黑龙江省高等教育自学考试

黑龙江省高等教育自学考试

化学工程(081203)专业（独立本科段）

传递过程考试大纲

(课程代码 5046)

黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室

二○○九年十月

适用专业：化学工程(独立本科段)

学时:72

一课程的性质目的和任务

本课程是化学工程与工艺专业中化学工程方向的学生在学完《化工原理》之后进一步学习的一门化学工程专业课。

课程的任务是要求学生在学完《化工原理》的基础上进一步掌握三传（动量、热量、质量传递）的基本原理及其共性，掌握三传的数学模型及其计算，加强基础和提高学生分析问题、解决问题的能力，为以后深入学习和工作打好基础。

二、课程的基本要求

本课程的先修课为高等数学、线性代数、化工原理。

通过本课程的学习应达到下列要求：

1.掌握动量传递的基本原理、数学模型和计算的基本方法。

2.掌握热传导的基本原理、数学模型和计算的基本方法

3.掌握对流传热的基本原理，了解其数学模型及求解方法（不要求详细推导）。

4.对比着对流传热，了解对流传质的基本求解方法及结果。

5.了解“三传”的相似性及其类比律。

三、课程内容和考核目标

第一章传递过程概论（7学时）

(一)学习目标

通过本章的学习使学生掌握牛顿粘性定律、雷诺数以及三传一反的内容，掌握牛顿粘性定律的实质和各物理量的物理意义、会用雷诺数判断流体流动类型，了解三传一反的内容。重点是牛顿雷诺粘性定律的实质。

(二) 课程内容

第一节流体流动导论（2学时）

1．静止流体的特性

2．流体流动的基本概念

第二节动量、热量与质量传递的类似性（3学时）

1.分子传递的基本定律

2.动量通量、热量通量与质量通量的普遍表达式

3.涡流传递的类似性

第三节传递过程的衡算方法（2学时）

1.总衡算

2.微分衡算

(三) 考核知识点

1．牛顿粘性定律的表达式和各物理量的物理意义

2．牛顿粘性定律的实质

3．层流和湍流中动量的传递

(四) 考核要求

1．识记

（1）“三传一反”的内容

（2）动量的通量

（3）牛顿型流体

2．领会

（1）圆管中，层流流动时，最大流速与平均流速关系

（2）层流流动时，动量传递的原因

（3）湍流流动时，动量传递的原因

3.简单应用

（1）如何判断一流体是否为牛顿型流体?

（2）为什么牛顿粘性定律中的剪应力τ又可以领会为动量的通量？

4．综合应用

（1）无水量补充的储槽，槽底部阀门打开后，水便流出。假定，则水流出的速率将随水位下降而减小。已知测得水的流率与水深的关系，问：经过多长时间

后，水位下降至某一指定位置。

第二章连续性方程与运动方程（9学时）

（一）学习目标

通过本章的学习使学生掌握描述流体流动的欧拉观点和拉格朗日观点、奈维-斯托克斯方程，重点掌握欧拉观点和拉格朗日观点以及剪应力和法向应力区别。

(二) 课程内容

第一节描述流动问题的两种观点（2学时）

1．欧拉观点与拉格朗日观点

2．物理量的时间导数

第二节连续性方程（3学时）

1.连续性方程的推导

2.对连续性方程的分析

3.柱坐标与球坐标系的连续性方程

第三节运动方程（4学时）

1.用应力表示的运动方程

2.牛顿型流体的本构方程

3.奈维-斯托克斯方程

4.对奈维-斯托克斯方程的分析

(三) 考核知识点

1．描述流体流动的欧拉观点和拉格朗日观点

2．偏导数、全导数和随体导数

3．剪应力、法向应力

(四) 考核要求

1．识记

（1）描述流体流动的欧拉观点

（2）描述流体流动的拉格朗日观点

（3）温度对时间的随体导数的物理意义

2．领会

（1）描述流体流动的欧拉观点和拉格朗日观点的区别

（2）一定质量且运动着的粘性流体微元所受到的合力

3.简单应用

（1）研究流体流动时通常应用的两种分析观点的主要区别是什么？

4．综合应用

（1）写出不可压缩流体在直角坐标系中的连续性方程。

第三章运动方程的应用（9学时）

（一）学习目标

通过本章的学习使学生掌握雷诺数的物理意义、掌握势流和爬流的判断，使学生了解平面流和流函数的定义。重点掌握雷诺数的物理意义以及在爬流和势流中，粘性力和惯性力的关系。会写出流场的流线微分方程

(二) 课程内容

第一节阻力系数（1学时）

第二节平壁间与平壁面上的稳态层流（2学时）

1.平壁间的轴向平行层流

2.平壁面上的降落液膜流动

第三节圆管与套管环隙间的稳态层流（3学时）

1.圆管中的轴向稳态层流

2.套管环隙间的轴向稳态层流

3.同心套管环隙间的周向层流

第四节爬流（1学时）

第五节势流（1学时）

第六节平面流与流函数的概念（1学时）

(三) 考核知识点

1．雷诺数的物理意义

2．爬流

3．在爬流和势流中，粘性力和惯性力的关系。

(四) 考核要求

1．识记

（1）爬流

（2）理想流体

（3）流函数

2．领会

（1）雷诺数的物理意义

（2）在爬流和势流中，粘性力和惯性力的关系。

3.简单应用

（1）何时可以忽略惯性力

4．综合应用

（1）写出流场的流线微分方程

第四章边界层流动（10学时）