安建院材料学各课程教学大纲：高温反应工程

《高温反应工程》教学大纲课程编号：课程名称：高温反应工程英文名称：Hightemperaturereactionengineering学时：56+4（讲课+实验） 学分：4适用专业：材料工程 课程性质：任选先修课程：物理化学、材料科学基础、材料工程基础一、课程教学目标通过本课程的学习，使学生掌握高温反应动力学理论的基本概念、基本理论、基本建模方法，具备根据反应动力学模型进行反应器内物料流动和传递运算技能和设计热工反应设备的基本知识，为今后从事材料工业生产或科研获得较好的分析问题和解决问题的能力。通过本课程的教学过程，培养学生学会用数学方法处理比较抽象问题的能力，逻辑推理、空间想象能力和创新能力，具有比较熟练的综合运用流体力学和传递工程基础理论去分析解决实际生产、科研问题的能力。二、教学内容及基本要求第一章工业反应动力学基础进一步熟练掌握化学反应速度、反应级数、反应速率常数等基本概念和相关反应速度理论。掌握非均相反应的特点和研究方法，重点掌握燃烧反应、分解反应、固相烧结反应模型建立的条件、适用范围和具体内容，并初步学会非均相反应动力学模型建立的基本方法。了解化学反应动力学理论模型和数学模型的相互关系。第二章高温反应装置操作分析方法了解常见高温反应器的种类及物料运动类型其组成。熟悉停留时间、停留时间分布函数、停留时间分布密度函数等基本概念，掌握停留时间分布密度测定方案的设计和数据处理方法。掌握平推流、全混流和扩散模型等常见流动模型的判别和处理方法，掌握扩散模型的建立、计算和应用方法。了解带死角与短路的理想全混流模型和多级混合模型。第三章固定床反应器掌握固定床中物料流动、传热、传质过程的特性及相关系数的计算方法。掌握拟均相一级反应模型的建立和几类适用的反映器：等温反应器、单层绝热床、多层绝热床，了解多层绝热床的计算和最优化理论。掌握拟均相二级反应模型的建立和求解方法。第四章流化床反应器了解流化床反应器的基本概念、类型、结构和特点。掌握流化床中气固流动的特点及压降、临界流化速度带出速度、操作速度的计算方法，了解鼓泡床理论及鼓泡床中气固运动的特点。掌握流化床中气固传热与传质过程、传递特点及相关计算方法。了解流化床的几种数学模型的建立方法、条件和适用范围。第五章回转式反应器了解回转式反应器固体物料和气体运动的特点。掌握回转式反应器中物料传热过程的分析和计算方法以及石灰石分解反应、熟料形成固相反应、液相存在下的固相反应中的质量传递过程及数学处理途径。重点掌握回转式反应器中各种数学模型的建立方法和条件、模型应用及计算。第六章反应器设计掌握反应器工业放大的基本步骤和方法了解回转式反应器固体物料和气体运动的特点。重点掌握反应器放大的数学模型化方法、类型和建立模型的具体步骤。掌握最优化方法在反应器放大和设计中的应用方法和范例。三、教学安排及方式高温反应工程是一门涉及反应动力学理论与常用工业高温反应器设计和应用的专业技术课程，其教学主要以课内讲授为主，配合一定数量的习题、实验等教学环节。第六学期计划讲授60学时，实验别安排4学时。课程主要内容讲课学时作业量实践环节ch1.工业反应动力学基础61-3题ch2.硅酸盐高温反应装置操作分析方法102-5题ch3.固定床反应器82-4题ch4.流化床反应器102-4题ch5.回转式反应器102-3题ch6.反应器设计102-4题实验：反应器停留时间分布函数测定4机动2作业批改量：1个小班改1/2；2个小班改1/2。四、考核方式本课程是专业课程，考试可采用闭卷笔试或开卷笔试等方式进行，同时将平时作业完成情况计入总成绩中，比例为7：