《粉體工程及設(shè)備》課程教學(xué)大綱

《粉體工程及設(shè)備》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱：粉體工程及設(shè)備英文名稱：PowderEngineeringandEquipment課程代碼：16044101課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2總學(xué)時：32（其中理論學(xué)時：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時：0上機(jī)學(xué)時：0實(shí)踐學(xué)時：0適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)先修課程：工程力學(xué)B、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料工程基礎(chǔ)開課學(xué)院、部、中心：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料工程系材料科學(xué)與工程教研室二、課程的地位與作用本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課。是在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)B、工程力學(xué)A和硅酸鹽熱工基礎(chǔ)等先修專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上，向?qū)W生系統(tǒng)講授粉體工程的基本理論及常用設(shè)備，如粉體的基本性質(zhì)、粉體的制備、加工和處理等知識，為無機(jī)材料機(jī)械與熱工設(shè)備等專業(yè)課的學(xué)習(xí)做先修準(zhǔn)備，同時也為培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、強(qiáng)化學(xué)生生產(chǎn)工藝優(yōu)化與應(yīng)用意識等奠定一定的基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：2.1，3.2，3.3。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，在知識、能力、育人等方面應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)。通過學(xué)習(xí)粉體制備工藝流程及各類粉體工程設(shè)備的類型及設(shè)計(jì)工作原理，學(xué)生能深入理解工程制備和設(shè)計(jì)的基本原則，提升其工學(xué)結(jié)合的能力，塑造工程思維意識、樹立工程創(chuàng)新意識和工匠精神，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的“立德樹人”根本任務(wù)。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握粉體的基本性質(zhì)、粉體的制備工藝以及粉體在分級、分離、輸送與儲存、均化與造粒的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，了解各單元處理過程的理論和技術(shù)發(fā)展趨勢。使學(xué)生具有制備粉體、表征粉體和應(yīng)用粉體的能力。能夠識別粉體材料制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與影響參數(shù)。同時具有針對具體粉體工程問題選擇恰當(dāng)技術(shù)與設(shè)備的能力。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo)：目標(biāo)1：掌握顆粒間作用力、粉體摩擦性及流動性、顆粒流體力學(xué)以及粉體機(jī)械制備與化學(xué)制備知識和粉體材料學(xué)的基本原理，并能夠應(yīng)用這些知識及原理識別和判斷復(fù)雜粉體材料工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.1）目標(biāo)2：掌握粉體的基本性質(zhì)、粉體的制備工藝以及粉體在分級、分離、均化與造粒、輸送與儲存的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，并結(jié)合社會與環(huán)境、安全與健康、法律與文化等因素綜合分析、論證粉體工程相關(guān)技術(shù)問題解決方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2）目標(biāo)3：了解粉體工程各單元工藝處理過程的工藝原理，材料性能檢測指標(biāo)和方法，以及技術(shù)發(fā)展趨勢和評價標(biāo)準(zhǔn)，并能夠根據(jù)解決方案對粉體材料進(jìn)行產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、制備、檢測及性能評價。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)方式考核方式目標(biāo)12.1能夠應(yīng)用相關(guān)數(shù)理化知識和材料學(xué)的基本原理識別和判斷復(fù)雜材料工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。課堂講授、典型案例、先進(jìn)成就、課后答疑、課后討論、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)課程期末考試，課程作業(yè),課后討論目標(biāo)23.2對技術(shù)問題解決方案進(jìn)行分析、論證，確定方案的合理性；同時考慮社會與環(huán)境、安全與健康、法律與文化等因素，對方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和可行性評價。課堂講授、典型案例、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)課程期末考試，課程作業(yè),課后討論目標(biāo)33.3了解材料制備與檢測的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)方法，能夠根據(jù)解決方案進(jìn)行產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、制備、檢測及性能評價。課堂講授、典型案例、課后答疑、課后討論、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)課程期末考試，課程作業(yè),課后討論四、主要教學(xué)內(nèi)容第1章粉體材料基本物性（10學(xué)時，畢業(yè)支撐點(diǎn)2.1，3.2）本章應(yīng)掌握顆粒粒徑、粒度分布、顆粒形狀等幾何性質(zhì)的表示方法；理解幾何性質(zhì)在粉體各操作過程的作用和影響；理解顆粒的表面現(xiàn)象、表面能及顆粒間作用力。