《硅酸盐工业热工基础》课程教学大纲（本科）.docx

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1、硅酸盐工业热工基础课程教学大纲总学时数：56 （理论学时数：48；实验学时数：8）总学分数：3.5课程性质：必修课程适用专业：无机非金属材料工程一、课程的任务和基本要求：课程任务：本课程重点讲授工程流体力学基础知识、工程热力学基础知识、传热原理、传质原理等 热工基础知识，同时讲述固体燃料燃烧、干燥过程及设备，以提高热能利用率的一门技术基 础课，是无机非金属材料专业等专业的一门必修课程。本课程为学生学习有关工艺设计、设备选型等问题的解决奠定坚实的基础。通过本课程学习应该使学生掌握包括传热学和传质学两方面的热工理论基础知识，以及 一些常用热工设备的选型知识，获得有关热科学的基本技能训练和解决有关热

2、工工程问题的 基本能力。通过本课程学习还应使学生对热学学科的建模和问题处理具有一定能力。基本要求：1 .掌握工程流体力学基础，特别是热气体伯努利方程的应用；2 .掌握工程热力学基础，掌握水蒸气的物性特点，能应用图表进行物性计算；掌握喷 管的设计和计算；3 .掌握包括导热、对流换热、辐射换热三种热量传递方式的机理，进而掌握热量传递 的基本规律和基本理论；能对工程传热问题进行计算，解决实际工程中传热问题；4 .掌握包括分子扩散和紊流扩散两种形式的传质原理，掌握单向扩散和等摩尔逆扩散 两种传质过程，掌握对流传质的基本概念；5 .掌握煤的热工性质和燃烧计算，掌握干燥过程原理，认识和应用湿空气的X图，

3、了解干燥设备。二、基本内容和要求：一绪论内容：本学科研究对象，主要内容和方法，正确认识、理解本课程与专业的关系；基本要求：对热工基础在专业中的应用情况有基本了解，明确本课程的任务和要求；二工程流体力学基础基本内容：1、流体的性质；2、流体静力学和动力学；基本要求：流体的性质、流体静力学基本方程式、流体动力学基本方程式；重点掌握：流体静力学基本方程式、流体动力学基本方程式及其意义与应用，特别是热 气体伯努利方程及其应用；难点：伯努力方程的建立与应用；三工程热力学基础基本内容：1、热力学第一、第二定律及理想气体定温、定压和定端热力学过程；2、稳 定流动能量方程式；3、水的定压加热过程；4、气体和蒸

4、汽的流动；5、喷管的设计计算；基本要求：热力学第一、第二定律；稳定流动能量方程式；利用图表进行喷管设计计算;重点掌握：气体和蒸汽的流动，喷管的设计计算。难点：稳定流动能量方程式。（四）传热原理基本内容：1、导热；2、对流换热；3、辐射换热；4、综合传热；5、不稳定导热；基本要求：掌握热量传递的三种基本形式：导热、对流换热、辐射换热及其基本定律； 利用基本定律分析各种传热现象，特别是无限大平壁稳态导热、管壁稳态导热和球壁稳态导 热、无限大平面的自然对流换热、两灰体间的辐射换热、多层平壁的综合传热、多层管壁的 综合传热；掌握换热器的设计计算；掌握加强和削弱传热的措施；了解不稳定导热的概念； 了解导

5、热的数值解法，特别是一维不稳定导热解法。重点掌握：导热、对流换热、辐射换热基本定律以及利用这些定律解决实际传热问题。 熟悉使用热阻网路图分析传热学问题。难点：导热微分方程；利用相似理论和量纲理论解决对流换热问题；灰体之间的辐射及 角系数确定；有限差分法解导热问题。（五）传质原理基本内容：1、传质基本概念及分子扩散基本定律2、传质微分方程及简化3、对流传质 基本要求：了解传质扩散和紊流扩散两种传质基本形式；掌握二元混合物浓度、速度和 扩散通量的两种（质量基准和摩尔基准）表示方法及它们之间的转换关系；掌握二元混合物 净扩散通量和分子扩散通量的区别以及它们之间的关系；掌握分子扩散基本定律（Fick第

