《流体流动与传热》教学大纲 一、课程基本信息 课程绵号： 课程中文名称：流体流动与传热 课程英文名称： Fluid Flow and Heat Transfer 课程类别：技术基础课 话用专业， 化学工程与工艺、生物化工、环境工程、制药工程等本科专业 开课学期： 秋（第五学期） 总学时： 56学时 当八.3s 预修课程（编号）： 高等数学()、普通物理()、物理化学( 并修课程（编号）： 化工基础实验( 本课程是化学工程与工艺类专业及相近专业的技术基础课，属工程学 科，其主要内容是研究化工生产中流体流动和传热过程的基本原理、过程 课程简介。 和设备的计算方法、典型设备构造及性能等，强调用自然科学原理考察、 解释和处理工程实际问题，以培养学生分析和解决工程实际问题的能力。 建议教材： 陈敏恒等编.化工原理（上册）（第二版）.北京：化学工业出版社，1999 [1]McCabe W.L.,Smith J.C.Unit Operations of Chemical Engineering.( 六版，英文影印版)，北京：化学工业出版社，2002 [2]柴诚敏等编。化工流体力学与传热。北京：化学工业出版社，2000 参考书： 【3)戴干策，陈敏恒编著.化工流体力学.北京：化学工业出版社，1988 [4谭天恩等编.化工原理（上册）.北京：化学工业出版社，1990 [5)王志魁编。化工原理（第二版）.北京：化学工业出版社，1998 [6丛德滋等编.化工原理详解与应用.北京：化学工业出版社，2002 二、课程教育目标 1.掌握流体流动及传热等化工过程的基本原理和典型设备的构造及性能： 2.通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工 单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实 际问题的能力： 3.通过学习一些处理工程问题的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计 算法和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力： 4.通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分 析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维 能力和创新思维能力： 4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找 阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 三、理论教学内容与要求
《流体流动与传热》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程中文名称： 流体流动与传热 课程英文名称： Fluid Flow and Heat Transfer 课程类别： 技术基础课 适用专业： 化学工程与工艺、生物化工、环境工程、制药工程等本科专业 开课学期： 秋(第五学期) 总 学 时： 56 学时 总 学 分： 3.5 预修课程（编号）： 高等数学（）、普通物理（）、物理化学（ ） 并修课程（编号）： 化工基础实验（ ） 课程简介： 本课程是化学工程与工艺类专业及相近专业的技术基础课，属工程学 科，其主要内容是研究化工生产中流体流动和传热过程的基本原理、过程 和设备的计算方法、典型设备构造及性能等，强调用自然科学原理考察、 解释和处理工程实际问题，以培养学生分析和解决工程实际问题的能力。 建议教材： 陈敏恒等编.化工原理(上册)（第二版）.北京：化学工业出版社，1999 参 考 书： [1] McCabe W．L．，Smith J．C．Unit Operations of Chemical Engineering．（第 六版，英文影印版）．北京：化学工业出版社，2002 [2] 柴诚敬等编．化工流体力学与传热. 北京：化学工业出版社，2000 [3] 戴干策，陈敏恒编著．化工流体力学．北京：化学工业出版社，1988 [4] 谭天恩等编.化工原理(上册).北京：化学工业出版社，1990 [5] 王志魁编．化工原理(第二版)．北京：化学工业出版社，1998 [6] 丛德滋等编．化工原理详解与应用．北京：化学工业出版社，2002 二、课程教育目标 1． 掌握流体流动及传热等化工过程的基本原理和典型设备的构造及性能； 2. 通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工 单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实 际问题的能力； 3. 