倫敦大學學院化學工程課程輔導哪些內容

倫敦大學學院化學工程課程，這個廣泛的、跨學科的項目提供了靈活的培訓，為追求最廣泛職業(yè)發(fā)展機會的學生提供了獨特的機會，包括從工藝、工廠和設備的設計、建造和安裝，到產(chǎn)品的制造和營銷，再到研究和開發(fā)，以及人力和資源的管理和行政工作。

化學工程課程輔導內容

化學工程導論(CENG0002)

目標：

提供化學過程分析的基本原理。

學習成果：

完成此模塊后，學生應：

具備基本化學過程性質的知識;

理解基本的過程分析和問題解決程序。

大綱：

化學過程的定義

過程分析和建模

物理量和過程變量

帶有或不帶有反應的物質平衡

單相和多相系統(tǒng)

能量平衡

聯(lián)合質量和能量平衡

過程安全

傳遞現(xiàn)象(CENG0003)

目標：

介紹傳遞現(xiàn)象的原理，將動量、熱量和質量傳遞視為一個統(tǒng)一的主題，并培養(yǎng)應用這些原理進行過程設備設計和規(guī)范的技能。

培養(yǎng)解決流體流動、熱量和質量傳遞問題的技能。

學習成果：

完成此模塊后，學生應：

通過分子運動和對流了解動量、熱量和質量傳遞的機制;

了解層流和湍流之間的性質和區(qū)別;

理解壓力的概念以及測量壓力差的儀器;

理解物理相似性的概念，并能夠為放大實驗設計實驗;

能夠使用宏觀平衡方程計算系統(tǒng)中的屬性的平均值;

能夠使用微觀平衡方程計算系統(tǒng)中的屬性輪廓;

具備動量、熱量和質量傳遞系數(shù)、膜和整體系數(shù)的知識;

理解流量測量裝置。

大綱：

傳遞過程和流體的性質，層流和湍流

流體靜力學，壓力測量，浮力

尺寸分析和相似性，巴克漢姆的Π定理

質量、動量和能量方程，伯努利方程

層流和固體中的動量、熱量和質量傳遞

湍流流動中的傳遞：湍流流動的特性

動量、熱量和質量傳遞系數(shù)

由于粗糙和配件引起的摩擦損失

Whitman質量傳遞的雙膜理論

熱力學(CENG0004)

目標：

覆蓋化工工程師需要學習的經(jīng)典熱力學主要原理，以研究與化工行業(yè)相關的設計和操作過程所需的工程和化學知識。

學習成果：

完成此模塊后，學生應：

能夠展示對熱力學基本事實、概念、理論和原則的知識和理解;

具備將適當?shù)目茖W、工程和數(shù)學工具應用于解決熱力學問題的知識;

了解熱力學基礎理論的更廣泛跨學科背景，包括其在工程設計和解決實際問題中的應用。

大綱：

基本原理和基本定義

熱力學第一定律

內能、焓和熱容量

狀態(tài)方程

熱力學第二定律

自發(fā)變化和平衡的標準

可逆和不可逆工作的定義

流體的熱力學性質

壓縮機和制冷系統(tǒng)的熱力學

氣體液化和動力循環(huán)

相平衡簡介

逸度和活度

溶液熱力學簡介

物理化學(CENG0005)

目標：

提供適用于化工工程更廣泛領域，特別是化學反應工程和工藝設計，尤其是與可持續(xù)發(fā)展相關的應用的物理化學堅實基礎。

學習成果：

完成此模塊后，學生應：

理解物質的基本事實，包括原子和分子結構及其在材料性質中的表現(xiàn);

具備化學熱力學的定義和概念的知識，并能在估算性質和相平衡問題中應用它們;

理解化學動力學的原理和概念;

