《熱工過程與設(shè)備》課程教學(xué)大綱

《熱工過程與設(shè)備》課程教學(xué)大綱課程名稱：熱工過程與設(shè)備/ThermalEngineeringProcedureandEquipment課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)及平臺(tái)課課程性質(zhì)：必修/學(xué)位 適用專業(yè)：無(wú)機(jī)非金屬材料工程學(xué)時(shí)數(shù)：72其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：12 課外學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：4 考核方式：考試預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，物理化學(xué)教學(xué)參考書：孫晉濤.硅酸鹽熱工過程與設(shè)備上冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1983、12孫晉濤.硅酸鹽熱工過程與設(shè)備下冊(cè)-陶瓷部分.中國(guó)建筑工業(yè)出社1983、12孫晉濤.硅酸鹽熱工過程與設(shè)備下冊(cè)-玻璃部分.中國(guó)建筑工業(yè)出社1983、12孫晉濤編.硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ).武漢工業(yè)大學(xué)出版社.1992、12劉振群編.陶瓷工業(yè)熱工設(shè)備.武漢工業(yè)大學(xué)出版社.1989、10孫承緒編.玻璃工業(yè)熱工設(shè)備.武漢工業(yè)大學(xué)出版社.1996、2開課單位：紡織與材料工程學(xué)院無(wú)機(jī)非金屬材料工程系課程簡(jiǎn)介：無(wú)機(jī)材料的高溫?zé)乒に囀遣牧现苽涔に囍兄匾沫h(huán)節(jié)，硅酸鹽工業(yè)制品的燒成需要在工業(yè)窯爐中完成，其主要過程是燃料燃燒產(chǎn)生熱煙氣，煙氣在流動(dòng)過程中將熱量傳給制品。本門課程主要內(nèi)容包括1）兩氣體伯努利方程在窯爐中的應(yīng)用，目的是為了解決不可壓縮氣體在流動(dòng)過程中各種能量的轉(zhuǎn)換及其對(duì)溫度分布的影響以及可壓縮氣體的流動(dòng)特性，并介紹窯爐內(nèi)氣體流動(dòng)特性——分散垂直氣流法則。2）介紹氣體、液體和固體燃料的熱工性質(zhì)以及燃料燃燒過程的基本理論。重點(diǎn)講解燃料組成及其換算，各種燃料熱值的計(jì)算，燃料燃燒的空氣量、煙氣量、煙氣組成及空氣系數(shù)的分析計(jì)算及操作計(jì)算等以及各種燃料燃燒的過程及設(shè)備。3）介紹傳熱的基本原理，重點(diǎn)講解導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射換熱和綜合傳熱等問題的基本概念及其解決實(shí)際問題的方法。4）介紹陶瓷窯爐及玻璃池窯的窯體結(jié)構(gòu)、工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算等。本門課程對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)掌握無(wú)機(jī)非金屬材料行業(yè)熱工過程的基本理論和材料工程方面的基礎(chǔ)知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生具有解決無(wú)機(jī)非金屬材料行業(yè)的工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝控制的實(shí)踐能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力，使其具有技術(shù)人才的素質(zhì)和管理人才的素質(zhì)。第一章燃料及其燃燒（14學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解各種燃料的種類及燃燒過程，理解并掌握燃料的基準(zhǔn)核算、燃料燃燒計(jì)算及燃燒基本理論。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：燃料燃燒計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容一、燃料的種類和組成燃料的種類燃料的組成及其計(jì)算二、燃料的熱工性質(zhì)及選用原則燃料的熱值其它熱工性質(zhì)燃料的選用原則三、燃燒計(jì)算1．計(jì)算的目的與內(nèi)容空氣量、煙氣量及煙氣組成的計(jì)算燃燒溫度的計(jì)算四、燃料過程的基本理論著火溫度著火濃度范圍固態(tài)炭的燃燒可燃?xì)怏w的燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣热紵^程中氧化氮的生成機(jī)理五、氣體燃料的燃燒過程及設(shè)備1．氣體燃料的燃燒過程2．氣體燃料的燃燒設(shè)備六、液體燃料的燃燒過程及設(shè)備重油的燃燒方法與燃燒過程重油的霧化燃油燒嘴乳化油燃燒七、固體燃料的燃燒過程及設(shè)備固體燃料的燃燒過程層燃燃燒室煤粉的燃燒設(shè)備沸騰燃燒法第二章氣體力學(xué)在窯爐中的應(yīng)用(8學(xué)時(shí))教學(xué)目的和要求了解和掌握氣體力學(xué)的基本知識(shí)，理解兩氣體伯努利方程描述的氣體流動(dòng)過程，熟練掌握應(yīng)用此方程解決工業(yè)窯爐中氣體流動(dòng)問題。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：兩氣體的伯努利方程式及其應(yīng)用。難點(diǎn)：氣體流動(dòng)過程中能量轉(zhuǎn)換及作用。教學(xué)內(nèi)容一、氣體力學(xué)基礎(chǔ)氣體的物理性質(zhì)氣體動(dòng)力學(xué)基本方程式二、窯爐系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動(dòng)不可壓縮氣體的流動(dòng)可壓縮氣體的流動(dòng)三、煙囪煙囪的工作原理煙籮的熱工計(jì)算第三章 傳熱原理（22）教學(xué)目的和要求了解傳熱的基本形式，理解并掌握導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱及綜合傳熱的基本概念和基本理論，掌握解決上述問題的方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱及綜合傳熱的熱流量計(jì)算。難點(diǎn)：對(duì)流換熱的相似理論和相似準(zhǔn)數(shù)。輻射換熱角系數(shù)的性質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容一、導(dǎo)熱導(dǎo)熱的基本概念及定律導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱微分方程無(wú)內(nèi)熱源的穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱二、對(duì)流換熱1．對(duì)流換熱的基本概念對(duì)流換熱的基本定律——牛頓冷卻定律邊界層概述對(duì)流換熱微分方程組對(duì)流換熱過程的相似流體的自然對(duì)流換熱流體強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的對(duì)流換熱三、輻射傳熱熱輻射的基本概念熱輻射的基本定律物體間的輻射換熱遮熱板和遮熱罩的作用四、綜合傳熱一種流體通過器壁將熱量傳給另一種流體窯內(nèi)火焰空間內(nèi)的換熱五、穩(wěn)定導(dǎo)熱的數(shù)值解法1．有限差分法的基本原理二維穩(wěn)定導(dǎo)熱的數(shù)值解法第四章 陶瓷熱工設(shè)備（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求學(xué)生掌握陶瓷窯爐結(jié)構(gòu)、窯型、工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：窯爐的工作原理；難點(diǎn)：隧道窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容一、瓷窯爐的分類、構(gòu)造、窯型二、陶瓷窯爐的工作原理三、隧道窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章 玻璃熱工設(shè)備（8學(xué)時(shí)）