《热工过程与设备》课程教学大纲

《热工过程与设备》课程教学大纲课程名称：热工过程与设备/ThermalEngineeringProcedureandEquipment课程类型：专业基础及平台课课程性质：必修/学位 适用专业：无机非金属材料工程学时数：72其中实验学时：12 课外学时：0学分数：4 考核方式：考试预修课程：高等数学，大学物理，物理化学教学参考书：孙晋涛.硅酸盐热工过程与设备上册.中国建筑工业出版社，1983、12孙晋涛.硅酸盐热工过程与设备下册-陶瓷部分.中国建筑工业出社1983、12孙晋涛.硅酸盐热工过程与设备下册-玻璃部分.中国建筑工业出社1983、12孙晋涛编.硅酸盐工业热工基础.武汉工业大学出版社.1992、12刘振群编.陶瓷工业热工设备.武汉工业大学出版社.1989、10孙承绪编.玻璃工业热工设备.武汉工业大学出版社.1996、2开课单位：纺织与材料工程学院无机非金属材料工程系课程简介：无机材料的高温烧制工艺是材料制备工艺中重要的环节，硅酸盐工业制品的烧成需要在工业窑炉中完成，其主要过程是燃料燃烧产生热烟气，烟气在流动过程中将热量传给制品。本门课程主要内容包括1）两气体伯努利方程在窑炉中的应用，目的是为了解决不可压缩气体在流动过程中各种能量的转换及其对温度分布的影响以及可压缩气体的流动特性，并介绍窑炉内气体流动特性——分散垂直气流法则。2）介绍气体、液体和固体燃料的热工性质以及燃料燃烧过程的基本理论。重点讲解燃料组成及其换算，各种燃料热值的计算，燃料燃烧的空气量、烟气量、烟气组成及空气系数的分析计算及操作计算等以及各种燃料燃烧的过程及设备。3）介绍传热的基本原理，重点讲解导热、对流、辐射换热和综合传热等问题的基本概念及其解决实际问题的方法。4）介绍陶瓷窑炉及玻璃池窑的窑体结构、工作原理及结构设计和计算等。本门课程对学生知识、能力和素质的培养目标掌握无机非金属材料行业热工过程的基本理论和材料工程方面的基础知识。培养学生具有解决无机非金属材料行业的工程设计和生产工艺控制的实践能力，同时培养学生的自学能力和创新能力。培养学生分析问题和解决问题能力，使其具有技术人才的素质和管理人才的素质。第一章燃料及其燃烧（14学时）教学目的和要求了解各种燃料的种类及燃烧过程，理解并掌握燃料的基准核算、燃料燃烧计算及燃烧基本理论。教学重点和难点重点和难点：燃料燃烧计算。教学内容一、燃料的种类和组成燃料的种类燃料的组成及其计算二、燃料的热工性质及选用原则燃料的热值其它热工性质燃料的选用原则三、燃烧计算1．计算的目的与内容空气量、烟气量及烟气组成的计算燃烧温度的计算四、燃料过程的基本理论着火温度着火浓度范围固态炭的燃烧可燃气体的燃烧火焰传播速度燃烧过程中氧化氮的生成机理五、气体燃料的燃烧过程及设备1．气体燃料的燃烧过程2．气体燃料的燃烧设备六、液体燃料的燃烧过程及设备重油的燃烧方法与燃烧过程重油的雾化燃油烧嘴乳化油燃烧七、固体燃料的燃烧过程及设备固体燃料的燃烧过程层燃燃烧室煤粉的燃烧设备沸腾燃烧法第二章气体力学在窑炉中的应用(8学时)教学目的和要求了解和掌握气体力学的基本知识，理解两气体伯努利方程描述的气体流动过程，熟练掌握应用此方程解决工业窑炉中气体流动问题。教学重点和难点重点：两气体的伯努利方程式及其应用。难点：气体流动过程中能量转换及作用。教学内容一、气体力学基础气体的物理性质气体动力学基本方程式二、窑炉系统内的气体流动不可压缩气体的流动可压缩气体的流动三、烟囱烟囱的工作原理烟箩的热工计算第三章 传热原理（22）教学目的和要求了解传热的基本形式，理解并掌握导热、对流换热、辐射换热及综合传热的基本概念和基本理论，掌握解决上述问题的方法。教学重点和难点重点：导热、对流换热、辐射换热及综合传热的热流量计算。难点：对流换热的相似理论和相似准数。辐射换热角系数的性质。教学内容一、导热导热的基本概念及定律导热系数导热微分方程无内热源的稳定态导热二、对流换热1．对流换热的基本概念对流换热的基本定律——牛顿冷却定律边界层概述对流换热微分方程组对流换热过程的相似流体的自然对流换热流体强制对流时的对流换热三、辐射传热热辐射的基本概念热辐射的基本定律物体间的辐射换热遮热板和遮热罩的作用四、综合传热一种流体通过器壁将热量传给另一种流体窑内火焰空间内的换热五、稳定导热的数值解法1．有限差分法的基本原理二维稳定导热的数值解法第四章 陶瓷热工设备（8学时）教学目的和要求要求学生掌握陶瓷窑炉结构、窑型、工作原理及结构设计等。教学重点和难点重点：窑炉的工作原理；难点：隧道窑的结构设计。教学内容一、瓷窑炉的分类、构造、窑型二、陶瓷窑炉的工作原理三、隧道窑的结构设计第五章 玻璃热工设备（8学时）