能夠應用建模和實驗技術估算復雜反應系統(tǒng)的動力學參數(shù)。

大綱：

物態(tài)和分子相互作用

涉及氣體、液體和固體的物質方面

相轉變

能量流和熵

原子圖像、分子相互作用和結構測定

化學反應動力學和平衡

氣相反應的動力學和機理

催化反應的動力學和機理

反應器的物質平衡

反應速率理論

復雜反應

光化學

實驗方法

計算建模與分析(CENG0006)

目標：

提供支持化學工程研究的核心計算和建模技能，重點是通過整合計算、建模理論和工程實踐來對系統(tǒng)進行建模和分析。

學習成果：

完成此模塊后，學生應：

具備并能夠使用一系列用于過程設計和模擬的建模策略、計算方法和工具的知識;

理解用于解決簡單代數(shù)和微分方程集以及線性規(guī)劃問題的數(shù)值方法;

了解計算工具在建立管理策略中的作用。

大綱：

化學工程過程設計和模擬的數(shù)學模型的發(fā)展

非線性方程、微分方程、優(yōu)化的基本理論知識

設計和模擬的工具

數(shù)學建模與分析1 (ENGF0003)

數(shù)學建模與分析I幫助您發(fā)展對核心數(shù)學概念以及支持工程實踐的建模和分析技能的理解。無論您的專業(yè)是什么，該模塊都將幫助您發(fā)展職業(yè)生涯中所需的數(shù)學工具和方法。

該模塊的交付方式采用混合學習方法，整合了視頻錄制的講座材料、每周現(xiàn)場教程、結構化的在線Moodle 活動和資源，以及使用MATLAB 等數(shù)學工具進行計算機編程和模擬。在教程中，您將處理強化教學概念并介紹數(shù)學如何應用于工程背景的工程場景。課程作業(yè)將側重于將每周教授的數(shù)學概念應用于從UCL所有工程學科中獲取的實際工程問題。

預期學習成果

通過參與所有學習活動，到達模塊結束時，您應該能夠：

·認識到數(shù)學思想嵌入在工程背景中的方式

·在數(shù)學框架中表示現(xiàn)實世界的工程系統(tǒng)

·識別、理解和應用一系列數(shù)學概念，包括估計、微積分、線性代數(shù)、微分方程、數(shù)值方法和統(tǒng)計學，以分析特定問題并確定實現(xiàn)解決方案所需的適當數(shù)學

·使用適當?shù)挠嬎銠C建模技術在MATLAB 中高效解決和評估工程系統(tǒng)的性能

·將數(shù)學模型的輸出行為與感興趣的底層物理或概念模型聯(lián)系起來

·在團隊中協(xié)作和獨立進行工程問題解決

·以對各種觀眾有效和適當?shù)姆绞匠尸F(xiàn)和解釋數(shù)學結果，包括非數(shù)學工程觀眾。

設計與專業(yè)技能II (CENG0007)

目標：

該模塊旨在向學生提供各種真實的工程問題和經(jīng)驗，以促進專業(yè)價值觀和行為，并將化學工程理論置于現(xiàn)實背景中。

選擇的情景主題將與其他二年級模塊中教授的材料相關。

學習成果：

完成本模塊后，學生應：

·理解對工程設計師重要的問題，支持其設計技能的發(fā)展，如決策、團隊組織、思想發(fā)展、概念測試、材料選擇、工程判斷等;

·理解環(huán)境、社會和社會發(fā)展之間的關系;

·能夠在過程設計中進行簡單的可持續(xù)評估;

·能夠識別危險并了解固有安全設計的概念;

·理解化學工程師操作的法律框架

大綱：

該課程包括四個專業(yè)設計項目(情景)，旨在補充并在適當?shù)那闆r下擴展整個二年級模塊提供的學習機會。學生將面臨真實的工程挑戰(zhàn)，旨在探索設計周期的不同方面并模擬真實世界的專業(yè)實踐。情景將由工程科學學院和外部來源(如適用)提供的材料、課程和/或在線材料補充。每個情景將包括不同組合的實際工程和設計技能、系統(tǒng)集成、道德、管理和可持續(xù)性。

工程實驗(CENG0008)

目標：

·通過使用實驗室設備加強其他模塊的講座內容;

