《材料工程基础》教学大纲课程编号：B04020900课程名称：材料工程基础英文名称：FundamentalsofMaterialsEngineering课程性质：选修学时/学分：48/3考核方式：考试选用教材：《材料工程基础》，徐德龙，武汉理工大学出版社，2008年先修课程：《材料科学基础》，《材料化学》后继课程：《材料性能学》，《材料测试与研究方法》适用专业及层次：材料化学大学二或三年级大纲执笔人：隋凝大纲审核人：于立岩一、教学目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1.能够准确理解动量、能量和质量传递的基本规律。2.能够运用动量、能量和质量传递解决运用的单元过程：物料的干燥和染料的燃烧。3.能够把握材料工程中的基础问题。4.能够通过材料工程基础的学习为今后专业课程学习和工程实践打下基础。二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）毕业要求指标点课程目标具有材料化学专业所需的数1.材料工程基础具备材料工程的相关理论知识学、物理、化学等自然科学的概论基本理论和基本知识掌握材料组成、工艺、结构、掌握材料工程基础中的相关理论基础2.材料工程基础专业概念性能关系以及相应的基础理知识和性能见得相互作用论和基础知识，具有综合运用1
1 《材料工程基础》教学大纲 课程编号：B04020900 课程名称： 材料工程基础 英文名称： Fundamentals of Materials Engineering 课程性质： 选修 学时/学分：48/3 考核方式： 考试 选用教材：《材料工程基础》，徐德龙， 武汉理工大学出版社，2008 年 先修课程：《材料科学基础》，《材料化学》 后继课程：《材料性能学》，《材料测试与研究方法》 适用专业及层次：材料化学 大学二或三年级 大纲执笔人：隋凝 大纲审核人：于立岩 一、教学目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1.能够准确理解动量、能量和质量传递的基本规律。 2.能够运用动量、能量和质量传递解决运用的单元过程：物料的干燥和染料的燃 烧。 3.能够把握材料工程中的基础问题。 4.能够通过材料工程基础的学习为今后专业课程学习和工程实践打下基础。 二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展） 毕业要求 指标点 课程目标 具有材料化学专业所需的数 学、物理、化学等自然科学的 基本理论和基本知识 具备材料工程的相关理论知识 1.材料工程基础 概论 掌握材料组成、工艺、结构、 性能关系以及相应的基础理 论和基础知识，具有综合运用 掌握材料工程基础中的相关理论基础 知识和性能见得相互作用 2.材料工程基础 专业概念
所学专业知识分析并解决材综合运用材料工程基础理论概念，学13.材料工程基础运用料生产应用中实际问题的储会解决生产实践中的实际问题能能力。三、教学基本内容第一章：绪论1.材料工程学的由来2.材料工程基础第二章：流体力学基础（支撑课程目标1.2）1.流体力学概述2.流体的性质3.流体运动的微分方程4.流体静力学5.理想流体流动6.不可压缩粘性流体的流动7.流体流动的伯努利方程式8.气体动力学基础9.离心式风机要求学生：掌握流体的概念，会运用伯努利方程第三章：两项运动现象（支撑课程目标2.3）1.绪论2.两相与多相流的专用术语和基本特性参数3.粒子一流体的相互作用4.连续相方程5.流体-固体两相流的数值模拟要求学生：掌握两相和多相流基本理论，学会用流体-固体两相流的数值模拟第四章传热学基础（支撑课程目标2.3）1.概述2.传导传热2
