XX工程学院土木工程系 2doc.docx
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XX工程学院土木工程系2doc
教 案
２01３- ２0１4 学年第2 学期
授课班级:
建筑环境与设备工程1１４1、１1４2
课程名称:
热 质 交换 原理 与 设备
任课教师：
王 迎 辉
院部名称：
土 木 工程学院
二〇一四年一月十九日
ﻬ
课程名称
热质交换
原理与设备
课程归属
土木工程学院
课程代码
081146
授课班级
建筑环境与设备工程１141、1１42
授课地点
理论教学3503、３50４;实践教学实验室等; 辅导 办公室、教室
课程类别
必修课
总学时数
48
周学时
４
学分数
3
学时分配
课堂讲授 40 学时；实践教学 ８ 学时; 辅导 学时
起至时间
第 1周至第12周
热质交换原理与设备（第三版）
连之伟
中国建筑出版社，20１１
热质交换原理与设备
闫全英
机械出版社，２0０6年
热质交换原理与设备
许为全
清华大学出版社，１９99年
工程传热传质学（上下册）
王补宣
科学出版社，1998年
制冷空调工程中的质量传递
周兴禧
上海交通大学出版社，１9９1年
热交换器原理与设计（第二版）
史美中、王中铮
东南大学出版社,1９９６年
授课教师
王迎辉
职称
副教授
院（部）
土木工程学院
实践教师
冯荣贞
职称
工程师
院（部）
土木工程学院
辅导教师
王迎辉
职称
副教授
院（部）
土木工程学院
热质交换原理与设备
Ｈeat-Mass—TｒansferTｈeoｒyand Equiｐmｅnt
教学要求：
1．课堂注意听,以听和理解为主;
2．提高自学能力；
3. 查看图书馆、科技阅览室相关参考资料.
教学方法:
１、介绍课程内容、明确学习目的
启发学习兴趣，提出实际问题→ 提炼出科学问题→ 说明解决问题需用到的基础知识
↑举例说明在解决实际问题中的应用↓
2、注重学习方法、夯实专业基础
1）扩散传质和扩散传热的异体同构
扩散传热←→ 扩散传质
↓ ↓ 利用解决热传导问题的方法解决扩散传质问题
付里叶定律 斐克定律 →复习了传热学，深化了热质交换过程的理解
2）涉及的数学知识较多
常微分方程和偏微分方程的建立和求解、付里叶变换和拉氏变换、场论、无穷级数、相似理论→数学方法对问题的描述和凝练的重要性
3、灵活运用知识、解决实际问题
掌握基本理论后，介绍该领域的一些经典问题甚至未解决的问题，如：
湿球温度测量中应注意的问题，湿球温度测量的误差分析，人体出汗散热速率的计算，为什么夏季温度相同时南方的居民比北方更爱吹风，喷水室中全热交换经验公式的理论推导，透湿膜在全热交换器中的应用,建材中挥发性有机化合物散发速率的计算与测量,空气净化器处理有害气体的性能设计和校核问题等,让同学们运用所学知识分析解决,不仅激发了他们的学习热情，而且提高灵活运用知识、解决实际问题的能力。
４、注意科研、教学两者间的结合
教学促进科研。
教学中,备课、讲授和回答学生问题加深对所授知识的理解,强化一些基本理论和基本方法的掌握,对科研工作有所帮助.在教学中还会涌出一些新想法,成为科研工作的生长点.
