《換熱器原理與設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《換熱器原理與設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)換熱器原理與設(shè)計(jì)PrincipleandDesignofHeatExchanger課程編碼CNE211821020開(kāi)課院部石大山能新能源學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)34講授28實(shí)驗(yàn)6上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專(zhuān)業(yè)機(jī)械動(dòng)力類(lèi)本研一體班授課語(yǔ)言中文先修課程傳熱學(xué)、工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)(全英文)課程簡(jiǎn)介（限選）換熱器是化工、動(dòng)力、能源等各種工程領(lǐng)域中普遍使用的基本設(shè)備，換熱器原理與設(shè)計(jì)是能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課程。課程主要講述管殼式換熱器的類(lèi)型、特點(diǎn)、用途和結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，各種高效間壁式換熱器的原理及設(shè)計(jì)計(jì)算，冷水塔分類(lèi)、工作原理、設(shè)計(jì)方法及選型設(shè)計(jì)，噴射式換熱器工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)換熱器的實(shí)驗(yàn)研究、強(qiáng)化傳熱等內(nèi)容給予概括性的介紹。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握各種常見(jiàn)換熱器的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、用途，掌握各種換熱器的原理，學(xué)會(huì)換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算方法，了解換熱器的實(shí)驗(yàn)研究方法。最終，使學(xué)生具有從事?lián)Q熱器設(shè)計(jì)和運(yùn)行的能力，并且能根據(jù)換熱器的運(yùn)行狀況提出節(jié)能改進(jìn)措施。Theheatexchangersareveryimportantdeviceswhicharenowwidelyusedinchemicalindustry,powerandenergyfields.HeatexchangerprincipleanddesignisanelectivecourseforEnergyandPowerEngineering.Thecourseelaboratesthefundamentalprinciple,constructionfeatures,thermaldesign,andresistancecalculationofheatexchangers,thetypesofwhichareshellandtubeheatexchanger,spiralplateheatexchanger,plate-finheatexchanger,flatplateheatexchanger,heat-pipeheatexchanger,coolingtower,andsoon.Throughlearningthiscourse,studentsshouldobtainthestructures,workingprinciple,thermalcalculationandresistancecalculationofallheatexchangers.Studentsshouldknowheatexchangerexperimentandthestateofartaboutheatexchangers.Studentsshouldhavetheabilityofdesignandselectionofheatexchangers.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握各類(lèi)換熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算、熱力計(jì)算、阻力計(jì)算的詳細(xì)過(guò)程和關(guān)鍵參數(shù)的選取原則。能夠應(yīng)用熱力及阻力計(jì)算的相關(guān)理論，分析計(jì)算換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)行參加之間的關(guān)系，解決換熱器設(shè)計(jì)及技術(shù)改造等復(fù)雜工程問(wèn)題。是2M2目標(biāo)2：了解各類(lèi)換熱器熱的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，理解企業(yè)的HSE管理體系，掌握各類(lèi)換熱器的工作原理、結(jié)構(gòu)組成等。是三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：換熱器的用途、換熱器的分類(lèi)方法、換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容。