《材料工程基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

1、材料工程基礎(chǔ)教學(xué)大綱課程基本信息課程代碼：INME3002課程名稱（中/英）：材料工程基礎(chǔ)/Bascis of Materials Engineering學(xué)分：2總學(xué)時：36理論學(xué)時：36實踐學(xué)時：0課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：5適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，物理化學(xué)開課單位：材料與化學(xué)化工學(xué)部大綱版本：2.0一、課程簡介 本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的必修課程。本課程的主要內(nèi)容有：（1）流體力學(xué)概述，流體的性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體流動的連續(xù)性方程和伯努利方程，流動阻力與能量損失；（2）熱量傳遞基本形式，傳熱的基本概念，傳導(dǎo)傳熱，對流換熱，輻射換熱及其基本定律；（3）物料干燥方

2、法，濕空氣的性質(zhì)，濕空氣狀態(tài)變化過程，干燥過程，干燥技術(shù)；（4）燃料的種類及其組成，燃料的性質(zhì)，燃燒計算，燃料過程。二、課程目標(biāo) 本課程的具體目標(biāo)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）掌握流體力學(xué)、傳熱學(xué)、物料干燥、燃料燃燒等方面的基本概念、基本理論及基本運算技能，并能將相關(guān)原理應(yīng)用到材料工程領(lǐng)域內(nèi)解決相關(guān)問題；2）能識別和判斷工程實踐中復(fù)雜的材料工程問題，考慮到材料與環(huán)境、經(jīng)濟、資源等多種因素的制約，利用三傳現(xiàn)象（動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞）解決材料制備和加工過程中的問題；3）能夠針對材料在應(yīng)用中的復(fù)雜工程問題，分析材料應(yīng)用的特定需求，確定設(shè)計目標(biāo)和解決方案，體現(xiàn)出一定的創(chuàng)新意識。三、教學(xué)內(nèi)容及基本

3、要求第一章 流體力學(xué)基礎(chǔ)（12學(xué)時）1. 教學(xué)內(nèi)容 1）流體力學(xué)概述：流體概念、流體力學(xué)研究內(nèi)容及研究意義 2）流體的性質(zhì)：壓縮性、膨脹性、粘性等 3）流體靜力學(xué)：靜止流體壓強分布特點 4）流體動力學(xué)：連續(xù)性方程、伯努利能量方程及其應(yīng)用、流體流動阻力 5）離心式風(fēng)機：工作原理、風(fēng)機選擇2. 基本要求 通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解流體的基本物理屬性和流體的輸送設(shè)備，掌握流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)、流體流動及流動阻力的基本概念、特性及工程應(yīng)用。3. 重點與難點 1）重點：流體靜力學(xué)方程；流體流動的連續(xù)性方程、伯努利能量方程及其應(yīng)用 2）難點：伯努利能量方程及其應(yīng)用第二章 傳熱學(xué)概述（10學(xué)時）1. 教

4、學(xué)內(nèi)容 1）傳熱的基本方式及傳熱設(shè)備 2）傳導(dǎo)傳熱：導(dǎo)熱基本概念及定律、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱微分方程、穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱分析與計算 3）對流換熱：對流換熱基本概念、基本定律、邊界層概念、對流換熱微分方程組、自然對流換熱、強制對流換熱 4）輻射換熱：輻射換熱基本概念、基本定律、角系數(shù)定義及性質(zhì)、物體間輻射換熱計算 5）換熱器：換熱器種類、傳熱計算2. 基本要求 通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握熱量傳遞的基本概念，傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱和輻射傳熱的特點、基本規(guī)律的物性參數(shù)、定律及相關(guān)公式的應(yīng)用，并會運用這些規(guī)律去分析和討論傳熱過程的有關(guān)問題。3. 重點與難點 1）重點：單層、多層平壁和圓筒壁的導(dǎo)熱方程及其應(yīng)用；對流換熱

