。②N-Q曲线，表示泵的轴功率与流量的关系。③η-Q曲线，表示泵的效率与流量的关系。

离心泵的工作点：管路的特性曲线和泵的特性曲线的交点。

并联适用于低阻管路，串连适用于高阻管路。

离心通风机的工作原理与离心泵完全相同。

离心通风机的主要性能参数有风量、风压、轴功率与效率。

重力沉降的基本原理：一种使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程。它是依靠地球引力场的作用，利用颗粒与流体的密度差异，使之发生相对运动而沉降，即重力沉降。重力沉降是从气流中分离出尘粒的最简单方法。只有颗粒较大，气速较小时，重力沉降的作用才较明显。

悬浮在介质中的分散体系质点要受到重力和浮力的作用，其所受的净力为：

F＝V(ρ-ρ0)g式中V为单个质点的体积；ρ和ρ0分别为质点与介质的密度;g为重力加速度。若ρ＞ρ0,则质点下沉；反之则上浮。因此,只要质点与介质的密度不等,质点在引力场作用下就要朝一个方向浓集，或沉于容器的底部或浮于介质的上层。但另一方面,由于质点的浓集,体系出现浓差，因而产生扩散作用。扩散与沉降是两个相对抗的过程。沉降使质点沿着沉降方向浓集；扩散则相反，使质点在介质中均匀分布。质点小时,扩散起主要作用,因而分散体系在动力学上是稳定的。质点大时,沉降起主要作用,质点在重力场中沉降，体系不稳定，粗分散体系即属于这种情况。在中间状态,沉降与扩散成平衡,质点在介质中浓度随着高度不同有一平衡分布。

沉降：是依靠某种力的作用，利用流体与颗粒间的密度差，使质检发生相对运动而分离的过程。

重力沉降：由地球引力作用而发生的颗粒沉降。离心分离:利用惯性离心力来分离液态非均相混合物的机械，常用来从悬浮液分离固体颗粒和纤维状物质，也可用来从乳浊液中分离出重液和轻液。

离心机的主要类型：①三足式离心机②卧式刮刀卸料离心机③活塞推料离心机④管事高速离心机⑤碟片式离心机。

搅拌器的作用原理：搅拌器又电机或直接通过减速装置传动，讲机械能施加于液体，促使液体作旋转运动，其作用原理与泵的叶轮相同，即向液体提供能量。

搅拌器的强化措施：①提高搅拌器转速②抑制抑制搅拌槽内的“打旋”现象，在搅拌槽内安装挡板，破坏循环回路的对称性③控制回流液体的速度和方向。

放大：在刚才上江中型试验所取得的最佳操作条件及搅拌器的工艺参数，经过适当的计算处理，从而获得为涉及工业生产规模所需的搅拌装置的操作条件和数据，这一过程称为放大。工业上的传热过程：①直接接触式传热②间壁式传热③蓄热式传热。

热流量:即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量。

热流密度：即单位传热面积的热流量。

稳定传热：传热系统中各点温度仅随位置变，而不随时间变的传热过程。

热传导：起因与物体内部分子微观运动的一种传热方式。

热传导基本原理：固体内部的热传导是由于相邻的分子在碰撞时传递振动能的结果，气体是由于连续而不规则的分子运动，热传导也可因物体内部自由电子的转移而发生。

对流传热：是指流体与固体壁面间的热量传递过程，即由流体讲热量传递给壁面，或有壁面讲热量传递给流体的过程。

对流传热的原理：对流传热过程中的机理和热流量许多因素相关，主要依靠流体的质点移动和混合来进行热量传递。

牛顿冷却定律：即单位时间内以对流方式传递的热量与传热面积和温度差正比。

影响对流传热的因素：①流体的种类②流体的相态③流体的性质④流体的流动状态⑤流体的对流状况⑥传热面的形状、大小和位置。

辐射：物体以电磁波方式传递能量的过程。

热辐射：由于热的原因以电磁波的形式向外发射并进行传播能量的过程。

换热器选型原则：①满足生产工艺要求，不论是设计或选型都要必须符合工艺要求。②换热效率要高，以保证有较大的传热系数。③结构简单，使用可靠。④安装、检修、清洗方便。⑤经济性。

