《化工傳遞過程導論》課程教學大綱

課程名稱化工傳遞過程導論英文名稱IntroductiontoChemicalTransferEngineering課程編碼180520060課程類型專業(yè)選修課程課程級別專業(yè)課程學分數(shù)2先修課程化工傳遞過程導論學時數(shù)32其中實驗學時

其中實踐學時

適用范圍化學工程與工藝專業(yè)（4年制）制定單位化學化工學院

一、教學大綱說明（一）課程的性質、地位、作用和任務本課程是一門探討化工傳遞過程現(xiàn)象和化工過程中動量，熱量和質量傳遞速率的課程?；瘜W工程中各個單元操作被看成傳熱，傳質及流體流動的特殊情況或特定的組合，對單元操作的任何一步的研究，最終都是歸結為這幾種單元過程的研究。將化工單元操作（化工原料）的共性歸納為動量，熱量和質量傳遞（“三傳”）的原理系統(tǒng)的論述，將化學工程的研究方法由經(jīng)驗分析上升為理論分析方法。各傳遞過程既有獨立性又有類似性，雖然課程中概念，定義和公式較多，基本方程又相當?shù)膹碗s給學習帶來一定的困難，但可運用（“三傳”）的類似關系進行研究理解，使學生掌握化學工程專業(yè)中有關動量，熱量和質量傳遞的共性問題。（二）課程教學目標及其與本專業(yè)畢業(yè)要求的對應關系序號課程教學目標畢業(yè)要求1能應用本課程中所學的基本理論和基本方法，配合課程設計和畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié)，分析化工控制工程中的傳遞問題，提出解決化工控制工程問題的可行性設計方案。具有解決復雜問題的能力。具有從事化學工程專業(yè)工作所需的相關數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識，并能運用這些知識解決化工過程中涉及的復雜工程問題。2通過課程的學習，了解有關化工傳遞過程的最新發(fā)展，具備一定的國際視野。

能夠就化工過程的工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，并具備一定的國際視野。3通過課程學習，掌握分析問題和解決問題的思路和方法，達到具有具有終生學習能力。具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發(fā)展的能力。（三）課程教學方法與手段本課程以課堂講授為主，電化教學為輔，課堂教學的重點是強調基本理論和分析方法，如何根據(jù)具體過程建立其物理模型和數(shù)學模型，培養(yǎng)學生運用知識的能力。（四）課程與其它課程的聯(lián)系

本課程學習過程中涉及到《高等數(shù)學》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》、《物理化學》、《化工原理》等基礎課和專業(yè)基礎課的內容。同時該課程也是后續(xù)畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等的基礎。（五）教材與教學參考書

教材：陳濤，張國亮.《化工傳遞過程基礎》（第三版），化學工業(yè)出版社，2011年6月。

教學參考書：[1]威爾特（美）等著，馬紫峰，吳衛(wèi)生等譯，《動量、熱量與質量傳遞原理》，化學工業(yè)出版社，2005年10月第一版。[2]謝舜韶，谷和平，肖人卓，《化工傳遞過程》，化學工業(yè)出版社，2007年11月

二、課程的教學內容、重點和難點第一章、教學內容為：傳遞過程概論

重點、1.圓管中的層流流動的流體分布；2.牛頓型流體和非牛頓型流體的區(qū)別。難點、牛頓型流體的粘度的計算。

第二章、教學內容為：1.動量傳遞概論；2.描述流動問題的觀點與時間導數(shù)；3.連續(xù)性方程；4.運動方程。

重點、1.動量的分子傳遞和渦流傳遞；2.流體通過相界面的動量傳遞；3.描述流動問題的觀點和時間導數(shù)；4.連續(xù)性方程的推導；5.柱坐標和球坐標系的連續(xù)性方程；6.牛頓型流體的本構方程和運動方程。難點、1.通用表達式；2.化工流體的總能量衡算；3.機械能衡算；4.應力表示的運動方程；5.粘性流體的運動微分方程。

