《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程教學(xué)大綱(本科)

熱質(zhì)交換原理與設(shè)備(PrincipleandEquipmentofHeatandMassTransfer)課程代碼：02410040學(xué)分：2.0學(xué)時(shí)：32（其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：28實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4上機(jī)學(xué)時(shí)：0課程實(shí)踐學(xué)時(shí):0）先修課程：《傳熱學(xué)》、《工程熱力學(xué)》、《流體力學(xué)》適用專業(yè)：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程教材：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備，連之偉，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，第四版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》是具有承上啟下意義，同時(shí)起到連接相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課橋梁作用的專業(yè)基礎(chǔ)課。它是在《傳熱學(xué)》、《流體力學(xué)》和《工程熱力學(xué)》的基礎(chǔ)上，將專業(yè)中《冷熱源工程》、《暖通空調(diào)》、《熱泵原理與應(yīng)用》等專業(yè)課中涉及流體熱質(zhì)交換原理及相應(yīng)設(shè)備的共性內(nèi)容抽出，經(jīng)綜合、充實(shí)和系統(tǒng)整理而形成的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程。此課程兼顧理論知識(shí)和設(shè)備知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生較全面掌握動(dòng)量傳輸、熱量傳輸及質(zhì)量傳輸共同構(gòu)成的傳輸理論的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握本專業(yè)中的典型熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)本專業(yè)的專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:掌握傳質(zhì)的理論基礎(chǔ)，包括傳質(zhì)的基本概念，擴(kuò)散傳質(zhì)、對(duì)流傳質(zhì)的過(guò)程及分析,相際間的熱質(zhì)傳遞模型。課程目標(biāo)2：理解傳熱傳質(zhì)的分析和計(jì)算知識(shí)，包括動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的傳遞類比，對(duì)流傳質(zhì)的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式，熱量和質(zhì)量同時(shí)進(jìn)行時(shí)的熱質(zhì)傳遞；學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題。課程目標(biāo)3：熟悉空氣熱質(zhì)處理方法，包括空氣處理的各種途徑，空氣與水/固體表面之間的熱質(zhì)交換過(guò)程及主要影響因素，吸附和吸收處理空氣的原理與方法，用吸收劑處理空氣和用吸附材料處理空氣的原理與方法；學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，分析環(huán)境控制領(lǐng)域常用的空氣熱質(zhì)處理原理。課程目標(biāo)4：掌握熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法，包括間壁式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算，混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算和復(fù)合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算，能夠針對(duì)具體需求對(duì)常見(jiàn)熱質(zhì)交換設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章緒論(-)課程內(nèi)容(1)三傳類比現(xiàn)象簡(jiǎn)介：以分子傳遞為例(2)熱質(zhì)交換設(shè)備的分類(3)本課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)及在本專業(yè)中的地位與作用(-)教學(xué)要求(1)初步認(rèn)識(shí)三種傳遞觀象的類比(2)了解本課程內(nèi)容體系及在專業(yè)中的地位與作用(3)熟悉熱質(zhì)交換設(shè)備的分類方法(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)：熱質(zhì)交換設(shè)備的分類(2)難點(diǎn)：認(rèn)識(shí)三傳現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系第二章傳質(zhì)理論基礎(chǔ)(-)課程內(nèi)容(1)傳質(zhì)的基本概念(2)擴(kuò)散傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)的數(shù)學(xué)描述及數(shù)學(xué)描述的應(yīng)用(二)教學(xué)要求(1)掌握傳質(zhì)的基本概念：擴(kuò)散速度，擴(kuò)散通量，擴(kuò)散系數(shù)，對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)(2)熟悉擴(kuò)散傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)的數(shù)據(jù)描述：斐克定律，通用傳質(zhì)微分方程及其簡(jiǎn)化形式(3)掌握擴(kuò)散傳質(zhì)數(shù)據(jù)描述在氣體中穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的應(yīng)用，了解擴(kuò)散傳質(zhì)數(shù)據(jù)描述在液、固態(tài)中穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的應(yīng)用(4)熟悉對(duì)流傳質(zhì)數(shù)據(jù)描述簡(jiǎn)化過(guò)