热和物质传递过程CHEN30005

　　课程内容：

　　热和物质传递过程课程旨在扩展热传递的基本概念，从CHEN20009传递过程扩展到自然对流、强制对流和两相系统。传质概念扩展到非稳态传质和菲克第二定律，扩散系数和传质系数的预测。然后将这些基本概念应用于工艺和设备的设计，包括管壳式、气冷式和板式换热器、蒸发器系统、膜装置、二元蒸馏系统、气体吸收器和冷却塔。使用适当的模拟软件(如HYSYS)进行交换器和精馏塔设计方面的经验也将介绍。

　　热和物质传递过程课程将涵盖以下内容：

　　1、强制对流：使用热传递相关来预测系数。

　　2、热交换：总传热系数、污垢系数的概念，确定给定热负荷、热交换器设计所需的面积，使用HYSYS和ASPEN等模拟软件。

　　3、自由对流：格拉斯霍夫数等无量纲群的讨论和应用。

　　4、冷凝和沸腾：基本原理。蒸发，各种蒸发器类型及其优缺点(强制循环、膜式)。多效单效，前后馈电，沸点升高，机械再压缩，蒸发器能量平衡。

　　5、传质：非稳态传质和菲克第二定律，扩散系数的预测，质量传递的量纲分析和变化方程。

　　6、蒸馏：单级分离、平衡闪蒸、微分蒸馏，多级分离、操作线、回流，二元蒸馏、变回流比、最小回流、全回流、最佳回流、进料板位置、侧流、开放蒸汽，通过总效率和Murphree效率计算塔板效率，使用HYSYS等模拟软件。

　　7、气体吸收：基本传质机理，物料平衡、顺流和逆流，限制L/G比，多级吸收和吸收因数法，连续接触、传递单元、传递单元高度、传递单元数量的计算，加湿和冷却塔高度计算。

　　8、膜系统：微滤、超滤、纳滤和反渗透，气体分离系统，罗伯逊束缚，电渗析和渗透蒸发，膜选择。

　　学习成果：

　　完成课程学习后，学生应该能够：

　　1、应用传热原理解决传热问题，特别是那些涉及两相系统的问题。

　　2、定量评估热交换器和蒸发设备的性能。

　　3、应用传质原理解决传质问题和膜分离过程。

　　4、描述平衡阶段和连续接触器分析的概念，并将这些概念应用于简单的蒸馏和气体吸收问题。

　　5、定量评估简单、常规蒸馏、气体吸收、薄膜和冷却塔设备的性能。

　　6、使用模拟和电子表格软件进行热交换器、吸收设备、冷却塔和蒸馏塔的基本设计。