科研也会促进教学。
开展与所授内容相关的科研,对所授知识深刻理解、融会贯通,拓宽自己的视野,了解国际该领域的研究前沿和研究热点.若在讲课中介绍一些所学知识的灵活运用及一些相关科研成果,提高学生兴趣.新的科研成果会产生新的教学点。
如纳米光催化处理室内有机挥发化合物,在室内空气品质的改善中很有用武之地,但传统的热质交换知识中没有介绍;又如，如何控制传质速率一直是颇受关注的问题，教学中引入最新的研究成果:
场协同理论,对这一问题的认识得以深化,对学生本部分的内容理解和掌握很有帮助。
5、了解学术动态、洞悉科研前沿
科学研究行为越来越全球化,在此形式下,学生不仅要学会专业知识,还要学会如何了解学术动态,培养洞悉科研前沿的敏感性和能力。
介绍一些本专业的著名国际和国内期刊,介绍一些如何检索和查阅有关专题科研文献的方法。
6、启发参与并重、激发学生兴趣
首先提出问题，有意识启发学生思考，如果可能让他们成为主体去查资料、想办法解决问题，然后走上讲台，介绍他们解决问题的思路和结果．
７、运用先进手段、改善教学效果
上课日期
２014年2月18日
第１讲
章节
第１章绪论1．1、１.2、1。
3
教学目的要求
了解本课程的地位与作用，掌握三种传递现象的初步类比和热质交换设备的分类
重点及处理方法
三种传递观象的类比、热质交换设备的分类，对比分析及样本展示
难点及处理方法
三种传递观象的类比,对比分析
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
1。
1建筑环境与设备专业涉及的热质交换现象及其设备分类
1.1.1三种传递现象的联系
1．1．2本专业中的典型热质交换现象
1.1。
３热质交换设备的分类
1.2本课程在专业中的地位和作用
1。
3课程的研究内容与方法
时间分配
讲授8０分钟
问答１0分钟
演示５分钟
小结及布置作业
5分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合,课堂讲授、师生问答、样本演示、启发等
课后作业
P１61、2、３
参考资料
［１］。
闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社，２006年
［２］.许为全，热质交换原理与设备,清华大学出版社，1９9９年
［3］.王补宣，工程传热传质学（上下册）,科学出版社，１９9８年
教学后记
作业题目简单，完成较好.三传现象为重点,使学生明确课程的地位与作用.
上课日期
２01４年2月１9日
第2讲
章节
第２章传质的理论基础２.１、2。
2。
1
教学目的要求
掌握传质的基本概念、质量传递的基本方式和斐克定律
重点及处理方法
基本概念和斐克定律，对比分析、重点讲解
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件＋板书
教学内容
2．１传质概论
2.１．1混合物构成成分的表达
2．1.1.1质量浓度与物质的量浓度
2。
1．1.2质量分数与摩尔分数
2.1.2传质速率的度量
2．１．2．１传质的速度
２.１。
2。
２传质的通量
2。
１.３质量传递的基本方式
２．１。
3。
1分子传质
２。
1。
3.2对流传质
2。
２扩散传质
２。
2。
1斐克定律
时间分配
复习5分钟
讲授90分钟
小结及布置作业
5分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、师生问答、启发等
课后作业
P651
参考资料
[１］.闫全英，热质交换原理与设备,机械出版社,２006年
［２]。
许为全，热质交换原理与设备，清华大学出版社,１999年
[３］。
王补宣，工程传热传质学（上下册）,科学出版社，19９8年
教学后记
注意新旧知识的对比
上课日期
２0１４年2月２5日
第3讲
章节
第2章传质的理论基础2。
２.2-2．2.5
教学目的要求
了解固体中扩散过程,掌握气体和液体中的扩散过程及扩散系数
重点及处理方法
气体中的扩散过程，结合应用背景重点分析
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
2．２.2气体中的扩散过程
2.２。
2。
１等分子反方向扩散
2.2。
２。
２组分A通过停滞组分Ｂ的扩散
2.２。
３液体中的扩散过程
2．2.3。
1液体中的扩散通量方程
２.2．３．2等分子反方向扩散
2。
2.3.３组分Ａ通过停滞组分Ｂ的扩散
2。
2。
4固体中的扩散过程
2。
2。
4。
1与固体内部结构无关的稳态扩散
2。
2。
４。
２与固体内部结构有关的多孔固体中的稳态扩散
２.2.5扩散系数及其测量
时间分配
复习5分钟
讲授85分钟
问答5分钟
小结及布置作业
５分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、师生问答、启发等
课后作业
Ｐ6５4
参考资料
［1].闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社,２006年
［2］。
