《材料加熱設(shè)備》課程教學(xué)大綱

《材料加熱設(shè)備》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱材料加熱設(shè)備Heatingequipmentformaterials課程編碼MAT220421020開課院部材料科學(xué)與工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)32適用專業(yè)材料科學(xué)與工程授課語言中文先修課程電工電子學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)課程簡介（限選）本課程在傳熱學(xué)基本理論基礎(chǔ)上，系統(tǒng)講授了包括電阻加熱、鹽浴加熱、燃料加熱、真空加熱和表面加熱等材料加熱設(shè)備的常用類型、一般結(jié)構(gòu)、基本特點(diǎn)、實(shí)際用途以及相關(guān)的加熱元件、耐熱與保溫結(jié)構(gòu)材料、冷卻裝置和輔助設(shè)備，詳細(xì)介紹了材料電阻加熱設(shè)備設(shè)計(jì)的原則、方法、內(nèi)容、步驟和過程。讓學(xué)生掌握與材料加熱設(shè)備相關(guān)的傳熱學(xué)理論的同時(shí)，了解各種材料熱處理設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)，為材料熱處理設(shè)備的高效、節(jié)能、環(huán)保的設(shè)計(jì)、合理選用和正確操作、診斷維護(hù)等提供工程基礎(chǔ)。Basedonthebasictheoryofheattransfer,thiscoursesystematicallyteachesthecommontypes,generalstructuresandbasiccharacteristicsofmaterialheatingequipmentincludingresistanceheating,saltbathheating,fuelheating,vacuumheatingandsurfaceheating,practicaluseandrelatedheatingelements,heat-resistantandthermalinsulationstructuralmaterials,coolingdevicesandauxiliaryequipment,thedesignprinciples,methods,contents,stepsandprocessesofmaterialresistanceheatingequipmentareintroducedindetail.Letstudentsmastertheheattransfertheoryrelatedtomaterialheatingequipment,andatthesametime,understandthebasicknowledgeofvariousmaterialheattreatmentequipment,forthehighefficiency,energysavingandenvironmentalprotectiondesignofmaterialheattreatmentequipment,reasonableselectionandcorrectoperation,diagnosisandmaintenance,videengineeringbasis.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握材料加熱設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、以及傳熱學(xué)理論等基礎(chǔ)知識(shí)，為材料加熱設(shè)備的建模、計(jì)算奠定基礎(chǔ)。是1.31.32M2目標(biāo)2：能夠根據(jù)傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論，計(jì)算和模擬出各種加熱方式、不同結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的材料加熱設(shè)備的傳熱過程。是2.12.13M3目標(biāo)3：能夠根據(jù)功率、加熱方式和服役環(huán)境，設(shè)計(jì)和開發(fā)出高效、節(jié)能、環(huán)保的材料加熱設(shè)備，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。是3.33.3三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(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章第一章緒論材料加熱設(shè)備在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的地位、作用和發(fā)展現(xiàn)狀，課程思政。M11講授1自學(xué)2第2章第2章傳熱學(xué)基礎(chǔ)基本概念，傳導(dǎo)傳熱及理論,對流換熱及理論，輻射換熱及理論，綜合傳熱及理論，加熱設(shè)備傳熱計(jì)算/////32.12.1傳熱的基本方式及溫度場傳熱的形式，溫度場和溫度梯度。M21講授1自學(xué)42.22.2傳導(dǎo)傳熱基本概念，傅立葉導(dǎo)熱方程，導(dǎo)熱率及應(yīng)用。M21講授1自學(xué)52.32.3對流換熱基本概念，牛頓對流換熱方程，對流換熱的影響因素，對流換熱系數(shù)及引用。