化工傳遞過程教學(xué)大綱-化學(xué)工程與工藝專業(yè)

1、化工傳遞過程課程教學(xué)大綱課程代碼：080142021課程英文名稱：ChemicalTransferenceProcesses課程總學(xué)時(shí)：16講課：16實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝大綱編寫（修訂）時(shí)間：2017.7一、大綱使用說明（一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo)本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)選修課程，化工傳遞過程是分析和解決化工過程中三種傳遞現(xiàn)象的工程學(xué)科，是基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)課程、理論到實(shí)踐、實(shí)踐又上升到理論的橋梁課程之一。課程主要講授傳遞基本原理和動量、熱量、質(zhì)量的基本微分方程，該課程的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生深入了解各類傳遞過程的機(jī)理，為改進(jìn)各種傳遞過程和設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作和控制提供理論基礎(chǔ)。通過

2、本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將達(dá)到以下要求：1. 掌握傳遞過程的基本原理；2. 掌握建立和求解化工傳遞過程數(shù)學(xué)模型的基本方法；3. 加深對化工單元操作過程規(guī)律和機(jī)理的認(rèn)識和理解；4. 培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及運(yùn)用傳遞理論和數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)工程問題的能力。（二）知識、能力及技能方面的基本要求1. 基本知識：掌握三種傳遞過程的相似性，了解傳遞過程的發(fā)展趨勢和其在化學(xué)工程中的具體運(yùn)用領(lǐng)域。2. 基本理論和方法：掌握動量、熱量、質(zhì)量三種傳遞過程的基本原理和基本方程；能夠針對具體問題建立物理模型和數(shù)學(xué)模型；能夠深入了解求解數(shù)學(xué)模型的常用解析方法和數(shù)值方法以及典型解。3. 基本技能:具備查閱和使用常用工程計(jì)算圖

3、表、手冊等資料的能力；具有根據(jù)實(shí)際問題建立數(shù)學(xué)模型的能力；具有一定的數(shù)值計(jì)算及計(jì)算機(jī)求解能力；具備一定的分析和解決化學(xué)工程中傳遞問題的能力。（三）實(shí)施說明1. 教學(xué)方法：本課程中概念、定義和公式較多，基本方程又相當(dāng)復(fù)雜，授課時(shí)注重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可通過一些工程中的具體實(shí)例使學(xué)生理解動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞的基本原理以及三者之間的密切聯(lián)系，掌握建立、求解化工傳遞過程數(shù)學(xué)模型基本方法，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。2. 教學(xué)手段：采用多媒體教學(xué)和板書結(jié)合的方式。（四）對先修課的要求本課程應(yīng)在高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理課程之后開設(shè)。（五）對習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求針對學(xué)生對課程內(nèi)容的理解

4、情況和作業(yè)完成情況，適當(dāng)安排習(xí)題課。本課程中無課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。（六）課程考核方式1. 考核方式：考查2. 考核目標(biāo)：在考核學(xué)生對傳遞過程基本原理掌握的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考核學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用及計(jì)算能力。3. 成績構(gòu)成：本課程的總成績主要由兩部分組成：平時(shí)成績（包括作業(yè)情況、出勤情況、課堂表現(xiàn)、小測驗(yàn)等）占50%，期末理論考試成績占50%。平時(shí)成績和期末理論考試成績均按百分制給出，計(jì)算出總評成績后折合為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個(gè)級別。（七）參考書目化工傳遞過程基礎(chǔ)，陳濤，張國亮編，化學(xué)工業(yè)出版社，2009二、中文摘要本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課程。該課程通過對三種傳遞現(xiàn)象的基本