通过学习一些处理工程问题的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计 算法和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力； 4. 通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分 析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维 能力和创新思维能力； 4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、 阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 三、理论教学内容与要求
1.绪论(2学时) 化工过程与单元操作：本课程性质和任务。 2.流体流动概述与流体静力学(3学时) 流体流动及输送问题：流体流动的考察方法：定态流动与非定态流动：流体流动的作用力：牛 顿粘性定律：流体的物性：压强特性及表示方法：静力学方程及应用：液柱压差计。 3.流体流动的守恒原理(4学时) 流量与流速的定义：流体流动的质量守恒：流体流动的机械能守恒：柏务利方程及应用：动量 守恒原理及应用。 4.流体流动的内部结构与阻力计算(5学时) 雷诺实验：两种流动型态及判据：层流与湍流的特征：管流剪应力分布和速度分布：边界层概 念：边界层分离现象：直管阻力：层流阻力：摩擦系数：湍流阻力一一因次分析法：当量的概念（当 量直径，当量长度)：局部阻力：流动总阻力计算。 5.管路计算与流量测量(4学时) 简单管路计算：管路设计型计算特点及方法、管路操作型计算特点及方法：复杂管路的特点及 计算方法：流动阻力对管内流动的影响：孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计 算方法。 6.离心泵(5学时) 流体输送机械分类：管路特性方程：带泵管路的分析方法一一过程分解法：离心泵工作原理与 主要部件：气缚现象：理论压头及分析：性能参数与特性曲线：工作点和流量调节：泵组合操作及 选择原则：安装高度与汽蚀现象：离心泵操作与选型。 7,其它类型泵与气体输送机械(3学时) 正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节（往复泵、旋转泵等）：旋涡泵的结构、工作 原理及流量调节：气体输送机械分类：离心式通风机工作原理：性能参数与计算：罗茨鼓风机、真 空泵、离心压缩机与往复压缩机。 8.流体通过颗粒层的流动(5学时) 非均相分离概论：颗粒床层的特性：流体通过颗粒层的压降一一数学模型法：过滤原理与设备： 过滤速率、推动力和阻力的概念一一过滤速率工程处理方法：过滤基本方程及应用：过滤常数：恒 压过滤与恒速过滤：板框过滤机性能分析与计算：加压叶滤机性能分析与计算：回转真空过滤机性 能分析与计算：加快过滤速率的途径。 9.颗粒的沉降与流态化(5学时) 沉降原理：流体对颗粒运动的阻力：球形颗粒的曳力系数与斯托克斯定律：自由沉降过程：重 力沉降速度：重力沉降设备（降尘室性能分析）：离心沉降速度：离心沉降设备（旋风分离器性能 分析)：固体流态化概念：散式流态化与聚式流态化：流化曲线与流化床特征：起始流化速度与带 出速度：流化床操作及其强化。 10.传热概述与热传导(3学时) 传热过程在化工生产中的应用：传热的基本方式工业换热过程：传热速率：傅立叶定律：导 热系数及影响因素：一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁）。 11.对流传热(5学时)
1. 绪论（2 学时） 化工过程与单元操作；本课程性质和任务。 2．流体流动概述与流体静力学（3 学时） 流体流动及输送问题；流体流动的考察方法；定态流动与非定态流动；流体流动的作用力；牛 顿粘性定律；流体的物性；压强特性及表示方法；静力学方程及应用；液柱压差计。 3. 流体流动的守恒原理（4学时） 流量与流速的定义；流体流动的质量守恒；流体流动的机械能守恒；柏努利方程及应用；动量 守恒原理及应用。 4．流体流动的内部结构与阻力计算（5学时） 雷诺实验；两种流动型态及判据；层流与湍流的特征；管流剪应力分布和速度分布；边界层概 念；边界层分离现象；直管阻力；层流阻力；摩擦系数；湍流阻力——因次分析法；当量的概念(当 量直径，当量长度)；局部阻力；流动总阻力计算。 5. 管路计算与流量测量（4 学时） 简单管路计算：管路设计型计算特点及方法、管路操作型计算特点及方法；复杂管路的特点及 计算方法；流动阻力对管内流动的影响；孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计 算方法。 6.