////21.11.1研究換熱器的重要性換熱器定義，為什么研究換熱器，換熱器與傳熱學(xué)關(guān)系。M20.5講授//31.21.2換熱器的分類(lèi)按用途分類(lèi)，按材料分類(lèi)，按溫度狀況分類(lèi)，按流體向分類(lèi)，按傳熱方式分類(lèi)。M21講授//41.31.3換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容熱計(jì)算，結(jié)構(gòu)計(jì)算，流動(dòng)阻力計(jì)算，強(qiáng)度計(jì)算。M20.5講授2復(fù)習(xí)5第2章第2章?lián)Q熱器熱計(jì)算的基本原理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：換熱器熱計(jì)算基本方程式、換熱器熱計(jì)算方法原理。////62.12.1熱計(jì)算基本方程式熱計(jì)算分類(lèi)，傳熱方程式，熱平衡方程式。M10.5講授//72.22.2平均溫差順逆流平均溫差，其他流動(dòng)方式平均溫差，積分平均溫差。M11.5講授//82.32.3傳熱有效度傳熱有效度，順逆流傳熱有效度，其他方式有效度，熱計(jì)算方法比較。M11講授2作業(yè)，復(fù)習(xí)9第3章第3章管殼式換熱器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：管殼式換熱器組成部件、管殼換熱器熱計(jì)算方法原理。////103.13.1管殼式換熱器的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)類(lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)，管子在管板上排列，管板，分程隔板，折流板，擋管，防沖板。M22講授，看錄像//113.23.2管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)計(jì)算管程流通面積計(jì)算，殼體直徑的確定，殼程流通面積計(jì)算，接管直徑計(jì)算。M11講授//123.33.3管殼式換熱器的傳熱計(jì)算傳熱系數(shù)的確定，換熱系數(shù)的計(jì)算，璧溫的計(jì)算。M12講授//133.43.4管殼式換熱器的流動(dòng)阻力計(jì)算管程阻力計(jì)算，殼程阻力計(jì)算。M11講授//143.53.5管殼式換熱器的合理設(shè)計(jì)流體流動(dòng)空間的選擇，流體溫度和終溫的確定，管子直徑的選擇，流體流動(dòng)速度的選擇。M11.5講授，討論6作業(yè)，復(fù)習(xí)15第4章第4章高效間壁式換熱器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：螺旋體的繪制、板式換熱器的流程通道、板翅式換熱器的熱計(jì)算、熱管的熱阻。////164.14.1螺旋板式換熱器基本構(gòu)造和工作原理，分類(lèi)，結(jié)構(gòu)計(jì)算，傳熱計(jì)算，流動(dòng)阻力計(jì)算。M1,M21.5講授，看錄像//174.24.2板式換熱器構(gòu)造和工作原理，分類(lèi)，流程組合，傳熱壓降計(jì)算。M1,M21.5講授，看錄像//184.34.3板翅式換熱器構(gòu)造工作原理，分類(lèi)，結(jié)構(gòu)計(jì)算，傳熱計(jì)算，流動(dòng)阻力計(jì)算。M1,M21.5講授，看錄像//194.44.4熱管換熱器熱管的組成與工作特性，各傳熱環(huán)節(jié)熱阻，流動(dòng)阻力計(jì)算，工作安全校驗(yàn)。M1,M21.5講授，討論6作業(yè)，復(fù)習(xí)20第5章第5章混合式換熱器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：冷水塔的工作原理、邁克爾焓差法原理、噴射式換熱器的工作極限、噴射式換熱器的特性方程。////215.15.1冷水塔冷水塔的類(lèi)型和構(gòu)造，工作原理，熱力計(jì)算，通風(fēng)阻力計(jì)算，冷卻數(shù)，特性數(shù)。M1,M22講授//22第6章第6章蓄熱式換熱器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：蓄熱式換熱器工作原理、蓄熱式換熱器設(shè)計(jì)思路。////236.16.1結(jié)構(gòu)和工作原理構(gòu)造，分類(lèi)，工作原理，應(yīng)用場(chǎng)合。M1,M21講授//246.26.2蓄熱式換熱器與間壁式換熱器的比較溫度變化特點(diǎn)，傳熱計(jì)算，熱平衡計(jì)算，設(shè)計(jì)過(guò)程。M1,M21.5講授，討論2復(fù)習(xí)25第7章第7章?lián)Q熱器試驗(yàn)與強(qiáng)化傳熱本章重點(diǎn)難點(diǎn)：試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、強(qiáng)化傳熱途徑。////267.17.1換熱器試驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，傳熱系數(shù)的測(cè)定，換熱系數(shù)的測(cè)定，數(shù)據(jù)整理。