2 所学专业知识分析并解决材 料生产应用中实际问题的储 能能力。 综合运用材料工程基础理论概念，学 会解决生产实践中的实际问题 3.材料工程基础 运用 三、教学基本内容 第一章：绪论 1. 材料工程学的由来 2. 材料工程基础 第二章：流体力学基础（支撑课程目标1.2） 1.流体力学概述 2.流体的性质 3.流体运动的微分方程 4.流体静力学 5. 理想流体流动 6. 不可压缩粘性流体的流动 7. 流体流动的伯努利方程式 8. 气体动力学基础 9. 离心式风机 要求学生：掌握流体的概念，会运用伯努利方程 第三章：两项运动现象（支撑课程目标 2.3） 1. 绪论 2. 两相与多相流的专用术语和基本特性参数 3. 粒子-流体的相互作用 4. 连续相方程 5. 流体-固体两相流的数值模拟 要求学生：掌握两相和多相流基本理论，学会用流体-固体两相流的数值模拟 第四章 传热学基础 （支撑课程目标 2.3） 1. 概述 2. 传导传热
3.对流换热4.辐射换热5.传热过程与换热器要求学生：掌握传导、对流换热、辐射换热的基本理论。第五章质量传递基础（支撑课程目标2.3）1.传质基本概念2.分子扩散传质3.对流传质4.传质与化学反应要求学生：掌握传质相关概念，学会传质与化学反应的内在关系。第六章物料干燥（支撑课程目标2.3）1.概述2.干燥静力学3.干燥速率和干燥过程4.干燥技术要求学生：学会物料干燥中的影响因素第七章燃料及其燃烧（支撑课程目标2.3）1．燃料的种类及其组成2.燃料的性质3.燃烧计算4.燃料的燃烧温度的各因素5.洁净燃烧技术要求学生：了解燃料种类及组成，掌握燃烧中的影响因素四、教学重点与难点第一章：绪论教学重点：了解材料工程的由来教学难点：材料工程的基础第二章：流体力学基础（支撑课程目标2.3）教学重点：掌握流体力学的研究方法，流体的连续性一连续介质模型，流体en
3 3. 对流换热 4. 辐射换热 5. 传热过程与换热器 要求学生：掌握传导、对流换热、辐射换热的基本理论。 第五章 质量传递基础 （支撑课程目标 2.3） 1. 传质基本概念 2. 分子扩散传质 3. 对流传质 4. 传质与化学反应 要求学生：掌握传质相关概念，学会传质与化学反应的内在关系。 第六章 物料干燥 （支撑课程目标 2.3） 1. 概述 2. 干燥静力学 3. 干燥速率和干燥过程 4. 干燥技术 要求学生：学会物料干燥中的影响因素 第七章 燃料及其燃烧 （支撑课程目标 2.3） 1. 燃料的种类及其组成 2. 燃料的性质 3. 燃烧计算 4. 燃料的燃烧温度的各因素 5. 洁净燃烧技术 要求学生：了解燃料种类及组成，掌握燃烧中的影响因素 四、教学重点与难点 第一章：绪论 教学重点：了解材料工程的由来 教学难点：材料工程的基础 第二章：流体力学基础（支撑课程目标2.3） 教学重点：掌握流体力学的研究方法，流体的连续性—连续介质模型，流体
传质性质，流体的状态参数与状态方程，作用在流体上的力。对于流体运动的微分方程，应重点掌握三大守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律，还应掌握定解条件，相似理论和量纲分析。对于流体静力学，应重点掌握重力场中精致流体中的压强分布和非惯性系中均质流体的相对平衡。流向流体流动要掌握欧拉方程，流体的旋度和流函数。对于离心式风机，要了解离心式风机的基本结构和工作原理，掌握离心风机性能参数的换算，离心风机的并联合串联操作。教学难点：是流体的性质和流体运动的微分方程。第三章：两项运动现象（支撑课程目标2.3）教学重点：重点掌握单粒子的运动方程，粒子云与流体的相互作用。掌握流体-固体两相流的数值模拟，了解不可压缩流体流动过程数值求解的困难及解决办法，端流流动数值模拟的主要方法。教学难点：本章重难点是连续相方程，掌握流场的统计平均方法，边界粒子的影响和准一维两相流的守恒方程。第四章：传热学基础（支撑课程目标2.3）教学重点：掌握对流换热过程的数学描述，强制流动时、自然流动时、流体有相变时的对流换热。对于辐射换热要掌握黑体辐射定律，实际物体和灰体的辐射，角系数，两个灰体之间的辐射换热，多个灰体表面组成封闭系统时的辐射传热，辐射换热的强化与削弱，气体辐射。掌握传热过程与复合传热，换热器。教学难点：本章难点是热量传递的基本方式与热流速率方程，导热微分方程与定解条件，稳定态导热的分析与计算。第五章：质量传递基础：（支撑课程目标2.3）教学重点：掌握分子扩散传质，斐克定律、分子扩散系数、流体中的分子扩散以及固体中的分子扩散和非稳态扩散。了解对流传质和传质与化学反应的概念。教学难点：本章难点是对质量传递基础的掌握以及分子扩散传质的相关概念。第六章：物料于燥（支撑课程目标2.3）教学重点：重点是掌握于燥的过程与速率相关问题教学难点：难点是干燥静力学中水分在两相间的平衡。第七章：燃料及其燃烧（支撑课程目标2.3）教学重点：通过对本章的学习要掌握燃料及其燃烧，燃料的性质，燃烧的计4