M21講授1自學(xué)62.42.4幅射換熱基本概念，黑體輻射基本定律，輻射換熱計(jì)算方法和應(yīng)用。M21講授1自學(xué)72.52.5綜合傳熱傳導(dǎo)、對流和輻射綜合傳熱計(jì)算，加熱設(shè)備傳熱計(jì)算。M21講授1自學(xué)、作業(yè)8第3章第3章氣體動(dòng)力學(xué)靜態(tài)氣體的能量，爐內(nèi)外氣體的相互作用規(guī)律，氣體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力和阻力，Bernoulli方程及其應(yīng)用/////93.13.1氣體靜力學(xué)氣體的位能，爐氣的靜壓頭和位壓頭，爐內(nèi)和煙囪中的氣體靜力學(xué)規(guī)律M22講授2自學(xué)103.23.2氣體動(dòng)力學(xué)及Bernoulli方程應(yīng)用氣體流量、流速、粘度、動(dòng)能和動(dòng)壓頭，運(yùn)動(dòng)爐氣的能量及動(dòng)壓頭，Bernoulli方程及其應(yīng)用。M24講授4自學(xué)、作業(yè)11第4章第4章筑爐材料筑爐所用耐火材料、保溫材料，以及爐體構(gòu)件所用材料的種類、性能及應(yīng)用。/////124.14.1耐火材料常用耐火材料的種類、特性和應(yīng)用。M10.5講授0.5自學(xué)134.24.2保溫材料常用保溫材料的種類、特性及應(yīng)用。M10.5講授0.5自學(xué)144.34.3爐用金屬材料常用爐用金屬材料的種類、特性及應(yīng)用M11講授1自學(xué)15第5章第5章材料電阻加熱設(shè)備材料電阻加熱設(shè)備的分類、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。/////165.15.1概述材料電阻加熱設(shè)備的特點(diǎn)、基本類型、工業(yè)應(yīng)用的作用M20.5講授0.5自學(xué)175.25.2箱式電阻加熱設(shè)備箱式加熱設(shè)備的分類、編號、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和爐體傳熱學(xué)計(jì)算M32講授2自學(xué)185.35.3井式電阻加熱設(shè)備井式加熱設(shè)備的分類、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、編號和爐體傳熱學(xué)計(jì)算。M31講授1自學(xué)195.45.4臺(tái)式和罩式電阻加熱設(shè)備臺(tái)式和罩式加熱設(shè)備的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍。M20.5講授0.5自學(xué)、作業(yè)20第6章第6章材料鹽浴加熱設(shè)備鹽浴加熱的種類、成分特點(diǎn)和應(yīng)用情況。/////216.16.1概述材料鹽浴加熱特點(diǎn)、原理、分類M20.5講授0.5自學(xué)226.26.2鹽浴加熱設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)鹽浴加熱設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、材料及傳熱學(xué)計(jì)算M30.5講授0.5自學(xué)236.36.3鹽浴加熱的常用浴劑鹽浴加熱配方的分類、成分特點(diǎn)和應(yīng)用。M20.5講授0.5自學(xué)246.46.4流態(tài)粒子加熱設(shè)備流態(tài)粒子加熱的原理、類型、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。M20.5講授0.5自學(xué)、作業(yè)25第7章第7章材料燃料加熱設(shè)備燃料加熱設(shè)備的分類、燃料燃燒計(jì)算和應(yīng)用。/////267.17.1概述材料燃料加熱設(shè)備的類型、特點(diǎn)及發(fā)展進(jìn)展M20.5講授0.5自學(xué)277.27.2材料燃料加熱設(shè)備的燃料燃燒計(jì)算燃料的發(fā)熱量、燃料燃燒計(jì)算，燃料消耗量計(jì)算。M30.5講授0.5自學(xué)287.37.3燃料加熱效率及影響因素燃料加熱的熱效率，燃料加熱的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、熱效率改善途徑。M20.5講授0.5自學(xué)297.47.4材料燃料加熱的燃燒裝置燃料燃燒過程，氣、液和固燃料燃燒裝置與特點(diǎn)。M20.5講授0.5自學(xué)30第8章第8章材料真空加熱設(shè)備材料真空加熱爐的類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用。/////318.18.1概述材料真空加熱設(shè)備的特點(diǎn)與發(fā)展現(xiàn)狀.M20.5講授0.5自學(xué)328.28.2材料真空加熱設(shè)備的類型與結(jié)構(gòu)真空加熱設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)及爐體傳熱學(xué)計(jì)算M30.5講授0.5自學(xué)、作業(yè)338.38.3材料真空加熱設(shè)備的真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)、附件和儀表等。