离心泵（5 学时） 流体输送机械分类；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法；离心泵工作原理与 主要部件；气缚现象；理论压头及分析；性能参数与特性曲线；工作点和流量调节；泵组合操作及 选择原则；安装高度与汽蚀现象；离心泵操作与选型。 7.其它类型泵与气体输送机械（3 学时） 正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节（往复泵、旋转泵等）；旋涡泵的结构、工作 原理及流量调节；气体输送机械分类；离心式通风机工作原理；性能参数与计算；罗茨鼓风机、真 空泵、离心压缩机与往复压缩机。 8.流体通过颗粒层的流动（5 学时） 非均相分离概论；颗粒床层的特性；流体通过颗粒层的压降——数学模型法；过滤原理与设备； 过滤速率、推动力和阻力的概念——过滤速率工程处理方法；过滤基本方程及应用；过滤常数；恒 压过滤与恒速过滤；板框过滤机性能分析与计算；加压叶滤机性能分析与计算；回转真空过滤机性 能分析与计算；加快过滤速率的途径。 9.颗粒的沉降与流态化（5 学时） 沉降原理；流体对颗粒运动的阻力；球形颗粒的曳力系数与斯托克斯定律；自由沉降过程；重 力沉降速度；重力沉降设备（降尘室性能分析）；离心沉降速度；离心沉降设备（旋风分离器性能 分析）；固体流态化概念；散式流态化与聚式流态化；流化曲线与流化床特征；起始流化速度与带 出速度；流化床操作及其强化。 10.传热概述与热传导（3学时） 传热过程在化工生产中的应用；传热的基本方式；工业换热过程；传热速率；傅立叶定律；导 热系数及影响因素；一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁）。 11. 对流传热（5学时）
对流传热过程分析：牛顿冷却定律：对流传热系数及其影响因素：无相变对流传热系数经验关 联式的建立：准数方程与准数的物理意义：管内强制对流传热、管外强制对流传热、自然对流传热、 蒸汽冷凝传热、液体沸腾传热。 12.热辐射(1学时) 物体的辐射能力：斯蒂芬-波尔滋曼定律：克希霍夫定律：两灰体间的辐射传热。 13.传热过程的计算(5学时) 间壁换热过程：热量衡算式及总传热速率方程：总传热系数计算、热阻及传热平均温度差一一 传热速率的工程处理方法：污垢热阻：壁温的计算：传热设计型问题的参数选择和计算方法：传热 操作型问题的分析和计算方法（传热效率及传热单元数）。 14.换热器（2学时) 间壁式换热器类型、结构及应用：列管式换热器的设计与选用：换热器的强化及其它类型。 15.讨论课（4学时) 流体流动计算：传热计算。 四.实验教学内容与要求 实验单独设课，见《化工基础实验》教学大纲。 五.作业 每周布置和收交作业，作业每周6~8题，总计90道题左右。 作业是评价学生平时成绩的基本依据，要求学生必须独立完成。缺交作业的次数应少于总次数 的1/3，否则不能参加期末考试。 六.考核方式 采取平时测验与期末考试相结合的方式。 平时测验随堂进行，重在考察学生的学习过程。 期末考试时间为120分钟，采用全国化工原理试题库统一命题、统一考试以及统一评分的方式， 并实现教、考分离。 七.成绩评定 课程总成绩依据下列权重评定：作业占5%，平时测验占10%，期末考试占85%。 执笔人：刘丽英 2004年7月10日
对流传热过程分析；牛顿冷却定律；对流传热系数及其影响因素；无相变对流传热系数经验关 联式的建立；准数方程与准数的物理意义；管内强制对流传热、管外强制对流传热、自然对流传热、 蒸汽冷凝传热、液体沸腾传热。 12. 热辐射（1学时） 物体的辐射能力；斯蒂芬-波尔兹曼定律；克希霍夫定律；两灰体间的辐射传热。 13. 传热过程的计算（5学时） 间壁换热过程；热量衡算式及总传热速率方程；总传热系数计算、热阻及传热平均温度差—— 传热速率的工程处理方法；污垢热阻；壁温的计算；传热设计型问题的参数选择和计算方法；传热 操作型问题的分析和计算方法（传热效率及传热单元数）。 14. 换热器（2学时） 间壁式换热器类型、结构及应用；列管式换热器的设计与选用；换热器的强化及其它类型。 15. 讨论课（4 学时） 流体流动计算；传热计算。 四．实验教学内容与要求 实验单独设课，见《化工基础实验》教学大纲。 五．作业 每周布置和收交作业，作业每周 6~8 题，总计 90 道题左右。 作业是评价学生平时成绩的基本依据，要求学生必须独立完成。缺交作业的次数应少于总次数 的 1/3，否则不能参加期末考试。 六．考核方式 采取平时测验与期末考试相结合的方式。 平时测验随堂进行，重在考察学生的学习过程。 期末考试时间为 120 分钟，采用全国化工原理试题库统一命题、统一考试以及统一评分的方式， 并实现教、考分离。 七．成绩评定 课程总成绩依据下列权重评定：作业占 5%，平时测验占 10%，期末考试占 85%。 执笔人：刘丽英 2004 年 7 月 10 日
