《化工传递过程导论》课程教学大纲

《化工传递过程导论》课程教学大纲

课程名称化工传递过程导论英文名称IntroductiontoChemicalTransferEngineering课程编码180520060课程类型专业选修课程课程级别专业课程学分数2先修课程化工传递过程导论学时数32其中实验学时

其中实践学时

适用范围化学工程与工艺专业（4年制）制定单位化学化工学院

一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务本课程是一门探讨化工传递过程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，对单元操作的任何一步的研究，最终都是归结为这几种单元过程的研究。将化工单元操作（化工原料）的共性归纳为动量，热量和质量传递（“三传”）的原理系统的论述，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，基本方程又相当的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。（二）课程教学目标及其与本专业毕业要求的对应关系序号课程教学目标毕业要求1能应用本课程中所学的基本理论和基本方法，配合课程设计和毕业设计等实践教学环节，分析化工控制工程中的传递问题，提出解决化工控制工程问题的可行性设计方案。具有解决复杂问题的能力。具有从事化学工程专业工作所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能运用这些知识解决化工过程中涉及的复杂工程问题。2通过课程的学习，了解有关化工传递过程的最新发展，具备一定的国际视野。

能够就化工过程的工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野。3通过课程学习，掌握分析问题和解决问题的思路和方法，达到具有具有终生学习能力。具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。（三）课程教学方法与手段本课程以课堂讲授为主，电化教学为辅，课堂教学的重点是强调基本理论和分析方法，如何根据具体过程建立其物理模型和数学模型，培养学生运用知识的能力。（四）课程与其它课程的联系

本课程学习过程中涉及到《高等数学》、《概率论与数理统计》、《物理化学》、《化工原理》等基础课和专业基础课的内容。同时该课程也是后续毕业实习、毕业设计等的基础。（五）教材与教学参考书

教材：陈涛，张国亮.《化工传递过程基础》（第三版），化学工业出版社，2011年6月。

教学参考书：[1]威尔特（美）等著，马紫峰，吴卫生等译，《动量、热量与质量传递原理》，化学工业出版社，2005年10月第一版。[2]谢舜韶，谷和平，肖人卓，《化工传递过程》，化学工业出版社，2007年11月

二、课程的教学内容、重点和难点第一章、教学内容为：传递过程概论

重点、1.圆管中的层流流动的流体分布；2.牛顿型流体和非牛顿型流体的区别。难点、牛顿型流体的粘度的计算。

第二章、教学内容为：1.动量传递概论；2.描述流动问题的观点与时间导数；3.连续性方程；4.运动方程。

重点、1.动量的分子传递和涡流传递；2.流体通过相界面的动量传递；3.描述流动问题的观点和时间导数；4.连续性方程的推导；5.柱坐标和球坐标系的连续性方程；6.牛顿型流体的本构方程和运动方程。难点、1.通用表达式；2.化工流体的总能量衡算；3.机械能衡算；4.应力表示的运动方程；5.粘性流体的运动微分方程。

第三章教学内容为：1.曳力系数与范宁摩擦因数；2.平壁间与平壁面上的稳态层流；3.圆管与套管环隙间的稳态层流；4.爬流；5.势流；6.平面流与流函数的概念。重点、1.平壁间的稳态平行层流；2.圆管与套管环隙中的稳态层流及流线和流函数；

难点、1.爬流和势流；2.流函数的应用。

第四章、教学内容为：1.边界层的概念；2.普朗特边界层方程；3.边界层积分动量方程；4.管道进口段内的流体流动；5.边界层分离。重点、1.边界层的概念；2.边界层分离的理论和表达方程。难点、边界层动量方程和平板边界层计算。

第五章、教学内容为：1.湍流的特点、起因及表征；2.湍流时的运动方程；3.湍流的半经验理论；4.无界固体壁面上的稳态湍流；5.圆管中的湍流。重点、1.湍动的基本概念；2.光滑管和粗糙管中的湍流速度分布和流动阻力；难点、1.普兰德混合长与通用速度分布方程；2.速度分布与流动阻力；3.湍流边界层中层流内层的计算。

第六章教学内容为：1.热量传递的基本方式；2.能量方程；2.重点、热量传递的基本方式；3.能量方程的特定形式；4.柱坐标系与球坐标系的能量方程；难点、1.柱坐标系与球坐标系的能量方程的应用。

第七章教学内容为：1.稳态热传导；2.不稳态热传导；3.内部热阻和表面热阻均不能忽略时的大平板的不稳态导热；4.多维不稳态导热。重点、1.稳态温度场和不稳态温度场的区别；2.导热问题的分析求解方法和数值计算方法。难点、1.稳态温度场的计算2.不稳态温度场的数学模型3.分析解计算。

