一、 课程名称：化工传递过程
二、 课程代码：CHEN30406
三、 学时与学分：48学时，3 学分
四、 适用专业：化学工程与工艺、制药工程等
五、 先修课程：高等数学、物理化学、化工原理
六、 使用教材：《化工传递过程基础》第三版，主编：陈涛，张国亮，出版社：化学工业出版社，出版或修订时间：2009.4.
七、 参考书目
[1] Brid R.B.; Stewart W.E.; Lightfoot E.N.; 《Transport Phenomena》（第三版），John Weiley & Sons，New York，2006.
[2] 威尔特（美）等著，马紫峰，吴卫生等译，《动量、热量与质量传递原理》，化学工业出版社，2005年10月第一版.
八、 课程描述
化工传递过程是化学工程专业在学完化工原理课之后所开设的一门选修专业课,需要在一个学期内完成。化工原理研究化学工程的各个单元操作，而各单元操作均为传热、传质及动量传递（“三传”）的特殊情况或组合，对化工单元操作的任何进一步的研究，最终都需归结对三传规律的研究。而化工传递过程研究单元操作之间的共同规律，将化工单元操作的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（"三传"）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析。通过改课程的学习，可使学生掌握动量、能量和质量传递的基本概念和过程机理，掌握三传问题的处理方法，对化工过程有更深入的了解和进一步的数学分析，为化工过程模拟与优化及深入研究打下基础。
九、 教学目标
1. 课程教学目标
本课程的教学目的是了解和掌握三传现象的机理及其数学描述，建立微分方程。确定边界条件从而分别求出过程的解析、数值解或转化为准数关联式，培养学生分析和解决化学工程中传递问题的能力，为在工程上进一步改善各种传递过程和设备的设计、操作及控制过程打下良好的理论基础。
2．教学环节对人才培养目标的贡献
① 授课环节：给学生讲解“三传”的基本原理、微分公式、求解方法，及在各种单元操作中的应用，培养学生利用“三传”的基本原理处理化学工程单元操作实际问题的能力。
② 软件上机环节：学习运用商业计算流体软件“Fluent”解决化工传递问题。
③ 课堂讨论交流环节：训练独立分析问题、解决问题的能力，还培养学生的良好的表达能力和沟通交流能力。
④ 课后作业: 主要目的是帮助学生加深理解课堂教授的基本原理，训练学生自主研究解决工程领域实际问题的能力，学习解决问题的过程和方法。
⑤ 考试环节：起到督促学生综合复习，接受检验。
3. 课程的知识贡献和学时安排
章节名称 |
知识贡献（教学内容） |
教学要求 |
学时 |
传递过程概论 |
传递现象产生的原因、传递机理和传递过程的基本规律 |
理解“三传”的基本机理 |
2 |
传递微分方程的建立 |
建立传递微分方程的两种基本观点、3 种常用的时间导数、两种描述流体流动的几何方法、传递微分方程建立的方法、传递微分方程建立的依据、传递微分方程建立的过程、传递微分方程在直角坐标、柱坐标及球坐标中的具体形式，以及传递微分方程的类比等。 |
理解三维动量传递（N-S方程）、热量传递（傅立叶方程）、质量传递方程的建立依据，了解场论初步知识。 |
8 |
传递微分方程在动量传递中的应用 |
传递微分方程在层流流动、边界层流动和湍流流动中的应用；其中层流流动包括：1. 流体在圆管、套管环间的流动，降膜流动，爬流；2. 普兰德边界层方程的建立、求解及应用，边界层动量积分方程的建立、求解及应用，平板边界层内速度分布及流动阻力。3. 湍流的特点、起因和时均化处理方法，平板壁面上湍流速度分布，圆管内湍流速度分布及流动阻力。 |
掌握N-S方程在特定流动过程的应用，理解边界层理论，了解湍流的研究方法。 |
12 |
传递微分方程在热量传递中的应用 |
热传导： 一维稳态及非稳态热传导( 重点)；二维稳态热传导( 了解)；多维非稳态热传导( 简介)。 对流传热：对流传热的机理；对流传热系数的定义；平板壁面及圆管内对流传热系数的求取。 |
掌握傅立叶传热方程在一维稳态及非稳态热传导中的应用及求解方法，理解对流传热机理。 |
8 |
传递微分方程在热量传递中的应用 |
热传导：气体、液体和固体中的分子扩散及扩散系数；反应和扩散联合传质过程( 重点)；多维稳态扩散( 简介)。 对流传质：边界层传质机理及传质系数的定义；平板壁面上和圆管内层流及湍流条件下的对流传质系数求取。 |
掌握三维传质方程在反应和扩散联合传质过程的应用及求解方法，理解对流传质机理。 |
8 |
三种传递现象同时进行 |
重点介绍在平板壁面上层流边界 层中同时进行动量、热量和质量传递的过程。 |
了解三种传递同时进行的过程的研究方法。 |
4 |
Fluent 软件的学习 |
以弯管流动、反应器中搅拌器、湍流流动为例学习使用Fluent软件 |
掌握FLUENT的基本使用过程，了解其基本功能，理解其工作原理。 |
6 |
十、 教学方法
1．本课程为课堂教学，教学过程秉承的基本教学理念包括
1) 在授课内容上，以传递微分方程的应用为重点，结合具体的实际情况，向学生讲解如何对微分方程进行简化，求解具体的实际问题，而不是将重点放在公式的推导上。在课程的讲解过程中以工程实例的分析过程，以提高学生对这门课程重要性的认识和激发学生的学习兴趣。
2) 传递过程原理的研究内容是化工原理和化学反应工程等化工专业基础课的理论基础，因此它与这些课程的关系十分密切。在授课过程中有意识地将本门课程的内容与这些课程的相关内容联系起来，可以收到触类旁通的效果。例如在讲解热量传递中的热传导这部分内容时，与化学反应工程中的在固定床内进行的非均相催化反应联系起来，指出固定床内的温度分布可以用有内热源的一维稳态热传导方程的解析解进行求解，并结合工程实例，对实际问题进行具体分析，这样可以使学生对课程内容融会贯通，应用了然于胸。
3) 随着化工传递和计算流体力学学科的发展，商业计算流体力学软件如Fluent、FiDAP、CFD-CFX在工程设计中得到了广泛应用。商业软件的应用可使研究及设计人员专注于工程问题，而不必在方程求解等数学问题上花费大量的时间，大大扩充了计算流体力学在工程上的应用。因而化工传递课程应根据学科的发展，扩充计算流体力学教授内容, 不断将学科最新成果引入教学。
2．教学方法：本课程以课堂教学为主、上机学习软件为辅，课堂教学主要采用多媒体理论教学的方法。对于计算流体软件“Fluent”的学习，以上机训练为主。
十一、 考核及成绩评定方式
课程考核采取平时成绩、期中考试、和期末考试相结合的方法，其中平时成绩（包括课堂随机提问、课堂讨论、课后作业、及上机作业等的相关内容等）占30%，期中考试成绩占20%，上机考试期末考试成绩占50%。
1) 平时成绩：根据教学需要，采用课堂随机提问、课堂讨论、作业等多种形式对学生的学习过程和结果进行考察和评价。
2) 考试：每学期进行期中及期末考试，其中期中考试结合笔考和上机考试，期末考试形式为笔考。考试的内容以教学计划要求掌握和理解的内容以及对知识的理解和应用为主。同时综合考虑考核教学环节中的知识、素质和能力培养效果。
大纲制定人：董立春
大纲审定人：谭世语
制定时间：2014-08