单效蒸发：是蒸发时二次蒸汽移除后不再利用，只是单台设备的蒸发。对于单效蒸发，在给定生产任务和确定了操作条件后，通常需要计算水分蒸发量、加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。

多效蒸发：将一个蒸发器蒸发出来的蒸汽引入下一蒸发器，利用其凝结放出的热加热蒸发器中的水，两个或多于两个串联以充分利用热能的蒸发系统。

蒸发的原理：蒸发过程是浓缩溶液的过程，通过蒸发使溶剂与溶质分离开来，因此，蒸发也是挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的单元操作。

蒸发器的辅助设备主要由除沫器和冷凝器。

真空蒸发：使溶液在减压下蒸发的过程。

多效蒸发的流程：第一效加入加热蒸汽，从第一效产生的二次蒸汽作为第二效的加热蒸汽，而第二效的加热时却相当于第一效的冷凝器，从第二效产生的二次蒸汽又作为第三效的加热蒸汽，如此串连多个蒸发器，就组成了多效蒸发。最后一效的二次蒸汽进入冷凝器，用睡冷却冷凝成水而移除。

蒸发过程的节能措施：①多效蒸发②回收冷凝水的热量③额外蒸汽④热泵蒸发。挥发度 ：表示某种纯粹物质(液体或固体)在一定温度下蒸气压的大小。

相对挥发度：习惯上将溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比。蒸馏原理：利用液体混合物部分气化时，其中各种组分挥发度差异，使其加以分离的单元操作。

简单蒸馏为间歇操作过程。平衡蒸馏是连续蒸馏过程。

精馏原理：精馏的实质就是利用多次部分气化和多次部分冷凝，以分离液体混合物的操作过程。

恒摩尔流的满足条件：①各组分的摩尔气化热相等②气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略。③保温良好，塔的热损失可以忽略不计。

适宜回流比的选择：全程回流和最小回流比都不能再生产商采用，仅是最大值和最小值。实际采用的回流比应介于两者之间。适宜回流比应通过经济衡算来决定，即操作费用和设备费用之和为最低时的回流比。

理论版：是指离开该塔板的气液两相达到平衡状态的塔板。

塔板的结构：塔板，气体通道—塞孔、溢流堰和降液管等。

填料塔的结构：为一圆形筒体，桶内分层安防一定高度的填料层。

湿基含水量：以湿物料为计算基准，即湿物料中水分的质量分数。

干基含水量：以绝干物料为计算基准，即湿物料中水分的质量与绝干物料的质量之比。

无聊中所含水分：结合水，非结合水，平衡水分，自由水分。

干燥器分类：厢式干燥器、带式干燥器、真空耙式干燥器、转筒式干燥器、喷雾干燥器、沸腾干燥器、气流干燥器、冷冻干燥器、红外干燥器、微波干燥器。

粉碎：是记住机械力将大块固体药物制成适宜程度的碎块或细粉的操作过程。

粉碎度：又称粉碎比，是药物在粉碎前的粒径与粉碎后的粒径之比，它是检查粉碎操作效果的一个重要指标。

粉碎机理：药物被粉碎时，收到外加的作用力，其内部相应产生应力，当内应力超过药物本身的分子间力时即可引起药物的破碎，使药物的表面积增大，从而使机械能转化为表面能。

粉碎方法：①循环粉碎和开路粉碎。适用于粗碎或为进一步细碎做准备的粉碎。②干法粉碎和湿法粉碎。适用有刺激性、毒性。③单独粉碎和混合粉碎。④低温粉碎。多用于熔点低，常温下有热可塑性保留挥发性有效成分的药物。

提取原理：浸润阶段，溶解阶段，扩散阶段，置换阶段。

固液提取工艺流程：单管单级浸渍提取，索氏提取，温浸法。热回流法，单级循环提取，单罐错流提取，加压提取，半连逆流续提取，连续逆流提取，连续混流提取。

板式塔和填料塔的比较

(1)填料塔操作范围小,当液体负荷过大时,容易产生液泛;当液体负荷较小时,填料表面不能很好地润湿.设计良好的板式塔,则具有较大操作范围.(2)填料塔不易处理易聚合或含有固体悬浮物的物料,由于填料易被堵塞,切不易清洗,宜采用板式塔.(3)气液传质过程中,需要移去反应热和溶解热,因板式塔易于在塔板上安装冷却盘管,易用板式塔.同样,当有侧线出料时,填料塔不如板式塔方便.(4)处理量小,或所需的塔径不大时,应选用结构简单,造价低廉的填料塔.(5)对热敏性物系,宜采用填料塔.因填料塔内的滞液量较板式塔少,物料在塔内的停留时间短.(6)对易起泡物系,填料塔更适合,因填料对泡沫有限制和破碎作用

