华科大《低温技术原理与设备》教学大纲

《低温技术原理与设备》教学大纲一、课程名称（中文及英文）低温技术原理与设备，FundamentalsofCryoTechnology&Equipment二、学时与学分学时:60学分:3三、授课对象本科生四、相关或选修课程《低温原理与设备》课程设计，《低温装置》五、教学目的《低温原理与设备》是制冷与低温技术专业的主要专业课之一。本课程的目的是使学生掌握低温技术的基本原理及主要低温设备的特性与设计计算方法，学会应用理论知识来分析解决低温技术中的实际问题。自1988年提出建设一类课程以来，对本课程大纲作了多次修改，修改时主要考虑了加强基础，挑选与更新教学内容、更多的反映本学科领域的最新进展与成就，使学生能更好的将基础知识应用了解专业实际问题，同时能在较高层次去理解与掌握本专业的基本内容，加强了基础，实际上也是拓宽了专业面。六、主要内容、基本要求及学时分配本课程总学时:60课内学时:56实验课时:4 绪论低温技术的研究对象；低温技术在国民经济中的地位及应用；低温技术发展概况；本课程的内容要求，学习方法。第一章低温技术的热力学基础6学时§1-1引言§1-2实际气体的性质一、实际气体的状态方程二、压缩性系数、阿马格数三、对比态定律及其应用四、实际气体热力学性质的计算§1-3实际气体混合物的热力学性质§1-4一元物系的相平衡§1-5变质量系统的热力学基础§1-6有效能及有效能分析法例题：实际气体性质计算二题有效能计算一题第二章溶液热力学基础6学时§2-1概述§2-2溶液的基本定律§2-3溶液相平衡的条件、相律§2-4二元溶液相平衡一、汽液相平衡二、固、液相平衡，共晶点§2-5多组分系统相平衡一、化学势、逸度、活度二、气、液平衡体系的分类及表示方法三、多元汽液相平衡的计算§2-6溶液的基本热力过程一、混合二、蒸发与冷凝三、节流四、吸收例题：二元溶液相平衡计算一题多元汽液相平衡计算一题第三章低温工质的性质2学时§3-1低温工质的种类及其热力学性质§3-2空气及其组成气体的性质§3-3氢的性质氢的构成、氢的正、仲态转化§3-4氧的性质氧及其同位素，液氧特性及第二类相变3He-4He溶液的性质第四章获得低温的方法8学时§4-1概述§4-2相变制冷一、液体汽化制冷二、固体汽化制冷，红外探测器等用的固体制冷系统三、液体抽气冷却§4-3气体绝热节流一、节流过程热力特征二、转化温度与转化曲线三、微分节流效应、积分节流效应四、节流过程有效能分析§4-4气体的等熵膨胀一、气体等熵膨胀疚与制冷量二、气体膨胀过程有效能分析三、节流与等熵膨胀的比较§4-5绝热放气§4-6绝热退磁制冷一、绝热退磁制冷原理二、绝热退磁制冷的热力学分析三、磁制冷机例题：节流过程计算一题膨胀过程计算一题第五章气体液化循环14学时§5-1概述一、气体液化理论最少功二、气体液化循环的性能指标§5-2空气、氧、氮液化循环一、一次节流液化循环二、有预冷的节流液化循环三、二次节流液化循环§5-3带膨胀机的空气液化循环一、克率特液化循环工作过程和循环性能循环性能指标与主要参数的关系综合分析二、海兰特循环及卡皮查液化循环三、主要液化循环的比较§5-4氦液化循环一、节流氦液化循环二、带膨胀机的氦液化循环三、其他类型······§5-5氦液化循环§5-6甲烷及天然气液化循环一、复叠式制冷的液化循环二、用混合制冷剂制冷的液化循环三、带膨胀机的液化循环例题克劳特液化循环计算一题柯林斯液化循环计算一题课堂讨论一次：液化循环的组成及参数分析第六章精馏原理及塔设备12学时§6-1空气的组成及其主要成本的汽液平衡§6-2空气的精馏一、液空部分蒸发及空气的部分冷凝二、空气的精馏过程三、精馏塔四、精馏过程的物料平衡与能量平衡§6-3二元精馏过程计算§6-4三元精馏过程计算§6-5填料塔精确过程计算§6-6精馏塔的塔板效率§6-7塔设备的结构及塔内流体动力工况（电教）§6-8气体分离过程的能耗例题二元精馏计算一题三元精馏计算一题填料塔精馏计算一题第七章气体的吸附分离和净化6学时§7-1吸附过程基本原理§7-2常用吸附剂的种类和特性§7-3吸附平衡一、单组分吸附平衡，多组分吸附平衡二、等温吸附曲线，等压吸附曲线，静态吸附容量三、吸附热，脱附热§7-4吸附动力学基础一、传质区的概念二、转效点与转效曲线三、动态吸附容量§7-5吸附剂的再生§7-6变压吸附原理及应用，制氧、制氮、制氢等§7-7吸附在气体净化中的应用一、干燥（空气、天然气、氦气等）二、脱CO2、C2H2等C、H化合物三、低温下脱除杂质§7-8吸附在液体净化中的应用§7-9吸附器的设计吸附剂用量的计算，吸附器主要尺寸计算，再生过程计算第八章管式换热器（自学）第九章板翘式换热器4学时§9-1板翘式换热器的特点§9-2板翘式换热器的结构§9-3板翘式换热器的设计计算一、换热系数与流体阻力的准则关系二、翘片效率与表面效率三、单迭布置与复迭布置四、二股流换热器的通道布置与设计计算五、多股流板翘式换热器的通道排列及设计计算例题两股流板翘式换热器的计算第十章蓄冷器及切换式换热器2学时本章着重讲，蓄冷器的不冻结性一、蓄冷器不冻结必珠基本概念二、保证不冻结性的