·提供有關設備組裝、操作和拆卸的實際經(jīng)驗;

·促進安全的實驗室工作方法;

·培養(yǎng)實驗、團隊合作和溝通技能

學習成果：

完成后，預計學生將：

·熟悉各種工藝設備，如攪拌容器、填料塔、泵等;

·熟悉使用流量測量設備，并能測量流速;

·熟悉使用壓力測量設備，并能測量壓力差;

·能夠組裝和拆卸流水線;

·能夠進行實驗并收集數(shù)據(jù);

·了解并能夠計算實驗誤差;

·進行數(shù)據(jù)分析并與理論進行比較;

·能夠口頭、書面或海報形式展示他們的工作;

·知道如何撰寫技術報告;

·已經(jīng)發(fā)展了團隊合作的技能

大綱：

該模塊包括講座、實驗和演講。

講座包括實驗室安全、實驗方法和工程信息的演示。

對于實驗，學生通常以小組形式進行，涉及以下主題：

·傳輸性質

·泵送和流動

·尺寸分析和放大

·球體的阻力系數(shù)

·填料塔

·流水線的組裝和操作

·傳熱

過程傳熱(CENG0009)

目標：

·在穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)傳熱原理、相變傳熱和輻射傳熱方面提供廣泛的學習;

·培養(yǎng)設計實際傳熱設備的技能，重點是提高效率和利用可再生能源。

學習成果：

完成后，預計學生將：

·能夠理解傳熱過程中存在的物理現(xiàn)象;

·能夠計算或估算傳熱系數(shù);

·熟悉傳熱設備設計的程序;

·了解換熱器中的壓降和污垢因素;

·選擇合適的換熱器以滿足所需的傳熱速率或傳熱面積

大綱：

·傳熱的關鍵機制：傳導、對流和輻射

·傅立葉定律;圓柱和球殼中的傳導

·推導瞬態(tài)和多維情況的傳熱導數(shù)方程

·求解一維瞬態(tài)傳熱導數(shù)方程的方法;集總傳熱系數(shù);

·迫流傳熱;自然對流;傳熱系數(shù)的相關性

·熱輻射;氣體中的輻射傳熱

·蒸發(fā)和沸騰

·冷凝;膜冷凝

·換熱器;冷凝器和再沸器;對數(shù)平均溫度差

·直接接觸氣固換熱器

分離過程I (CENG0010)

目標：

·提供對流體分離過程原理的理解;

·培養(yǎng)在可持續(xù)性和可持續(xù)發(fā)展背景下設計實際流體分離設備的技能;

·提供對過程模擬的基本理解

學習成果：

完成后，預計學生將：

·能夠理解涉及流體過程的質量和熱傳遞現(xiàn)象;

·熟悉在可持續(xù)性和可持續(xù)發(fā)展背景下設計流體分離設備的程序;

·能夠選擇合適的流體分離過程以滿足所需的分離性能;

·能夠模擬簡單的穩(wěn)態(tài)過程流程圖和質量傳遞操作

大綱：

·質量傳遞基礎，包括驅動力、理想級、質量傳遞單元、級效率;以及為了質量傳遞而進行兩相接觸的方法;

重點關注蒸餾、吸收和萃取，考慮：

·熱力學性質的估算

·設計和分析方法

·分析的圖形方法

·設備設計，包括塔設計和塔內部件

·過程流程圖和質量傳遞模擬的基礎

顆粒系統(tǒng)與分離過程II (CENG0011)

目標：

·提供對顆粒技術的理解;

·提供對顆粒分離過程及相關過程原理的理解;

·在可持續(xù)性和可持續(xù)發(fā)展背景下培養(yǎng)設計實際分離設備的技能

學習成果：

完成后，預計學生將：

·能夠理解涉及顆粒過程和相關過程的質量和熱傳遞現(xiàn)象;

·熟悉在可持續(xù)性和可持續(xù)發(fā)展背景下設計分離設備的程序;