M20.5講授0.5自學(xué)348.48.4材料真空加熱設(shè)備的所用材料電熱元件，襯體材料，密封材料及其應(yīng)用。M20.5講授0.5自學(xué)、作業(yè)35第9章第9章材料表面加熱設(shè)備感應(yīng)加熱、激光加熱、電子束加熱等表面加熱特點(diǎn)、傳熱學(xué)計(jì)算和應(yīng)用。/////369.19.1概述材料表面加熱設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀M20.5講授0.5自學(xué)379.29.2材料感應(yīng)加熱設(shè)備材料感應(yīng)加熱的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和傳熱學(xué)計(jì)算M31講授1自學(xué)389.39.3材料高能束加熱設(shè)備材料激光、等離子束和電子束加熱的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和發(fā)展進(jìn)展。M20.5講授0.5自學(xué)、作業(yè)39第10章第10章材料電阻加熱設(shè)備的設(shè)計(jì)材料電阻加熱設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容、計(jì)算過程和實(shí)例。/////4010.110.1材料電阻加熱設(shè)備的設(shè)計(jì)原則材料電阻加熱設(shè)備設(shè)計(jì)的一般原則、基本步驟、性能試驗(yàn)和技術(shù)規(guī)范。M31講授1自學(xué)4110.210.2設(shè)計(jì)材料電阻加熱設(shè)備的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要素，結(jié)構(gòu)、指標(biāo)和特點(diǎn)設(shè)計(jì)，材質(zhì)選用、傳熱計(jì)算理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。M31講授1自學(xué)4210.310.3材料電阻加熱設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（箱式爐為例）箱式電阻爐的類型設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尺寸設(shè)計(jì)等過程。M32講授2自學(xué)4310.410.4耐火材料的設(shè)計(jì)耐火材料選擇，耐火材料的布置，傳熱計(jì)算與應(yīng)用。M30.5講授0.5自學(xué)4410.510.5電阻加熱設(shè)備的功率計(jì)算熱平衡計(jì)算法，經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法，功率校核等。M31講授1自學(xué)4510.610.6電熱元件的設(shè)計(jì)電熱元件的選用、計(jì)算和安裝等。M30.5講授0.5自學(xué)、作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時(shí)成績考勤和課堂表現(xiàn)，作業(yè)表現(xiàn)（提交及時(shí)性、完成質(zhì)量等）?？偝煽児灿?jì)100分20%2設(shè)計(jì)報(bào)告電阻爐設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)和計(jì)算一臺(tái)電阻爐的結(jié)構(gòu)、尺寸和爐體傳熱過程、以及功率校核等。總成績共計(jì)100分30%3期末考試根據(jù)試卷成績，總成績總計(jì)100分50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時(shí)成績30%A-不缺課，作業(yè)提交及時(shí)、完成質(zhì)量優(yōu)秀，課堂討論表現(xiàn)優(yōu)秀。B-不缺課，作業(yè)提交及時(shí)、完成質(zhì)量良好，課堂討論表現(xiàn)良好。C-缺課不超過1次，作業(yè)提交及時(shí)、完成質(zhì)量較好，課堂討論表現(xiàn)較好。D-缺課超過2次，作業(yè)提交不及時(shí)、或者完成質(zhì)量一般，課堂討論表現(xiàn)一般。2M1期末考試70%根據(jù)各學(xué)期試卷評分標(biāo)準(zhǔn)賦分。3M2平時(shí)成績30%A-不缺課，作業(yè)提交及時(shí)、完成質(zhì)量優(yōu)秀，課堂討論表現(xiàn)優(yōu)秀。B-不缺課，作業(yè)提交及時(shí)、完成質(zhì)量良好，課堂討論表現(xiàn)良好。C-缺課不超過1次，作業(yè)提交及時(shí)、完成質(zhì)量較好，課堂討論表現(xiàn)較好。D-缺課超過2次，作業(yè)提交不及時(shí)、或者完成質(zhì)量一般，課堂討論表現(xiàn)一般。4M2期末考試70%根據(jù)各學(xué)期試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)賦分。5M3設(shè)計(jì)報(bào)告100%A-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、計(jì)算正確，體現(xiàn)節(jié)能、降耗、環(huán)保理念，具有創(chuàng)新意識(shí)。B-在設(shè)計(jì)報(bào)告里以上各項(xiàng)表現(xiàn)良好。C-在設(shè)計(jì)報(bào)告里以上各項(xiàng)