《化工传递过程原理》教学大纲.doc

化工传递过程原理课程教学大纲课程名称：化工传递过程原理/Chemical Transfer Process(中文/英文)课程类别：专业课学时/学分：32/2.0 开课单位：化学与制药工程系开课对象: 化学工程与工艺专业（本科）选定教材：化工传递过程基础，陈涛，北京，化学工业出版社，2008。参 考 书：动量，热量与质量传递原理，威尔特（美），北京，化学工业出版社，2005。一、课程性质、目的和任务 化工传递过程原理是针对化学工程与工艺方向的必修课。是一门探讨自然现象和化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程。化学工程中各个单元操作均被看成传热、传质及流体流动的特殊情况或特定的组合，对单元操作的任何进一步的研究，最终都是归结为这几种传递过程的研究。将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（三传）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂给学习带来一定的困难，但可运用三传的类似关系进行研究理解，使学生掌握化学工程专业中有关动量、热量和质量传递的共性问题。本课程的教学目的是了解和掌握三传现象的机理及其数学描述，建立微分方程。确定边界条件从而分别求出过程的解析、数值解或转化为准数关联式，培养学生分析和解决化学工程中传递问题的能力，为在工程上进一步改善各种传递过程和设备的设计、操作及控制过程打下良好的理论基础。具体为包括动量传递、热量传递和质量传递过程、非牛顿流体中的传递现象、粘弹性及广义牛顿流体连续性方程和运动方程及其应用、边界层方程及其应用、湍流理论评价、能量方程、对流传热的解析、温度边界层、平壁和楔形强制层流传热的数学描述、湍流传热的解析计算、自然对流的传热过程等。二、课程内容的基本要求本课程系统论述了化学工程中“三传”的基本原理，数学模型和求解方法，传递速率的理论计算，“三传”的类比及传递理论的工程应用等内容，全书共分三篇，共12章。1、绪论。传递过程概论，阐述流体流动导论，了解三传的类似性和衡算方法。2、第一篇（第2章第5章）。动量传递，包括动量传递概论与动量传递微分方程，动量传递方程的若干解，边界层流动和湍流。了解平壁间的稳态平行层流，掌握圆管与套管环隙中的稳态层流及流线和流函数，边界层的概念，掌握边界层分离的理论和方程，了解湍动的基本概念，掌握光滑管和粗糙管中的湍流速度分布和流动阻力。了解气液两相流体的流动形式。3、第二篇（第6章第8章）。热量传递，包括热量传递方程和能量方程，热传导和对流传热。了解稳态温度场和不稳态温度场的区别，导热问题的分析求解方法和数值计算方法，了解单相对流传热的一般数学模型，熟悉边界层及其与对流传热的关系，理解平壁层流传热的分析解和层流传热的近似积分解的计算，了解沸腾传热机理，熟悉对流传热的过程和特点，掌握沸腾传热过程的分析。4、第三篇（第9章第11章）。质量传递，包括质量传递概论和传质微分方程，分子传质和对流传质。了解质量传递过程特征及微分方程的推导过程，理解分子在气，固，液三相中的传递特点，及相关扩散系数的计算方法，理解不同类型对流传热特征及对流传质模型的建立方法。5、第12章。多种传递同时进行的过程，论述湍流下热，质同时传递和平壁面上层流边界层中同时进行“三传”的精确解，了解多种传递同时进行状态下微分方程的建立和精确解的确定方法。三、学时分配1. 传递过程概论 2学时2. 动量传递概论与动量传递微分方程 4学时3. 动量传递方程的若干解 3学时4. 边界层流动 4学时5. 湍流 3学时6. 热量传递概论与能量方程 3学时7. 热传导 2学时8. 对流传热 3学时9. 质量传递概论与传质微分方程 3学时10. 分子传质 2学时11. 对流传质 2学时12. 多种传递同时进行的过程 1学时 四、其他教学环节及考核方式教学环