课程性质与目标化学工程与工艺.docx
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课程性质与目标化学工程与工艺
《传递过程》课程教学规范
课程编号：
适用专业：
化学工程与工艺
课程性质：
专业课学时数：
48学时学分：
2学分
执笔人：
马燮编写日期：
2006年3月10日
审核人：
杨虎审核日期：
2006年3月15日
第一部分教学基本要求
一、目的及任务
《传递过程》是化学工程专业的专业基础课，是一门工程理论性和系统性较强的课程。
本课程将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（"三传"）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。
各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂给学习带来一定的困难，但可运用"三传"的类似关系进行研究理解。
二、本课程的先行课程
高等教学、物理化学、化工原理或化工基础。
三、各章节具体内容要求
绪论
掌握的内容：
1、基本概念；
2、欧拉观点和拉格朗日观点：
了解的内容：
1、化学工业的发展过程；
2、课程的性质与目的。
第一章传递过程概论
掌握的内容：
1、静止流体的特性
2、流体流动的基本概念
3、分子传递的基本定律
熟悉的内容：
1、动量通量、热量通量与质量通量的普遍表达式
了解的内容：
1、涡流传递的类似性
第二章连续性方程与运动方程
1、连续性方程
2、N-S方程
熟悉的内容：
1、连续性方程的推导
2、对连续性方程的分析
3、对N-S方程的分析
了解的内容：
1、用应力表示的运动方程
2、牛顿型流体的本构方程
第三章运动方程的应用
掌握的内容：
1、范宁摩擦因数
2、平壁间的轴向平行层流、
3、圆管中的轴向稳态层流
4、套管环隙间的轴向稳态层流
5、无限大平板的突然运动
熟悉的内容：
1、绕流流动与曳力系数
2、平壁上的降落液膜流动
了解的内容：
1、爬流
2、势流
3、平面流与流函数
第四章边界层流动
掌握的内容：
1、普兰德边界层理论的要点、
2、边界层的形成过程
3、边界层厚度的定义
4、普兰德边界层方程的准确解
5、平板壁面上层流边界层的近似解
熟悉的内容：
1、普兰德边界层方程的推导、
2、边界层积分动量方程的推导
了解的内容：
1、管道进口段的流体流动
2、边界层分离与形体曳力
第五章湍流
掌握的内容：
1、湍流的特点
2、湍流的起因
3、湍流的表征
4、雷诺方程与雷诺应力
5、无界固体壁面上的稳态湍流
6、圆管稳态湍流的通用速度分布方程
7、光滑圆管中的速度分布与流动阻力
8、粗糙管中的速度分布与流动阻力
9、平板壁面上湍流边界层的近似解、。
熟悉的内容：
1、波希尼斯克的湍应力公式
2、普兰德混合长理论
3、N-S方程的因次分析
了解的内容：
1、伯金汉π定理
2、模型与相似
第六章能量方程
掌握的内容：
1、热传导
2、对流传热
3、辐射传热
4、能量方程的特定形式。
熟悉的内容：
1、能量方程的推导
了解的内容：
1、同时进行导热、对流传热及辐射传热的过程、
第七章热传导
掌握的内容：
1、无内热源的一维稳态热传导
2、有内热源的一维稳态热传导
3、二维稳态热传导
4、忽略内部热阻的不稳定导热与集总热容法
5、忽略表面热阻的不稳态导热、
6、内部热阻和表面热阻均不能忽略时的大平板的不稳态导热、
熟悉的内容：
1、一维不稳态导热的数值解
了解的内容：
1、多维不稳态导热
第八章对流传热
掌握的内容：
1、对流传热机理
2、平板壁面上层流传热的精确解
3、平板壁面上层流传热的近似解
4、圆管内层流传热时对流传热系数的计算。
熟悉的内容：
1、温度边界层与对流传热系数
2、管内强制层流传热的理论分析
