热质交换原理与设备课程教学大纲

教学方法本课程的主要特点是概念性强、理论抽象，经验公式较多，具有很强的工程应用背景，在授课过程中, 应不断渗透和强调知识的承上启下性和储备性。

承上启下性是指本课程作为专业基础课，承担着与基础课和专业课的桥梁作用，因此在授课时，既要对所学基础课进行复习对比，便于学生进行知识的迁移，乂要密切结合工程实践，为今后专业课的学习，奠定理论基础。

储备性是指未来社会对科技人才所要求的知识积累，现代化社会要求学生具备基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，因此授课过程中，除本门课程所牵涉的应用知识外，应尽可能地介绍本门课程在其他领域的应用，使学生在学习过程中不断受到举一反三的训练，培养学生的综合素质和严谨的科学态度。

对还没有接触到专业课和工程实际的学生来说，本课程听起来容易枯燥无味，设备类型繁多，工作原理千差万别。

所以要讲好此课，要做到以下几点：1 .讲好绪论课，激发学生的学习兴趣通过专业背景介绍和多媒体教学素材，使学生对这门课有一个全面、感观的认识，提高学生的学习兴趣。

随后再介绍本课程的全貌，强调学习本课程对从事建筑环境与设备工程的专业人员所具有的意义及其在人才培养中所处的地位和作用，通过介绍我国相关领域发展现状及与发达国家的差距，使学生建立起强烈的责任感和强烈的求知欲望。

2 .突出三种传递现象的共性规律课程中的有些教学内容，学生在前续课程中己经学过，在本课程中又重新出现，对这部分内容的讲述, 首先和学生一起复习，激发学生的回忆，然后再引出相关的定义，紧紧抓住三种传输现象之间的类比关系, 突出共性规律的引入和归纳，引导学生在复习旧知识的基础上学习新知识，同时注意不是简单的重复旧知识，而是从知识体系的完整、系统连贯乃至从工程应用的角度来加以论述和深化。

在教学活动中，新知识的学习常常受到与其相类似的旧知识的干扰。

如绝热饱和温度、湿球温度、露点概念极易混淆。

为克服这种干扰，要采用时比的教学方法，突出物理概念的差异，帮助学生找出三者之间的区别和联系。

热质交换原理与设备(Principle and Equipment of Heat and Mass Transfer)课程代码：02410040学分：2.0学时：32 （其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：《传热学》、《工程热力学》、《流体力学》适用专业：建筑环境与能源应用工程教材：热质交换原理与设备，连之伟，北京：中国建筑工业出版社，第四版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热质交换原理与设备》是具有承上启下意义，同时起到连接相关专业基础课与专业课桥梁作用的专业基础课。

它是在《传热学》、《流体力学》和《工程热力学》的基础上，将专业中《冷热源工程》、《暖通空调》、《热泵原理与应用》等专业课中涉及流体热质交换原理及相应设备的共性内容抽出，经综合、充实和系统整理而形成的一门专业基础课程。

此课程兼顾理论知识和设备知识，培养学生较全面掌握动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论的基础知识，掌握本专业中的典型热质交换设备的热工计算方法，为进一步学习本专业的专业课程打下坚实的基础。

（二）课程目标课程目标1:掌握传质的理论基础，包括传质的基本概念，扩散传质、对流传质的过程及分析, 相际间的热质传递模型。

课程目标2：理解传热传质的分析和计算知识，包括动量、热量和质量的传递类比，对流传质的准则关联式，热量和质量同时进行时的热质传递；学会运用所学知识分析实际问题。

课程目标3：熟悉空气热质处理方法，包括空气处理的各种途径，空气与水/固体表面之间的热质交换过程及主要影响因素，吸附和吸收处理空气的原理与方法，用吸收剂处理空气和用吸附材料处理空气的原理与方法；学会理论联系实际，分析环境控制领域常用的空气热质处理原理。

课程目标4：掌握热质交换设备的热工计算方法，包括间壁式热质交换设备的热工计算，混合式热质交换设备的热工计算和复合式热质交换设备的热工计算，能够针对具体需求对常见热质交换设备进行设计计算和校核计算。

