02 第二章 传递过程基本方程.doc

第1页：衡算体系与连续性方程

周次

第3周，第1次课

授课日期

2006年3月6日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 1. 衡算体系 2. 质量守恒与连续性方程 3. 动量守恒与流体运动微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

理解控制体与控制面的概念，能运用质量守恒定律推导连续性方程，理解由动量守恒定律推导流体运动微分方程的步骤及过程，理解流体运动微分方程中各项的物理意义。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 衡算体系
2. 质量守恒与连续性方程
3. 动量守恒与流体运动微分方程

第2页：控制体衡算与苯管路作业

教学重点

针对控制体的衡算方法；连续性方程与运动方程的物理意义

教学难点

针对控制体的动量守恒定律

作业

2.4（补充）

教学手段

多媒体教学

补充作业：20℃的苯稳定流过如附图所示的分支管路。已知 A、B、C 三支管尺寸分别为 φ57×3.5 mm、φ45×2.5 mm、φ25×2.5 mm，苯在 A 管的平均流速为 1.2 m/s。试求 B 管与 C 管流量比为 2:1 时，苯在 B 管和 C 管中的流速、质量流量及质量流速。

源文件管径标注为 φ57×35 mm，按钢管规格与同组其余支管（φ45×2.5 mm、φ25×2.5 mm）的壁厚量级判断应为 φ57×3.5 mm，此处已按 φ57×3.5 mm 修正。

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990
3. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋编．化工原理（上册），化学工业出版社，北京：1999

第3页：流体静力学与圆管速度分布

周次

第3周，第2次课

授课日期

2006年3月8日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.3 动量守恒与流体运动微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

掌握流体运动微分方程的典型应用，能熟练运用流体静力学基本方程、圆管内的流速分布解决相关实际问题。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 流体运动微分方程的应用
   1. 流体静力学基本方程
   2. 不可压缩流体在圆管内的速度分布

第4页：静力学方程应用重点难点

教学重点

静力学基本方程及其应用

教学难点

由运动方程求解不可压缩流体在圆管内作层流流动时的速度分布

作业

2.6、2.7

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990
3. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋编．化工原理（上册），化学工业出版社，北京：1999

第5页：柏努利方程与直管阻力

周次

第4周，第1次课

授课日期

2006年3月13日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.3 动量守恒与流体运动微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

了解柏努利方程的推导过程及其适用条件，能熟练运用柏努利方程解决流体流动体系的实际应用问题，熟练掌握直管阻力损失的计算公式，了解流体动力学相似准则及运动方程无因次化的意义。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 流体机械能守恒与柏努利方程
2. 直管阻力损失与摩擦因子
3. 直管阻力损失的实验研究
4. 流体动力学相似准则

教学重点：柏努利方程的物理意义及其应用；直管阻力损失的计算。

第6页：柏努利方程应用难点

教学难点

柏努利方程的应用以及摩擦系数的确定

作业

2.17、2.21

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990
3. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋编．化工原理（上册），化学工业出版社，北京：1999

第7页：能量守恒与传热微分方程

周次

第4周，第2次课

授课日期

2006年3月15日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.4 能量守恒与传热微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

了解由能量守恒定律推导传热微分方程的过程，理解方程的物理意义；了解利用传热微分方程计算不可压缩流体在圆管内作层流流动时温度分布的方法。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 能量守恒定律
2. 能量微分方程
3. 传热微分方程的应用：圆管内层流传热的温度分布

第8页：圆管层流温度分布重点

教学重点

传热微分方程的物理意义；利用传热微分方程求解圆管内层流时的温度分布

教学难点

利用传热微分方程求解圆管内层流时的温度分布

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990
3. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋编．化工原理（上册），化学工业出版社，北京：1999

第9页：对流传热膜系数与热传导

周次

第5周，第1次课

授课日期

2006年3月20日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.4 能量守恒与传热微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

掌握圆管内的对流传热膜系数的概念及对流传热通量的计算，了解膜系数与摩擦因子的类比关系，熟练掌握单层平壁与单层圆筒壁的温度分布及热通量的计算。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 传热微分方程的应用：圆管内的对流传热膜系数
2. 对流传热膜系数与摩擦因子的对比
3. 热传导与固体壁内的温度分布

第10页：膜系数与壁面热通量重点

教学重点

圆管内对流传热膜系数的概念及对流传热通量的计算；单层平壁与单层圆筒壁的温度分布及热通量的计算

教学难点

圆管内对流传热膜系数的概念及对流传热通量的计算

作业

2.26、2.28

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990
3. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋编．化工原理（上册），化学工业出版社，北京：1999

第11页：传质微分方程推导

周次

第5周，第2次课

授课日期

2006年3月22日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.5 多组分体系的质量守恒与传质微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

了解由质量守恒定律推导传质微分方程的过程，理解传质微分方程的物理意义。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 2.5.1 传质微分方程

第12页：传质通量与扩散通量难点

教学重点

通过对多组分体系的微元质量衡算建立传质微分方程的方法，方程的物理意义

教学难点

传质通量、扩散通量与主体流动通量的概念

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990
3. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋编．化工原理（上册），化学工业出版社，北京：1999

第13页：传质微分方程的应用

周次

第6周，第1次课

授课日期

2006年3月27日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.5 多组分体系的质量守恒与传质微分方程

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

掌握传质微分方程的典型应用，对一维稳态分子扩散能运用相关公式进行计算；掌握对流传质膜系数概念及传质无因次准数的定义与物理意义；了解对流传质膜系数与摩擦因子的类比关系，了解传热与传质的类比意义。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 2.5.2 传质微分方程的应用

第14页：分子扩散与对流传质重点

教学重点

一维稳态分子扩散速率计算；对流传质膜系数的概念及传质通量的计算

教学难点

对流传质膜系数的概念及传质通量的计算

作业

2.31、2.32

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990

第15页：扩散系数

周次

第6周，第2次课

授课日期

2006年3月29日

章节名称

第二章 传递过程基本方程 2.6 扩散系数

教学时数

2 学时

授课方式

理论课

教学目的及要求

认识质量扩散系数的理论与实验研究对化学工程基础研究的重要性，了解分子质量扩散系数与涡流扩散系数的概念及各计算公式的使用范围。

时间分配：45 分钟 + 45 分钟（两段）

教学内容提要

1. 2.6 扩散系数

第16页：涡流扩散系数难点

教学重点

分子质量扩散系数与涡流扩散系数的概念及基本规律

教学难点

涡流扩散系数的概念

教学手段

多媒体教学

参考资料

1. 陈涛，张国亮主编．化工传递过程基础，化学工业出版社，北京：2002
2. Bird, R.B. 等著，袁一等译．传递现象，北京：化学工业出版社，1990