化工传递过程大纲.docx

化工传递过程导论课程名称：化工传递过程导论英文名称：Chemical transference processes课程编号：11080002课程类别：化工类方向课学时/学分：48/3开设学期：六开设单位：化学化工学院适用专业：化工工艺说 明一、课程性质与说明1课程性质必修课2课程说明本课程是化学工程系本科生的专业基础课，是学生学习专业课和从事本专业的科研、生产工作必备的理论基础。通过本课程的学习使学生进一步概括地了解存在于各单元操作过程的传递现象，系统地学习传递基本原理和动量、热量、质量的基本微分方程。该课程的学习有助于学生深入了解各类传递过程的机理，为改进各种传递过程和设备的设计，操作和控制提供理论基础；为今后的科学研究提供各种的基础数学模型；为速度、温度、浓度分布及传递速率的确定提供必要的帮助。为分析和解决过程工程和强化设备性能等问题提供坚实的理论基础。二、教学目标本课程的教学与学习侧重于熟悉掌握传递过程的各种基本理论；掌握传递过程的微分方程并达到能够熟练地运用方程的水平；能够正确地分析、简化三传基本微分方程；对实际情况建立必要的数模；正确的提供所求强度量的分布规律及传递速率表达式；了解传递过程的发展趋势、方向和其在化学工程中的具体运用领域。通过学习加深对化学工程基本原理的理解，使学生能顺利学习后续的专业课，提高自学与更新本专业知识的能力。三、学时分配表章序章题讲授学时实验学时辅导学时自学学时小计1绪论21142流体流动的机理与模型化663微分运动方程的若干解析622104近壁区域的大雷诺数流动4265热量传递及其微分方程466热传导622107对流传热448质量传递：现象、机理及模型6289气体、液体及固体中的扩散传质4410传质边界层及对流传质理论24611传递过程模型化方法22合计4871166四、教学教法建议教学以课堂教学、老师讲授为主，开展启发式教学，鼓励学生提出问题，展开讨论，最后进行归纳总结。教学中应注意理论联系生产实际，突出应用，使学生尽量能够灵活应用所学的知识。教学中要结合专业、工艺特点，多举一些生活、应用中的实际事例结合相关的实物、教具和电化教学手段提高教学效果。五、课程考核及要求1考核方式：考试（）2成绩评定：计分制：百分制（）成绩构成：总成绩 = 期中考核30% + 期末考核60%+平时成绩10%六、参考书目1 阎建民，刘辉.2009.化工传递过程导论.北京：科学出版社2 戴干策，任德呈，范自晖.1996.传递现象导论.北京：化学工业出版社3 陈涛，张国亮.2002.化工传递过程基础.北京：化学工业出版社.本 文第一章 绪论教学目标：1了解传递过程课程的基本性质、研究对象和应用领域。2掌握传递的一些基本概念、术语、分析方法。教学时数：2学时教学内容：1.1 化工科学的发展与传递学科的成长1.2 化工过程的平衡与速率1.3 传递过程速率的量化方法教学重点：传递的基本概念、术语、分析方法。教学难点：传递的基本方式无、数学解析方法在传到过程中的应用。第二章 流体流动的机理与模型化教学目标：1了解流体流动系统内部动量、热量和质量的传递规律。2. 掌握建立粘性流体流动的微分方程的依据的基本定律，识别个坐标系下的微分方程。教学时数：6学时教学内容：2.1 流体与流动的基本概念2.2 描述流动问题的方法2.3 微分质量衡算与连续性方程2.4 流体的受力2.5 一维流动的薄壳动量衡算2.6 微分运动方程2.7 量纲分析与放大教学重点：掌握建立粘性流体流动的微分方程的依据的基本定律，识别个坐标系下的微分方程。教学难点：微分方程组的建立思路；各方程中各项的物理意义分析；基本微分方程组的简化过程。