《化工傳遞過(guò)程基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、化工傳遞過(guò)程基礎(chǔ)教學(xué)大綱一、說(shuō) 明適用專(zhuān)業(yè)化學(xué)工程與工藝先修課程高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)總學(xué)時(shí)32總學(xué)分2（一）本課程的目的、要求化工傳遞過(guò)程基礎(chǔ)課程是一門(mén)探討自然現(xiàn)象和化工過(guò)程中動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞速率的課程。將化工單元操作（化工原理）的共性歸納為動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞過(guò)程（三傳）的原理系統(tǒng)地論述，將化學(xué)工程的研究方法由經(jīng)驗(yàn)分析上升為理論分析方法。本課程的教學(xué)目的是了解和掌握化工過(guò)程中三傳現(xiàn)象的機(jī)理及其數(shù)學(xué)描述。確定邊界條件從而分別求出過(guò)程的解析、數(shù)值解或轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決化學(xué)工程中傳遞問(wèn)題的能力，為在工程上進(jìn)一步改善各種傳遞過(guò)程和設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作及控制過(guò)程打

2、下良好的理論基礎(chǔ)。具體為包括動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過(guò)程、非牛頓流體中的傳遞現(xiàn)象、粘彈性及廣義牛頓流體連續(xù)性方程和運(yùn)動(dòng)方程及其應(yīng)用、邊界層方程及其應(yīng)用、湍流理論評(píng)價(jià)、能量方程、對(duì)流傳熱的解析、溫度邊界層、平壁和楔形強(qiáng)制層流傳熱的數(shù)學(xué)描述、湍流傳熱的解析計(jì)算、自然對(duì)流的傳熱過(guò)程等。（二）內(nèi)容選取和實(shí)施中注意的問(wèn)題本課程總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，理論課講解時(shí)應(yīng)注意對(duì)化工過(guò)程中三傳的類(lèi)似關(guān)系進(jìn)行研究理解，使學(xué)生掌握化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)中有關(guān)動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞的共性問(wèn)題，課后注意安排一定量的習(xí)題。（三）教學(xué)方法本課程采用多種教學(xué)方式與教學(xué)手段相結(jié)合，以講授為主，電化教學(xué)為輔，課堂教學(xué)的重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)基本理論和分析方

3、法，如何根據(jù)具體過(guò)程建立其物理模型和數(shù)學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。（四）考核方式本課程為考試課，平時(shí)考勤及作業(yè)20%+期末考試成績(jī)80%，滿(mǎn)分100分。（五）教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配教學(xué)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)安排備注第一章流動(dòng)導(dǎo)論2第二章動(dòng)量、熱量與質(zhì)量傳遞導(dǎo)論2第三章運(yùn)動(dòng)方程的若干解2第四章邊界層流動(dòng)4第五章湍流的速度分布與阻力2第六章氣液兩相流動(dòng)2第七章熱傳導(dǎo)2第八章單相對(duì)流傳熱2第九章有相變的對(duì)流傳熱2第十章分子擴(kuò)散與擴(kuò)散系數(shù)2第十一章雙組分混合物中的擴(kuò)散2第十二章層流下的質(zhì)量傳遞2第十三章湍流下的質(zhì)量傳遞2第十四章對(duì)流傳質(zhì)的若干設(shè)計(jì)方程 2第十五章同時(shí)進(jìn)行熱量、質(zhì)量傳遞的過(guò)程2二、大 綱 內(nèi)

4、容第一章 流體流動(dòng)導(dǎo)論1牛頓型流體的粘度2非牛頓型流體的類(lèi)型3圓管中的層流流動(dòng)說(shuō)明與要求：(1) 掌握牛頓型流體和非牛頓型流體得基本概念。第二章 動(dòng)量、熱量與質(zhì)量傳遞導(dǎo)論1動(dòng)量、熱量與質(zhì)量的通量表達(dá)式2總衡算方程3微分衡算方程說(shuō)明與要求：(1) 掌握總質(zhì)量衡算方程、總能量衡算方程與總動(dòng)量衡算方程 (2) 單組分系統(tǒng)、多組分系統(tǒng)的微分質(zhì)量衡算方程、微分能量衡算方程與微分動(dòng)量衡算方程。重點(diǎn)與難點(diǎn)：通用表達(dá)式、化工流體的總能量衡算、機(jī)械能衡算；應(yīng)力表示的運(yùn)動(dòng)方程、粘性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程。第三章 運(yùn)動(dòng)方程的若干解1平壁間的穩(wěn)態(tài)平行層流2圓管與套管環(huán)隙中的穩(wěn)態(tài)層流3爬流4流線(xiàn)與流函數(shù)5理想流體6勢(shì)流說(shuō)明

