《熱質(zhì)交換原理與設備》課程教學大綱(本科)

熱質(zhì)交換原理與設備(PrincipleandEquipmentofHeatandMassTransfer)課程代碼：02410040學分：2.0學時：32（其中：課堂教學學時：28實驗學時：4上機學時：0課程實踐學時:0）先修課程：《傳熱學》、《工程熱力學》、《流體力學》適用專業(yè)：建筑環(huán)境與能源應用工程教材：熱質(zhì)交換原理與設備，連之偉，北京：中國建筑工業(yè)出版社，第四版一、課程性質(zhì)與課程目標（一）課程性質(zhì)《熱質(zhì)交換原理與設備》是具有承上啟下意義，同時起到連接相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課橋梁作用的專業(yè)基礎(chǔ)課。它是在《傳熱學》、《流體力學》和《工程熱力學》的基礎(chǔ)上，將專業(yè)中《冷熱源工程》、《暖通空調(diào)》、《熱泵原理與應用》等專業(yè)課中涉及流體熱質(zhì)交換原理及相應設備的共性內(nèi)容抽出，經(jīng)綜合、充實和系統(tǒng)整理而形成的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。此課程兼顧理論知識和設備知識，培養(yǎng)學生較全面掌握動量傳輸、熱量傳輸及質(zhì)量傳輸共同構(gòu)成的傳輸理論的基礎(chǔ)知識，掌握本專業(yè)中的典型熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法，為進一步學習本專業(yè)的專業(yè)課程打下堅實的基礎(chǔ)。（二）課程目標課程目標1:掌握傳質(zhì)的理論基礎(chǔ)，包括傳質(zhì)的基本概念，擴散傳質(zhì)、對流傳質(zhì)的過程及分析,相際間的熱質(zhì)傳遞模型。課程目標2：理解傳熱傳質(zhì)的分析和計算知識，包括動量、熱量和質(zhì)量的傳遞類比，對流傳質(zhì)的準則關(guān)聯(lián)式，熱量和質(zhì)量同時進行時的熱質(zhì)傳遞；學會運用所學知識分析實際問題。課程目標3：熟悉空氣熱質(zhì)處理方法，包括空氣處理的各種途徑，空氣與水/固體表面之間的熱質(zhì)交換過程及主要影響因素，吸附和吸收處理空氣的原理與方法，用吸收劑處理空氣和用吸附材料處理空氣的原理與方法；學會理論聯(lián)系實際，分析環(huán)境控制領(lǐng)域常用的空氣熱質(zhì)處理原理。課程目標4：掌握熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法，包括間壁式熱質(zhì)交換設備的熱工計算，混合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算和復合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算，能夠針對具體需求對常見熱質(zhì)交換設備進行設計計算和校核計算。二、課程內(nèi)容與教學要求第一章緒論(-)課程內(nèi)容(1)三傳類比現(xiàn)象簡介：以分子傳遞為例(2)熱質(zhì)交換設備的分類(3)本課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)及在本專業(yè)中的地位與作用(-)教學要求(1)初步認識三種傳遞觀象的類比(2)了解本課程內(nèi)容體系及在專業(yè)中的地位與作用(3)熟悉熱質(zhì)交換設備的分類方法(三)重點與難點(1)重點：熱質(zhì)交換設備的分類(2)難點：認識三傳現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系第二章傳質(zhì)理論基礎(chǔ)(-)課程內(nèi)容(1)傳質(zhì)的基本概念(2)擴散傳質(zhì)和對流傳質(zhì)的數(shù)學描述及數(shù)學描述的應用(二)教學要求(1)掌握傳質(zhì)的基本概念：擴散速度，擴散通量，擴散系數(shù)，對流傳質(zhì)系數(shù)(2)熟悉擴散傳質(zhì)和對流傳質(zhì)的數(shù)據(jù)描述：斐克定律，通用傳質(zhì)微分方程及其簡化形式(3)掌握擴散傳質(zhì)數(shù)據(jù)描述在氣體中穩(wěn)態(tài)擴散的應用，了解擴散傳質(zhì)數(shù)據(jù)描述在液、固態(tài)中穩(wěn)態(tài)擴散的應用(4)熟悉對流傳質(zhì)數(shù)據(jù)描述簡