(7)对腐蚀性物系,因填料便于耐腐蚀材料制作,故多采用填料塔

(8)填料塔压力降较板式塔小,因而对真空操作更适宜。

恒沸精馏流程图：在恒沸精馏塔I中部加入接近恒沸组成的乙醇-水溶液,塔顶加入苯.精馏时,沸点最低的三组分恒沸物由塔顶蒸出,经冷凝并冷却至较低的温度后在分层器分成为:上层苯相,下层水相.其中苯相回流入I塔作回流,苯作为挟带剂循环使用.I塔釜残液为高纯度乙醇.分层器中的水相进入塔II以回收其中的苯.II塔塔顶所得的恒沸物并入分层器中,塔II釜残液为稀乙醇,可用普通精馏塔III回收其中的乙醇.III塔釜残液几乎是纯水,在操作中苯是循环使用的,但因有损耗,故隔一段时间后需补充一定量的苯。

萃取精馏流程:原液加入萃取精馏塔的中部,添加剂酚在靠近塔顶处加入,以使塔内各板的液相中均保持一定比例的酚,沸点最低异辛烷由塔顶蒸出,在酚加入口以上设置少数的塔板以捕获少量被气化的酚,避免从塔顶逸出,塔顶这些少数塔板为酚的吸收.因萃取剂的挥发性一般很小,吸收段仅一,二块板即可。

萃取精馏与恒沸精馏的比较

(1)恒沸精馏添加剂必须与被分离组分形成恒沸物,而萃取精馏无此限制,故萃取精馏添加剂选择范围广泛

(2)恒沸精馏添加剂被气化由塔顶蒸出,此项气化热消耗较大,尤其是当馏出液比例较大时,其经济性不及萃取精馏

(3)由于萃取剂不断由塔顶加入,故萃取经理不宜用于间歇操作,而恒沸精馏从大规模连续性生产至小型间歇精馏均能方便地操作。

第三篇：工程结构设计原理

荷载设计值和标准值有什么关系？

答案：荷载的设计值等于荷载的标准值乘荷载分项系数。这在荷载规范中已有明确规定，永久荷载的分项系数为1.2或1.35；可变荷载为1.4或1.3。所以设计值会比标准值要大

材料强度设计值与材料强度标准值有什么关系？

材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘材料强度的分项系数。在现行各结构设计规范中虽没有给出材料强度的分项系数，而是直接给出了材料强度的设计值，但你如果仔细研究是不难发现标准值和设计值之间的系数关系的。材料强度的分项系数一般都小于1。各种分项系数在某种意义上可以理解为是一种安全系数。材料分项系数：是一个大于1.0的系数，考虑材料强度低于标准值的可能性。

例如，钢筋在受到外力作用下会产生变形，变形过程分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。在屈服阶段之前，如果卸去外力，还可以恢复到以前状态（物理变化），标准值说的就是下屈服值（例：HRB335钢筋屈服点为335Mpa。抗拉强度为最大力强度，即为455Mpa.）一般设计时都采用屈服强度为设计值，所以设计值远远小于抗拉强度，就是考虑到钢筋在收到外力作用下的变形，（即：在达到屈服强度还可以回复原来状态）。

1、作用及作用效应

(1)作 用：引起结构内力和变形的一切原因。

直接作用：直接以力的不同集结形式作用于结构，也称为荷载；

间接作用：不是直接以力出现，但是对结构产生内力。

(2)作用效应：作用在结构上产生的内力和变形等。

由直接作用(荷载)引起的效应称为荷载效应。

2、S — 作用效应 Action Effect ：结构上的作用是使结构产生内力、变形和裂缝的原因的总称，分为直接作用和间接作用，作用效应即为作用引起的构件内力。R — 结构抗力 Resistant：结构抵抗作用效应的能力，如受弯承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]。

