《材料工程基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

1、材料工程基礎(chǔ)教學(xué)大綱課程基本信息課程代碼：INME3002課程名稱(chēng)（中/英）：材料工程基礎(chǔ)/Bascis of Materials Engineering學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：36理論學(xué)時(shí)：36實(shí)踐學(xué)時(shí)：0課程性質(zhì)：必修開(kāi)課學(xué)期：5適用專(zhuān)業(yè)：材料科學(xué)與工程先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，物理化學(xué)開(kāi)課單位：材料與化學(xué)化工學(xué)部大綱版本：2.0一、課程簡(jiǎn)介 本課程是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的必修課程。本課程的主要內(nèi)容有：（1）流體力學(xué)概述，流體的性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體流動(dòng)的連續(xù)性方程和伯努利方程，流動(dòng)阻力與能量損失；（2）熱量傳遞基本形式，傳熱的基本概念，傳導(dǎo)傳熱，對(duì)流換熱，輻射換熱及其基本定律；（3）物料干燥方

2、法，濕空氣的性質(zhì)，濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程，干燥過(guò)程，干燥技術(shù)；（4）燃料的種類(lèi)及其組成，燃料的性質(zhì)，燃燒計(jì)算，燃料過(guò)程。二、課程目標(biāo) 本課程的具體目標(biāo)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）掌握流體力學(xué)、傳熱學(xué)、物料干燥、燃料燃燒等方面的基本概念、基本理論及基本運(yùn)算技能，并能將相關(guān)原理應(yīng)用到材料工程領(lǐng)域內(nèi)解決相關(guān)問(wèn)題；2）能識(shí)別和判斷工程實(shí)踐中復(fù)雜的材料工程問(wèn)題，考慮到材料與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、資源等多種因素的制約，利用三傳現(xiàn)象（動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞）解決材料制備和加工過(guò)程中的問(wèn)題；3）能夠針對(duì)材料在應(yīng)用中的復(fù)雜工程問(wèn)題，分析材料應(yīng)用的特定需求，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)和解決方案，體現(xiàn)出一定的創(chuàng)新意識(shí)。三、教學(xué)內(nèi)容及基本

3、要求第一章 流體力學(xué)基礎(chǔ)（12學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容 1）流體力學(xué)概述：流體概念、流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容及研究意義 2）流體的性質(zhì)：壓縮性、膨脹性、粘性等 3）流體靜力學(xué)：靜止流體壓強(qiáng)分布特點(diǎn) 4）流體動(dòng)力學(xué)：連續(xù)性方程、伯努利能量方程及其應(yīng)用、流體流動(dòng)阻力 5）離心式風(fēng)機(jī)：工作原理、風(fēng)機(jī)選擇2. 基本要求 通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解流體的基本物理屬性和流體的輸送設(shè)備，掌握流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、流體流動(dòng)及流動(dòng)阻力的基本概念、特性及工程應(yīng)用。3. 重點(diǎn)與難點(diǎn) 1）重點(diǎn)：流體靜力學(xué)方程；流體流動(dòng)的連續(xù)性方程、伯努利能量方程及其應(yīng)用 2）難點(diǎn)：伯努利能量方程及其應(yīng)用第二章 傳熱學(xué)概述（10學(xué)時(shí)）1. 教

4、學(xué)內(nèi)容 1）傳熱的基本方式及傳熱設(shè)備 2）傳導(dǎo)傳熱：導(dǎo)熱基本概念及定律、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱微分方程、穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱分析與計(jì)算 3）對(duì)流換熱：對(duì)流換熱基本概念、基本定律、邊界層概念、對(duì)流換熱微分方程組、自然對(duì)流換熱、強(qiáng)制對(duì)流換熱 4）輻射換熱：輻射換熱基本概念、基本定律、角系數(shù)定義及性質(zhì)、物體間輻射換熱計(jì)算 5）換熱器：換熱器種類(lèi)、傳熱計(jì)算2. 基本要求 通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握熱量傳遞的基本概念，傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱的特點(diǎn)、基本規(guī)律的物性參數(shù)、定律及相關(guān)公式的應(yīng)用，并會(huì)運(yùn)用這些規(guī)律去分析和討論傳熱過(guò)程的有關(guān)問(wèn)題。3. 重點(diǎn)與難點(diǎn) 1）重點(diǎn)：?jiǎn)螌?、多層平壁和圓筒壁的導(dǎo)熱方程及其應(yīng)用；對(duì)流換熱