·能夠選擇合適的分離過程以滿足所需的分離性能

大綱：

·顆粒技術的基礎，包括顆粒尺寸、形狀和尺寸分布的表征，顆粒在填充床和多孔介質中的流動;

·濕潤、脫濕、冷卻和干燥的基礎知識;

重點關注顆粒形成過程、固液分離過程、膜分離和色譜法，考慮：

·熱力學性質的估算;

·設計和分析方法;

·設備設計

化學反應工程I (CENG0012)

目標：

提供對反應器設計原理的基本理解，以及基于滿足單相系統(tǒng)特定工藝條件的反應器類型選擇的原因。

學習成果：

完成后，預計學生將：

·對反應工程有基本的理解;

·發(fā)展對反應器選擇和設計的批判性思維方法;

·能夠設計簡單的理想反應器;

·了解在反應器設計過程中可能出現(xiàn)的技術、經(jīng)濟、安全和可持續(xù)性問題

大綱：

·引言：對該學科范圍進行簡要調查，以及對其一些基礎知識的回顧。

·摩爾平衡：反應速率的定義。一般的摩爾平衡。分批、流動和連續(xù)攪拌反應器。工業(yè)反應器。

·轉化率和反應器尺寸：轉化率的定義。分批和流動系統(tǒng)的設計方程。串聯(lián)反應器?？臻g速度和空間時間。

·速率定律和化學計量學：反應速率、反應級數(shù)、基元反應和分子數(shù)的概念?；瘜W計量表。

·等溫反應器設計：等溫批處理、流動和連續(xù)攪拌反應器的設計結構。多反應器系統(tǒng)的設計?？赡娣磻?。

·多重反應：最大化并行和串聯(lián)反應中產(chǎn)率和選擇性的條件

·非等溫反應器設計：能量平衡。非等溫流動和連續(xù)攪拌反應器設計的算法。平衡轉化率。穩(wěn)態(tài)多態(tài)。

過程設計原理(CENG0013)

目標：

·介紹過程設計，將過程分析和詳細過程現(xiàn)象的要素匯集起來，為學生的第三年設計項目做好準備。

·培養(yǎng)使用計算建模和優(yōu)化工具的技能。

學習成果：

完成后，預計學生將：

·了解設計的涵義以及如何將其應用于新的和現(xiàn)有的過程設計;

·了解設計中建模、仿真和優(yōu)化工具的使用;

·了解技術、現(xiàn)象和整個過程之間的關系

大綱：

·設計導論：過程、經(jīng)濟、流程圖

·流程圖設計：啟發(fā)式、算法

·換熱器網(wǎng)絡設計

·案例研究：反應器系統(tǒng)設計、分離順序、回收

數(shù)學建模與分析II (ENGF0004)

數(shù)學建模與分析II在ENGF0003數(shù)學建模與分析I的內容和學習基礎上進行，幫助您進一步發(fā)展對核心數(shù)學概念以及支撐工程實踐的建模和分析技能的理解。無論您的專業(yè)是什么，該模塊都將幫助您發(fā)展貫穿職業(yè)生涯所需的數(shù)學工具和方法。

該模塊的教學方式采用混合學習方法，整合了錄制的視頻講座材料、每周實時教程、結構化的在線Moodle 活動和資源，以及使用MATLAB 和電子表格軟件等數(shù)學工具進行計算機編程和模擬。在教程中，您將解決一些既定問題，強化教學概念，并有機會了解數(shù)學在工程背景中的應用。由于此模塊是ENGF0003 的延續(xù)，其大綱包括以下領域的更高級數(shù)學概念：

·級數(shù)與變換

·偏微分方程

·矢量微積分

·矩陣

·統(tǒng)計學與數(shù)據(jù)建模

預期學習成果

在完成本模塊時，只要您參與了所有學習活動，您應該能夠：

·了解并考慮數(shù)學與工程之間的聯(lián)系，以及數(shù)學思想如何嵌入工程背景

·在數(shù)學框架中分析和評估現(xiàn)實世界的工程系統(tǒng)

