《無(wú)機(jī)材料工程原理》教學(xué)大綱

1、無(wú)機(jī)材料工程原理課程教學(xué)大綱課程代碼：INME3002課程類別：專業(yè)教學(xué)課程授課對(duì)象：無(wú)機(jī)非金屬材料工程等專業(yè)開(kāi)課學(xué)期：秋季學(xué) 分：3 學(xué)分指定教材：孫晉濤，硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)，武漢理工大學(xué)出版社，2009年一、教學(xué)目的：本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)教學(xué)，使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握材料工程領(lǐng)域內(nèi)流體力學(xué)、熱量傳遞、燃料燃燒和質(zhì)量傳遞等基本規(guī)律，了解有關(guān)化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能，具備對(duì)主要化工設(shè)備的選型能力，為今后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工廠生產(chǎn)中工程實(shí)際問(wèn)題的能力。二、課程內(nèi)容第一章 氣體力學(xué)在窯爐中的應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 氣體力學(xué)基礎(chǔ) 理想氣體

2、狀態(tài)方程、氣體的膨脹性和壓縮性、氣體的特性、氣體動(dòng)力學(xué)基本方程式：連續(xù)性方程、伯努利能量方程及其應(yīng)用第二節(jié) 窯爐系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動(dòng) 不可壓縮氣體的流動(dòng)：氣體從窯爐內(nèi)（小孔和爐門(mén)）的流出和吸入，分散垂直氣流法則及其適用性；可壓縮氣體的流動(dòng)：音速和馬赫數(shù)的定義，可壓縮氣體通過(guò)漸縮噴嘴流出，可壓縮氣體由漸縮至漸擴(kuò)噴嘴外射流動(dòng)。2、教學(xué)要點(diǎn) 通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，了解氣體的主要力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，掌握氣體動(dòng)力學(xué)基本方程式包括質(zhì)量方程、能量方程和動(dòng)量方程，重點(diǎn)掌握二流體伯努力方程式及其參考基準(zhǔn)面的選取；掌握氣體從孔口和爐門(mén)流出與吸入的規(guī)律，氣體流動(dòng)的分散垂直氣流法則，掌握流體流動(dòng)規(guī)律并作相關(guān)計(jì)算。第二章 傳熱原理

3、1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 導(dǎo)熱 導(dǎo)熱的基本概念及定律、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱微分方程、無(wú)內(nèi)熱源的穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算第二節(jié) 對(duì)流換熱 對(duì)流換熱的基本概念、對(duì)流換熱基本定律牛頓冷卻定律、邊界層概述、對(duì)流換熱微分方程、對(duì)流換熱相似準(zhǔn)數(shù)、流體自然對(duì)流換熱、流體強(qiáng)制對(duì)流換熱流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的換熱計(jì)算，層流和過(guò)度流時(shí)的對(duì)流換熱計(jì)算，流體受迫橫掠圓管時(shí)的對(duì)流換熱計(jì)算。第三節(jié) 輻射換熱 熱輻射的基本概念、熱輻射的基本定律、物體間的輻射換熱、角系數(shù)定義及性質(zhì)、物體之間輻射換熱計(jì)算、遮熱板和遮熱罩的作用。2、教學(xué)要點(diǎn)通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，掌握熱量傳遞過(guò)程中導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱的基本概念，學(xué)會(huì)推倒導(dǎo)熱微分方程、對(duì)流換熱微分方程組，掌

4、握對(duì)流換熱過(guò)程中的相似準(zhǔn)數(shù)及其物理表達(dá)意義；能用網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)熱量傳遞過(guò)程中不同情況下的導(dǎo)熱、對(duì)流換熱和輻射換熱進(jìn)行分析和計(jì)算。第三章 燃料及其燃燒1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 燃料的種類和組成 燃料的種類、燃料的組成及換算。第二節(jié) 燃料的熱工性質(zhì)及選用原則 燃料的發(fā)熱量、燃料熱工性質(zhì)、燃料的選用原則。第三節(jié) 燃燒計(jì)算 空氣量、煙氣量及煙氣組成的計(jì)算，煙氣量及煙氣組成的計(jì)算，生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過(guò)剩空氣系數(shù)的計(jì)算，燃燒溫度計(jì)算，影響理論燃燒溫度的因素，提高實(shí)際燃燒溫度的途徑。2、教學(xué)要點(diǎn)通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，了解燃料的種類及各種燃料的熱工性質(zhì)；弄清楚收到基、空氣干燥基、干燥基、干燥無(wú)灰基四種基準(zhǔn)之間的換算關(guān)

5、系以及高位發(fā)熱量及低位發(fā)熱量間的換算，學(xué)會(huì)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算燃料的發(fā)熱量；掌握燃料燃燒計(jì)算中的基本問(wèn)題，包括空氣量、煙氣量、煙氣組成、空氣系數(shù)、燃燒溫度等各種問(wèn)題的計(jì)算，并能將其應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)和操作窯爐的生產(chǎn)中。第四章 干燥過(guò)程1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 物料干燥概述 物料去濕方法、物料干燥方法第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì) 干空氣與水蒸氣的分壓、空氣的濕度、濕空氣的密度和比容、濕空氣的熱含量、濕空氣的溫度。第三節(jié) 濕空氣的Ix圖 Ix圖的組成及其應(yīng)用第四節(jié) 干燥過(guò)程的物料平衡及熱平衡 干燥過(guò)程中物料平衡計(jì)算及熱平衡理論計(jì)算、干燥過(guò)程圖解法。第五節(jié) 干燥物理過(guò)程 物料的干燥過(guò)程、干燥速率及其影響因素2、教學(xué)要點(diǎn) 通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，了解物料干燥的基本過(guò)程及干燥方式，對(duì)濕空氣的各種物理狀態(tài)參數(shù)有所了解并會(huì)看Ix圖上各曲線對(duì)應(yīng)的物理參數(shù)及意義；掌握用Ix圖進(jìn)行干燥過(guò)程中物料平衡及熱平衡的相關(guān)計(jì)算，學(xué)會(huì)根據(jù)已知條件畫(huà)出Ix圖。三、各章課時(shí)分配表 章序號(hào)章內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)第一章氣體力學(xué)基礎(chǔ)12第二章傳熱原理18第三章燃料及其燃燒12第四章干燥過(guò)程12總 計(jì)54參考書(shū)目：1工程流體力學(xué)，莫乃榕主編，華中科技大學(xué)出版社，2000年2工程研究方法與測(cè)試技術(shù)，曲祖元主編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社， 1995年3傳熱學(xué)，楊世銘主編，北京：高等教育出版社，1987年4流體力學(xué)、風(fēng)機(jī)及泵，周謨?nèi)手骶?#160;，中國(guó)建筑工業(yè)出版社