5、系數(shù)的影響因素及量綱分析法；自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流換熱計(jì)算；輻射基本定律及物體間輻射換熱計(jì)算。 2）難點(diǎn)：邊界層概念、量綱分析法、傳熱網(wǎng)絡(luò)分析法第三章 物料干燥（6學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容 1）物料干燥概述：物料去濕方法、物料干燥方法 2）干燥靜力學(xué)：濕空氣性質(zhì)（濕度、溫度、比容、密度）、濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程、水分在氣-固兩相間的平衡 3）干燥速率和干燥過(guò)程：干燥速率影響因素、干燥時(shí)間計(jì)算、干燥過(guò)程物料衡算和熱量衡算 4）干燥技術(shù)：對(duì)流干燥、傳導(dǎo)干燥、輻射干燥、場(chǎng)干燥技術(shù)2. 基本要求 通過(guò)本章節(jié)干燥靜力學(xué)、干燥過(guò)程及干燥速率、干燥技術(shù)等主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解固體物料的去濕方法、干燥方法、濕空氣狀態(tài)

6、變化過(guò)程；掌握對(duì)流干燥、傳導(dǎo)干燥、輻射干燥、場(chǎng)干燥技術(shù)；理解恒定干燥條件下的干燥速率、影響干燥速率的因素；熟悉物料干燥過(guò)程中物料衡算和熱量衡算。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn) 1）重點(diǎn)：濕空氣的性質(zhì)；干燥過(guò)程中空氣狀態(tài)的確定；干燥過(guò)程及其特點(diǎn)；影響干燥速率的主要因素；干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算。 2）難點(diǎn)：濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程、物料衡算與熱量衡算。第四章 燃料及其燃燒（8學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容 1）燃料的種類(lèi)及其組成 2）燃料的性質(zhì)：燃料的發(fā)熱量、煤的特性、氣體燃料特性 3）燃燒計(jì)算：燃料燃燒所需空氣量的計(jì)算，煙氣量及煙氣組成計(jì)算，生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過(guò)?？諝庀禂?shù)的計(jì)算；燃燒溫度計(jì)算；影響理論燃燒溫度因素

7、4）燃料燃燒理論及過(guò)程、潔凈燃燒技術(shù)2. 基本要求 通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解燃料的熱工特性、燃料性質(zhì)及其組成、潔凈燃燒技術(shù)；掌握燃料燃燒的相關(guān)計(jì)算，包括燃料燃燒所需空氣量的計(jì)算、煙氣量及煙氣組成計(jì)算、生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過(guò)?？諝庀禂?shù)的計(jì)算、燃燒溫度計(jì)算及影響理論燃燒溫度的各因素。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn) 1）重點(diǎn)：掌握燃料的種類(lèi)、組成及表示方法，掌握燃料燃燒所需空氣量的計(jì)算、煙氣量及煙氣組成計(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)算及影響理論燃燒溫度的各因素 2）難點(diǎn)：生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過(guò)?？諝庀禂?shù)的計(jì)算。四、教學(xué)方式、教學(xué)方法及課時(shí)安排1. 教學(xué)方式 以課堂講授為主，穿插

8、課堂提問(wèn)及主題討論，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系實(shí)際，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。2. 教學(xué)方法 本課程教學(xué)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想，通過(guò)教學(xué)互動(dòng)的教學(xué)形式，具體以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自學(xué)，課堂例題及課后作業(yè)等多種方式，采用啟發(fā)式與問(wèn)題式的教學(xué)方法，逐步提高學(xué)生解決材料工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。3. 課時(shí)安排表2 課時(shí)安排表序號(hào)課程內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)方式1緒論，流體力學(xué)概述，2講授2流體的性質(zhì)2講授3流體靜力學(xué)2講授4流體動(dòng)力學(xué)2講授5伯努利能量方程及其應(yīng)用2講授6流體流動(dòng)狀態(tài)及離心式風(fēng)機(jī)2講授7導(dǎo)熱基本概念及定律、穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算2講授8對(duì)流換熱基本概念、基本定律、邊界層、量綱分析2講授9自然對(duì)流換熱、強(qiáng)制對(duì)流換熱2講授10輻射換熱基本概念及基本定律、角系數(shù)2講授11輻射換熱計(jì)算2講授12物料干燥概述、干燥靜力學(xué)2講授13干燥速率、干燥過(guò)程2講授14干燥技術(shù)2講授15燃料種類(lèi)及組成、燃料性質(zhì)2講授16燃料燃燒空氣量、煙氣量及煙氣組成的理論計(jì)算和操作計(jì)算2講授17過(guò)剩空氣計(jì)算、燃燒溫度計(jì)算2講授18燃料燃燒理論及過(guò)程、潔凈燃燒技術(shù)2講授總計(jì)36五、教材及其他教學(xué)資源（一）課程教材材料工程基礎(chǔ)，徐德龍，謝