《化工传递过程基础》课程教学大纲.docx

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1、化工传递过程基础教学大纲一、课程基本信息课程名称化工传递过程基础Fundamentals of Chemical Transference Processes课程编码CHM110521020开课院部化学工程学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时32适用专业能源化学工程授课语言中文先修课程局等数学（2-1）.图等数学（2-2）.大学物理（2-1）、化工原理（2-1）课程简介（限选）（化工传递过程基础是化学工程与工艺专业的专业基础课，是一门工程理论性和系统性较强的课程。本课程将化工单兀操作（化 工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（二传）的原理系统地

2、论述，将化学工程的讲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，但可运用二 传的类似关系进行研究理解。化工传递过程基础是化学工程与工艺专业基础的专业方向限选课程，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）(Fundamentals of Chemical transfer processis a basic course of

3、 chemical engineering and technology major。The characteristics of this course are theoretical and systematic. This course systematically consists of the principle of momentum, heat and mass transfer processes in chemical unit operations. The research methods of chemical engineering are promoted to t

4、heoretical analysis from empirical experiences. These transfer processes are not independent but are similar. Since a lot of concepts, definitions, and the formula exist in this course and the basic equations are very complex, Students are considerably difficulty in learning it. The similar relation

5、s among these transfer processes can be revealed by some laws of similitude.Fundamentals of Chemical transfer process is one of the important distributional electives courses for chemical engineering and technology, and one of the important basic theoretical courses for the major of energy chemical

6、industry. Through some specific examples in engineering, students can understand the basic principles of momentum transfer, heat transfer and mass transfer as we11 as the similar relationships among them, so as to master the basic methods of establishing and solving the mathematical model of chemica

7、l transfer process and improve the ability ofanalyzing and solving practical problems. )负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握化工传递过程基本概念，能综合理解动量、热量和质量传递的基本概念与基础知识，进 行实际工程问题的物理模型化，并正确应用相关理论，掌握三种传递过程的类似律。是1.21.22M2目标2 ：能够结合化工原理中的各种单元操作过程，分析其动量、热量和质量传递机理，并结合该单 元操作过程建立数学衡算关系模拟优化工艺参数和设计设备的计算。是

8、2. 12. 13M3目标3 ：能够针对一个石油化工过程或者化工生产设备建立合适的数学模型，并应用动量、热量和质 量传递微分方程，结合实际工程问题的边界条件计算工程中动量、热量和质量传递速率。是12.212.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章传递过 程概论本章重点难点：传递的基本定律和类似性关系、欧拉和拉格朗 日/f /21. 11.1单元操作与 传递过程基本概念、课程的性质与目的、课程研究方法Ml1讲授/作业31.21.2流体流动导论静止流体的特性、流体流动的基本概念、欧拉观点和拉格朗日 观点Ml/讲授、讨 论2/41.

9、31.3动量、热量 与质量传递的类似 性分子传递的基本律、动里通里、热里通里与质里通里的普遍 表达式、涡流传递的类似性、系统总质量、能量衡算。Ml1讲授/5第2章第2章连续性 方程与运动方程本章重点难点：流体流动的拉格朗日观点下流体系统的受力分 析和用应力表示的运动方程以及切向应力和法向应力的三维数 学表达式，动量传递的运动N-S方程原理和推导。/62. 12. 1连续性方程控制体流动分析，连续性方程的推导，连续性方程简化Ml2讲授2/72.22. 2运动方程用应力表示的运动方程、牛顿型流体本构方程、N-S方程、对 N-S方程的分析M22讲授2作业8第3章第3章 运动方 程的若干数学解本章重点

10、难点：圆管中的轴向稳态层流和套管环隙间的轴向稳 态层流连续性方程与运动N-S方程求解；理想流体流动的势流 函数构造和求解/93. 1“3.1阻力系数阻力系数的定义，阻力系数的物理意义Ml1讲授/103.23.2平壁间与平壁 面上的层流平壁间的轴向平行层流、平壁面上的的降落液膜流动,平板壁非 稳态流动Ml1讲授2/113.33.3圆管与套管环 隙间的稳态层流圆管中的轴向稳态层流、套管坏隙间的轴向稳态层流M24讲授2作业123.43. 4爬流爬流概念，爬流运动方程，沉降，斯托克斯定律，斯托克斯定 律物理意义M31讲授/作业133.53.5势流旋度，速度势函数，势流计算，理想流体伯努利方程M31讲授

11、、讨 论/作业14第4章第4章 边界层 流动本章重点难点：普兰德的要点和普兰德边界层方程及精确解。 冯卡门边界层积分动量方程的推导和平板壁面上层流边界层的 近似解问题。/154. 14. 1边界层的概念边界层提出，边界层的概念边界层物理意义M2/讲授/164.24.2普兰德边界 层方程普兰德边界层方程的推导、普兰德边界层方程的准确解M21讲授/174.34. 3边界层积分动量方程 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M2/讲授、讨 论/作业184.44. 4边界层分离边界层分离现象，边界层分离条件M21讲授2/19第5章第5章湍流本章重点难点：N-S方程求解湍流问题的途径，圆

