化工传递过程教学大纲-化学工程与工艺专业

《化工传递过程》课程教学大纲

课程代码：080142021

课程英文名称：Chemical Transference Processes

课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0

适用专业：化学工程与工艺

大纲编写（修订）时间：2017.7

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是化学工程与工艺专业的专业选修课程，化工传递过程是分析和解决化工过程中三种传递现象的工程学科，是基础课程向专业课程、理论到实践、实践又上升到理论的桥梁课程之一。课程主要讲授传递基本原理和动量、热量、质量的基本微分方程，该课程的学习有助于学生深入了解各类传递过程的机理，为改进各种传递过程和设备的设计、操作和控制提供理论基础。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：

1.掌握传递过程的基本原理；

2.掌握建立和求解化工传递过程数学模型的基本方法；

3.加深对化工单元操作过程规律和机理的认识和理解；

4.培养学生发现问题、分析问题及运用传递理论和数学工具解决化学工程问题的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1.基本知识：掌握三种传递过程的相似性，了解传递过程的发展趋势和其在化学工程中的具体运用领域。

2.基本理论和方法：掌握动量、热量、质量三种传递过程的基本原理和基本方程；能够针对具体问题建立物理模型和数学模型；能够深入了解求解数学模型的常用解析方法和数值方法以及典型解。

3.基本技能:具备查阅和使用常用工程计算图表、手册等资料的能力；具有根据实际问题建立数学模型的能力；具有一定的数值计算及计算机求解能力；具备一定的分析和解决化学工程中传递问题的能力。

（三）实施说明

1.教学方法：本课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂，授课时注重提高学生的学习兴趣，可通过一些工程中的具体实例使学生理解动量传递、热量传递和质量传递的基本原理以及三者之间的密切联系，掌握建立、求解化工传递过程数学模型基本方法，提高学生分析问题、解决问题的能力。

2.教学手段：采用多媒体教学和板书结合的方式。

（四）对先修课的要求

本课程应在高等数学、物理化学、化工原理课程之后开设。

（五）对习题课、实践环节的要求

针对学生对课程内容的理解情况和作业完成情况，适当安排习题课。

本课程中无课内实践教学环节。

（六）课程考核方式

1.考核方式：考查

2.考核目标：在考核学生对传递过程基本原理掌握的基础上，重点考核学生的实际应用及计算能力。

3.成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况、课堂表现、小测验等）占50%，期末理论考试成绩占50%。

平时成绩和期末理论考试成绩均按百分制给出，计算出总评成绩后折合为优秀、良好、中等、及格和不及格五个级别。

（七）参考书目

《化工传递过程基础》，陈涛，张国亮编，化学工业出版社，2009

二、中文摘要

本课程是化学工程与工艺专业学生的一门专业选修课程。该课程通过对三种传递现象的基本原理的讲授，使学生深入理解化工单元操作过程的规律和机理，能够应用基本原理对实际问题建立模型并求解分析，从而为化工单元设备的设计、操作和改进提供理论依据。本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定基础。

三、课程学时分配表

四、教学内容及基本要求

第1部分动量传递概论与动量传递微分方程

总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0

第1.1部分动量传递概论（讲课2学时）

具体内容：

1）掌握动量传递的方式和机理；

2）理解描述流动问题的观点和时间导数。

重点：

动量传递的方式

第1.2部分动量传递微分方程（讲课2学时）

具体内容：

1）理解连续性方程和运动方程的推导过程；

2）能够对连续性方程和运动方程进行基础分析。

重点：

连续性方程和运动方程分析

难点：

运动方程的推导

习题：

连续性方程和运动方程在实际问题中的应用

第2部分动量传递方程的若干解

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0

具体内容：

1）掌握曳力系数与范宁摩擦因数的概念和计算公式；

2）熟悉平壁与圆管内层流流动的运动方程解的形式；

3）掌握爬流的概念，熟悉爬流运动方程；

4）掌握势流的概念，了解势流的求解。

重点：

1）柱坐标系连续性方程和运动方程的简化过程，边界条件，速度分布的求解；

2）爬流和势流的概念。

难点：

速度分布的求解

习题：

稳态层流时沿平板和圆管的速度分布求解

第3部分边界层流动

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0

具体内容：

1）掌握普朗特边界层理论的要点；

2）明确边界层的概念，了解边界层的形成和发展；

3）掌握边界层厚度和阻力系数的求解与计算；

4）理解普朗特边界层方程的推导；

5）熟悉平板层流边界层方程的解。

重点：

1）边界层厚度和阻力系数的求解与计算；

2）平板层流边界层方程的精确解。

难点：

普朗特边界层方程的推导

习题：

边界层厚度和阻力系数的求解与计算

第4部分热量传递概论与能量方程

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0

具体内容：

1）掌握热量传递的基本方式；

2）掌握能量方程的普遍表达式和特定形式。

重点：

能量方程的普遍表达式和特定形式

难点：

能量方程的特定形式

习题：

根据传热机理建立实际情况下的传热方程

第5部分热传导和对流传热

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0