课程编号：08121026
课程类别：学科基础课程
授课对象：建筑环境与设备工程专业
开课学期：第六学期
学 分：2学分
主讲教师：何超英
指定教材：连之伟，《热质交换原理与设备》，中国建筑工业出版社，2001年
教学目的：
在掌握了传热学知识的基础上，进一步掌握传质学的相关理论，并掌握动量、能量及质量传递间的类比方法；熟悉对空气进行处理的各种方案，掌握空气与水面间热质交换的基本理论和基本方法，熟悉用固体吸附和液体吸收对空气处理的机理与方法；熟悉在相变换热情况下发生的以制冷剂为主的热质交换的物理机理；了解房间送风时各种射流形式及与室内发生的三传现象，熟悉房间的气流组织形式及其评价方法；初步掌握几种典型燃烧方式的热质交换；了解本专业常用热质交换设备的形式与结构，掌握其热工计算方法。
第一章 绪论
课时：1周，共3课时
教学内容
一、三种传递现象的类比
讲述动量、热量、质量传递的基本特性
二、热质交换设备的分类
介绍各种热质交换设备及其分类
三、课程的作用和研究内容
简介本课程的主要内容
思考题：
1、本课程在专业中的地位和作用？
第二章 传热传质过程
课时：5周，共15课时
教学内容
第一节 传质的基本概念
一、传质的基本方式
讲述扩散的机理
二、浓度的概念
介绍浓度的概念的表述方式
三、扩散通量
介绍两元扩散及其描述
第二节 扩散传质
一、斐克定律
讲述质量扩散基本定律
二、斯蒂芬定律
单向扩散的表述方式
三、扩散系数
扩散系数的概念及其换算
第三节 对流传质
一、浓度边界层
讲述浓度边界蹭的概念和意义
二、对流传质简化模型
介绍等厚层流薄层模型
三、对流传质过程的相关准则数
介绍施密特准则和舍伍德准则
第四节 动量、热量和质量传递类比
一、三方程及传质相关准则数
讲述动量、能量、扩散微分方程
二、动量交换与热量交换的类比在质交换中的应用
介绍雷诺类似和柯尔本类似
三、对流质量交换的准则关联式
介绍受迫流动时的质交换实验数据和关联式
第五节 热质传递模型
一、同时进行传热与传质的过程和薄膜理论
介绍NERNST薄膜理论
二、刘易斯关系式
介绍热湿传递类比的刘易斯关系
三、湿球温度的理论基础
讲述湿球表面热湿动态平衡的理论
思考题：
1、 如何应用刘易斯关系式计算空气中的湿量传递？
2、 什么是浓度边界层？
3、 什么是舍伍德准则？它与努谢尔特准则有何联系？
第三章 相变热质交换
课时：2周，共6课时
教学内容
第一节 沸腾换热
一、沸腾换热现象及分析
介绍大容器饱和沸腾及沸腾曲线
二、沸腾换热计算式
介绍适用于大容器饱和沸腾核态沸腾的米海耶夫公式
三、影响沸腾换热的因素
分析影响沸腾换热的因素的四个因素
第二节 凝结换热
一、凝结换热现象及分析
介绍凝结换热现象，分析珠状凝结和膜状凝结的区别
二、膜状凝结分析解及实验关联式
介绍膜状凝结分析解及实验关联式
三、制冷剂的冷凝放热
讲述制冷剂冷凝放热的计算公式
思考题：
1、什么是核态沸腾？
2、依据换热表面形状，制冷剂的冷凝问题可分为哪四类？
第四章 空气热质处理方法
课时：3周，共9课时
教学内容
第一节 空气的处理途径
一、空气热质处理的各种方案
介绍几种常见的空气处理方式和途径
二、空气热质处理及设备
介绍间壁式和混合式换热设备
第二节 空气与水及固体表面之间的热质交换
一、湿空气在冷表面上的冷却降湿