5、系數(shù)的影響因素及量綱分析法；自然對流和強制對流換熱計算；輻射基本定律及物體間輻射換熱計算。 2）難點：邊界層概念、量綱分析法、傳熱網(wǎng)絡(luò)分析法第三章 物料干燥（6學(xué)時）1. 教學(xué)內(nèi)容 1）物料干燥概述：物料去濕方法、物料干燥方法 2）干燥靜力學(xué)：濕空氣性質(zhì)（濕度、溫度、比容、密度）、濕空氣狀態(tài)變化過程、水分在氣-固兩相間的平衡 3）干燥速率和干燥過程：干燥速率影響因素、干燥時間計算、干燥過程物料衡算和熱量衡算 4）干燥技術(shù)：對流干燥、傳導(dǎo)干燥、輻射干燥、場干燥技術(shù)2. 基本要求 通過本章節(jié)干燥靜力學(xué)、干燥過程及干燥速率、干燥技術(shù)等主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解固體物料的去濕方法、干燥方法、濕空氣狀態(tài)

6、變化過程；掌握對流干燥、傳導(dǎo)干燥、輻射干燥、場干燥技術(shù)；理解恒定干燥條件下的干燥速率、影響干燥速率的因素；熟悉物料干燥過程中物料衡算和熱量衡算。3. 重點和難點 1）重點：濕空氣的性質(zhì)；干燥過程中空氣狀態(tài)的確定；干燥過程及其特點；影響干燥速率的主要因素；干燥過程的物料衡算和熱量衡算。 2）難點：濕空氣狀態(tài)變化過程、物料衡算與熱量衡算。第四章 燃料及其燃燒（8學(xué)時）1. 教學(xué)內(nèi)容 1）燃料的種類及其組成 2）燃料的性質(zhì)：燃料的發(fā)熱量、煤的特性、氣體燃料特性 3）燃燒計算：燃料燃燒所需空氣量的計算，煙氣量及煙氣組成計算，生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過?？諝庀禂?shù)的計算；燃燒溫度計算；影響理論燃燒溫度因素

7、4）燃料燃燒理論及過程、潔凈燃燒技術(shù)2. 基本要求 通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解燃料的熱工特性、燃料性質(zhì)及其組成、潔凈燃燒技術(shù)；掌握燃料燃燒的相關(guān)計算，包括燃料燃燒所需空氣量的計算、煙氣量及煙氣組成計算、生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過?？諝庀禂?shù)的計算、燃燒溫度計算及影響理論燃燒溫度的各因素。3. 重點和難點 1）重點：掌握燃料的種類、組成及表示方法，掌握燃料燃燒所需空氣量的計算、煙氣量及煙氣組成計算、生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過?？諝庀禂?shù)的計算、燃燒溫度計算及影響理論燃燒溫度的各因素 2）難點：生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過?？諝庀禂?shù)的計算。四、教學(xué)方式、教學(xué)方法及課時安排1. 教學(xué)方式 以課堂講授為主，穿插

8、課堂提問及主題討論，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系實際，加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的理解和認(rèn)識。2. 教學(xué)方法 本課程教學(xué)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想，通過教學(xué)互動的教學(xué)形式，具體以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自學(xué)，課堂例題及課后作業(yè)等多種方式，采用啟發(fā)式與問題式的教學(xué)方法，逐步提高學(xué)生解決材料工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。3. 課時安排表2 課時安排表序號課程內(nèi)容學(xué)時教學(xué)方式1緒論，流體力學(xué)概述，2講授2流體的性質(zhì)2講授3流體靜力學(xué)2講授4流體動力學(xué)2講授5伯努利能量方程及其應(yīng)用2講授6流體流動狀態(tài)及離心式風(fēng)機2講授7導(dǎo)熱基本概念及定律、穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱計算2講授8對流換熱基本概念、基本定律、邊界層、量綱分析2講授9自然對流換熱、強制對流換熱2講授10輻射換熱基本概念及基本定律、角系數(shù)2講授11輻射換熱計算2講授12物料干燥概述、干燥靜力學(xué)2講授13干燥速率、干燥過程2講授14干燥技術(shù)2講授15燃料種類及組成、燃料性質(zhì)2講授16燃料燃燒空氣量、煙氣量及煙氣組成的理論計算和操作計算2講授17過?？諝庥嬎恪⑷紵郎囟扔嬎?講授18燃料燃燒理論及過程、潔凈燃燒技術(shù)2講授總計36五、教材及其他教學(xué)資源（一）課程教材材料工程基礎(chǔ)，徐德龍，謝