材料工程基础---教学大纲

《材料工程基础》课程教学大纲

课程代码：

课程英文名称：Fundamentala of Materrial Engineering

课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0

适用专业：无机非金属材料

大纲编写（修订时间）:2017、10、23

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

课程的地位：

《材料工程基础》课程是材料专业一门重要的工程基础课，围绕材料在生产过程中需要的物理过程原理，介绍完成一定工程目的的基本过程，其特点是材料生产过程中的一些物理过程，包括流体流动过程、传热过程和传质过程。

教学目标：

《材料工程基础》课程的教学目标是使学生掌握材料生产过程中常见的单元操作过程及设备的基础知识、基本理论和基本计算能力，并受到必要的基本操作技能训练。为学生学习后续专业课程和将来从事工程技术工作，实施生产工艺、常规管理和常规业务打好基础。具体目标如下：1、能正确理解各单元操作的基本原理；了解典型设备的构造、性能和操作原理，并掌握设备选型及校核的基本知识；

2、熟悉主要单元操作过程及设备的基本计算方法；掌握基本计算公式的物理意义、应用方法和适用范围；具有查阅和使用常用工程计算图表、手册和资料的能力；

3、熟悉常见的材料生产过程中的物理过程----单元操作过程；

4、具有选择适宜操作条件、强化过程途径和提高设备强度的能力；具有运用工程技术观点分析和解决化工单元操作问题的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1、通过本课程的学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括进行工程计算的能力，正确运用工程图表的能力和运用技术经济观点分析、解决工程实际问题的能力；

2、通过本课程方法论的学习，如数学模型方法、实验研究方法、微元分析方法、物料（热量）衡算方法、试差方法和图解计算方法等，使学生具备按需求选用不同方法处理工程问题的能力；

3、通过对单元操作基本原理、过程计算和典型设备的学习，培养学生能够从过程的基本原理出发，观察、分析、综合、归纳众多影响因素，从中找出解决问题的主要矛盾，运用所学知识解决工程问题的科学思维和创新思维能力。

总之，通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、阅读有关手册、参考书、文献资料进而解决工程实际问题。

（三）实施说明

本大纲2017、10月制订并开始实施。

（四）对先修课的要求

先修课：高等数学、大学物理、化学、物理化学

（五）对习题课、实验环节的要求

该门课程性质为技术基础课，所以习题课和实验课是该门课程的必修环节。

（六）课程考核方式

考核方式为闭卷。期末考试成绩（占70%）加平时成绩（占30%），平时成绩包括出勤率，作业和平时测验等。

（七）主要参考书目:

1、《化工原理》（上、下册），陈敏恒等，化学工业出版社，1985

2、《化工原理》，王志魁主编，化学工业出版社，1989

《化工原理》（上、下册），谭天恩等，化学工业出版社，1984

3、化工原理（上、下册），（新版），姚玉英主编，天津大学出版社，1999

4、《化工原

理》（上、下册），蒋维钧等，化学工业出版社，1994

5、U ni t Op er a ti on s of C h em ic a l E n gi ne e ri n g,L.M c Ca be, et.al.,1985

6、Chemical Engineering, J.M.Colsone, et.al., Vol.2, Third edition, 1987

二、摘要

“材料工程基础”课程是材料科学与工程一级学科专的专业课程体系中的一门重要的学科基础课，属于技术基础课。课程主要面向材料工程学院无机非金属专业的本科生。

课程是为了适应材料学科发展的需要和创新型工程人才的培养而设置，以注重加强基础理论与工程能力相结合为目标。

三、课程学时总体分配表

四、大纲内容

绪论（2学时）

1、化工原理课程的任务、内容

2、物料衡算及热量衡算方法

第一章流体流动（12学时）

重点内容：

1、流体静力学基本方程及其应用

2、连续性方程式

2、柏努利方程式及其应用

3、流体在管内的流动阻力

一般掌握的内容

串联、并联、分支管路计算

难点：能量守衡、控制体的选取、因次分析法和边界层概念等

第二章流体输送机械（6学时）

重点内容：

离心泵工作原理、气缚现象、主要性能参数与特性曲线、影响性能的因素、气蚀现象与安装高度、泵的工作点及其流量调节

一般理解与掌握的内容：

1、往复压缩机工作过程及多级压缩，往复压缩机的主要性能参数

2、各种流体输送机械的简介

难点：离心泵特性曲线、影响性能的因素、离心泵的安装高度等

第三章传热（12学时）

重点内容：

1、平壁的稳定热传导

2、圆筒壁的稳定热传导

3、传热过程计算：平均温度差法

4、影响对流传热系数的因素、流体有相变时的对流传热系数

5、两固体间的辐射传热

6、列管式换热器的设计和选用

一般掌握的内容有：

7、换热器类型，典型换热器结构；

8、列管式换热器的设计和选用；

9、间壁式换热器的比较和传热的强化途径。

难点：

1、对流传热机理分析；

2、牛顿冷却定律；

3、对流传热系数及其主要影响因素；

4、对流传热过程的因次分析等。