程及其應(yīng)用(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)：傳質(zhì)的幾個(gè)基本概念，擴(kuò)散傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)的數(shù)學(xué)描述(2)難點(diǎn)：擴(kuò)散傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)的數(shù)學(xué)描述的應(yīng)用第三章三傳類比及傳熱傳質(zhì)問(wèn)題求解(一)課程內(nèi)容(1)三傳類比(2)對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的求解方法(3)熱質(zhì)同時(shí)交換過(guò)程中傳質(zhì)與傳熱的相互影響(二)教學(xué)要求(1)掌握三類類比的理論基礎(chǔ)及三傳類比的含義(2)熟悉對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的求解方法：理論求解，實(shí)驗(yàn)求解，建模求解，類比求解(3)熟悉熱質(zhì)同時(shí)交換過(guò)程中傳質(zhì)對(duì)傳熱的影響規(guī)律及其應(yīng)用(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)：三類類比含義，對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的求解(2)難點(diǎn)：對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的求解方法的應(yīng)用第四章空氣熱濕處理方法(一)課程內(nèi)容(1)空氣熱質(zhì)處理的途徑(2)空氣與水表面、固體表面之間的熱質(zhì)交換(3)吸附材料和吸收劑處理空氣的機(jī)理和方法(二)教學(xué)要求(1)掌握空氣與水表面、固體表面之間的熱質(zhì)交換的原理及特點(diǎn)(2)熟悉吸附材料和吸收劑處理空氣的機(jī)理和方法(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)：表面式換熱器的熱質(zhì)過(guò)程分析，空氣與水表面之間的熱質(zhì)交換的原理及影響因素(2)難點(diǎn)：空氣與水表面之間的熱質(zhì)交換的影響因素分析第五章熱質(zhì)交換設(shè)備及其熱工計(jì)算(-)課程內(nèi)容(1)典型熱質(zhì)交換設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)(2)間壁式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算(3)混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算(4)復(fù)合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算(5)熱質(zhì)交換設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)。(二)學(xué)習(xí)要求(1)熟悉表面式換熱器、噴淋室、冷卻塔、加濕器等熱質(zhì)交換設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)（2）掌握間壁式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法（3）掌握混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法（4）了解復(fù)合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法（5）了解熱質(zhì)交換設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：間壁式和混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法（2）難點(diǎn)：復(fù)合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算方法三、本課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課程目標(biāo)1表冷器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)4綜合性必做課程目標(biāo)2、3、4實(shí)驗(yàn)1：表冷器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：（1）熟悉空氣表冷器換熱量、熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)的測(cè)定計(jì)算方法；（2）掌握空氣表冷器阻力的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)要求：（1）完成表冷器處理空氣過(guò)程在焰濕圖的表達(dá)；（2）完成空氣表冷器換熱量、熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)、壓降的計(jì)算；（3）分析風(fēng)量和水量變化對(duì)表冷器性能的影響。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫(xiě)）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程實(shí)踐小計(jì)第一章2講授法課程目標(biāo)1第二章6講授法課程目標(biāo)1第二早6講授法、基于問(wèn)題教字力法課程目標(biāo)2第四章8講授法、基于問(wèn)題教學(xué)方法課程目標(biāo)3第五章64講授法、基于問(wèn)題教課程目標(biāo)4字力法合計(jì)28432五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課程表現(xiàn)不遲到、早退、曠課，認(rèn)真聽(tīng)講10%平時(shí)作業(yè)按時(shí)交和按質(zhì)完成布置的作業(yè)，2-3次20%期末考試閉卷70%六、參考書(shū)目及學(xué)習(xí)資料1、王補(bǔ)宣，工程傳熱傳質(zhì)學(xué)，北京：科學(xué)出版社，19982、沙拉（美），塞庫(kù)利克（美）著，程林譯，換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20103、錢(qián)頌文，換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20064、RByronBird,WarrenE.Stewart,EdwinN.