讲述表冷器换热的麦凯尔方程
二、湿空气在肋片上的冷却降湿过程
推导湿空气在肋片上的换热方程
三、空气与水直接接触时的热湿交换
空气与水接触时的热湿交换原理
第三节 吸收、吸附法处理空气的基本知识
一、吸收、吸附和干燥剂
介绍吸收、吸附和干燥剂的概念
二、干燥循环
介绍干燥剂的循环再生
三、吸收、吸附法处理空气的优点
吸收、吸附法处理空气的特点——不需冷却
第四节 吸收材料处理空气的机理和方法
一、吸附现象简介
介绍吸附过程概念
二、吸附剂的类型和特性
介绍常用吸附剂的特点和数据
三、吸附剂处理空气的原理
介绍吸附处理空气原理、影响热质交换的因素、静态和动态除湿、吸附除湿空调系统
思考题：
1、说明吸收与吸附的异同？
2、叙述吸收、吸附除湿的特点？
第五章 其它形式的热质交换
课时：2周，共6课时
教学内容
第一节 空气射流的热质交换
一、空气射流的种类及其热质交换原理
介绍等温射流与非等温射流，描述回风的流动规律
二、风口形式与送风参数
介绍送风口和回风口的形式
第二节 燃料燃烧时的热质交换
一、燃料与燃烧过程
介绍燃料的种类及燃烧过程
二、气体燃料的燃烧方法
介绍扩散燃烧、部分预混燃烧、完全预混燃烧
三、液体燃料的燃烧方法
介绍液面燃烧、蒸发燃烧和喷雾燃烧
思考题：
1、什么是贴附射流？贴附射流有何特点？
2、为什么说气流组织不仅与送风射流有关还与回风口的位置有关？
3、气体燃烧为什么会发生脱火和回火？
第六章 热质交换设备
课时：4周，共12课时
教学内容
第一节 热质交换设备的型式与结构
一、间壁式换热器
教学要点若干字
二、混合式换热器
教学要点若干字
三、典型的燃烧装置与器具
教学要点若干字
第二节 间壁式换质交换设备的热热工计算
一、总传热系数与总传热热阻
讲述热阻与传热系数的关系
二、常用计算方法
介绍对数平均温差法和传热单元数法
三、表冷器的热工计算
讲述湿工况表冷器的热工计算
第三节 混合式热质交换设备的热工计算
一、喷淋室处理空气时发生的热质交换的特点
讲述喷淋室热湿处理过程的特点
二、影响喷淋室处理空气效果的主要因素
介绍影响热湿交换的6个因素
三、喷淋室的设计计算
讲述喷淋室设计计算方法
四、喷淋室的校核计算
讲述喷淋室校核计算方法
第四节 相变热质交换设备
一、冷凝器
介绍水冷式冷凝器及其计算方法
二、蒸发器
简介蒸发器的工作原理和计算方法
三、空调冰蓄冷系统
介绍冰蓄冷系统的种类和工作原理
第五节 热质交换设备的性能评价及优化设计
一、热质交换设备的优化设计与分析
介绍换热的强化或削弱的优化设计
二、热质交换设备的性能评价
热质交换设备的热工特性及其可靠性、经济性、制造安装的方便性评价
三、热质交换设备的发展趋势
介绍换热器高效、紧凑、耐压、互换等技术的发展趋势
思考题：
1、影响喷淋室热质交换的因素是什么？
2、简述表冷器处理空气时热制交换的特点？
3、对比平均温差法与传热单元数法。
参考书目
1． 周兴喜．制冷空调工程中的质量传递．上海交通大学出版社，1991
2． 赵荣义等．空气调节（第三版）．中国建筑工业出版社，1994
3． 史美中，王中筝．热交换器原理与设计（第二版）．中国建筑工业出版社，1986
4． 王补宣．工程传热传质学．下册．科学出版社，1998
执笔人：何超英
_2005_年_11_月_8_日