3、管内对流传热的因次分析
4、雷诺类似律、普兰德-泰勒类似律、冯-卡门类似律、柯尔本类似律
了解的内容：
1、自然对流传热
第九章质量传递概论
掌握的内容：
1、质量传递的基本方式
2、气体中的分子扩散
熟悉的内容：
1、传质的速度与通量
2、传质微分方程的推导
3、传质微分方程的特定形式
了解的内容：
1、传质微分方程的推导
五、建议教材与教学参考书
1．教材：
陈涛，张国亮，《化工传递过程基础》，化学工业出版社，2002，7
2.参考书
1）夏光榕，冯权莉，传递现象相似，北京，中国石化出版社，1997
2）裘俊红，传递原理及其应用，北京，化学工业出版社，2007，1
3）陈晋南，传递过程原理，北京，化学工业出版社，2004，1
4）刘谦，传递过程原理，北京，高等教育出版社，1990
5）R.B.Bird,W.E.StewardandE.N.Lightfoot,TransportPhenomena,2nded.JohnWiley&Sons,Inc.,NewYork，2002
6）WilliamM.Deen,AnalysisofTransportPhenomena,OxfordUniversityPress,NewYork，1998
7）戴干策、任德呈、范自晖，传递现象导论，北京，化学工业出版社，2002
第二部分教学大纲
一、课程开设对象
大学四年制本科化学工程与工艺专业。
二、教学总学时：
48学时
三、各章内容及参考学时
绪论
（参考学时：
2学时）
（一）内容概要
一、单元操作与传递过程
二、基本概念
三、欧拉观点和拉格朗日观点
四、课程的性质与目的
第一章传递过程概论
（参考学时：
2学时）
（一）内容概要
§1-1流体流动导论
§1-1-1静止流体的特性
§1-1-2流体流动的基本概念
§1-2动量、热量与质量传递的类似性
§1-2-1分子传递的基本定律
§1-2-2动量通量、热量通量与质量通量的普遍表达式
§1-2-3涡流传递的类似性
第二章连续性方程与运动方程
（参考学时：
2学时）
（一）内容概要
§2-1连续性方程
§2-1-1连续性方程的推导
§2-1-2对连续性方程的分析
§2-2运动方程
§2-2-1用应力表示的运动方程
§2-2-2牛顿型流体的本构方程
§2-2-3N-S方程
§2-2-4对N-S方程的分析
第三章运动方程的应用
（参考学时：
8学时）
（一）内容概要
§3-1阻力系数
§3-2平壁间与平壁面上的稳态层流
§3-2-1平壁间的轴向平行层流
§3-2-2平壁面上的的降落液膜流动
§3-3圆管与套管环隙间的稳态层流
§3-3-1圆管中的轴向稳态层流
§3-3-2套管环隙间的轴向稳态层流
§3-4爬流
§3-5势流
§3-6平面流与流函数的概念
（二）参考学时安排
章节名称
学时分配
§3-1阻力系数
§3-2平壁间与平壁面上的稳态层流
2
§3-3圆管与套管环隙间的稳态层流
3
§3-4爬流
§3-5势流
2
§3-6平面流与流函数的概念
1
第四章边界层流动
（参考学时：
6学时）
（一）内容概要
§4-1边界层的概念
§4-2普兰德边界层方程
§4-2-1普兰德边界层方程的推导
§4-2-2普兰德边界层方程的准确解
§4-3边界层积分动量方程
§4-3-1边界层积分动量方程的推导
§4-3-2平板壁面上层流边界层的近似解
§4-4管道进口段的流体流动
§4-5边界层分离
（二）参考学时安排
章节名称
学时分配
§4-1边界层的概念
1
§4-2普兰德边界层方程
2
§4-3边界层积分动量方程
2
§4-4管道进口段的流体流动
§4-5边界层分离
1
第五章湍流
（参考学时：
8学时）
（一）内容概要
§5-1湍流的特点、起因及表征
§5-1-1湍流的特点
§5-1-2湍流的起因
§5-1-3湍流的表征
§5-2湍流时的运动方程
§5-3湍流的半经验理论