化過程及其應用(三)重點與難點(1)重點：傳質(zhì)的幾個基本概念，擴散傳質(zhì)和對流傳質(zhì)的數(shù)學描述(2)難點：擴散傳質(zhì)和對流傳質(zhì)的數(shù)學描述的應用第三章三傳類比及傳熱傳質(zhì)問題求解(一)課程內(nèi)容(1)三傳類比(2)對流傳質(zhì)系數(shù)的求解方法(3)熱質(zhì)同時交換過程中傳質(zhì)與傳熱的相互影響(二)教學要求(1)掌握三類類比的理論基礎(chǔ)及三傳類比的含義(2)熟悉對流傳質(zhì)系數(shù)的求解方法：理論求解，實驗求解，建模求解，類比求解(3)熟悉熱質(zhì)同時交換過程中傳質(zhì)對傳熱的影響規(guī)律及其應用(三)重點與難點(1)重點：三類類比含義，對流傳質(zhì)系數(shù)的求解(2)難點：對流傳質(zhì)系數(shù)的求解方法的應用第四章空氣熱濕處理方法(一)課程內(nèi)容(1)空氣熱質(zhì)處理的途徑(2)空氣與水表面、固體表面之間的熱質(zhì)交換(3)吸附材料和吸收劑處理空氣的機理和方法(二)教學要求(1)掌握空氣與水表面、固體表面之間的熱質(zhì)交換的原理及特點(2)熟悉吸附材料和吸收劑處理空氣的機理和方法(三)重點與難點(1)重點：表面式換熱器的熱質(zhì)過程分析，空氣與水表面之間的熱質(zhì)交換的原理及影響因素(2)難點：空氣與水表面之間的熱質(zhì)交換的影響因素分析第五章熱質(zhì)交換設備及其熱工計算(-)課程內(nèi)容(1)典型熱質(zhì)交換設備的形式與結(jié)構(gòu)(2)間壁式熱質(zhì)交換設備的熱工計算(3)混合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算(4)復合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算(5)熱質(zhì)交換設備的優(yōu)化設計及性能評價。(二)學習要求(1)熟悉表面式換熱器、噴淋室、冷卻塔、加濕器等熱質(zhì)交換設備的形式與結(jié)構(gòu)（2）掌握間壁式熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法（3）掌握混合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法（4）了解復合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法（5）了解熱質(zhì)交換設備的優(yōu)化設計及性能評價。（三）重點與難點（1）重點：間壁式和混合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法（2）難點：復合式熱質(zhì)交換設備的熱工計算方法三、本課程開設的實驗項目編號實驗項目名稱學時類型要求支撐的課程目標1表冷器性能測試實驗4綜合性必做課程目標2、3、4實驗1：表冷器性能測試實驗實驗目標：（1）熟悉空氣表冷器換熱量、熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)的測定計算方法；（2）掌握空氣表冷器阻力的測定方法。實驗要求：（1）完成表冷器處理空氣過程在焰濕圖的表達；（2）完成空氣表冷器換熱量、熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)、壓降的計算；（3）分析風量和水量變化對表冷器性能的影響。四、學時分配及教學方法章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂教學實驗上機課程實踐小計第一章2講授法課程目標1第二章6講授法課程目標1第二早6講授法、基于問題教字力法課程目標2第四章8講授法、基于問題教學方法課程目標3第五章64講授法、基于問題教課程目標4字力法合計28432五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課程表現(xiàn)不遲到、早退、曠課，認真聽講10%平時作業(yè)按時交和按質(zhì)完成布置的作業(yè)，2-3次20%期末考試閉卷70%六、參考書目及學習資料1、王補宣，工程傳熱傳質(zhì)學，北京：科學出版社，19982、沙拉（美），塞庫利克（美）著，程林譯，換熱器設計技術(shù)，北京：機械工業(yè)出版社，20103、錢頌文，換熱器設計手冊，北京：化學工業(yè)出版社，20064、RByronBird,WarrenE.Stewart,EdwinN.