安徽农业大学园艺学院：设施农业科学与工程专业理论课程大纲（合集）.pdf

《农业设施设计基础》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：农业设施设计基础 (英文)：Basic Design of Agricultural Structures 课程编号：12241001 课程学分：3.0 课程总学时：48 课程性质：专业基础课二、课程内容简介(300字以内) 本课程设置了“流体”、“传热”、“力学”、“材料”、“电”等章节。主要讲授与农业设施结构设计和光热环境调控相关的基础知识，所有内容都是紧扣环境和结构，为设施环境和结构设计提供理论基础，为学习后续的专业课“农业设施设计与建造”、“设施农业环境工程学”等打下基础。三、教学目标与要求农业设施设计基础是设施农业科学与工程专业的一门专业基础课，主要就是与结构设计和光热环境有关的学科。该专业的培养目标包括初步掌握温室等农业设施的设计、建造与施工，环境调控的理论与技术，这些知识是建立在材料力学、结构力学、流体力学、传热学、控制学等基础学科之上的。在设施农业科学与工程这一专业之内，要单独开设这些课程，从学时安排来看是不可能的，因此，特设本课程，将农业设施设计所涉及的最基本、最常用的基础知识融为一体。通过本课程的学习，应使学生获得比较宽广和巩固的农业设施结构设计和光热环境调控基础知识，能够根据生产对象不同而分别对其温度、湿度、光照、气体成分、气流速度等施行单因子或多因子环境调控。要求学生初步掌握温室等农业设施的设计、建造与施工，环境调控的理论与技术，同时达到启发性、向导性的作用，为同学们在进行更加复杂的设计时，具备进一步深入学习钻研的能力。四、教学内容与学时安排第一章流体(12学时) 1.教学目的与要求：明确湿空气物理性质基本定律：掌握湿空气及其状态参数的描述与计算。了解流体静压强的定义和特性、分布规律、公式、计算基准和表示方法及描述流体运动的一些基本概念：掌握理想流体恒定元流的能量方程：实际流体恒定元流的能量方程、方程中各项意义、方程应用：雷诺实验和两种流态：流态判别标准。边界层的基本概念等。 2.教学重点与难点：湿空气及其状态参数计算，理想流体恒定元流的能量方程及实际流体恒定元流的能量方程的应用：流体流态判别及计算，流体边界层的描述；农业设施通风设计。第一节湿空气的性质第二节流体力学基础第三节农业设施通风基础

1 《农业设施设计基础》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：农业设施设计基础（英文）：Basic Design of Agricultural Structures 课程编号：12241001 课程学分：3.0 课程总学时：48 课程性质：专业基础课二、课程内容简介（300 字以内）本课程设置了“流体”、“传热”、“力学”、“材料”、“电”等章节。主要讲授与农业设施结构设计和光热环境调控相关的基础知识，所有内容都是紧扣环境和结构，为设施环境和结构设计提供理论基础，为学习后续的专业课“农业设施设计与建造”、“设施农业环境工程学”等打下基础。三、教学目标与要求农业设施设计基础是设施农业科学与工程专业的一门专业基础课，主要就是与结构设计和光热环境有关的学科。该专业的培养目标包括初步掌握温室等农业设施的设计、建造与施工，环境调控的理论与技术，这些知识是建立在材料力学、结构力学、流体力学、传热学、控制学等基础学科之上的。在设施农业科学与工程这一专业之内，要单独开设这些课程，从学时安排来看是不可能的，因此，特设本课程，将农业设施设计所涉及的最基本、最常用的基础知识融为一体。通过本课程的学习，应使学生获得比较宽广和巩固的农业设施结构设计和光热环境调控基础知识，能够根据生产对象不同而分别对其温度、湿度、光照、气体成分、气流速度等施行单因子或多因子环境调控。要求学生初步掌握温室等农业设施的设计、建造与施工，环境调控的理论与技术，同时达到启发性、向导性的作用，为同学们在进行更加复杂的设计时，具备进一步深入学习钻研的能力。四、教学内容与学时安排第一章流体（12 学时） 1. 教学目的与要求：明确湿空气物理性质基本定律；掌握湿空气及其状态参数的描述与计算。了解流体静压强的定义和特性、分布规律、公式、计算基准和表示方法及描述流体运动的一些基本概念；掌握理想流体恒定元流的能量方程；实际流体恒定元流的能量方程、方程中各项意义、方程应用；雷诺实验和两种流态；流态判别标准。边界层的基本概念等。 2. 教学重点与难点：湿空气及其状态参数计算，理想流体恒定元流的能量方程及实际流体恒定元流的能量方程的应用；流体流态判别及计算，流体边界层的描述；农业设施通风设计。第一节湿空气的性质第二节流体力学基础第三节农业设施通风基础

