《環(huán)境工程原理》課程教學(xué)大綱

1、環(huán)境工程原理課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱:環(huán)境工程原理課程英文名稱：Principle of Environmental Engineering課程編號(hào)：10062204課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課課程學(xué)時(shí)和學(xué)分：總學(xué)時(shí)：56 ；總學(xué)分：3.5 ； 理論學(xué)時(shí)：48；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8適用專業(yè)：環(huán)境工程先修課程：高等數(shù)學(xué)，環(huán)境工程專業(yè)概論，無機(jī)化學(xué)B，有機(jī)化學(xué)B，物理化學(xué)C開課學(xué)院、部：二、課程的地位與作用本課程是環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，課程主要講述環(huán)境凈化與污染防治技術(shù)以及生態(tài)修復(fù)工程中涉及的具有共性的基本原理、基本過程。通過學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程，如水污染控制工程、大氣污染控制工程、固

2、體廢棄物處理與處置工程等有更深入的理解及掌握。三、課程教學(xué)總的目的和要求通過學(xué)習(xí)該課程后，使學(xué)生對(duì)于環(huán)境工程領(lǐng)域中所涉及的環(huán)境凈化與污染控制工程的隔離、分離與轉(zhuǎn)化技術(shù)原理有較全面的理解。本課程著重培養(yǎng)學(xué)生的理解能力和應(yīng)用能力，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問題打下良好的理論基礎(chǔ)。四、各章主要教學(xué)內(nèi)容第1章 緒論（2學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握污染控制技術(shù)原理的基本類型；理解污染控制技術(shù)體系。第2章 質(zhì)量衡算與能量衡算（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握質(zhì)量衡算和能量衡算，常用物理量及單位換算；濃度、流量、流速、通量表示方法。重點(diǎn)：質(zhì)量衡算和能量衡算方程；難點(diǎn)：質(zhì)量衡算和能量衡算方程具體應(yīng)用。第3章 流體流動(dòng)（6學(xué)時(shí)）

3、本章要求掌握流體流動(dòng)質(zhì)量衡算方程，不可壓縮流體管內(nèi)流動(dòng)的連續(xù)性方程，流體流動(dòng)的阻力損失的方程，管路計(jì)算；理解流動(dòng)的內(nèi)摩擦力及邊界層理論，流體測(cè)量。流體流動(dòng)的摩擦阻力、形體阻力、產(chǎn)生的原因和影響因素。重點(diǎn)：連續(xù)性方程運(yùn)用及阻力損失的計(jì)算，管路計(jì)算。難點(diǎn)：伯努利方程的應(yīng)用，復(fù)雜管路計(jì)算。第4章 熱量傳遞（3學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握熱量傳遞的方式，熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱的計(jì)算。理解傅立葉定律以及平壁和圓管壁的熱傳導(dǎo)速率方程，串聯(lián)熱阻疊加原則、接觸熱阻、對(duì)流傳熱機(jī)理；牛頓冷卻定律、對(duì)流傳熱系數(shù)、保溫層臨界直徑、間壁傳熱過程。了解輻射傳熱的基本概念，換熱器的分類與結(jié)構(gòu)形式，間壁式換熱器的類型與結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化傳熱的途徑。重

4、點(diǎn)：導(dǎo)熱過程計(jì)算、對(duì)流換熱的計(jì)算。難點(diǎn)：對(duì)流傳熱計(jì)算、保溫層臨界直徑、間壁傳熱過程。第5章 質(zhì)量傳遞（5學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握分子傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)的機(jī)理及相關(guān)計(jì)算。理解質(zhì)量傳遞的基本概念、基本類型。了解典型的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)、平板上的層流傳質(zhì)、圓管內(nèi)的層流傳質(zhì)。重點(diǎn)：分子傳質(zhì)過程中的單向擴(kuò)散、等摩爾反向擴(kuò)散和有化學(xué)反應(yīng)的擴(kuò)散過程。難點(diǎn)：分子傳質(zhì)的機(jī)理及相關(guān)計(jì)算過程。第6章 沉降（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握重力沉降、離心沉降基本原理及相關(guān)計(jì)算，理解沉降分離的基本概念，一般原理與類型。沉降分離設(shè)備的基本工作原理；離心力場(chǎng)中顆粒的沉降分析，旋流器工作原理，離心沉降機(jī)工作原理；電沉降、慣性沉降。重點(diǎn)：重力沉降、離心沉降基

5、本原理及相關(guān)計(jì)算。難點(diǎn)：重力沉降、離心沉降中顆粒沉降分析及旋流器工作原理及應(yīng)用。第7章 過濾（6學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握過濾操作基本概念和分類，表面過濾基本方程；理解表面過濾中恒壓、恒速過濾方程的區(qū)別，深層過濾的基本理論和過濾計(jì)算；了解深層過濾過程中顆粒的運(yùn)動(dòng)，深層過濾的水力學(xué)。重點(diǎn)：表面過濾的基本方程，深層過濾的基本理論。難點(diǎn)：流體通過顆粒床層的流動(dòng)，深層過濾水力學(xué)。第8章 吸收（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握吸收的類型，物理吸收的氣-液平衡、亨利定律、雙膜理論和吸收過程的傳質(zhì)機(jī)理，化學(xué)吸收的特點(diǎn)和平衡關(guān)系；理解物理吸收的總傳質(zhì)速率方程和傳質(zhì)阻力分析，化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率；了解相平衡關(guān)系在吸收過程中的應(yīng)用、吸收設(shè)