S < R可靠S = R极限状态S > R失效

2、作用的分类

(1)按照随时间的变异性分类

永久作用：不随时间变化，或变化幅度可以忽略；

可变作用：随时间变化，且变化幅度不可以忽略；

偶然作用：可能，但不一定出现，一旦出现效应很大。

(2)按照随位置的变异性分类

固定作用：在结构空间位置上具有固定的分布；

可动作用：在结构空间位置一定范围内可以任意分布。

(3)按照结构的反应分类：

静态作用：对结构不产生动力效应，或小的可以忽略；

动态作用：对结构产生动力效应，且不可以忽略。荷载的代表值

(1)实质：以确定值（代表值）表达不确定的随机变量，便于设计时，定量描述和运算。

(2)取值原则：根据荷载概率分布特征, 控制保证率。

代表值取值

永久荷载的代表值

标准值Gk：取设计基准期内最大荷载概率分布的平均值，保证率50%；

可变荷载的代表值

标准值Qk：基本代表值，保证率尚未统一，依据工程经验，可查荷载规范；

准永久值Ψq Qk ：对可变荷载稳定性的描述，在使用期内具有较长的持续时间，类似于永久荷载，等于标准值乘准永久值系数；组合值Ψc Qk ：两种或（以上）可变荷载作用时，都以标准值出现的概率小，因此对标准值乘以组合系数进行折减。

2、材料强度的标准值

(1)实质：以确定值（标准值）表达不确定值，便于应用。

(2)标准值取值：根据材料强度概率分布的0.05分位值，即95%保证率的要求确定。

3、抗力的概率分布模式

抗力由多个随机变量相乘而得，函数近似服从对数正态分布

结构的功能

（1）安全性：要求结构承担正常施工和正常使用条件下，可能出现的各种作用，而不产生破坏。并且在偶然事件发生时以及发生后，能保持必需的整体稳定性，不至于因局部损坏而产生连续破坏。

（2）适用性：要求结构在正常使用时满足正常的要求，具有良好的工作性能。

（3）耐久性：要求结构在正常使用和维护下，在规定的使用期内，能够满足安全和使用功能要求。如材料的老化、腐蚀等不能超过规定的限制等。

2、极限状态

(1)定义：极限状态是判别结构是否能够满足其功能要求的标准，指结构或结构一部分处于失效边缘的状态。

(2)分类：

承载能力极限状态：是判别结构是否满足安全性要求的标准，指结构或结构，构件达到最大承载能力或不适于继续加载的变形。

正常使用极限状态：是判别结构是否满足正常使用和耐久性要求的标准，指结构或构件达到正常使用或耐久性的某些规定限值。

1、功能函数与极限状态方程

(1)功能函数 Z=R-S=g(X1,X2,X3….Xn)

(2)结果分析

Z=R-S>0：处于可靠状态；

Z=R-S<0：处于不可靠状态，即失效；

Z=R-S=0：处于极限状态，此方程称极限状态方程

2、结构的可靠性

(1)关于结构设计

本质：对比、控制R和S，即保证R-S>0

问题：R和S为随机变量，功能函数值Z是随机变量，绝对保证R大于S不可能！解决方法：控制可靠度，绝大多数情况下：R>S允许极少数情况下：R

(2)结构可靠度和失效概率

可靠度(可靠概率)：是结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，以失效概率：结构不能完成预定功能的概率，以Pf表示。

对于结构设计而言，如何设计的安全呢？

荷载取值越大，内力值就越大，设计的构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；

材料强度取值越低，结构所需截面越大，结构愈安全。

结构的可靠概率与失效概率的关系

结构抗力R与作用效应S都是随机变量，因此功能函数Z=R-S也是随机变量

Z>0结构可靠；Z=0结构处于极限状态；Z<0 结构失效

荷载效应的表达

 采用荷载代表值来描述荷载的大小

对于永久荷载，其代表值就是标准值，即结构自重；

对于可变荷载，其代表值分别为标准值、组合值和准永久值

根据建筑结构的重要性将结构分为三个安全等级，采用结构重要性系数来体现。

g0 ——结构重要性系数一级 － g0＝1.1二级 － g0＝1.0三级 － g0＝0.9

双向受拉：强度接近单向受拉强度

双向受压：抗压强度和极限压应变均有所提高

一拉一压：强度降低

Ps表示。

第四篇：《食品工程原理》教学大纲.