·了解并應用一系列高級數(shù)學概念，包括矢量微積分、矩陣與特征向量/值、統(tǒng)計學、級數(shù)與變換以及偏微分方程(PDEs)來分析特定問題

·辨識適當?shù)臄?shù)學方法來研究工程問題并找到解決方案

·創(chuàng)建適當?shù)挠嬎銠C編程、建模技術和統(tǒng)計分析，以高效解決和評估工程系統(tǒng)的性能

·分析和評估數(shù)學模型輸出的行為，以了解感興趣的基礎物理或概念模型

·在團隊合作和獨立工作中應用數(shù)學和工程問題解決

·以對各種觀眾(包括非數(shù)學工程觀眾)有效和適當?shù)姆绞缴珊驮u估數(shù)學結果。

工藝廠設計項目(CENG0016)

目標：

本模塊旨在進一步發(fā)展和測試學生運用早期模塊中獲得的知識，并將其應用于在可持續(xù)背景下設計化工處理廠的能力。

講座、教程和小組會議將提供培訓，介紹進行設計項目所需的技術和工具，應用適當?shù)脑O計概念和計算工具。

該模塊還培養(yǎng)以下可轉移技能：團隊合作、演示、書面溝通和項目管理。

學習成果：

完成后，學生應能夠：

·理解設計是一個沒有預定解決方案的開放性過程，需要綜合、創(chuàng)新和創(chuàng)造性;基于不完整和矛盾信息做出選擇;決策;在制約和多目標的基礎上工作;對所做的選擇和決策進行辯護;

·了解在設計的目標和背景方面識別業(yè)務要求、技術要求、可持續(xù)發(fā)展、安全、健康和環(huán)境問題的重要性;關注公眾看法和關切;

·能夠使用嚴密的計算和結果分析部署化工工程知識，得出并驗證所選擇設計的現(xiàn)實性;

·能夠采用系統(tǒng)方法進行設計，了解復雜性、相互作用和集成;

·能夠在團隊中工作，并理解和管理對等挑戰(zhàn)、規(guī)劃、優(yōu)先安排和組織團隊活動的過程;相互依賴的紀律;

·能夠有效地進行溝通，以獲取輸入信息;清晰、簡明并帶有適當細節(jié)地呈現(xiàn)設計的結果，包括流程圖和流數(shù)據(jù);解釋和捍衛(wèi)所選擇的設計選項和決策。

大綱：

·化工工程設計是創(chuàng)建系統(tǒng)、工藝、產(chǎn)品或工廠以滿足確定需求的過程，其目標是：

·發(fā)展化工工程的綜合方法。

·鼓勵將化工工程原理應用于當前和未來工業(yè)相關問題，包括可持續(xù)發(fā)展、安全和環(huán)境問題。

·鼓勵學生在不確定性領域做出選擇和決策，發(fā)展和展示創(chuàng)造性和批判性能力。

·在面對來自過程或系統(tǒng)不同部分的相互作用和集成產(chǎn)生的復雜性時，鼓勵學生采取寬泛的視角。

·鼓勵發(fā)展諸如溝通和團隊合作等可轉移技能。

·使學生對能夠將其技術知識應用于實際問題充滿信心。

過程動力學與控制(CENG0017)

該模塊旨在考慮過程動力學和控制的概念，展示控制如何確保工藝廠的安全、平穩(wěn)和穩(wěn)定運行，同時考慮可持續(xù)性和可持續(xù)發(fā)展的背景。

學習成果：

完成此模塊后，預計學生能夠：

·認識并深刻理解在工藝廠的安全、高效、經(jīng)濟和可持續(xù)運行中，過程控制的重要性;

·理解系統(tǒng)動態(tài)，能夠預測動態(tài)系統(tǒng)對變化的響應，并能夠設計和確定測量和控制功能的特性和性能;

·了解控制回路的元素，包括反饋和更復雜系統(tǒng)，可用的控制器類型以及控制器調整的方法;