第八章教学内容为：1.对流传热的机理与对流传热系数；2.平板壁面对流传热；3.管内对流传热；4.自然对流传热；重点、1.单相对流传热的一般数学模型；2.边界层及其与对流传热的关系；3.平壁层流传热的分析解和层流传热的近似积分解的计算。

难点、1.边界层方程；2.速度分布与温度分布；3.对流传热系数及边界层热流方程；4.平壁层流传热；5.管内层流传热；6.临界热流强度的分析。

三、学时分配教学内容其中：各教学环节学时分配

章节主要内容学时分配讲授实验讨论习题实践在线学习其它支撑课程教学目标1传递过程概论22

1、22动量传递概论和动量传递微分方程54

1

1、2、33动量传递的若干解54

1

1、2、34边界层流动54

1

1、25湍流43

1

1、26热量传递概论与能量方程43

1

1、2、37热传导33

1、28对流传热43

1

1、2合计3226

24

四、课程考核考核方式考核要求考核权重（%）合计平时成绩课堂考勤考核上课出勤情况。1040随堂测验考核课堂提问、课堂讨论、随堂小测验、期中考试等情况。15课堂作业考核平时作业和小论文等，要求独立完成。15期末考试闭卷考试。60合计100《化工设备机械基础课程设计》课程教学大纲论文（设计）名称：化工设备机械基础课程设计学时：2.0周学分：2.0论文（设计）编码180520401适应专业化学工程与工艺主笔人刘芝婷主审人吴旭

一、课程教学目标与基本要求本课程是《化工设备机械基础》课程后续的实践性教学环节，是与“化工单元过程及设备设计”为基础和相互衔接的而成的化工过程基本设计的实践训练过程，其任务是，学生在完成化工单元工艺设计的基础上，进行单元过程典型设备的机械设计，使学生掌握设备的选材、结构设计、强度设计、标准选用和工程绘图等基本设计方法，具有化工容器及设备设计的初步能力。化工设备机械基础课程设计是一门实践性教学课程，教学目的通过本课程的学习、使学生在已学的基础理论的基础上，使学生在完成化工单元工艺设计的基础上，进行单元过程典型设备的机械设计，使学生掌握设备的选材、结构设计、强度设计、标准选用和工程绘图等基本设计方法，具有化工容器及设备设计的初步能力。二、运用的基本理论（基础知识和基本方法）本课程必须以化工设备机械基础、“AutoCAD”、

化工制图等相关的专业理论课和专业基础课程为基础。前期先修课程为本课程提供基础知识，而本课程为化学工程与工艺学生的专业技能和专业知识升华提供必要的条件。

“AutoCAD”、

化工制图及化工设备机械基础，为化工设备机械基础课程设计打下理论基础。三、课程教学目标及其与本专业毕业要求的对应关系表1

化工设备机械基础课程设计教学目标及其与本专业毕业要求的对应关系毕业要求内涵观测点课程教学目标毕业要求3（设计/开发解决方案）能够设计针对化工过程工程问题的解决方案，设计满足化工过程特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3-4在设计中能够考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。

了解典型化工设备特点，掌握化工设备设计中的工程力学知识，树立化工设备设计中的安全意识、法律规范和工程观念等。3-2能够针对特定需求，完成单元（部件）的设计。能够利用专业知识，通过查阅相关文献，结合化工设备机械基础课程中的知识，完成设备各零部件如筒体、封头、法兰等的设计、选型。毕业要求5（设计/开发解决方案）能够针对复杂化学工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂化学工程问题的预测与模拟，并能够理解。5-2

能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂化学工程问题进行分析、计算与设计。具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力，掌握设备的选材、结构设计、强度设计、标准选用和工程绘图等基本设计方法，具有化工容器及设备设计的初步能力。

四、考核方式与评分标准主要考核图纸与设计计算计算说明书，各自占总考核成绩的50%。其中各部分的考核观测点与教学目标、毕业要求的关系见下表：

教学目标毕业能力设计计算说明书工程设计图纸主要观测点权重主要观测点权重13-2

根据工艺参数确定各部分尺寸是否合理论证过程是否合理，有无考虑非技术层面因素的需求强度、稳定性计算和校核过程科学、合理0.5设备装配图、部件图和零件图的画法和标注的规范性和完整性

0.523-4非技术层面因素的规定是否予以考虑和分析，且分析合理有效0.2工艺设计中，有无体现安装方便、使用便捷、成本合理等以人为本的理念0.225-2

计算依据和过程的准确性和完整性文献检索工具选用是否合理法律法规的引用是否合适和对应分析过程合理有效标准引用的合理与准确报告结构的逻辑性和条理性，文字表述规范清晰0.3工程制图符合相关的制度标准和规范展示是否完整，细节阐述是否合理，标注是否准确清晰等0.3五、