《食品工程原理》教学大纲

课程编号：041010412 适用专业：食品科学与工程 学时数：64 学分数：4.0 执笔者：花旭斌

编写日期：2006年12月

一、课程的性质和目的

食品工程原理研究和介绍食品工业生产中传递过程与单元操作的基本原理、内在规律、常用设备及过程的计算方法。食品工程原理是食品科学与工程专业的一门重要专业基础课程。

通过学习本课程，要求学生掌握动量、热量和质量传递的基本原理，运用这些理论并结合所学的物理化学和数学等基础知识，研究食品加工过程中各种单元操作的内在规律和基本原理。熟悉典型单元操作设备的构造、工作原理和工艺和计算。主要的单元操作包括：流体输送与压缩、制冷技术、过滤、沉降、离心分离、固体流态化、气力输送、传热、蒸发、气体吸收、蒸馏和物料干燥等。

培养学生具有针对食品生产实际，正确选择适合的单元操作的能力；组成和完善生产工艺过程的能力；正确进行过程的物料衡算、能量衡算和设备选型配套设计计算的能力。在实验教学中，培养学生严谨认真的科学态度，重视实验操作技能的训练，掌握实验数据的整理和分析方法。在工程设计计算中会正确查阅工程手册中各种工程图表，获取设计计算有关参数。

二、课程的教学内容和学时分配

绪论（1学时）

教学内容：

食品工程原理课程的性质和地位，现代食品工业的特点，食品工程与化学工程的关系，食品工程原理课程的特点、内容及任务

教学要求：

理解食品工程原理课程的性质和地位，食品工程原理课程的特点、内容及任务，现代食品工业的特点，掌握单元操作中常用的基本概念、单位换算 重点：

单元操作中常用的基本概念，单位制及量纲分析 难点： 量纲分析

第1章 流体流动与输送（13学时）

教学内容：

流体的物理性质及作用在流体上的力，流体静力学基本方程式及其应用，流体流动的基本方程，管内流动及管路计算，流速及流量的测量，非牛顿流体，液体输送设备，气体压缩和输送设备

教学要求：

1、理解流体的主要物理性质、作用在流体上的力，掌握流体静力学基本方程式及其应用

2、掌握稳定流动、流速与流量、连续性方程，3、掌握理想不可压缩流体的能量守恒—柏努利方程式，柏努利方程的应用，实际流体稳定流动的能量守恒

4、管内流动及管路计算 掌握流动类型及其判别，掌握流体在圆直管内流动的沿程阻力及计算，计算圆直管沿程阻力的通式，滞留、湍流的流速分布及摩擦阻力系数的确定，掌握管路局部阻力及其计算

5、流速及流量的测量

掌握毕托管、孔板流量计及文丘里流量计、转子流量计的结构及工作原理，并能正确使用。

6、非牛顿流体

理解非牛顿流体的类型，理解假塑性和胀塑性流体作层流流动时的速度分布和流量，理解非牛顿流体的流动阻力

7、理解泵的类型、工作原理、特点及应用，掌握离心泵的工作原理及性能，离心泵基本方程、主要性能参数、离心泵的特性曲线、气蚀现象与允许安装高度、泵的工作点，泵的选型。