5、原理的講授，使學(xué)生深入理解化工單元操作過程的規(guī)律和機(jī)理，能夠應(yīng)用基本原理對實(shí)際問題建立模型并求解分析，從而為化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作和改進(jìn)提供理論依據(jù)。本課程將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及相關(guān)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定基礎(chǔ)。三、課程學(xué)時(shí)分配表序號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1動量傳遞概論與動量傳遞微分方程44001.1動量傳遞概論21.2動量傳遞微分方程22動量傳遞方程的若干解22003邊界層流動22004熱量傳遞概論與能量方程22005熱傳導(dǎo)和對流傳熱22006質(zhì)量傳遞概論與傳質(zhì)微分方程44006.1質(zhì)量傳遞概論26.2傳質(zhì)微分方程2合計(jì)161600四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分動量傳遞概論與動量傳遞微分

6、方程總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第1.1部分動量傳遞概論（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）掌握動量傳遞的方式和機(jī)理；2）理解描述流動問題的觀點(diǎn)和時(shí)間導(dǎo)數(shù)。重點(diǎn)：八動量傳遞的方式第1.2部分動量傳遞微分方程（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）理解連續(xù)性方程和運(yùn)動方程的推導(dǎo)過程；2）能夠?qū)B續(xù)性方程和運(yùn)動方程進(jìn)行基礎(chǔ)分析重點(diǎn)：八連續(xù)性方程和運(yùn)動方程分析難點(diǎn)：運(yùn)動方程的推導(dǎo)習(xí)題：連續(xù)性方程和運(yùn)動方程在實(shí)際問題中的應(yīng)用第2部分動量傳遞方程的若干解總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1）掌握曳力系數(shù)與范寧摩擦因數(shù)的概念和計(jì)算公式；2）熟悉平壁與圓管內(nèi)層流流動的運(yùn)動方程解的形式

7、；3）掌握爬流的概念，熟悉爬流運(yùn)動方程；4）掌握勢流的概念，了解勢流的求解。重點(diǎn)：八1）柱坐標(biāo)系連續(xù)性方程和運(yùn)動方程的簡化過程，邊界條件，速度分布的求解2）爬流和勢流的概念。難點(diǎn)：速度分布的求解習(xí)題：穩(wěn)態(tài)層流時(shí)沿平板和圓管的速度分布求解第3部分邊界層流動總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1）掌握普朗特邊界層理論的要點(diǎn)；2）明確邊界層的概念，了解邊界層的形成和發(fā)展；3）掌握邊界層厚度和阻力系數(shù)的求解與計(jì)算；4）理解普朗特邊界層方程的推導(dǎo)；5）熟悉平板層流邊界層方程的解。重點(diǎn)：八1）邊界層厚度和阻力系數(shù)的求解與計(jì)算；2）平板層流邊界層方程的精確解。難點(diǎn)：普朗特邊界層方程的推

8、導(dǎo)習(xí)題：邊界層厚度和阻力系數(shù)的求解與計(jì)算第4部分熱量傳遞概論與能量方程總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1）掌握熱量傳遞的基本方式；2）掌握能量方程的普遍表達(dá)式和特定形式。重點(diǎn)：八能量方程的普遍表達(dá)式和特定形式難點(diǎn)：能量方程的特定形式習(xí)題：根據(jù)傳熱機(jī)理建立實(shí)際情況下的傳熱方程第5部分熱傳導(dǎo)和對流傳熱總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1）掌握一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)方程及其解；2）熟悉一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方程的數(shù)值解；3）了解多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱；4）掌握對流傳熱機(jī)理和對流傳熱系數(shù)的計(jì)算；5）對平板壁面對流傳熱、管內(nèi)對流傳熱和自然對流傳熱等進(jìn)行基礎(chǔ)理論分析，熟悉不同情況下傳熱方程解的形式。重點(diǎn)：八1）一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫度分布和導(dǎo)熱速率的求解和計(jì)算；2）對流傳熱系數(shù)的計(jì)算。難點(diǎn)：1）一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方程的數(shù)值解；2）渦流熱擴(kuò)散系數(shù)與混合長的關(guān)系。習(xí)題：1）一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的求解；2）對流傳熱系數(shù)的計(jì)算。第6部分質(zhì)量傳遞概論與傳質(zhì)微分方程總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第6.1部分質(zhì)量傳遞概論（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）掌握質(zhì)量傳遞的基本方式和基本定律；2）