热质交换原理与设备》课程教学大纲课程名称：热质交换原理与设备课程编码：20511022学时：40 学分：2.5开课学期：第六学期课程类别：必修课程性质：专业基础课适用专业：建筑环境与设备工程专业本科生先修课程：高等数学、大学物理、流体力学、工程热力学、传热学一、课程的性质、目的与任务：本课程为建筑环境与设备工程专业主要的专业基础课之一。

本课程主要用于增强学生的专业理论水平，为学生的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中理论联系实际的能力。

本课程是将建筑环境与设备工程专业中牵涉到流体热质交换原理及相应设备的内容抽出经综和整理、充实加工而形成的一门课程,它是以动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论为基础,重点研究发生在建筑环境与设备中的热质交换原理及相应的设备热工计算方法,为进一步创造良好的建筑内环境打下基础。

本课程是创造建筑室内环境所用热质交换方法的理论知识与设备知识同时兼顾的一门课程，它是建筑环境与设备工程专业的一门主要专业理论课，起着连接本专业理论课与技术课的桥梁作用。

二、课程的基本要求：本课程是将《传热学》、《流体力学》、《工程热力学》、《供热工程》、《锅炉与锅炉房设备》课程中涉及热质交换原理及相关设备的内容抽出经综合整理充分加工而形成的一门课程。

在结构编排上已经充分考虑到了避免内容重叠交叉的问题。

在做教学安排时可做进一步优化。

如：关于《传热学》课程可把重点放在热工计算的计算方法，而各种具体的换热器型式结构选择校核计算，强化或削弱措施、评价与优化设计方法等可留给本门课程讲授。

本课程的目标是通过本门课程的学习，使学生掌握在传热传质同时，发生在建筑环境与设备的热质交换的基本理论，掌握对空气进行各种处理方法及相应的设备热工计算方法，并具有对其进行性能评价和优化设计的初步能力，为进一步学习创造良好的建筑室内环境打下基础。

、课程的讲授内容：第一章绪论（2 学时）1.1三种传递现象的类比1.2热质交换设备的分类1.3本门课在专业中的地位与作用1.4本门课的主要研究内容第二章热质交换过程（8 学时）2.1传质的基本概念2.2扩散传质2.3对流传质2.4动量热量和质量传递类比2.5热质传递模型第三章相变热质交换原理（6 学时）3.1沸腾换热3.2凝结换热3.3固液相变换热第四章空气热质处理方法（10 学时）4.1空气热质处理的途径4.2空气与水/固体表面之间的热质交换4.3吸收吸附法处理空气的基本知识4.4吸附材料处理空气的机理和方法4.5吸收剂处理空气的机理和方法第五章其它形式的热质交换（4 学时）5.1空气射流的热质交换5.2燃料燃烧时的热质交换第六章热质交换设备（10 学时）6.1热质交换设备的形式与结构6.2间壁式热质交换设备的热工计算6.3混合式热质交换设备的热工计算6.4典型燃烧装置主要尺寸和运行参数的计算6.5相变热质交换设备6.6热质交换设备的优化设计及性能评价四、课程的作业与实验要求：。

《热质交换原理与设备》教学大纲大纲说明课程代码：5125042总学时：40学时（讲课40学时）总学分：2.5课程类别：必修适用专业：建筑环境与设备工程预修要求：传热学、工程热力学、流体力学一、课程的性质、目的、任务：热质交换原理与设备是以动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论为基础，重点研究发生在建筑环境与设备中的热质交换原理、热工计算方法及相应的设备的一门课程。

通过本课程的学习，使学生初步了热质交换过程、原理以及热质交换设备等方面的知识，为学生毕业后从事暖通空调、燃气供应、建筑给排水等公共设施系统和建筑热能供应系统的设计、安装、调试、运行等工作打好理论基础。

二、课程教学的基本要求：在学习传热学、工程热力学、流体力学、供暖工程、空调技术、锅炉及锅炉房设备、燃料燃烧等专业课的基础上，使学生获得热质交换原理有关的理论知识，了解热质交换设备，初步具备应用热质交换原理进行研究和设计建筑环自动化系统方案的能力。