8、理解离心通风机和鼓风机、往复式压缩机的工作原理、性能及分类，理解往复式压缩机的选型。

重点：

连续性方程，阻力损失及计算，流量的测量，泵的性能参数 难点：

摩擦阻力系数的确定，阻力损失计算

第2章 传热（13学时）

教学内容：

热传导，对流换热，稳定传热的计算，不稳定传热，辐射，换热器 教学要求：

1、理解传热在食品加工过程中的应用、传热的三种基本方式

2、掌握热传导的基本概念和付立叶定律，平壁的热传导，圆筒壁的热传导

3、掌握对流换热的基本概念，对流换热的类型、传热膜系数，各类对流换热传热膜系数的确定传热边界层

4、掌握稳定传热过程的计算，理解传热的强化和热绝缘

5、理解不稳定导热，不稳定对流传热，两物体的相互辐射，辐射和对流的联合传热，辐射加热方法和设备

6、理解换热器的结构及原理及通过换热器的传热过程 重点：

导热、对流传热的基本计算，对流传热系数关联式计算对流传热系数，稳定传热过程的计算与应用

难点：

对流传热系数关联式计算对流传热系数，稳定传热过程的计算与应用

第3章 食品冷冻技术（4学时）教学内容：制冷技术基本原理，制冷剂和载冷剂，食品的冷冻，食品速冻方法和速冻装置，冷藏库，食品冷藏链

教学要求：

1、理解制冷的基本概念和制冷原理和方法，理解制冷剂和载冷剂

2、掌握水的冻结曲线，3、理解空气冻结法，间接接触冻结法，直接接触冻结法

4、理解冷藏库的类型、组成与布置、隔热与防潮，理解冷藏库容量的计算、冷负荷的计算，理解装配式冷藏库

5、理解食品冷藏链的组成与结构，冷藏运输，冷冻销售 重点：

食品的冻结曲线，水分结冰率与最大冰晶生成区，冻结对食品的影响，食品冻结的速度与时间

难点：

食品冻结的速度与时间

第4章 非均相物系的机械分离（5学时）

教学内容：

过滤、沉降、离心分离、气溶胶分离 教学要求：

1、掌握过滤的基本概念和理论，过滤设备，理解过滤过程的计算

2、理解颗粒在流体中的运动、球形颗粒在流体中的重力沉降、实际沉降过程、沉降设备及其计算

3、掌握颗粒、液滴在离心力场中的运动，理解离心机的类型及离心机生产能力的计算

4、掌握气溶胶的种类及气溶胶分离的作用，气溶胶中悬浮物的分离方法，理解气溶胶的离心沉。

重点：

过滤设备，颗粒、液滴在离心力场中的运动，气溶胶中悬浮物的分离方法 难点： 过滤设备

第5章 混合、乳化（4学时）

教学内容：

液体搅拌混合的基本理论，搅拌器的性能，搅拌器的功率，乳化，气液混合原理、方法和设备

教学要求：

1、理解液体搅拌混合的基本理论，搅拌器的性能，搅拌器的功率

2、掌握乳化机理，乳化液的稳定性及影响因素，乳化剂及其作用，乳化液形成的方法，乳化设备

3、理解气液混合原理、方法和设备 重点：

液体搅拌混合的基本理论，乳化机理，乳化液的稳定性及影响因素，乳化剂及其作用，乳化液形成的方法，乳化设备

难点：

乳化机理，乳化液的稳定性，乳化设备

第6章 吸收（8学时）

教学内容：

物质传递原理，气体吸收 教学要求：

1、掌握单相传质：分子扩散及费克定律，静止或层流中的扩散传质；对流扩散传质；扩散系数。掌握相际间的传质：双膜理论；传质基本方程。

2、理解收基本概念，掌握吸收原理：吸收过程；吸收设备（塔设备）；吸收操作的相平衡；亨利定律；吸收速率。

3、掌握低浓度气体吸收过程的计算：逆流操作的物料衡算及操作线方程 重点：

费克定律，双膜理论，传质基本方程，吸收原理 难点：

双膜理论，吸收操作的相平衡，操作线方程

第7章 蒸馏（8学时）

教学内容：

蒸馏原理，双组分连续精馏，板式塔中双组分连续精馏的计算 教学要求：

1、掌握蒸馏原理

2、掌握双组分理想溶液的气—液相平衡，塔内气—液接触传质过程，能理解精馏设备的结构及工作情况，理解非理想双组分溶液简介，掌握板式塔中双组分连续精馏的计算

3、理解理论板的概念及恒摩尔流假设，掌握连续精馏的物料衡算和操作线方程、进料状况和加料方程、精馏操作塔板数的求法（逐板计算法、图解法）、塔板效率及实际塔板数的确定、回流比的选择