6、備的主要工藝。重點(diǎn)：吸收的定義和類型，物理吸收的氣-液平衡、亨利定律、雙膜理論，化學(xué)吸收的特點(diǎn)和平衡關(guān)系。難點(diǎn)：物理吸收過程的傳質(zhì)機(jī)理、總傳質(zhì)速率方程，化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率。第9章 吸附（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握吸附的基本概念、分類和吸附平衡理論；理解吸附傳質(zhì)過程、不同形式的吸附等溫式；了解常用吸附劑、不同條件的吸附傳質(zhì)速率方程和吸附穿透曲線。重點(diǎn)：吸附的基本概念、分類和吸附平衡理論。難點(diǎn)：不同形式的吸附等溫式、吸附傳質(zhì)速率方程第10章 其它分離過程（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握萃取分離的特點(diǎn)、萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)，膜分離過程分類、表征參數(shù)、膜傳遞過程的推動(dòng)力及一般表述；理解萃取劑的選擇，膜傳遞過程模型；了解萃

7、取工藝流程與計(jì)算，反滲透和納濾、微濾和超濾、電滲析過程機(jī)理。重點(diǎn)：萃取分離的特點(diǎn)、萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)，膜分離過程分類、膜傳遞過程的推動(dòng)力及一般表述。難點(diǎn)：萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)，萃取工藝流程與計(jì)算。第11章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握反應(yīng)操作和反應(yīng)器概念、反應(yīng)器的操作方式和類型，反應(yīng)速率的定義以及表示方法；理解反應(yīng)式與計(jì)量方程、反應(yīng)程度與轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率方程與反應(yīng)級(jí)數(shù)等相近概念的區(qū)別，均相反應(yīng)速率方程；了解不同反應(yīng)級(jí)數(shù)的反應(yīng)速率方程。重點(diǎn)：反應(yīng)器的操作方式和類型，反應(yīng)速率的定義以及表示方法。難點(diǎn)：不同反應(yīng)級(jí)數(shù)的反應(yīng)速率方程。第12章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)解析（2學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)

8、驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一般解析方法，反應(yīng)器的物料恒算；理解三種反應(yīng)器：間歇反應(yīng)器、完全混合流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器的原理。重點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的解析方法。難點(diǎn)：間歇反應(yīng)器、完全混合流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器的基本方程及解析方法。環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)1、課程實(shí)驗(yàn)要求：通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解流體流動(dòng)原理，掌握實(shí)驗(yàn)儀器的特點(diǎn)、性能和基本操作，了解儀器常見故障的判斷和處理方法，加深對(duì)環(huán)境工程原理基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)的理解；提高學(xué)生聯(lián)系實(shí)際分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，為未來的科學(xué)研究及實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。2、課程實(shí)驗(yàn)名稱及內(nèi)容提要本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括流體流動(dòng)阻力、吸收兩個(gè)方面

9、。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)安排及內(nèi)容提要如下：環(huán)境工程原理課程實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)時(shí)必開選開實(shí)驗(yàn)類型內(nèi)容提要驗(yàn)證基本操作綜合設(shè)計(jì)1流體流動(dòng)阻力的測(cè)定4必開流體流過直管或管件時(shí)，產(chǎn)生的阻力表現(xiàn)為管段兩端的壓力降。通過測(cè)量壓力降可計(jì)算出阻力系數(shù)。2填料吸收塔實(shí)驗(yàn)4必開在吸收劑和溶質(zhì)濃度一定時(shí)，通過測(cè)定吸收劑和氣體的流量及塔頂尾氣濃度、吸收液濃度，可以計(jì)算出塔的吸收率。實(shí)驗(yàn)一：管內(nèi)流體流動(dòng)阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 測(cè)定液體在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，并確定管路一定時(shí)摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系；2） 熟悉壓力的測(cè)量及轉(zhuǎn)子流量計(jì)的構(gòu)造及使用；3） 學(xué)會(huì)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪與Re的關(guān)系曲線。實(shí)驗(yàn)二、吸收實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉填料吸收塔的構(gòu)造和流程；2）測(cè)定在一定操作條件下，用堿液吸收二氧化碳的氣相體積傳質(zhì)總系數(shù)。3、實(shí)驗(yàn)考核方式及成績?cè)u(píng)定實(shí)驗(yàn)考核以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課上表現(xiàn)、態(tài)度等給成績。成績每次以100分計(jì)，最后求算術(shù)平均值，占課程總成績的10%。五、課程考核和成績?cè)u(píng)定方式本課程采用閉卷與平時(shí)考核相結(jié)合的考核方式，閉卷考核占80%，平時(shí)考核占10%，其中包括出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等，實(shí)驗(yàn)成績占10%。六、教材及參考文獻(xiàn)1、教材1胡洪營，張旭，黃霞.環(huán)境工程原理M.北京：高等教育出版社，20052、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或教材1 武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院實(shí)