第三章教學內容為：1.曳力系數(shù)與范寧摩擦因數(shù)；2.平壁間與平壁面上的穩(wěn)態(tài)層流；3.圓管與套管環(huán)隙間的穩(wěn)態(tài)層流；4.爬流；5.勢流；6.平面流與流函數(shù)的概念。重點、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)層流及流線和流函數(shù)；

難點、1.爬流和勢流；2.流函數(shù)的應用。

第四章、教學內容為：1.邊界層的概念；2.普朗特邊界層方程；3.邊界層積分動量方程；4.管道進口段內的流體流動；5.邊界層分離。重點、1.邊界層的概念；2.邊界層分離的理論和表達方程。難點、邊界層動量方程和平板邊界層計算。

第五章、教學內容為：1.湍流的特點、起因及表征；2.湍流時的運動方程；3.湍流的半經(jīng)驗理論；4.無界固體壁面上的穩(wěn)態(tài)湍流；5.圓管中的湍流。重點、1.湍動的基本概念；2.光滑管和粗糙管中的湍流速度分布和流動阻力；難點、1.普蘭德混合長與通用速度分布方程；2.速度分布與流動阻力；3.湍流邊界層中層流內層的計算。

第六章教學內容為：1.熱量傳遞的基本方式；2.能量方程；2.重點、熱量傳遞的基本方式；3.能量方程的特定形式；4.柱坐標系與球坐標系的能量方程；難點、1.柱坐標系與球坐標系的能量方程的應用。

第七章教學內容為：1.穩(wěn)態(tài)熱傳導；2.不穩(wěn)態(tài)熱傳導；3.內部熱阻和表面熱阻均不能忽略時的大平板的不穩(wěn)態(tài)導熱；4.多維不穩(wěn)態(tài)導熱。重點、1.穩(wěn)態(tài)溫度場和不穩(wěn)態(tài)溫度場的區(qū)別；2.導熱問題的分析求解方法和數(shù)值計算方法。難點、1.穩(wěn)態(tài)溫度場的計算2.不穩(wěn)態(tài)溫度場的數(shù)學模型3.分析解計算。

第八章教學內容為：1.對流傳熱的機理與對流傳熱系數(shù)；2.平板壁面對流傳熱；3.管內對流傳熱；4.自然對流傳熱；重點、1.單相對流傳熱的一般數(shù)學模型；2.邊界層及其與對流傳熱的關系；3.平壁層流傳熱的分析解和層流傳熱的近似積分解的計算。

難點、1.邊界層方程；2.速度分布與溫度分布；3.對流傳熱系數(shù)及邊界層熱流方程；4.平壁層流傳熱；5.管內層流傳熱；6.臨界熱流強度的分析。

三、學時分配教學內容其中：各教學環(huán)節(jié)學時分配

章節(jié)主要內容學時分配講授實驗討論習題實踐在線學習其它支撐課程教學目標1傳遞過程概論22

1、22動量傳遞概論和動量傳遞微分方程54

1

1、2、33動量傳遞的若干解54

1

1、2、34邊界層流動54

1

1、25湍流43

1

1、26熱量傳遞概論與能量方程43

1

1、2、37熱傳導33

1、28對流傳熱43

1

1、2合計3226

24

四、課程考核考核方式考核要求考核權重（%）合計平時成績課堂考勤考核上課出勤情況。1040隨堂測驗考核課堂提問、課堂討論、隨堂小測驗、期中考試等情況。15課堂作業(yè)考核平時作業(yè)和小論文等，要求獨立完成。15期末考試閉卷考試。60合計100《化工設備機械基礎課程設計》課程教學大綱論文（設計）名稱：化工設備機械基礎課程設計學時：2.0周學分：2.0論文（設計）編碼180520401適應專業(yè)化學工程與工藝主筆人劉芝婷主審人吳旭