重点：

蒸馏原理，双组分理想溶液的气—液相平衡，塔内气—液接触传质过程，连续精馏 难点：

双组分理想溶液的气—液相平衡，连续精馏计算

第8章 蒸发（3学时）

教学内容：

单效真空蒸发，多效蒸发，蒸发设备 教学要求：

1、理解蒸发的定义、条件，掌握单效真空蒸发装置、溶液的沸点和温差损失、单效真空蒸发的计算

2、理解多效蒸发流程、多效蒸发的温差分配、多效蒸发的计算

3、理解蒸发设备分类、结构、工作原理 重点：

单效真空蒸发，蒸发设备分类、结构、工作原理 难点：

温差损失，蒸发的计算，蒸发设备工作原理

第9章 物料干燥（5学时）教学内容：

湿空气及湿物料的性质，干燥动力学，热风干燥过程的计算，干燥设备 教学要求：

1、掌握湿空气及湿物料的性质，干燥速率，干燥时间，热风干燥过程的计算，物料衡算、空气量的确定，热量衡算、热能耗量的确定

2、理解气流干燥设备、喷雾干燥设备、其它类型干燥设备的结构、工作原理 重点：

湿空气及湿物料的性质，空气量的确定，热量衡算、热能耗量的确定，干燥设备的结构、工作原理

难点：

湿焓图、干燥机理

三、课程教学的基本要求

1、本课程以课堂讲授为主，精讲多练。在课堂教学中可适当补充难易适中的考研题目作为例题，开阔学生的视野，拓宽知识面。在作业和练习方面，任课教师可以有针对性地增加一定量的附加题，题的难度略高于教材上的习题，并适当增加应用题的数量，以锻炼学生解决实际问题的能力。

2、根据教育发展的趋势和教学改革的要求，在本课程的教学过程中，应逐步引入现代化教学手段。

3、除教材外，应给学生指定相关的参考书，以拓宽学生的知识面。

4、建议本课程每学期中间安排一次期中考试，期末考试实行教考分离。

四、本课程与其它课程的联系与分工

本课程的先修课程有高等数学、物理化学等，通过本课程的学习，使学生掌握传递过程及单元操作的基本原理，运用其基本理论解决食品生产中的一些工程实际问题。也为学习“食品工艺学”、“发酵工艺与设备”等课程打好工程技术方面的基础。

五、建议教材与教学参考书

[1]教材：李云飞，葛克山。《食品工程原理》，北京：中国农业大学出版社，2002。[2]高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。

[3]姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出版社。1999。[4]王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。

[5][美]J 金克普利斯著，清华大学化工组译。传递过程与单元操作。1985。[6]华南工学院等。发酵工程与设备。北京：轻工业出版社。[7]姚玉英。化工原理例题与习题。北京：化学工业出版社，1998。

第五篇：制药工程工程原理考核大纲

《制药工程原理与设备》考核大纲

课程名称：《制药工程原理与设备》 课程编号：G131048 课程性质：专业教育必修课

所属院部：食品科学与制药工程学院 学时学分：32学时，2学分

适用专业：制药工程专业（本科）二年级学生

考核目标：

知识考核目标：要求学生掌握动量传递、热量传递和质量传递的三传理论及其在食品工程中的应用，即研究食品工程单元操作的基本原理与应用。

能力考核目标：要求学生能够应用食品工程原理基本的理论知识和相关的规律，为以后的工作打下坚实的基础。考核内容及要求： 绪论

理解：《制药工程原理与设备》的学习方法

掌握：制药工程与单元操作的概念，三大传递过程的本质、单位换算 应用：计算物料衡算和能量衡算的方法 第一章 流体流动

理解： 常用管子、阀门、管件及管道连接方法 掌握：流体静力学基本方程式，连续性方程，柏努力方程式及其应用，流动阻力及其计算方法，降低管路系统流动阻力的途径。

应用：连续性方程、柏努力方程、常用流量测量仪表——孔板流量计和转子流量计的应用、流体在管内的流动现象。第二章 输送设备

理解：离心式通风机、鼓风机、压缩机、真空泵、加料装置等的结构特点。带式、链螺旋式输送机的结构和特点，气力输送装置的工作原理和系统组成

掌握：离心泵的工作原理，离心泵的主要性能参数和特性曲线，离心泵工作点和流量调节。汽蚀现象、气缚现象、安装高度、操作注意事项、容积式泵的流量调节方法。

应用：离心泵的类型及选用方法，往复泵、旋转泵、旋涡泵、磁力驱动泵和蠕动泵的结构和特点。第三章 液体搅拌

理解：搅拌功率功率的计算

掌握：常见搅拌器及其特点，搅拌器选型。

应用：打旋现象及其危害，全挡板条件，导流筒安装方式，均相液体搅拌功率的准数关联式子，搅拌器的强化措施。第四章 萃取 理解：液液萃取流程，萃取设备选择，中药材成分、中药材提取类型、超临界流体及其性质，超临界流体CO2特点，超临界CO2萃取原理及装置组成。