4 传质性质，流体的状态参数与状态方程，作用在流体上的力。对于流体运动的微 分方程，应重点掌握三大守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定 律，还应掌握定解条件，相似理论和量纲分析。对于流体静力学，应重点掌握重 力场中精致流体中的压强分布和非惯性系中均质流体的相对平衡。流向流体流动 要掌握欧拉方程，流体的旋度和流函数。对于离心式风机，要了解离心式风机的 基本结构和工作原理，掌握离心风机性能参数的换算，离心风机的并联合串联操 作。 教学难点：是流体的性质和流体运动的微分方程。 第三章：两项运动现象 （支撑课程目标2.3） 教学重点：重点掌握单粒子的运动方程，粒子云与流体的相互作用。掌握流 体-固体两相流的数值模拟，了解不可压缩流体流动过程数值求解的困难及解决办 法，湍流流动数值模拟的主要方法。 教学难点：本章重难点是连续相方程，掌握流场的统计平均方法，边界粒子 的影响和准一维两相流的守恒方程。 第四章：传热学基础 （支撑课程目标2.3） 教学重点：掌握对流换热过程的数学描述，强制流动时、自然流动时、流体 有相变时的对流换热。对于辐射换热要掌握黑体辐射定律，实际物体和灰体的辐 射，角系数，两个灰体之间的辐射换热，多个灰体表面组成封闭系统时的辐射传 热，辐射换热的强化与削弱，气体辐射。掌握传热过程与复合传热，换热器。 教学难点：本章难点是热量传递的基本方式与热流速率方程，导热微分方程 与定解条件，稳定态导热的分析与计算。 第五章：质量传递基础 （支撑课程目标2.3） 教学重点：掌握分子扩散传质，斐克定律、分子扩散系数、流体中的分子扩 散以及固体中的分子扩散和非稳态扩散。了解对流传质和传质与化学反应的概念。 教学难点：本章难点是对质量传递基础的掌握以及分子扩散传质的相关概念。 第六章：物料干燥 （支撑课程目标2.3） 教学重点：重点是掌握干燥的过程与速率相关问题 教学难点：难点是干燥静力学中水分在两相间的平衡。 第七章：燃料及其燃烧 （支撑课程目标2.3） 教学重点：通过对本章的学习要掌握燃料及其燃烧，燃料的性质，燃烧的计
算以及燃烧的相关理论和过程，了解燃料的种类及其组成，燃料的发热量，煤的特性、燃料油的特性、气体燃料的特性。重点是涉及燃烧过程的计算，包括燃料燃烧所需空气量的计算，烟气量及烟气组成计算，空气中烟气量，燃烧温度计算影响理论燃烧温度的各因素。教学难点：对燃烧理论以及过程的掌握，燃烧污染与防治。材料生产中的燃烧新技术。五、教学建议进度（学时数XX）第一章绪论（学时数2）第二章流体力学基础（学时数10）第三章两项运动现象（学时数8）（学时数8）第四章传热学基础（学时数8）第五章质量传递基础第六章物料干燥（学时数6）第七章燃料及其燃烧（学时数6）课内外时间比例为48：0六、教学方法1.多媒体2.板书七、考核方式闭卷考试八、成绩评定方法卷面成绩100%九、教学参考书：1.《化工原理》夏清编：天津大学出版社，2005年5
5 算以及燃烧的相关理论和过程，了解燃料的种类及其组成，燃料的发热量，煤的 特性、燃料油的特性、气体燃料的特性。重点是涉及燃烧过程的计算，包括燃料 燃烧所需空气量的计算，烟气量及烟气组成计算，空气中烟气量，燃烧温度计算， 影响理论燃烧温度的各因素。 教学难点：对燃烧理论以及过程的掌握，燃烧污染与防治。材料生产中的燃 烧新技术。 五、教学建议进度（学时数XX） 第一章 绪论 （学时数 2） 第二章 流体力学基础 （学时数 10） 第三章 两项运动现象 （学时数 8） 第四章 传热学基础 （学时数 8） 第五章 质量传递基础 （学时数 8） 第六章 物料干燥 （学时数 6） 第七章 燃料及其燃烧 （学时数 6） 课内外时间比例为 48：0 六、教学方法 1.多媒体 2.板书 七、考核方式 闭卷考试 八、成绩评定方法 卷面成绩 100% 九、教学参考书： 1. 《化工原理》夏清编；天津大学出版社, 2005 年