第二章传热(12学时) 1.教学目的与要求：掌握傅里叶定律和导热微分方程，并应用傅里叶定律或导热微分方程对常物性、无内热源的一维稳态导热问题进行分析求解。掌握牛顿冷却公式定义：了解流动边界层和温度边界层概念及影响对流换热的因素。掌握热辐射的基本定律及实际物体的辐射特性及辐射换热的计算。 2.教学重点与难点：傅里叶定律的描述与应用：牛顿冷却公式的描述与应用：热辐射的基本定律的描述及实际物体的辐射特性及辐射换热的计算。农业设施的传热分析。 (一)导热 (二)对流换热 (三)辐射换热 (四)农业设施的传热分析第三章力学(12学时) 1.教学目的与要求：掌握平衡物体的受力分析及受力图的画法，静力学的基本概念和公理。掌握基本力系，汇交力系合成与平衡的解析法：了解力矩的概念和合力矩定理：掌握力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。了解常用农业设施工程材料的性能。结构的强度、刚度、稳定设计，组合变形研究思路。 2.教学重点与难点：物体的受力分析。力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。力的平移定理：平面任意力系的平衡方程。农业设施结构的强度、刚度、稳定设计。 (一)结构与力学分析 1.物体的受力分析静力学的基本概念和公理：约束和约束反力及其画法：简单物体系受力图的画法 2.基本力系汇交力系合成与平衡的解析法：力矩的概念和合力矩定理：力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。 3一般力系力的平移定理：平面任意力系的平衡方程：简单物体系统平衡问题的解法。 (二)材料的力学性能应力和应变的概念；常用农业设施工程材料的性能 (三)结构的强度、刚度、稳定设计 1.杆件变形的基本知识构件的承载能力：变形固体的基本假设：杆件变形的基本形式：轴向拉伸与压缩的概念：剪切和挤压的概念：平面弯曲的概念 2.组合变形组合变形研究思路：动载荷概念第四章材料(6学时)

2 第二章传热（12 学时） 1. 教学目的与要求：掌握傅里叶定律和导热微分方程，并应用傅里叶定律或导热微分方程对常物性、无内热源的一维稳态导热问题进行分析求解。掌握牛顿冷却公式定义；了解流动边界层和温度边界层概念及影响对流换热的因素。掌握热辐射的基本定律及实际物体的辐射特性及辐射换热的计算。 2. 教学重点与难点：傅里叶定律的描述与应用；牛顿冷却公式的描述与应用；热辐射的基本定律的描述及实际物体的辐射特性及辐射换热的计算。农业设施的传热分析。（一）导热（二）对流换热（三）辐射换热（四）农业设施的传热分析第三章力学（12 学时） 1. 教学目的与要求：掌握平衡物体的受力分析及受力图的画法，静力学的基本概念和公理。掌握基本力系，汇交力系合成与平衡的解析法；了解力矩的概念和合力矩定理；掌握力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。了解常用农业设施工程材料的性能。结构的强度、刚度、稳定设计，组合变形研究思路。 2. 教学重点与难点：物体的受力分析。力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。力的平移定理；平面任意力系的平衡方程。农业设施结构的强度、刚度、稳定设计。（一）结构与力学分析 1. 物体的受力分析静力学的基本概念和公理；约束和约束反力及其画法；简单物体系受力图的画法 2. 基本力系汇交力系合成与平衡的解析法；力矩的概念和合力矩定理；力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。 3 一般力系力的平移定理；平面任意力系的平衡方程；简单物体系统平衡问题的解法。（二）材料的力学性能应力和应变的概念；常用农业设施工程材料的性能（三）结构的强度、刚度、稳定设计 1. 杆件变形的基本知识构件的承载能力；变形固体的基本假设；杆件变形的基本形式；轴向拉伸与压缩的概念；剪切和挤压的概念；平面弯曲的概念 2. 组合变形组合变形研究思路；动载荷概念第四章材料（6 学时）