6、 一定律、Fick第二定律）；了解气体、液体和固体的分子扩散系数的影响因素及大致范围； 了解传质微分方程推导及简化过程；掌握无化学反响的一维稳态分子扩散中的两种特殊情 况：单向扩散和等摩尔逆扩散。了解对流传质过程及对流传质准数方程。重点掌握：分子扩散基本定律（Fick第一定律、Fick第二定律）；无化学反响的一维稳 态分子扩散中的两种特殊情况：单向扩散和等摩尔逆扩散；难点：不同坐标系传质通量表示方法及转换关系；传质微分方程及其简化；扩散过程边界条 件的分析。（六）燃料及其燃烧基本内容：1、燃料的组成及换算；2、燃料的热工性质及选用原那么；3、燃烧计算4、燃 烧条件及理论基本要求：煤的几种基准组

7、成及换算；煤的燃烧计算；燃料燃烧条件及理论。重点掌握：煤的几种基准组成及换算；煤的燃烧计算。难点：煤的燃烧计算。（七）干燥过程及设备基本内容：1、干燥过程分类及特点；2、湿空气的性质；3、湿空气的l-x图及其应用；4、 干燥过程的物料平衡与热平衡；5、干燥的物理过程；6、干燥方法与干燥设备基本要求：掌握干燥过程分类及特点；掌握湿空气的性质；掌握湿空气的l-x图及其应用； 了解干燥过程的物料平衡与热平衡、干燥的物理过程以及干燥方法与干燥设备。重点掌握：湿空气的湿度、热含量、露点、干球温度、湿球温度、绝热饱和温度的概念 及它们之间的关系；湿空气的l-x图及其应用。难点：湿空气的l-x图及其应用。三

8、、实践环节和要求：除课内实验外，本课程实践环节主要是开设课程设计，内容包括：1、工艺设计2、热平衡计算3、设备选型或设计通过课程设计实践，熟悉热工基础与设备知识在专业上的实际应用，为以后毕业设计以 及将来解决涉及热工方面的技术问题打下基础。四、教学时数分配：理论：48 实验：8 上机：其它:教学内容学时分配教学内容学时分配第一章工程流体力学基础6第五章燃料及其燃烧5.1燃料的种类和组成_4第二章工程热力学基础4第五章燃料及其燃烧5.2燃烧计算4第三章传热原理3.1导热4第六章干燥过程与设备6第三章传热原理3.2对流传热4材料导热系数实验2第三章传热原理3.3辐射传热4煤的工业分析实验3第三章传

9、热原理3.4综合传热2煤的发热量测定实验3第四章传质原理4.1分子扩散基本定律4期末考试2第四章传质原理4.2传质微分方程4合计56五、其它工程：有条件时可组织同学参加工程实践，参与科研。六、有关说明：1、教学和考核方式：该课程为考查课。最终考核指标分两局部：1）平时作业与考勤情况；2）期末考试（采 用闭卷考试形式）成绩。两者比例根据学生成绩考核及管理方法（试行）设定，一般前 者占60%,后者占40%o2、习题：重点章节内容后附习题。3、能力培养要求：掌握基本的热工基础知识，培养分析问题解决问题的能力。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：高等数学、大学物理、物理化学、胶凝材料及

10、工艺学、 认识实习后续课程和教学环节：工厂设计概论、粉体工程、生产实习、专业论文、毕业设计平行开设课程和教学环节：陶瓷工艺学、建材机械设备5、教材和主要参考书目：（1）教材：孙晋涛主编.硅酸盐工业热工基础（第一版）.武汉:武汉理工大学出版社（2）主要参考书目： 傅秦生，何雅玲，赵小明编著,热工基础与应用,机械工业出版社；郝玉福，吴淑美，邓先琛编.热工理论基础.高等教育出版社；沈维道，郑佩芝，蒋淡安编.工程热力学（第一版）.高等教育出版社； 杨世铭，陶文铃编著.传热学（第三版）.高等教育出版社； 陈夥，吴味隆编著.热工学（第三版）,高等教育出版社；李启云主编,热工基础及设备.工学院出版社；（It）J.P.Holman. Heat Transfer.机械工业出版社；Yunus A. Cengel, Michael A.Boles.热力学原理及工程技术应用（第四版）.清华大学 出版社。