三、大纲的使用说明：本大纲适用于建筑环境与设备工程专业本科教学。

大纲正文第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：分子传递（传输）性质，湍流传递性质。

重点：分子传递（传输）性质，湍流传递性质。

第一节：三种传递现象的类比1、分子传递（传输）性质2、湍流传递性质第二节：热质交换设备的分类第三节：本门课程在专业中的地位于作用第四节：本门课程的主要研究内容第二章热质交换过程学时：8学时（讲课8学时）本章讲授要点：传质的基本方式，浓度的概念，扩散通量，斐克定律，斯蒂芬定律，扩散系数，对流传质的基本特点，浓度边界层，对流传质简化模型，对流传质系数的模型理论，对流传质过程的相关准则数，三传方程及传质相关准则数，动量交换与热交换的类比在质交换中的应用，对流质交换的准则关联式，同时进行传热与传质的过程和薄膜理论，同一表面上传质过程对传热过程的影响，刘伊斯关系式，湿球温度的理论基础。

重点：对流传质的基本特点，浓度边界层，对流传质简化模型，对流传质系数的模型理论，对流传质过程的相关准则数，三传方程及传质相关准则数，动量交换与热交换的类比在质交换中的应用，对流质交换的准则关联式。

《热质交换原理与设备》教学大纲课程编码：1812152202课程名称：热质交换原理与设备学时/学分：32/2（讲授28学时、实践4学时）关联课程：流体力学；工程热力学；传热学；通风工程；暖通空调；锅炉与锅炉房工艺；空调用制冷技术适用专业：建筑环境与能源应用工程开课教研室：建筑环境与能源应用工程课程类别与性质：专业课程，选修一、课时分配与考核权重按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校建筑环境与能源应用工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定绪论、传质的理论基础、传热传质问题的分析和计算、空气的热湿处理、吸附和吸收处理空气的原理与方法、间壁式热质交换设备的热工计算、混合式热质交换设备的热工计算、复合式热质交换设备的热工计算等8部分内容，共32学时，2学分。

要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做紧密结合等环节，推进考评方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。

基于该教学考核评价思路，本课程主要以课堂提问、课后作业、课程实验、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中课堂提问、课后作业、课程实验等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。

课时分配与考核权重一览表二、课程资源库1.参考书(1)陈晋南.传递过程原理. 化学工业出版社.2004-01.(2)王补宣.工程传热传质学（第二版）.科学出版社.2015-05(3)陈宝明.多孔介质自然对流传热传质.科学出版社.2017-07(4)章熙民.传热学（第六版）.中建筑工业出版社.2014-08(5)史美中.热交换器原理与设计（第五版）.东南大学出版社.2014-07(6)闫全英.热质交换原理与设备.机械工业出版社.2006-06(7)黄翔.空调工程（第二版）.机械工业出版社.2009-03(8)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范.GB50736-2012.中国建筑工业出版社.2012-01.(9)陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社.2008.2.期刊(1)Photocatalytic oxidation of volatile organic compounds using flulresent visiblelight.Chapuis Y,Kivana D. J Air & Waste Manage.Assoc., 2002, 52(07).(2)The LMTD correction-factor for single pass crossflow heat exchanger,TukerA.S.ASME J Heat exchanger,1996,118(02)(3)Heat andmass transfer characteristics in a spray chamber. Ralf Wiksten,MamdouhEl Haj Assad. International Journal of Refrigeration. 2007 (7)(4)Mixed convection with heat and mass transfer in horizontal tubes.JamelOrfi,Nicolas Galanis. International Communica-tions in Heat and Mass Transfer.2005(5)多级蒸发冷却空调系统在西北地区的应用.黄翔,屈元.暖通空调，2004,34(06).(6)管式间接蒸发冷却系统中强化管外传热传质方法的对比分析.樊丽娟,黄翔.流体机械,2008,36(11).(7)室外机翅片结霜对家用空气源热泵性能的影响. 王厚华,李腊芳.煤气与热力，2013(04).(8)高温离心式冷水机组及其特性研究.田旭东,刘华.流体机械,2009,37(10).(9)温湿度独立控制空调系统设计.程志远,代焱.制冷空调与电力机械,2010,31(04).(10)E nergy storage for desiccant cooling systems component development.KesslingW,Laevemann E.Solar Energy,1998.64(4)3.网络资源(1)https:///view/06e80848eefdc8d377ee324f.html?mark_pay_doc=0&mark_rec_page=1&mark_rec_position=3&clear_uda_param=1百度文库.热质交换原理与设备.(2)https:///view/bd55aca9b9d528ea81c7794e.html.百度文库.热质交换原理与设备.(3)/course/1736.html壹课堂.石文星.空气调节用制冷技术.清华大学.(4)/coursestatic/course_4133.html.陶文铨.传热学. 西安交通大学.爱课程.资源共享课.(5)银符考试题库.新乡学院，党政机构，图书馆，电子资源，教辅资源库，银符考试题库.(6)暖通空调在线.三、教学内容及教学基本要求第1—2学时第一章绪论1.课前准备(1)熟悉课程教学大纲，明确课程属性，对讲授内容和方式有较好的理解；(2)根据教学大纲的要求和教材的特点，结合学生实际，选择合适的教育教学方法；(3)充分利用各类教学资源加强课程的网络资源库建设；(4)充分理解讲义内容，把握和完成知识由一种书本贮存状态到教师传输状态再到学生头脑中的贮存形式的这两次转化；(5)查询、收集本学科相关的前沿技术及其在实际项目中的运用案例；(6)整理好课程教学中用到的模型、教具以及实验室用品等。