掌握：药材有效成分提取机过程及机理，多功能提取罐的结构和特点，平转式连续提取器和罐组式逆流提取机组的工作原理。

应用：分配系数、萃取剂的选择性，常用的萃取剂和提取辅助剂，药材的常用提取方法、固液提取过程的工艺计算。第五章 沉降与过滤

理解：沉淀槽、悬液分离器、管式离心机、蝶式离心机、气体净化方法。掌握：重力沉降速度、过滤操作基本概念，恒压过滤的计算。

应用：离心沉降、旋风分离器的结构和工作原理；半框压滤机的结构和工作原理，典型的膜过滤操作机器特点，空气净化专用过滤器机器特点。第六章 吸附与离子交换

理解：吸附等温线、固定床吸附过程、典型的离子交换设备。

掌握：吸附基本原理，熟悉吸附的概念、分类及常用的吸附剂。离子交换树脂的分类及工作原理、应用：常用吸附剂、吸附剂再生方法、离子交换树脂特性。第七章 传热

理解：传热基本方程式，间壁传热过程，换热器主要性能指标，稳态传热和非稳态传热，傅里叶定律，对流传热系数的影响因素及准数关联式。

掌握：间壁传热过程计算，典型间壁式换热器的结构、特点及选型，传热过程强化。

应用：导热系数及其意义，稳态热传导过程计算，对流传热过程及其温度分布，对流传热系数的一般准数关联式。第八章 蒸发

理解：蒸发设备及其选型；单效蒸发流程；多效蒸发流程及节能措施。掌握：蒸发过程物料与热量衡算；真空蒸发。应用：蒸发器的辅助设备；查阅图表。第十章 蒸馏与吸收

理解：传质学基础，吸收的基本概念与理论，蒸馏的基本概念与理论

掌握：填料吸收塔的计算，双组分连续精馏的计算，气液平衡相图、精馏的原理和计算、蒸馏设备的基本结构，填料塔和筛板塔等蒸馏设备的基本结构及吸收和解吸的过程。

应用：双组分理想溶液的气液平衡、精馏原理、精馏操作塔板数的求法。恒沸精馏和萃取精馏的原理，熟悉水蒸气蒸馏的原理和特点。第十一章 干燥

理解：湿空气的热力学性质，湿空气的湿—焓图，湿物料的基本性质，湿物料常压热风干燥过程的机理，干燥过程的物料及热量衡算

应用：湿空气的湿—焓图，湿物料常压热风干燥过程的计算 第十二章 药物粉体生产设备

理解：粉碎筛分混合的原理及其设备，粉碎、混合方法 应用：药筛种类，粉碎、混合方法。第十三章 典型剂型生产设备

理解：丸剂、片剂设备、胶囊剂机械，快速混合制粒机，安瓿洗涤、注射剂灌封设备，平板式铝塑泡罩包装机、自动制丸机。

应用：压片机、胶囊填充机、安瓿洗涤、注射剂灌封机的构造和基本原理 第十四章 制药工程设计

理解：制药生产车间的工艺设计和设备选型，前处理、提取车间布置原则，制剂车间分类。

应用：总体设计；车间设计，工艺设计原则。考核类型：考试(闭卷)

记分方式：期末考试、平时成绩均采用百分制。课程成绩由三部分组成。一部分是理论考试（70%），考查学生对基本知识、基本理论的掌握程度；一部分是实验教学成绩（15%），考查学生实验的授课情况；一部分是平时成绩，包括作业成绩和考勤（15%），考查学生平时的学习情况和出勤情况。考核时间：120分钟

试题类型：选择题、填空题、简答题、连线、判断、论述、计算题 教材及主要参考书：

教材：王志祥主编.制药工程原理与设备.北京：人民卫生出版社，2011年，第2版.主要参考书目：

[1]夏清，陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社，2005年 [2]姚日生.制药工程原理与设备.高等教育出版社，2007年