《热质交换原理与设备》课程教学大纲(本科)

热质交换原理与设备(PrincipleandEquipmentofHeatandMassTransfer)课程代码：02410040学分：2.0学时：32（其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0）先修课程：《传热学》、《工程热力学》、《流体力学》适用专业：建筑环境与能源应用工程教材：热质交换原理与设备，连之伟，北京：中国建筑工业出版社，第四版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热质交换原理与设备》是具有承上启下意义，同时起到连接相关专业基础课与专业课桥梁作用的专业基础课。它是在《传热学》、《流体力学》和《工程热力学》的基础上，将专业中《冷热源工程》、《暖通空调》、《热泵原理与应用》等专业课中涉及流体热质交换原理及相应设备的共性内容抽出，经综合、充实和系统整理而形成的一门专业基础课程。此课程兼顾理论知识和设备知识，培养学生较全面掌握动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论的基础知识，掌握本专业中的典型热质交换设备的热工计算方法，为进一步学习本专业的专业课程打下坚实的基础。（二）课程目标课程目标1:掌握传质的理论基础，包括传质的基本概念，扩散传质、对流传质的过程及分析,相际间的热质传递模型。课程目标2：理解传热传质的分析和计算知识，包括动量、热量和质量的传递类比，对流传质的准则关联式，热量和质量同时进行时的热质传递；学会运用所学知识分析实际问题。课程目标3：熟悉空气热质处理方法，包括空气处理的各种途径，空气与水/固体表面之间的热质交换过程及主要影响因素，吸附和吸收处理空气的原理与方法，用吸收剂处理空气和用吸附材料处理空气的原理与方法；学会理论联系实际，分析环境控制领域常用的空气热质处理原理。课程目标4：掌握热质交换设备的热工计算方法，包括间壁式热质交换设备的热工计算，混合式热质交换设备的热工计算和复合式热质交换设备的热工计算，能够针对具体需求对常见热质交换设备进行设计计算和校核计算。二、课程内容与教学要求第一章绪论(-)课程内容(1)三传类比现象简介：以分子传递为例(2)热质交换设备的分类(3)本课程内容体系结构及在本专业中的地位与作用(-)教学要求(1)初步认识三种传递观象的类比(2)了解本课程内容体系及在专业中的地位与作用(3)熟悉热质交换设备的分类方法(三)重点与难点(1)重点：热质交换设备的分类(2)难点：认识三传现象的内在联系第二章传质理论基础(-)课程内容(1)传质的基本概念(2)扩散传质和对流传质的数学描述及数学描述的应用(二)教学要求(1)掌握传质的基本概念：扩散速度，扩散通量，扩散系数，对流传质系数(2)熟悉扩散传质和对流传质的数据描述：斐克定律，通用传质微分方程及其简化形式(3)掌握扩散传质数据描述在气体中稳态扩散的应用，了解扩散传质数据描述在液、固态中稳态扩散的应用(4)熟悉对流传质数据描述简化过程及其应用(三)重点与难点(1)重点：传质的几个基本概念，扩散传质和对流传质的数学描述(2)难点：扩散传质和对流传质的数学描述的应用第三章三传类比及传热传质问题求解(一)课程内容(1)三传类比(2)对流传质系数的求解方法(3)热质同时交换过程中传质与传热的相互影响(二)教学要求(1)掌握三类类比的理论基础及三传类比的含义(2)熟悉对流传质系数的求解方法：理论求解，实验求解，建模求解，类比求解(3)熟悉热质同时交换过程中传质对传热的影响规律及其应用(三)重点与难点(1)重点：三类类比含义，对流传质系数的求解(2)难点：对流传质系数的求解方法的应用第四章空气热湿处理方法(一)课程内容(1)空气热质处理的途径(2)空气与水表面、固体表面之间的热质交换(3)吸附材料和吸收剂处理空气的机理和方法(二)教学要求(1)掌握空气与水表面、固体表面之间的热质交换的原理及特点(2)熟悉吸附材料和吸收剂处理空气的机理和方法(三)重点与难点(1)重点：表面式换热器的热质过程分析，空气与水表面之间的热质交换的原理及影响因素(2)难点：空气与水表面之间的热质交换的影响因素分析第五章热质交换设备及其热工计算(-)课程内容(1)典型热质交换设备的形式与结构(2)间壁式热质交换设备的热工计算(3)混合式热质交换设备的热工计算(4)复合式热质交换设备的热工计算(5)热质交换设备的优化设计及性能评价。(二)学习要求(1)熟悉表面式换热器、喷淋室、冷却塔、加湿器等热质交换设备的形式与结构（2）掌握间壁式热质交换设备的热工计算方法（3）掌握混合式热质交换设备的热工计算方法（4）了解复合式热质交换设备的热工计算方法（5）了解热质交换设备的优化设计及性能评价。（三）重点与难点（1）重点：间壁式和混合式热质交换设备的热工计算方法（2）难点：复合式热质交换设备的热工计算方法三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1表冷器性能测试实验4综合性必做课程目标2、3、4实验1：表冷器性能测试实验实验目标：（1）熟悉空气表冷器换热量、热交换效率系数和接触系数的测定计算方法；（2）掌握空气表冷器阻力的测定方法。实验要求：（1）完成表冷器处理空气过程在焰湿图的表达；（2）完成空气表冷器换热量、热交换效率系数和接触系数、压降的计算；（3）分析风量和水量变化对表冷器性能的影响。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第一章2讲授法课程目标1第二章6讲授法课程目标1第二早6讲授法、基于问题教字力法课程目标2第四章8讲授法、基于问题教学方法课程目标3第五章64讲授法、基于问题教课程目标4字力法合计28432五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课程表现不迟到、早退、旷课，认真听讲10%平时作业按时交和按质完成布置的作业，2-3次20%期末考试闭卷70%六、参考书目及学习资料1、王补宣，工程传热传质学，北京：科学出版社，19982、沙拉（美），塞库利克（美）著，程林译，换热器设计技术，北京：机械工业出版社，20103、钱颂文，换热器设计手册，北京：化学工业出版社，20064、RByronBird,WarrenE.Stewart,EdwinN.