许为全,热质交换原理与设备，清华大学出版社,199９年
［3］．王补宣，工程传热传质学（上下册）,科学出版社,19９8年
教学后记
作业注意单位问题、数量级问题、科学表达问题，数学应用推导多，学生应补习微积分
上课日期
20１4年2月２6日
第4讲
章节
第2章传质的理论基础2。
３。
１—2。
3.３
教学目的要求
掌握对流传质系数、浓度边界层，了解紊流传质的机理
重点及处理方法
对流传质概念、边界层概念及意义,结合流体力学、传热学分析
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
２．3对流传质
2。
3.１对流传质系数
2．3．2浓度边界层概念及其对传质问题求解的意义
2．３。
２。
1浓度边界层的概念
2。
３.2．2边界层的重要意义
2．3。
3紊流传质的机理
时间分配
复习5分钟
讲授9０分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、启发等
课后作业
Ｐ６5 7
参考资料
［1].闫全英,热质交换原理与设备,机械出版社，2006年
［2］.许为全，热质交换原理与设备，清华大学出版社，１999年
［３]。
王补宣，工程传热传质学（上下册），科学出版社,１9９8年
教学后记
结合流体力学、传热学进行对比分析，学习新知识，复习旧知识,学生容易接受
上课日期
201４年3月4日
第5讲
章节
第２章传质的理论基础２.３.4—２.3。
６、2.4
教学目的要求
掌握对流传质过程的数学分析及相关准则数，了解对流传质模型
重点及处理方法
数学描述、准则数、分析求解，对比传热学分析
难点及处理方法
数学描述与分析求解，结合传热学对比分析
授课方式
多媒体课件＋板书
教学内容
２。
３。
4对流传质的数学描述
2。
3.4．１传质微分方程的推导
２．3.4。
２传质微分方程
２.3.4．3传质微分方程的特定形式
2.3。
４。
４对流传质方程的边界层近似
2．３。
5对流传质过程的相关准则数
2．3．6对流传质问题的分析求解
２。
３．6。
1平板壁面上层流传质的精确解
2。
3。
6．2管内稳态层流对流传质
2．4相际间的对流传质模型
２。
４．1薄膜理论
2。
4.2渗透理论
2.４。
3表面更新理论
2.4。
4一维固液相变问题
时间分配
复习5分钟
讲授９0分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合,课堂讲授、师生问答、启发等
课后作业
查阅文献，准备冰蓄冷小论文
参考资料
［1]．闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社，200６年
[２］。
许为全,热质交换原理与设备，清华大学出版社,１999年
［３].王补宣，工程传热传质学（上下册），科学出版社，１９９8年
教学后记
数学应用推导多,学生应补习微积分；与传热学对比分析，易于学生接受
上课日期
２0１４年3月5日
第6讲
章节
第3章传热传质问题的分析和计算3。
1、3．2
教学目的要求
掌握动量、热量和质量传递类比关系及对流传质准则关联式
重点及处理方法
动量、热量和质量传递类比，对比分析法
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
３．1动量、热量和质量传递类比
3。
1。
１三种传递各自的速率描述及其之间的雷同关系
3。
１。
2三传方程
３。
1。
３动量交换与热交换的类比在质交换中的应用
3。
2对流传质的准则关联式
3。
２．1流体在管内受迫流动时的质交换
３。
2。
２流体沿平板流动时的质交换
时间分配
复习5分钟
讲授8５分钟
问答5分钟
小结及布置作业
5分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、师生问答、启发等
课后作业
P9９ 1、５
参考资料
[1].闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社，20０6年
［２］。
许为全，热质交换原理与设备,清华大学出版社，19９9年
[3］。
王补宣，工程传热传质学（上下册），科学出版社,１998年
教学后记
充分利用类比关系使学生易于接受，但也反映出学生传热基础的欠缺
上课日期
2014年3月11日
第7讲
章节
第3章传热传质问题的分析和计算3。
3
教学目的要求
了解传质应用实例，掌握热量和质量同时进行时的热质传递
重点及处理方法
热量和质量同时进行时的热质传递
难点及处理方法
热量和质量同时进行时的热质传递
授课方式
多媒体课件＋板书
教学内容
3。
3热量和质量同时进行时的热质传递
3。
3。
1同时进行传热与传质的过程
3。
3。
2同一表面上传质过程对传热过程的影响
3.3。
3刘易斯关系式
3.3.4湿球温度的理论基础
3。
3．5自然环境中的传热传质
时间分配
复习5分钟
讲授90分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、启发等
课后作业