·了解用于控制目的的儀表的基本原理

大綱：

考慮以下概念：

·典型化工過程行為和動力學的建模和分析;

·使用相關的受控變量、操縱變量和干擾來描述和分析化工過程的塊圖;

·反饋控制回路的基本功能以及在其中可以實現(xiàn)其潛在好處的情況;

·控制系統(tǒng)設計和功能;

·高級、復雜和整廠控制;

·用于控制的儀表

化學反應工程II(CENG0018)

提供對高級反應器設計的理解，以及多相反應和催化反應中存在的原理和現(xiàn)象。

學習成果：

完成此模塊后，學生應能夠：

·設計高級化學反應器;

·評估質量傳遞和流體動力學對反應器性能的影響;

·應用化學反應器的高級設計概念;

·結合分析和計算方法進行反應器設計;

·在特定設計問題所需的準確度水平方面，批判性地評估需要考慮哪些現(xiàn)象及在什么情況下考慮;

·在實驗室化學反應器的運行和數(shù)據(jù)分析方面積累經(jīng)驗;

大綱：

·非等溫反應器在穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)下的設計

·PFR/CSTR中的多重反應

·異相催化簡介

·異相催化反應中的質量傳遞和反應

·固定床反應器的設計

·氣液和氣液固反應中的質量傳遞和反應

·氣液和氣液固反應器的設計

·非理想反應器和停留時間分布

傳遞現(xiàn)象II(CENG0019)

傳達高級概念及其在流體動力學、傳遞現(xiàn)象(重點關注質量和線性動量傳遞)、非牛頓流和具有化學反應的質量傳遞領域中的問題解決中的應用。

學習成果：

完成此模塊后，學生應能夠：

·能夠應用質量和線性動量平衡方程分析簡單的流動問題;

·能夠解釋傳遞方程的物理意義，并估計其中出現(xiàn)的術語的相對重要性;

·能夠應用縮放和數(shù)量級分析簡化傳遞方程，然后嘗試解決它們;

·分析涉及質量、線性動量和能量擴散的問題;

·能夠使用簡單的建模方法分析湍流流動;

·了解非牛頓流體行為以及如何對其進行建模;

·分析涉及具有化學反應的質量傳遞的簡單問題

大綱：

·質量和線性動量平衡方程(歐拉和拉格朗日形式)

·流體內的應力和封閉問題

·傳遞方程的縮放和數(shù)量級分析

·穿透理論(質量、線性動量和能量擴散)

·邊界層理論

·湍流流動(湍流流動的特性、平均傳遞方程、雷諾應力、封閉問題、混合長度理論、科爾莫哥洛夫理論)

·非牛頓流體(剪切變薄、剪切變厚、賓漢流體)

·具有化學反應的質量傳遞(膜和穿透理論)

高級安全與失防護(CENG0020)

為學生提供有關危險識別、量化和緩解以及風險管理的高級培訓。

學習成果：

完成后，學生應能夠：

·充分認識在過程工業(yè)中安全與失防護的重要性;

·能夠識別、量化和管理危險，以防范對環(huán)境、勞動力和圍場外的一般人口造成損害的潛在風險;

·能夠在過程工廠的概念設計、運營和退役期間應用他們的知識。

大綱：

·將處理安全作為過程工廠設計的固有部分，并討論其實施程序。

·將重點介紹在實現(xiàn)文化變革方面具有重要意義的事件。

·介紹安全工程的現(xiàn)代要求，包括建立必要標準的方法、實施和監(jiān)測、安全系統(tǒng)的驗證和驗證，以及審計的責任。

·危險識別與開發(fā)(HAZID)、危險與操作性研究(HAZOP)和定量風險評估(QRA)的基本程序。安全研究、安全案例及其發(fā)展、安全管理系統(tǒng)以及衛(wèi)生與安全執(zhí)行機構的角色。

·氣體積聚和擴散、爆炸、升級和煙霧、區(qū)域分類和運輸導致的關鍵后果。

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