M21.5講授//277.27.2強(qiáng)化傳熱定義，基本途徑，增強(qiáng)傳熱的方法。M21.5講授，討論2復(fù)習(xí)285.25.2噴射式換熱器噴射式換熱器，組成部件，工作原理，特性方程，工作極限，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。M1,M22講授，討論4作業(yè)，復(fù)習(xí)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1、涉及計(jì)算的章節(jié)布置作業(yè)，平均章2道題以上題目。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3、考核學(xué)生對(duì)換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。20%2課堂討論1、本課程不定期組織課堂討論或回答問(wèn)題，每人參與至少1次以上。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)發(fā)言踴躍程度、論述正確是否合理情況評(píng)分。3、圍繞鍋爐的節(jié)能、計(jì)算等內(nèi)容設(shè)定題目，考察學(xué)生能否根據(jù)用戶需求確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論，也就是考核學(xué)生對(duì)換熱器重點(diǎn)知識(shí)的應(yīng)用能力。20%3期末報(bào)告1.本課程要求兩種類(lèi)型的換熱器作為研究對(duì)象，利用Matlab或Excel等計(jì)算工具編寫(xiě)出解決換熱器流動(dòng)與傳熱問(wèn)題的求解程序，給出具體問(wèn)題的求解結(jié)果。2.根據(jù)模型建立情況、程序編寫(xiě)的準(zhǔn)確性和綜合報(bào)告寫(xiě)作規(guī)范性評(píng)分。60%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考，解題思路清晰、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考，解題思路比較清晰、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，有一定步驟、答案基本正確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成解題思路混亂。2M1課堂討論10%A-主動(dòng)參與3次以上討論，討論問(wèn)題明確、觀點(diǎn)視角新穎。B-主動(dòng)參與2次討論，討論問(wèn)題較好、有自己的主觀判斷。C-主動(dòng)參與1次討論，討論重復(fù)他人觀點(diǎn)。D-精神狀態(tài)較差，被動(dòng)參與討論。3M1期末報(bào)告60%A-建立研究對(duì)象的模型正確，編寫(xiě)的求解程序能滿足要求，給出的求解結(jié)果符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告規(guī)范。B-建立研究對(duì)象的模型正確，編寫(xiě)的求解程序能滿足模型求解要求，給出的求解結(jié)果較為符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告較為規(guī)范。C-建立研究對(duì)象的模型基本正確，編寫(xiě)的求解程序基本能滿足模型求解要求，給出的求解結(jié)果較為符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告較為規(guī)范。D-建立研究對(duì)象的模型不正確，編寫(xiě)的求解程序不能滿足模型求解要求，給出的求解結(jié)果不符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告不規(guī)范。4M2課堂討論40%A-主動(dòng)參與3次以上討論，討論問(wèn)題明確、觀點(diǎn)視角新穎。B-主動(dòng)參與2次討論，討論問(wèn)題較好、有自己的主觀判斷。C-主動(dòng)參與1次討論，討論重復(fù)他人觀點(diǎn)。D-精神狀態(tài)較差，被動(dòng)參與討論。5M2期末報(bào)告60%A-建立研究對(duì)象的模型正確，編寫(xiě)的求解程序能滿足要求，給出的求解結(jié)果符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告規(guī)范。B-建立研究對(duì)象的模型正確，編寫(xiě)的求解程序能滿足模型求解要求，給出的求解結(jié)果較為符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告較為規(guī)范。C-建立研究對(duì)象的模型基本正確，編寫(xiě)的求解程序基本能滿足模型求解要求，給出的求解結(jié)果較為符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告較為規(guī)范。D-建立研究對(duì)象的模型不正確，編寫(xiě)的求解程序不能滿足模型求解要求，給出的求解結(jié)果不符合換熱規(guī)律，撰寫(xiě)的報(bào)告不規(guī)范。評(píng)分等級(jí)說(shuō)明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0