P９9—1０2 8、2２
参考资料
［１]．闫全英,热质交换原理与设备,机械出版社,２006年
［２]．许为全,热质交换原理与设备,清华大学出版社，１9９9年
[３］。
王补宣，工程传热传质学（上下册）,科学出版社,１９９8年
教学后记
作业注意单位问题、存在抄袭问题，与实际结合学生较感兴趣,以后应注意理论联系实际,以提高学生学习兴趣
上课日期
201４年3月１2日
第８讲
章节
第４章空气的热湿处理４．1、４.2
教学目的要求
了解空气热质处理的途径，掌握空气与固体表面之间的热湿交换
重点及处理方法
空气热湿处理的原理和方案
难点及处理方法
空气与水/固体表面之间的热质交换原理及特点
授课方式
多媒体课件＋板书
教学内容
4。
1空气的热湿处理途径
4。
1.1空气调节的几个相关概念
4。
1.2空气热湿处理的原理和方案
4．1。
３空气热湿处理及设备
４。
2空气与固体表面之间的热湿交换
4.2。
１湿空气在冷表面上的冷却降湿过程
４。
2．２湿空气在肋片上的冷却降湿过程
时间分配
讲授9５分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、启发等
课后作业
Ｐ1２61
参考资料
［１］．闫全英,热质交换原理与设备，机械出版社,２0０6年
［2］.许为全，热质交换原理与设备,清华大学出版社,１９9９年
［3].王补宣，工程传热传质学（上下册）,科学出版社，1998年
教学后记
空调i—ｄ图知识未讲，需补充，怎样充分利用有限课时简单介绍而又使学生弄懂仍需进一步探讨
上课日期
2０１4年3月１8日
第9讲
章节
第4章空气的热湿处理4。
3
教学目的要求
掌握空气与水直接接触时的状态变化及热质交换系数
重点及处理方法
空气与水表面之间热质交换的主要影响因素,热质交换系数的表达式及分析
难点及处理方法
热质交换分析
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
4.３空气与水直接接触时的热湿交换
４。
3.１热湿交换原理
４。
3。
２蒸发冷却装置的工作原理
4.3.3与水直接接触时空气的状态变化过程
4.3。
4空气与水直接接触时的对流增湿和减湿
4。
3.5影响空气与水表面之间热质交换的主要因素
4。
3．6空气与水表面的热质交换系数
时间分配
复习5分钟
讲授８０分钟
问答10分钟
小结及布置作业
５分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、师生问答、样本演示、启发等
课后作业
P1２7 １0、１7
参考资料
[１]。
闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社，２006年
[２］。
许为全，热质交换原理与设备,清华大学出版社，199９年
[3］。
王补宣,工程传热传质学（上下册）,科学出版社，19９8年
教学后记
如何利用图进行热质交换分析需结合作业1７
上课日期
2０14年３月19日
第10讲
章节
第5章吸附和吸收处理空气的原理与方法5.１.1-5．1.4
教学目的要求
掌握吸附的基本知识和概念、多孔介质，了解等温吸附线描述公式及常用吸附剂类型、性能
重点及处理方法
基本概念
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
5。
1。
１吸附的基本知识概念
１）吸附、吸附剂和吸附质
２）吸附的种类
3）吸附平衡、等温吸附线、等压吸附线
4）吸附剂结构，多孔介质，比表面积
5）吸附剂的特性参数
５。
1．2等温吸附线
１）朗谬尔公式
２）弗雷德里克公式
3）BET公式
４）微孔吸附公式
5.1。
3常用吸附剂的类型和性能
5.１．4多孔介质传质浅析
时间分配
讲授95分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、启发等
课后作业
P1６０ 1、２
参考资料
［１］.闫全英,热质交换原理与设备，机械出版社，20０6年
[2].许为全,热质交换原理与设备，清华大学出版社,1９９9年
[3］．王补宣，工程传热传质学（上下册）,科学出版社，1998年
教学后记
概念区分清楚,与专业结合不多的可由学生自学
上课日期
2014年３月2５日
第11讲
章节
第５章吸附和吸收处理空气的原理与方法５．１.5、5。
2
教学目的要求
掌握动态及静态吸附除湿、吸收剂处理空气的机理、影响吸收的主要因素,了解常用吸湿剂类型、性能
重点及处理方法
动态及静态吸附除湿、吸收剂处理空气的机理
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件＋板书
教学内容
5.1。
5空气静态吸附除湿和动态咐附除湿
5.１。
５.1干燥循环
5．1。
5.２静态吸附除湿
５.１。
5.3动态吸附除湿
5.2吸收剂处理空气的原理和方法
5。
2.１吸收现象简介
5.２。
2液体除湿剂的类型和性能
５。
2。
3吸收剂处理空气的机理
1）除湿剂的表面蒸汽压
２）典型的吸湿—再生过程分析
５.2。