12、管内湍流的 求解问题。/205. 15. 1湍流的特 点、起因及表征湍流的特点、湍流的起因、湍流的表征M30讲授/215.25.2湍流时的运 动方程湍流时的运动方程M3/讲授/225.35. 3.圆管中的湍 流圆管中的湍流方程M30讲授、讨 论2/23第6章第八早能量方程本章重点难点：热量传递的基本方式和流体热量传递的能量方 程推导，基于拉格朗日观点的流体热量传递的能量方程推导。/246. 16.1热量传递的基 本方式热传导、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Ml1讲授、讨 论/256.26. 2能量方程能量方程的推导、能量方程的特定形式Ml1讲授2作业26第7章第7

13、章热传导本章重点难点：热传导方程的求解方法，并结合实际情况，探 讨导热理论在工程实际中的应用，忽略内部热阻何忽略表面热 阻的非稳态导热的能量方程简化和求解。课时安排为：/277. 17. 1稳态热传导无内热源的一维稳态热传导、有内热源的一维稳态热传导、 维稳态热传导M22讲授2作业287.27. 2不稳态热传导忽略内部热阻的不稳态导热与集总热容法、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M32讲授2作业29第8章第8章对流传热本章重点难点：平板壁面上以及管内对流传热的求解，动量传递 与热量传递的类似性/308. 18.1平板壁面对流 传热对流传热的机理与

14、对流传热系数、对流传热的机理热边界层 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M21讲授/318.28.2管内对流传热管内强制层流传热的理论分析、管内湍流传热的类似律M21讲授、讨 论1作业32第9章第9章质量传递本章重点难点：传质微分方程的推导和简化形式，基于欧拉观/概论点的传质微分方程的推导。339. 19. 1质量传递概论质量传递概论Ml1讲授/349.29. 2传质微分方程传质微分方程Ml1讲授2作业35第10第10章分子传质本章重点难点：组分A通过停滞组分B的稳态扩散，等分子 反方向扩散。/3610. 110.1稳态分子扩 散的通用速率方程组分A通过停滞

15、组分B扩散，等分子反向扩散，扩散通量方 程，扩散速率方程M21讲授/作业3710.210. 2分子扩散气体中的分子扩散、液体中的分子扩散、固体中的扩散M21讲授2作业3810.310.3带化学反应 的分子扩散具有非均相反应一维扩散，反应控制过程，具有均相反应一维 扩散M32讲授、讨 论2作业39第11第11章对流传质本章重点难点：管内对流传质和对流传质模型。管内强制层流 传质的理论方程分析和求解以及对流传质模型。/4011.111. 1对流传质机 理与对流传质系数对流传质的机理，浓度边界层，对流传质系数M2/讲授/4111.211.2管内对流传 质管内强制层流传质的理论分析，管内传质的类似律M

16、21讲授3/4211.311.3对流传质模 型停滞膜模型，溶质渗透模型，表面更新模型M31讲授8作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对电力拖动自动控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要 有作图、分析和计算题。15%2大作业1.本课程要求利用微分衡算方法，可结合化工原理的单元操作过程建立研究对象的数学模型，计算出各过程的动量、 热量和质量传递速率表达式。20%2.根据模型建立情况和文献调研方案的准确性

17、评分。3考勤随机点名、刷卡点名等5%4课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况10%5期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2 .主要考核学生对电力拖动自动控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题 型主要有简答题、作图题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业15%A-按时提交作业，公式正确，答案准确。B-按时提交公式正确，解题思路比较清晰，答案准确。C-解题 思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案基本准确。D-作业抄袭，未能按时完成，公式严重错 误，解题思路混乱误。2Ml

18、大作业20%A-按时提交报告，分析符合规范，结论无误。B-按时提交报告，过程和设备理解合理计算正确。C-过程 和设备理解基本合理，计算基本正确。D-对实际的工程过程和设备理解不止确，过程速率计算不正确，3Ml考勤5%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。4Ml课堂表现10%（见试卷评分标准）5Ml期末考试50%（见试卷评分标准）6M2平时作业15%A-按时提交作业，公式正确，答案准确。B-按时提交公式正确，解题思路比较清晰，答案准确。C-解题 思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案基本准确。D-作业抄袭，未能按时完成，公式严重错 误，解题思路混乱7M2大作业20%A-

19、按时提交报告，分析符合规范，结论无误。B-按时提交报告，过程和设备理解合理计算正确。C-过程 和设备理解基本合理，计算基本正确。D-对实际的工程过程和设备理解不止确，过程速率计算不正确，8M2考勤5%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。9M2课堂表现10%（见试卷评分标准）10M2期末考试50%（见试卷评分标准）11M3平时作业15%A-按时提交作业，公式正确，答案准确。B-按时提交公式正确，解题思路比较清晰，答案准确。C-解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案基本准确。D-作业抄袭，未能按时完成，公式严重错 误，解题思路混乱12M3大作业20%A-按时提交报告

20、，分析符合规范，结论无误。B-按时提交报告，过程和设备理解合理计算正确。C-过程 和设备理解基本合理，计算基本正确。D-对实际的工程过程和设备理解不止确，过程速率计算不正确，13M3考勤5%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。14M3课堂表现10%（见试卷评分标准）15M3期末考试50%（见试卷评分标准）评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A,

21、 B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1化工传递过程基础（第三版，陈涛，化学工业出版社，2017.01. （*主教材）2图书1传递过程原理，王运东，清华大学出版社，2016.01.3图书1传递过程原理，陈晋南，化学工业出版社，2009.01.4图书 Transport Phenomena, R. B. Bird, W. E. Steward and E. N. Lightfoot, John Wiley & Sons, Inc, 2014.01.5图书 Analysis of Transport Phenomena, William M. Deen, Oxford University Press, 2018. 01.