第三章 微分运动方程的若干解析教学目标：了解动量传递方程组在直角坐标和柱坐标系下的具体运用，掌握稳态层流时沿平板和圆管内的速度分布求解。教学时数：6学时教学内容：3.1 一维定态流动3.2 非定态流动问题简介3.3 流函数和势函数3.4 二维绕流教学重点：态层流时沿平板和圆管内的速度分布求解。教学难点：根据实际情况对动量传递方程组的合理简化或根据实际情况对所论情况进行衡算的两种方法。第四章 近壁区域的大雷诺数流动教学目标：1掌握边界层的基本概念，以及边界层的形成过程。2掌握沿半、沿管流动边界层的发展趋势和特点，熟悉边界层微分和积分动量方程的建立。3. 掌握湍流概念、均时化思想、混合长、通用速度等概念，熟练运用沿平板、沿圆管湍流流动的计算公式。教学时数：4学时教学内容：4.1 边界层流动4.2 湍流流动4.3 圆管内的入口段和湍流流动4.4 卡门动量积分方程教学重点：1沿平板壁和沿圆管稳定层流时边界层内的速度分布、曳力系数和阻力的计算。2. 通用速度公式的运用，沿平壁湍流流动计算公式。教学难点：1. 两种边界层方程的建立和求解思路。2. 湍流流动的规律。均时化思想的处理方法。第五章 热量传递及其微分方程教学目标：1掌握热传导、对流传热、辐射传热的定义及热通量的表达式。2. 了解热量传递的一般过程和特点，进一步熟悉能量方程的各种表达式。教学时数：6学时教学内容：5.1 热量传递方式5.2 能量方程教学重点：论述导热和对流传热方式的机理、相应的物理定理和基本方程。教学难点：根据实际情况简化能量方程或根据上述两种传热机理直接建立各种情况下的传热方程。第六章 热传导教学目标：1掌握稳态、不稳态热传导两类问题的求解。 2对一维导热问题的数学分析方法求解。3掌握多维导热问题的数值解法或其他处理方法。教学时数：6学时教学内容：6.1 定态热传导6.2 非定态热传导教学重点：1. 稳态导热中沿平板、圆柱、圆球的传热过程和温度分布。2. 非稳态导热中集总热溶法的判别和使用教学难点：三类边界问题的识别转换；各类传热情况的正确判别；各情况下温度随时间地点的分布规律及热通量。第七章 对流传热教学目标：1掌握对流传热机理及对流传热系数的定义。2掌握温度边界层概念。3熟悉层流下沿板传热的精确解和近似解。4熟悉各个方程的应用范围和正确计算。教学时数：4学时教学内容：7.1 对流传热与对流传热系数7.2 平板壁面对流传热7.3 圆管内对流传热教学重点：1层流、湍流下的沿板温度分布和热通量。2讨论对流传热系数的影响因素；类比解得正确应用。教学难点：1. 层流传热的分析解、近似解、解题思路。2. 湍流时均化思想及类比解思想。第八章 质量传递：现象、机理及模型教学目标：1掌握传质过程的分子扩散和对流传质机理。2熟悉分子扩散微分方程。3. 理解传质边界层概念。教学时数：6学时教学内容：8.1 过程单元中的传质8.2 传质机理8.3 传质中的基本物理量8.4 传质微分方程教学重点：传质的微分方程及相关概念。教学难点：各种传质通量的表达式和对流传热系数的求取第九章 气体、液体及固体中的扩散传质教学目标：1掌握传质过程的分子扩散机理2. 分子扩散微分方程。 教学时数：4学时教学内容：9.1 气体中的定态扩散传质9.2 液体中的定态扩散传质9.3 固体中的鼎泰扩散传质9.4 停滞介质中非定态扩散传质：热质类比法教学重点：一维稳态分子扩散的通用速率方程教学难点：传质过程的分子扩散机理第十章 传质边界层及对流传质理论教学目标：1掌握边界层的概念2. 掌握湍流传热的类比解和近似解以及各个方程的应用范围和正确计算 教学时数：2学时教学内容：10.1浓度边界层和对流传质10.2 定态层流传质的精确解10.3 浓度边界层积分传质方程10.4 动量传递、