４影响吸收的主要因素
1）除湿器的结构
２）除湿剂的选择
时间分配
复习5分钟
自学５分钟
讲授85分钟
小结及布置作业
５分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合,课堂讲授、课堂自学与指导、启发等
课后作业
P１60 3、4、传热传质过程报告
参考资料
［1].闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社,２0０6年
[２］.许为全,热质交换原理与设备,清华大学出版社，1999年
［3]。
王补宣，工程传热传质学（上下册），科学出版社,1998年
教学后记
吸收为重点,吸附为辅,结合专业应用情况重点分析
上课日期
20１４年3月26日
第12讲
章节
第6章间壁式热质交换设备的热工计算6．1－6。
3
教学目的要求
了解间壁式热质交换设备的形式与结构,掌握传热过程分析及基本公式
重点及处理方法
间壁两侧流体传热过程分析，结合传热知识复习分析
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
６．1间壁式热质交换设备的形式与结构
管壳式、肋片管式、板式、板翅式、螺旋板式等
6。
２间壁两侧流体传热过程分析
对流－导热—对流
６．3总传热系数与总传热热阻
清洁表面热阻、总热阻、威尔逊图解
时间分配
讲授95分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，课堂讲授、启发等
课后作业
P1８7 1
参考资料
［１]。
闫全英,热质交换原理与设备，机械出版社，2０0６年
［2］。
许为全,热质交换原理与设备,清华大学出版社，１99９年
[３］。
王补宣，工程传热传质学（上下册），科学出版社，1998年
教学后记
本节以复习旧知识为基础引出新知识，结论性为主，讲解时应有所侧重
上课日期
2０14年4月1日
第１３讲
章节
第6章间壁式热质交换设备的热工计算6。
4、６.5
教学目的要求
掌握间壁式热质交换设备的热工计算方法及表冷器的热工计算
重点及处理方法
间壁式热质交换设备的热工计算（表冷器处理空气时发生的热质交换特点、影响因素、设计计算/校核计算的方法）
难点及处理方法
热工计算相关原理
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
6。
4间壁式热质交换设备热工计算常用方法
６。
4。
１基本公式
６。
４.2对数平均温差法
6。
４.３效能—传热单元数法
6。
4.4对数平均温差法与效能—传热单元数法的比较
6。
５表面式冷却器的热工计算
6。
5。
1表冷器处理空气时发生热质交换的特点
6。
５.2表冷器的传热系数
6．5。
3表冷器的热工计算
时间分配
讲授75分钟
练习20分钟
小结及布置作业
5分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合,课堂讲授、课堂练习与讨论、启发等
课后作业
P187—1884、5、9
参考资料
［１]。
闫全英，热质交换原理与设备，机械出版社，2006年
［2］。
许为全,热质交换原理与设备，清华大学出版社,1９99年
［3］。
王补宣,工程传热传质学（上下册），科学出版社，1998年
教学后记
理论推导简单论述，重点在于热工计算方法,侧重应用
上课日期
201４年４月2日
第14讲
章节
第6章间壁式热质交换设备的热工计算习题课
教学目的要求
掌握间壁式热质交换设备的热工计算方法及表冷器热工计算
重点及处理方法
间壁式热质交换设备的热工计算（表冷器处理空气时发生的热质交换特点、影响因素、设计计算/校核计算的方法）
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
表面式冷却器的热工计算习题及作业题
时间分配
复习5分钟
练习8０分钟
问答15分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合，师生问答、课堂练习与讨论、启发等
课后作业
P１8８1０
参考资料
［１]。
闫全英,热质交换原理与设备,机械出版社，20０6年
[2].许为全,热质交换原理与设备，清华大学出版社，１9９９年
[3]．王补宣,工程传热传质学（上下册），科学出版社，１998年
教学后记
在教师讲解分析的基础上再以学生为主进行习题练习，使学生掌握相关热工计算方法
上课日期
２014年４月8日
第１5讲
章节
第6章间壁式热质交换设备的热工计算6。
6
教学目的要求
掌握空气加热器和散热器的热工计算方法
重点及处理方法
空气加热器和散热器的热工计算
难点及处理方法
授课方式
多媒体课件+板书
教学内容
6．6其他间壁式热交换设备的热工计算
6.6．1空气加热器的热工计算
6．6．2散热器的热工计算
时间分配
讲授90分钟
演示5分钟
小结及布置作业
５分钟
分钟
主要教学方法与
手段
多媒体与板书相结合
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