“热质交换原理与设备”课程教学大纲课程名称：热质交换原理与设备英文名称：Principle and Equipment Heat-Mass Exchanging课程编码：CJX0540学时：48 学分：3适用对象：建筑环境与设备工程专业本科生先修课程：传热学，工程热力学，流体力学使用教材：《热质交换原理与设备》，连之伟编著，中国建筑工业出版社，2011主要参考书：[1]《建筑环境传质学》，张寅平、张立志、刘晓华编，中国建筑工业出版社，2006[2]《热质交换原理与设备》，许为全编，清华大学出版社，1999一、课程介绍本课程为建筑环境与设备工程专业主要的专业基础课之一。

主要用于增强学生的专业理论水平，开阔学生的科学视野，从动量、热量和质量传递的统一的传递过程理论的高度上学习和研究本专业工程实践中遇到的诸如：热质交换设备的设计、加工、运行管理方面遇到的一些问题。

起到联系本专业基础课与技术课的桥梁作用，培养学生理论联系实际的能力。

掌握传输过程的基本理论及三种传输过程的类比；掌握空气热质交换理论方法和常用热质交换设备的热工计算方法，具备初步的优化设计和性能评价能力。

二、教学基本要求掌握质传递的基本规律和热质传递的类比，了解制冷剂为主的沸腾、凝结的基本规律；掌握强迫流的相变传热及固液相变热质交换基本原理，熟悉空气处理的各种途径；掌握空气与水/固表面之间的热质交换，熟悉用吸收剂的吸附材料处理空气的机理，熟悉被处理空气与室内空气发生的热质交换，了解常用热质交换设备的形式与结构、基本性能参数；掌握间壁式、混合式，有相变热质交换设备的热工计算，了解热质交换设备的评价的优化设计。

三、课程内容第一章绪论：建筑环境与设备专业涉及的热质交换现象及其设备分类，本门课程在专业中的地位与作用，本门课程的主要研究内容与方法。

第二章传质的理论基础：传质概论，扩散传质，对流传质，相际间的对流传质模型。

基本要求:理解浓度，扩散通量等基本概念，传质的两大基本方式和常见的8种形式，掌握Fick定律，Stefan定律，扩散系数概念，薄膜理论，三传的传递方程，传热传质同时传递模型的建立，雷诺类似律；了解柯尔本类似律，动量交换与热交换的类比在质交换中的应用；掌握对流传质的准则关联式，刘易斯关系式。