§5-4无界固体壁面上的稳态湍流
§5-5圆管中的湍流
§5-6平板壁面上湍流边界层的近似解
§5-7因次分析在动量传递中的应用
（二）参考学时安排
章节名称
学时分配
§5-1湍流的特点、起因及表征
1
§5-2湍流时的运动方程
1
§5-3湍流的半经验理论
§5-4无界固体壁面上的稳态湍流
2
§5-5圆管中的湍流
3
§5-6平板壁面上湍流边界层的近似解
§5-7因次分析在动量传递中的应用
1
第六章能量方程
（参考学时：
2学时）
（一）内容概要
§6-1热量传递的基本方式
§6-1-1热传导
§6-1-2对流传热
§6-1-3辐射传热
§6-1-4同时进行导热、对流传热及辐射传热的过程
§6-2能量方程
§6-2-1能量方程的推导
§6-2-2能量方程的特定形式
第七章热传导
（参考学时：
8学时）
（一）内容概要
§7-1稳态热传导
§7-1-1无内热源的一维稳态热传导
§7-1-2有内热源的一维稳态热传导
§7-1-3二维稳态热传导
§7-2不稳态热传导
§7-2-1忽略内部热阻的不稳态导热与集总热容法
§7-2-2忽略表面热阻的不稳态导热
§7-2-3内部热阻和表面热阻均不能忽略时的大平板的不稳态导热
§7-2-4多维不稳态导热
§7-2-5一维不稳态导热的数值解
（二）参考学时安排
章节名称
学时分配
§7-1稳态热传导
3
§7-2不稳态热传导
5
第八章对流传热
（参考学时：
6学时）
（一）内容概要
§8-1对流传热的机理与对流传热系数
§8-1-1对流传热的机理
§8-1-2热边界层与对流传热系数
§8-2平板壁面对流传热
§8-2-1平板壁面上层流传热的精确解
§8-2-2平板壁面上层流传热的近似解
§8-2-3平板壁面上湍流传热的近似解
§8-3管内对流传热
§8-3-1管内强制层流传热的理论分析
§8-3-2管内对流传热的因次分析
§8-3-3管内湍流传热的类似律
§8-4自然对流传热
（二）参考学时安排
章节名称
学时分配
§8-1对流传热的机理与对流传热系数
1
§8-2平板壁面对流传热
1
§8-3管内对流传热
3
§8-4自然对流传热
1
第九章质量传递概论
（参考学时：
4学时）
（一）内容概要
§9-1质量传递概论
§9-2传质微分方程
§9-3稳台态分子扩散的通用速率方程
§9-4气体中分子扩散
（二）参考学时安排
章节名称
学时分配
§9-1质量传递概论
1
§9-2传质微分方程
1
§9-3稳台态分子扩散的通用速率方程
1
§9-4气体中分子扩散
1
第三部分教学实施细则
一、课程重点、难点及处理方法
主讲教师在授课中应突出重点、分散难点，使学生对于主要的内容有清晰、深刻的印象，牢固掌握所学知识。
绪论
重点：
课程的性质与目的
难点：
欧拉观点和拉格朗日观点
主要知识点：
欧拉观点和拉格朗日观点
第一章传递过程概论
重点：
分子传递的基本定律。
难点：
物理量的时间导数
主要知识点：
静止流体的特性、流速与流率、稳态流动和非稳态流动、牛顿粘性定律和粘度、粘性流体与理想流体、非牛顿型流体、流动形态与雷诺数、分子传递的基本定律和普遍表达式、物理量的时间导数。
第二章连续性方程与运动方程
重点：
连续性方程；N-S方程。
难点：
N-S方程的推导。
主要知识点：
连续性方程的推导、对连续性方程的分析、用应力表示的运动方程、牛顿型流体的本构方程、N-S方程、对N-S方程的分析。
第三章运动方程的应用
重点：
N-S方程的应用。
难点：
爬流和势流。
主要知识点：
绕流流动与曳力系数、范宁摩擦因数、平壁间的轴向平行层流、平壁上的降落液膜流动、圆管中的轴向稳态层流、套管环隙间的轴向稳态层流、爬流、势流、平面流与流函数、无限大平板的突然运动。
第四章边界层流动
重点：
边界层厚度和阻力系数的求解与计算。
难点：
普兰德边界层方程的推导、边界层积分动量方程的推导。
主要知识点：