一、課程教學目標與基本要求本課程是《化工設備機械基礎》課程后續(xù)的實踐性教學環(huán)節(jié)，是與“化工單元過程及設備設計”為基礎和相互銜接的而成的化工過程基本設計的實踐訓練過程，其任務是，學生在完成化工單元工藝設計的基礎上，進行單元過程典型設備的機械設計，使學生掌握設備的選材、結構設計、強度設計、標準選用和工程繪圖等基本設計方法，具有化工容器及設備設計的初步能力?；ぴO備機械基礎課程設計是一門實踐性教學課程，教學目的通過本課程的學習、使學生在已學的基礎理論的基礎上，使學生在完成化工單元工藝設計的基礎上，進行單元過程典型設備的機械設計，使學生掌握設備的選材、結構設計、強度設計、標準選用和工程繪圖等基本設計方法，具有化工容器及設備設計的初步能力。二、運用的基本理論（基礎知識和基本方法）本課程必須以化工設備機械基礎、“AutoCAD”、

化工制圖等相關的專業(yè)理論課和專業(yè)基礎課程為基礎。前期先修課程為本課程提供基礎知識，而本課程為化學工程與工藝學生的專業(yè)技能和專業(yè)知識升華提供必要的條件。

“AutoCAD”、

化工制圖及化工設備機械基礎，為化工設備機械基礎課程設計打下理論基礎。三、課程教學目標及其與本專業(yè)畢業(yè)要求的對應關系表1

化工設備機械基礎課程設計教學目標及其與本專業(yè)畢業(yè)要求的對應關系畢業(yè)要求內涵觀測點課程教學目標畢業(yè)要求3（設計/開發(fā)解決方案）能夠設計針對化工過程工程問題的解決方案，設計滿足化工過程特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3-4在設計中能夠考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。

了解典型化工設備特點，掌握化工設備設計中的工程力學知識，樹立化工設備設計中的安全意識、法律規(guī)范和工程觀念等。3-2能夠針對特定需求，完成單元（部件）的設計。能夠利用專業(yè)知識，通過查閱相關文獻，結合化工設備機械基礎課程中的知識，完成設備各零部件如筒體、封頭、法蘭等的設計、選型。畢業(yè)要求5（設計/開發(fā)解決方案）能夠針對復雜化學工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具，包括對復雜化學工程問題的預測與模擬，并能夠理解。5-2

能夠選擇與使用恰當?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復雜化學工程問題進行分析、計算與設計。具有運用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關技術資料的能力，掌握設備的選材、結構設計、強度設計、標準選用和工程繪圖等基本設計方法，具有化工容器及設備設計的初步能力。

四、考核方式與評分標準主要考核圖紙與設計計算計算說明書，各自占總考核成績的50%。其中各部分的考核觀測點與教學目標、畢業(yè)要求的關系見下表：

教學目標畢業(yè)能力設計計算說明書工程設計圖紙主要觀測點權重主要觀測點權重13-2

根據(jù)工藝參數(shù)確定各部分尺寸是否合理論證過程是否合理，有無考慮非技術層面因素的需求強度、穩(wěn)定性計算和校核過程科學、合理0.5設備裝配圖、部件圖和零件圖的畫法和標注的規(guī)范性和完整性

0.523-4非技術層面因素的規(guī)定是否予以考慮和分析，且分析合理有效0.2工藝設計中，有無體現(xiàn)安裝方便、使用便捷、成本合理等以人為本的理念0.225-2

計算依據(jù)和過程的準確性和完整性文獻檢索工具選用是否合理法律法規(guī)的引用是否合適和對應分析過程合理有效標準引用的合理與準確報告結構的邏輯性和條理性，文字表述規(guī)范清晰0.3工程制圖符合相關的制度標準和規(guī)范展示是否完整，細節(jié)闡述是否合理，標注是否準確清晰等0.3五、