了解影響固體表面能的各種因素及顆粒的團(tuán)聚與分散。掌握粉體的堆積、摩擦和流動等物理性質(zhì)，了解它們的表達(dá)形式。掌握粉體在流體中的沉降、流動特點(diǎn)，了解它們的具體應(yīng)用。重點(diǎn)：顆粒粒徑、粒度分布及形狀的表示方法；粉體的堆積參數(shù)與特性；粉體的休止角、內(nèi)摩擦角和開放屈服強(qiáng)度；顆粒在流體中的沉降與計(jì)算。難點(diǎn)：粉體粒徑的測量；實(shí)際顆粒的堆積；內(nèi)摩擦角的計(jì)算；固體顆粒的流態(tài)化。第2章粉碎（4學(xué)時，畢業(yè)支撐點(diǎn)2.1，3.2，3.3）本章應(yīng)掌握粉碎過程、機(jī)理、方法、分類及相關(guān)概念，理解三個經(jīng)典粉碎理論；掌握破碎、粉磨及超細(xì)粉碎技術(shù)及設(shè)備的分類與選取。深入理解粉碎設(shè)備基于粉碎理論設(shè)計(jì)的基本原則，提升學(xué)生工學(xué)結(jié)合的能力，塑造工程思維意識。重點(diǎn)：粉碎方法和粉碎設(shè)備的分類。難點(diǎn)；不同粉碎設(shè)備的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。第3章超細(xì)粉體的機(jī)械力化學(xué)制備及化學(xué)制備（6學(xué)時）（畢業(yè)支撐點(diǎn)2.1，3.3）本章應(yīng)掌握粉體的機(jī)械力化學(xué)的概念及原理，了解機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)在納米材料的制備及表面改性等方面的應(yīng)用。掌握超細(xì)粉體化學(xué)制備的基本原理和制備方法（液相法、固相法、氣相法等）。通過學(xué)習(xí)機(jī)械力化學(xué)的發(fā)展及超細(xì)粉體化學(xué)制備方法取得的前沿突破，樹立學(xué)生的科學(xué)探究精神及工程創(chuàng)新意識。重點(diǎn)：機(jī)械力化學(xué)的機(jī)理和與熱化學(xué)反應(yīng)的異同；超細(xì)粉體化學(xué)制備方法。難點(diǎn)：機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對材料物理化學(xué)性質(zhì)的影響及其應(yīng)用；化學(xué)制備的基本原理。第4章分離與分級（4學(xué)時，畢業(yè)支撐點(diǎn)3.2）本章應(yīng)理解分級和分離的定義及意義，掌握分級效率及粉碎-分級流程的相關(guān)計(jì)算，并了解分離效率的定義及測定；掌握常用機(jī)械分級設(shè)備、流體分級設(shè)備及分離設(shè)備的工作原理、分類及性能特點(diǎn)；了解超細(xì)分級的原理及技術(shù)。通過學(xué)習(xí)分級與分離對最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響及其節(jié)能環(huán)保的意義，塑造學(xué)生的工程思維意識，培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展觀。重點(diǎn)：粉碎-分級流程的計(jì)算；分離及分離效率的定義；常用分級及分離設(shè)備。難點(diǎn)：分級效率與循環(huán)負(fù)荷的關(guān)系；選粉機(jī)、旋風(fēng)收塵及電收塵的工作原理。第5章均化與造粒設(shè)備（4學(xué)時，畢業(yè)支撐點(diǎn)3.3）本章應(yīng)掌握均化機(jī)理及影響因素、均化效果的評價；掌握氣力均化的原理及技術(shù)；理解造粒的定義、意義及分類，掌握造粒的過程原理及粒化方法。重點(diǎn)：混合機(jī)理、氣力均化的原理及技術(shù)，造粒的主要工藝類型。難點(diǎn)：預(yù)均化堆場的布置及堆取料，造粒的過程原理。第6章輸送與存儲（4學(xué)時，畢業(yè)支撐點(diǎn)3.2，3.3）本章應(yīng)掌握常用輸送機(jī)的特點(diǎn)、分類、工作原理及應(yīng)用；掌握粉體儲存的分類與作用；了解粉倉內(nèi)流動形式與壓力分布。掌握料倉的流動條件。了解料倉及料斗的設(shè)計(jì)原則與故障防治措施。重點(diǎn)：輸送裝置的類型和應(yīng)用；倉內(nèi)粉體的重力流動和流動類型。難點(diǎn)：氣力輸送裝置的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用；倉內(nèi)粉體的結(jié)拱和偏析及其防止措施。五、教學(xué)方法包含課堂講授，典型案例的展示，課后討論、習(xí)題布置與答疑，同時組織學(xué)生自主上網(wǎng)查閱相關(guān)資料并匯報(bào)。本課程是一門新興的多學(xué)科交叉的綜合性課程，涉及多應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)。理論講授應(yīng)緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生獲取工程知識、建立工程概念以及形成工程能力為宗旨，采用多種教學(xué)方法相結(jié)合，以提高課堂教學(xué)效果。1.多媒體與視頻播放相結(jié)合：通過圖片、設(shè)備運(yùn)行及原理講解視頻等影像資料增強(qiáng)直觀性，便于學(xué)習(xí)掌握，提高學(xué)習(xí)效率。2.案例講解與分析：引入經(jīng)典案例與前沿科研成果展示，在案例的講解與分析中，將粉體材料與國家和社會的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢與工程的節(jié)能降耗意識等聯(lián)系起來，使學(xué)生增強(qiáng)愛國精神、堅(jiān)定環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的理念，以材料人的社會責(zé)任為出發(fā)點(diǎn)，投身相關(guān)材料的設(shè)計(jì)開發(fā)、合成制備等領(lǐng)域。3.課堂討論與課后反饋輔助教學(xué)：以開放式提問的方式引發(fā)學(xué)生思考，帶領(lǐng)學(xué)生發(fā)散思維，建立系統(tǒng)性、綜合性、全面性的邏輯知識體系。同時通過適當(dāng)?shù)奶崾九c引導(dǎo)，鼓勵及促進(jìn)學(xué)生間與師生間的交流，使教學(xué)基于課堂，始于課堂但不限于課堂。六、課程考核和成績評定方式本課程采用閉卷考試與平時考核相結(jié)合的考核方式，閉卷考核占80％，作業(yè)占15％，課堂提問占5％。七、教材及參考文獻(xiàn)1、教材張長森，粉體技術(shù)及設(shè)備（第1版），上海，華東理工大學(xué)出版社，20072、主要參考教材和參考文獻(xiàn)[1]陸厚根，粉體工程導(dǎo)論（第1版），上海，同濟(jì)大學(xué)出版社，1993[2]李鳳生，超細(xì)粉體技術(shù)（第1版），北京，國防工業(yè)出版社，2000[3]陶珍東，鄭少華，粉體工程與設(shè)備（第1版），北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2003[4]盧壽慈，粉體技術(shù)手冊（第1版