5、與要求：(1) 了解平壁間的穩(wěn)態(tài)平行層流，掌握?qǐng)A管與套管環(huán)隙中的穩(wěn)態(tài)層流及流線(xiàn)和流函數(shù)。重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1) 爬流和勢(shì)流，流函數(shù)的應(yīng)用。第四章 邊界層流動(dòng)1邊界層的概念2邊界層分離3曳力系數(shù)4邊界層方程5邊界層動(dòng)量方程6平板邊界層計(jì)算7管道進(jìn)口段的流體流動(dòng)說(shuō)明與要求：(1) 了解邊界層的概念，掌握邊界層分離的理論和表姐曾方程。重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1) 邊界層動(dòng)量方程和平板邊界層計(jì)算。第五章 湍流的速度分布與阻力1湍動(dòng)的基本概念2光滑管中的湍流3粗糙管中的湍流4平板上的湍流邊界層5湍流邊界層中層流內(nèi)層的計(jì)算說(shuō)明與要求：(1) 了解湍動(dòng)的基本概念，掌握光滑管和粗糙管中的湍流速度分布和流動(dòng)阻力。重點(diǎn)與難點(diǎn)：

6、(1) 普蘭德混合長(zhǎng)與通用速度分布方程、速度分布與流動(dòng)阻力以及湍流邊界層中層流內(nèi)層的計(jì)算。第六章 氣液兩相流動(dòng)1概述2兩相流體的流動(dòng)形式說(shuō)明與要求：(1) 了解氣液兩相流體的流動(dòng)形式。重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1) 氣液兩相流動(dòng)的模型的應(yīng)用。第七章 熱傳導(dǎo)1導(dǎo)熱問(wèn)題的分析求解方法2導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法說(shuō)明與要求：(1) 了解穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)和不穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的區(qū)別，掌握導(dǎo)熱問(wèn)題的分析求解方法和數(shù)值計(jì)算方法。重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1) 穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的計(jì)算、不穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型、分析解計(jì)算。第八章 單相對(duì)流傳熱1一般數(shù)學(xué)模型2邊界層及其與對(duì)流傳熱的關(guān)系3. 平壁層流傳熱的分析解4層流傳熱的近似積分解5湍流傳熱的分析解說(shuō)明與要

7、求：(1) 了解單相對(duì)流傳熱的一般數(shù)學(xué)模型，熟悉邊界層及其與對(duì)流傳熱的關(guān)系，掌握平壁層流傳熱的分析解和層流傳熱的近似積分解的計(jì)算。重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1) 邊界層方程、速度分布與溫度分布、對(duì)流傳熱系數(shù)及邊界層熱流方程、平壁層流傳熱、管內(nèi)層流傳熱。第九章 有相變的對(duì)流傳熱1沸騰傳熱過(guò)程分析2冷凝傳熱說(shuō)明與要求：(1) 了解沸騰傳熱機(jī)理，熟悉對(duì)流傳熱的過(guò)程和特點(diǎn)，掌握沸騰傳熱過(guò)程的分析。重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1) 對(duì)流沸騰傳熱、臨界熱流強(qiáng)度及冷凝傳熱的分析。第十章 分子擴(kuò)散與擴(kuò)散系數(shù)1費(fèi)克定律2氣相擴(kuò)散系數(shù)3液相擴(kuò)散系數(shù)4固體中的擴(kuò)散說(shuō)明與要求：(1) 了解氣、液、固擴(kuò)散系數(shù)的基本公式和適應(yīng)范圍，掌握費(fèi)克定律，

8、第十一章 雙組分混合物中的擴(kuò)散1基本概念2微分質(zhì)量衡算3雙組分混合物中的擴(kuò)散4多組分混合物中的擴(kuò)散5熱擴(kuò)散6傳質(zhì)系數(shù)與主體流動(dòng)之間的關(guān)系說(shuō)明與要求：(1) 了解雙組分、多組分混合物的質(zhì)量擴(kuò)散和熱擴(kuò)散。第十二章 層流下的質(zhì)量傳遞1平板上的層流流動(dòng)2圓管中的層流流動(dòng)說(shuō)明與要求：(1) 了解邊界層方程的分析解、邊界層方程的近似解。第十三章 湍流下的質(zhì)量傳遞1平板上的湍流流動(dòng)2渦流擴(kuò)散系數(shù)與混合長(zhǎng)3動(dòng)量傳遞與質(zhì)量傳遞的類(lèi)似4溶質(zhì)滲透理論5界面湍動(dòng)說(shuō)明與要求：(1) 掌握動(dòng)量傳遞與質(zhì)量傳遞的類(lèi)似關(guān)系。第十四章 對(duì)流傳質(zhì)的若干設(shè)計(jì)方程1濕壁塔的傳質(zhì)系數(shù)2填料床中兩相流的傳質(zhì)系數(shù)3球體與圓柱體對(duì)流體的傳質(zhì)4球內(nèi)、滴內(nèi)、泡內(nèi)的傳質(zhì)說(shuō)明與要求：本章主要讓學(xué)生了解對(duì)流傳質(zhì)的若干設(shè)計(jì)方程的基本類(lèi)型，第十五章 同時(shí)進(jìn)行熱量、質(zhì)量傳遞的過(guò)程1平板上的層流邊界層2湍流狀態(tài)下的熱、質(zhì)同時(shí)傳遞問(wèn)題說(shuō)明與要求：(1) 了解湍流狀態(tài)下的熱、質(zhì)同時(shí)傳遞問(wèn)題的基本方程。三