热质交换原理与设备(Basis For Thermal Energy and Dynamic Machine)

仙仙

        课程名：热质交换原理与设备(Basis For Thermal Energy and Dynamic Machine)  学分：2  学时：32  
课程类别：专业教育基础必修课  
开课学院：食品学院  所属基层教学组织：
曾任课教师：
        课程大纲：
一、课程性质与目的
    本课程为建筑环境与设备工程专业主要的专业课之一。本课程是将建筑环境与设备工程专业中牵涉到的流体热质交换原理及相应设备的内容抽出，经综合整理、充实加工形成的一门课程，它是以动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论为基础，重点研究发生在建筑环境与设备中的热质交换原理及相应的设备热工计算方法，为进一步创造良好的建筑环境打下基础。
    通过本课程的学习，使学生掌握传热传质的基本规律和方法，了解热质交换设备的形式和结构及热工计算方法本课程是创造建筑室内环境所用热质交换方法的理论知识与设备知识同时兼顾的一门课程，它是建筑环境与设备工程专业的一门主要专业理论课，起着连接本专业理论课与技术课的桥梁作用。
二、课程简介
    本课程是将本专业中的“传热学”、“流体力学”、“工程热力学”、“供热工程”、“通风工程”、“空调工程”、“制冷技术”、“空调冷热源工程”、“工业锅炉设备”及“燃气燃烧”等课程中有关流体的传热传质原理及相关设备的内容取出，以动量传递、热量传递和质量传递的传输理论为基础，研究发生在本专业中的热、质交换现象、原理、规律以及热质交换设备的选择和计算，为学生进一步掌握专业知识打下良好的基础。
三、教学内容
第一章  质交换过程（2学时）
  1．1传质基本概念
  1．2分子扩散传质
  1．3对流质交换
介绍传质过程的基本概念，讨论扩散传质和对流传质的基本规律，为后续章节的学习打下良好的基础。要求学生了解热质交换原理与设备的主要内容及在专业中的地位与作用，掌握三种传递观象的类比及热质交换设备的分类。
第二章  动量,热量和质量传递类比（2学时）
  2．1对流质交换过程的相关准则
  2．2动量、热量、质量传递方程
  2．3三传类比规律
  2．4热质传递模型
要求学生掌握传质的基本概念及扩散传质和对流传质，熟悉动量、热量和质量传递类比，建立热质传递模型。
第三章  相变热质交换原理与设备（2学时）
  3．1液体沸腾换热
  3．2蒸汽凝结换热
  3．3固．液相变
  3．4相变热质交换设备和系统
要求学生掌握沸腾换热和凝结换热的机理及影响因素，能对固液相变换热现象进行分析。了解暖通空调领域相变换热的几种设备。
第四章  空气与水热质交换原理与设备（8学时）
  4．1空气与固体表面之间的热质交换
  4．2空气与水直接接触时的热质交换
  4．3空气热质处理设备
掌握空气热质处理的途径及空气与水／固体表面之间的热质交换。
第五章  干燥剂除湿原理与设备（4学时）
5．1常用除湿方法
  5．2干燥剂除湿过程
  5．3固体吸附除湿原理及方法
  5．4固体吸附除湿设备
  5．5液体吸收除湿原理及方法
  5．6液体吸收除湿设备
  5．7溶液除湿空调系统
要求了解吸收吸附法处理空气、吸附材料处理空气和吸收剂处理空气的机理和方法。
第六章  空气射流及燃料燃烧时的热质交换原理与设备（2学时）
  6．1空气射流的热质交换
  6．2燃料燃烧时的热质交换
  6．3液体燃烧器
  6．4气体燃烧器
要求了解空气射流的种类及热质交换原理，几种典型燃烧方式发生的热质交换。
第七章  热质交换设备的热工计算（4学时）
  7．1间壁式热质交换设备的热工计算
  7．2混合式热质交换设备的热工计算
  7.3燃烧装置的热工计算
要求了解专业常见的热质交换设备的型式与结构，以间壁式和混合式换热器为主；能够掌握热质交换设备的热工计算。
第八章  热质交换设备的优化设计和性能评价（4学时）
  8．1热质交换设备的优化设计与分析
  8．2热质交换设备的性能评价
熟悉相变热质交换设备并能进行热质交换设备的优化设计及性能评价。
实验教学内容概况：通过实验教学，让学生了解各种热质交换设备的结构形式、原理及各自特点，以及对不同的热质交换设备的热工性能所采用的测试方法。
实验报告要求：包括实验目的、方法、步骤、数据处理、实验结果。
主要仪器设备：表冷器性能实验台；空气加热器性能实验
实验指导书名称：表冷器性能实验指导书；空气加热器性能实验指导书

四、教学基本要求
    本课程教学的主要发展方向是尽可能地拓宽学生的专业知识结构，加深对专业知识的理解和认识，力争实现本课程专业理论特色。在讲授时重点使热质交换理论系统化，换热设备（设计/校核计算）实用化。
五、教学方法
    本课程采用板书的方法讲授。
    考试主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念、规律和方法的掌握程度和综合运用基本知识解决问题的能力。
    总评成绩：平时作业占20%、课堂讨论和出勤占10%、闭卷考试占70%。
六、参考教材和阅读书目
参考教材：
    1.《工程传热传质学》(上下册)，王补宣编著，北京科学出版社，1998
    2.《传热学》(第四版)，章熙民等编，中国建筑工业出版社，2001
    3.《对流传热传质分析》，王启杰编著：西安交通大学出版社，1991
    4.《化工原理》(第三版)，蒋维均编，清华大学出版社，1993
    5.《传热与传质分析》，埃克特著，北京科学出版社，1983
七、本课程与其它课程的联系与分工
    本课程是将原有《传热学》、《流体力学》、《工程热力学》、《供热工程》、《工业通风》、《空气调节》、《空调用制冷技术》、《锅炉及锅炉房设备》、《燃气燃烧》等课程涉及到流体热质交换原理及相应设备的内容抽出综合整理形成的一门新的课程，重点是研究发生在建筑环境与设备中的热质交换原理及设备的热工计算方法，为进一步学习创造良好的建筑室内环境打下基础。在其他各门课程中不在讲授相应的基本原理和方法，以免重复，但在教学中应注意与本课程的衔接。
    在学习本课程之前，学生应修完《传热学》、《流体力学》、《工程热力学》等技术基础课，以便学好本课程。
八、说明：
    1、为了巩固所学理论，培养学生运用理论解决实际问题的能力，课外习题不应少于20题，授课教师安排一定时间进行辅导答疑。
    2、本课程的实验应使学生通过动手操作验证课堂教学的理论，同时使学生在实验方法及测量参数等方面得到一定的锻炼，实验项目为2个（4学时），实验内容根据实验大纲进行，时间统一安排。
    3、在讲授中应选择有代表性的内容讲解，做到举一反三，搞启发式教学，着重培养学生的能力。
    4、期末考试采用笔试，百分制。考试内容覆盖全部教学内容，考题原则是基本、灵活、难度适当和新颖。期末考试成绩以70 %计入总评，课堂出勤率、课后作业和实验报告成绩，将以30%计入期末总评。
    5、考试题以检查学生在学习过程中对基本概念、基本方法、基本技术的理解和掌握，尤其是在期终总复习的过程中对整个知识系统的全面掌握和灵活运用。