材料工程基础是高等院校材料科学与工程专业一门重要的专业基础课,是材料类专业必修的主干课程之一。以无机非金属材料生产过程、流体及热工设备设计所需基础知识为主要内容。本课程主要是介绍工程流体力学、传热学与传质学、燃料与燃烧计算等方面基础的热工理论知识,包括基本概念、基本定律与基本计算方法及一般的工程应用。
课程教学以课堂教学、课外作业、综合讨论、网络交流等共同实施。
课堂教学重点讲授流体流动伯努利方程、管路计算、流体机械、烟囱、传导传热、对流换热与辐射换热以及燃料燃烧计算的各环节。通过授课与讨论、作业与课外项目设计等重点培养学生运用所学工程流体力学、传热学与燃料燃烧计算等知识发现专业工程问题并进行分析,找出解决方法的能力、培养创新意识与能力,培养学生的工程实践能力。
本课程的教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学和辅导材料,调动学习积极性,提高教学效率。
本门课程依据全程监控的理念进行考核。
考核目标:在考核学生对流体、传热、燃烧工程的基本知识、基础理论和基本方法掌握程度的基础上,重点考核学生对上述知识的掌握程度、运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
考核方式:包括2个部分,分别为平时成绩和期末考试。具体要求及评分方法如下:
平时成绩:平时成绩包括出勤、平时作业、上课提问、线上学习与测试,占总成绩的40%。
① 出勤:出勤成绩采用扣分制,每缺勤一次扣平时成绩1分,每迟到或早退一次扣平时成绩0.5分,无故旷课3次以上者取消本次课程成绩。
② 平时作业:本门课程有10-12次作业,要求学生必须独立完成并在规定时间线上提交。不能按时提交作业者,按未按时提交作业处理。未按时提交作业或作业有抄袭(雷同)现象的,该次作业成绩按零分计。
③ 上课提问:上课提问根据每次回答问题的积极性和准确度给出成绩。
④ 线上学习与测验:按规定完成线上学习和测试任务。
期末考试:期末考试占总成绩的60%。
绪论
0 绪论
1 工程流体力学基础 1.1 流体力学概述
1.1 流体力学概述
流体力学概述单元测试
流体力学概述作业
1.2 流体静力学
1.2 流体静力学基本方程
流体静力学
静力学单元测试
1.3 流体动力学(4学时/课内)
1.3 一元流动动力学基础
连续性方程
伯努利方程
总流伯努利方程
总流伯努利方程的应用
一元流体动力学基础作业
1.3 流体动力学
1.4 流动阻力和能量损失(4学时/课内)
4_01 流动能量损失
4_02 流动状态
4_03 圆管中的层流流动
4_05 沿程阻力系数与局部阻力系数
流动阻力和能量损失
1.4 流动阻力和能量损失
1.5 孔口、管嘴、管路流动(4学时/课内)
5_01 通过孔口的流动
5_02 通过管嘴、管路的流动
孔口管嘴管路流动
孔口、管嘴、管路流动
1.6 气体力学在窑炉中的应用(6学时/课内)
6_01 气体力学基础
6_02 两气体伯努里方程
6_03 烟囱与喷射器
“窑炉系统中的气体流动”作业
气体力学在窑炉中的应用
1.7 相似原理(2学时/课内)
7_01 相似的基础知识
7_02 相似定理及模型实验
1.7 相似原理
相似原理
1.8 离心式泵与风机(6学时/课内)
8_01、02 离心泵与风机的构造、工作原理及性能参数
8_03、04 离心泵与风机的性能曲线
8_05、06 泵与风机的工作点、流量调节及选型
“离心式泵与风机”作业
“离心式泵与风机”单元测试
2. 传热学 2.1 传热概述(2学时/课内)
2.1 传热的基本方式、基本概念
2.2 导热(4学时/课内)
2.1.1 导热的基本概念及基本定律
2.1.2 导热微分方程
2.2.3 稳态导热
“稳态导热”作业
导热测试题
2.3 对流传热(4学时/课内)
2.3.1对流传热的基本概念与基本定律、影响因素
2.3.2 流体自然对流传热、强制对流、有相变对流
“对流传热”作业
对流传热单元测验
2.4 辐射换热(8学时/课内)
2.4 热辐射的基本概念、基本定律、物体间的辐射换热、气体辐射和火焰辐射
辐射换热测试题
2.5 综合传热(2学时/课内)
2.5 综合传热
综合传热测试题
“辐射与综合传热”作业
3. 燃料及其燃烧计算(10学时/课内)
3.1 燃料种类及组成(2学时/课内)
3.2 燃料不同组成的相互转换燃料的热工性质(2学时/课内)
3.3 燃料燃烧计算(6学时/课内)
燃料及燃烧计算测试题
“燃料及燃烧计算”作业
高等数学、大学物理、物理化学与认识实习
[1] 蔡增基,龙天渝.流体力学泵与风机(第五版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[2] 杨世铭,陶文铨.传热学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3] 孙晋涛.硅酸盐工业热工基础(重排本)[M].武汉:武汉理工大学出版社,1992.
[4] 王春生,冯翠菊.工程流体力学学习指南[M].北京:石油工业出版社,2009.
[5] 周根明.传热学学习指导及典型习题分析[M].北京中国电力出版社.