1.教学目的与要求：设施对主体结构材料的基本性能要求：多孔型保温隔热材料的保温隔热机理：纤维型保温隔热材料的保温隔热机理：反射型保温隔热材料的保温隔热机理：保温隔热材料的物理、热工等基本特性：建筑围护结构的保温性能设计。钢材类别及力学特性、农业设施结构中钢材强度设计指标。 2.教学重点与难点：材料类型及其物理化学特性：材料在农业设施中的应用要求。 (一)主体结构材料温室主体结构材料：钢材类别及力学特性、农业设施结构中钢材强度设计指标 (二)保温隔热材料多孔型保温隔热材料的保温隔热机理：纤维型保温隔热材料的保温隔热机理：反射型保温隔热材料的保温隔热机理：保温隔热材料的物理、热工等基本特性：建筑围护结构的保温性能设计 (三)其他材料第五章电(6学时) 1.教学目的与要求：掌握三相交流电的基础知识，三相交流电的特点：三相交流电的产生：交流电路的功率与影响功率因素。了解设施环境调控常用执行电路的设计基础。 2.教学重点与难点：设施环境调控常用执行电路的设计基础。农业设施中常用低压电器的选型、计算及运用。 (一)三相交流电的基础知识三相交流电的特点；三相交流电的产生：交流电路的功率与功率因素 (二)设施环境调控常用执行电路的设计基础 (三)安全用电触电的基本类型：防止触电的基本措施：触电急救五、考核方式与成绩评定考核包括平时作业占20%、课堂讨论和出勤占10%、闭卷考试占70%，综合评定成绩。六、教材及主要参考资料推荐教材：陈青云主编.农业设施设计基础.中国农业出版社，2007 主要参资料： (1)刘鹤年著，流体力学，中国建筑工业出版社，2004 (2)杨世铭、陶文栓编著，传热学，高等教育出版社，2011 (3)张秉荣、章剑青主编，工程力学，机械工业出版社，2005 (4)王泓，电学基础，机械工业出版社，2007 (5)马承伟，农业设施设计与建造，中国农业出版社，2008 3

3 1. 教学目的与要求：设施对主体结构材料的基本性能要求；多孔型保温隔热材料的保温隔热机理；纤维型保温隔热材料的保温隔热机理；反射型保温隔热材料的保温隔热机理；保温隔热材料的物理、热工等基本特性；建筑围护结构的保温性能设计。钢材类别及力学特性、农业设施结构中钢材强度设计指标。 2. 教学重点与难点：材料类型及其物理化学特性；材料在农业设施中的应用要求。（一）主体结构材料温室主体结构材料；钢材类别及力学特性、农业设施结构中钢材强度设计指标（二）保温隔热材料多孔型保温隔热材料的保温隔热机理；纤维型保温隔热材料的保温隔热机理；反射型保温隔热材料的保温隔热机理；保温隔热材料的物理、热工等基本特性；建筑围护结构的保温性能设计（三）其他材料第五章电（6 学时） 1. 教学目的与要求：掌握三相交流电的基础知识，三相交流电的特点；三相交流电的产生；交流电路的功率与影响功率因素。了解设施环境调控常用执行电路的设计基础。 2. 教学重点与难点：设施环境调控常用执行电路的设计基础。农业设施中常用低压电器的选型、计算及运用。（一）三相交流电的基础知识三相交流电的特点；三相交流电的产生；交流电路的功率与功率因素（二）设施环境调控常用执行电路的设计基础（三）安全用电触电的基本类型；防止触电的基本措施；触电急救五、考核方式与成绩评定考核包括平时作业占 20%、课堂讨论和出勤占 10%、闭卷考试占 70%，综合评定成绩。六、教材及主要参考资料推荐教材：陈青云主编. 农业设施设计基础. 中国农业出版社，2007 主要参资料：（1）刘鹤年著，流体力学，中国建筑工业出版社，2004 （2）杨世铭、陶文栓编著，传热学，高等教育出版社，2011 （3）张秉荣、章剑青主编，工程力学，机械工业出版社，2005 （4）王泓，电学基础，机械工业出版社，2007 （5）马承伟，农业设施设计与建造，中国农业出版社，2008