普兰德边界层理论的要点、边界层的形成过程、边界层厚度的定义、普兰德边界层方程的推导、普兰德边界层方程的准确解、边界层积分动量方程的推导、平板壁面上层流边界层的近似解、管道进口段的流体流动、边界层分离与形体曳力。
第五章湍流
重点：
管内湍流流动阻力的计算。
难点：
雷诺方程与雷诺应力、普兰德混合长理论。
主要知识点：
湍流的特点、湍流的起因、湍流的表征、雷诺方程与雷诺应力、波希尼斯克的湍应力公式、普兰德混合长理论、无界固体壁面上的稳态湍流、圆管稳态湍流的通用速度分布方程、光滑圆管中的速度分布与流动阻力、粗糙管中的速度分布与流动阻力、平板壁面上湍流边界层的近似解、N-S方程的因次分析、伯金汉π定理、模型与相似。
第六章热量传递概论与能量方程
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。
主要知识点：
热传导、对流传热、辐射传热、同时进行导热、对流传热及辐射传热的过程、能量方程的推导、能量方程的特定形式。
第七章热量传导
重点：
一维稳态导热的温度分布和导热速率的求解和计算。
难点：
集总热容法、一维不稳态导热的数值解。
主要知识点：
无内热源的一维稳态热传导、有内热源的一维稳态热传导、二维稳态热传导、忽略内部热阻的不稳定导热与集总热容法、忽略表面热阻的不稳态导热、内部热阻和表面热阻均不能忽略时的大平板的不稳态导热、多维不稳态导热、一维不稳态导热的数值解。
第八章对流传热
重点：
对流传热系数的计算方法。
难点：
涡流热扩散系数与混合长的关系。
主要知识点：
对流传热机理、温度边界层与对流传热系数、平板壁面上层流传热的精确解、平板壁面上层流传热的近似解、平板壁面上湍流传热的近似解、管内强制层流传热的理论分析、管内对流传热的因次分析、雷诺类似律、普兰德-泰勒类似律、冯-卡门类似律、柯尔本类似律、自然对流传热。
第九章质量传递概论
重点：
费克定律的4种表达形式。
难点：
传质微分方程的推导。
主要知识点：
质量传递的基本方式、传质的速度与通量、传质微分方程的推导、传质微分方程的特定形式、气体中的分子扩散。
二、作业次数、类型、要求、作业量、批改要求
一）、作业要求：
1.每次上课应布置作业，以计算题为主。
每周交一次作业，防止缺交或迟交。
2.作业必须做在作业本上、用钢笔或圆珠笔按一定规格书写，要求字迹清楚，防止漏题不做。
3.教师按“A”、“B”、“C”、“D”、“E”五级记分每次登记作业情况，期末计算作业成绩。
4.在每学期末，主讲教师必须将平时成绩登记册、试卷、参考答案与评分标准、试卷分析、成绩分析等教学资料交资料室存档。
二）、批改要求
1.批改作业数量：
教师每次批改作业量应为总人数的1/3~1/2。
2.每次所批改作业按五级分给出成绩，对作业中普遍存在的问题进行评讲。
三）、作业次数、作业量
绪论
次数1习题量1~2
第二章连续性方程与运动方程
次数3习题量2~3
第三章运动方程的应用
次数7习题量3~5
第四章边界层流动
次数10习题量3~5
第五章湍流
次数13习题量3~5
第六章能量方程
次数15习题量1~2
第七章热传导
次数19习题量3~5
第八章对流传热
次数22习题量3~5
三、实现教学目标的措施、办法
一）、教学实施方法
传递过程原理是化学工程系高年级本科生的必修课程，是化学工程专业的重要基础理论课程之一。
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。
二）、教学管理措施
1.教材选用
教材选用一般以三年为一个周期，结合本校情况，由教研室讨论决定选用最新出版的教材或选用优秀教材。
2.考核
传递过程课程考核以闭卷笔试为主。
按平时成绩30~40%和卷面成绩70~60%评定课程成绩。
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