《热质交换原理与设备》教学大纲大纲说明课程代码：5125042总学时：40学时（讲课40学时）总学分：2.5课程类别：必修适用专业：建筑环境与设备工程预修要求：传热学、工程热力学、流体力学一、课程的性质、目的、任务：热质交换原理与设备是以动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论为基础，重点研究发生在建筑环境与设备中的热质交换原理、热工计算方法及相应的设备的一门课程。

通过本课程的学习，使学生初步了热质交换过程、原理以及热质交换设备等方面的知识，为学生毕业后从事暖通空调、燃气供应、建筑给排水等公共设施系统和建筑热能供应系统的设计、安装、调试、运行等工作打好理论基础。

二、课程教学的基本要求：在学习传热学、工程热力学、流体力学、供暖工程、空调技术、锅炉及锅炉房设备、燃料燃烧等专业课的基础上，使学生获得热质交换原理有关的理论知识，了解热质交换设备，初步具备应用热质交换原理进行研究和设计建筑环自动化系统方案的能力。

三、大纲的使用说明：本大纲适用于建筑环境与设备工程专业本科教学。

大纲正文第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：分子传递（传输）性质，湍流传递性质。

重点：分子传递（传输）性质，湍流传递性质。

第一节：三种传递现象的类比1、分子传递（传输）性质2、湍流传递性质第二节：热质交换设备的分类第三节：本门课程在专业中的地位于作用第四节：本门课程的主要研究内容第二章热质交换过程学时：8学时（讲课8学时）本章讲授要点：传质的基本方式，浓度的概念，扩散通量，斐克定律，斯蒂芬定律，扩散系数，对流传质的基本特点，浓度边界层，对流传质简化模型，对流传质系数的模型理论，对流传质过程的相关准则数，三传方程及传质相关准则数，动量交换与热交换的类比在质交换中的应用，对流质交换的准则关联式，同时进行传热与传质的过程和薄膜理论，同一表面上传质过程对传热过程的影响，刘伊斯关系式，湿球温度的理论基础。

重点：对流传质的基本特点，浓度边界层，对流传质简化模型，对流传质系数的模型理论，对流传质过程的相关准则数，三传方程及传质相关准则数，动量交换与热交换的类比在质交换中的应用，对流质交换的准则关联式。

热质交换原理与设备第二版课程设计1. 课程背景热交换技术是化工、冶金、能源等领域的核心技术之一，广泛应用于各种工业设备中。

本课程介绍了热交换原理、热交换设备的种类和应用以及热交换器的设计和维护等方面，旨在为学生提供系统的热交换知识和实践能力。

2. 课程目标本课程旨在让学生掌握以下内容：•热交换的基本原理和分类；•不同类型热交换器的工作原理和应用；•热交换器的设计方法和流程；•热交换器的维护和检修。

3. 课程大纲3.1 热质交换基础知识•热动力学基础热力学第一定律、热力学第二定律等基础知识。

•热传导基础热传导基本理论、传热方程、传热系数等。

•热传递的分析方法热传递的计算和分析方法。

3.2 热交换原理•热质交换的定义和基本原理热质交换的概念和基本原理。

•热传导途径热传导途径及其特点。

•热传递的条件和影响因素热传递的条件和影响因素。

3.3 热交换设备•热交换器分类及其特点热交换器分类和特点。

•常用热交换器的结构和工作原理常用热交换器的结构和工作原理。

3.4 热交换器设计和维护•热交换器设计过程热交换器设计的步骤、参数计算和选择方法。

•热交换器维护和检修热交换器的保养、维修和检修方法。

4. 实验设计实验一：热传导实验实验二：热交换器的性能测试实验三：热交换器的设计与优化实验四：热交换器的维护和检修5. 参考书目•《换热器基础》（周立德）；•《热工工艺与设备》（袁求实）；•《热力学与传热学》（黄昌谦）；•《化工装备设计基础》（潘家华）。

以上参考书目为必选，具体课程参考书目在授课时另行通知。

6. 课程评估课堂出勤情况和实验成果占据主要评估因素。

每次实验成果占总成绩比例30%，课堂出勤情况占比20%。

期末考试占比50%。