一、课程基本信息

二、课程描述

中文：

这是一门为建筑环境与能源应用工程专业学生开设的专业基础课，通过该课程的教学使学生能够掌握热质交换的基本概念和基本理论，为学生学习相关后续专业课程，如空调用制冷技术、暖通空调、热泵技术等，打下必不可少的基础；通过热质交换原理与设备的整个教学过程逐渐培养学生分析问题、概括问题的能力，培养学生具有比较熟练的运用热质交换原理和方法进行设备工作分析的能力，对实际工程热质交换设备中反映出的信息能予以理解和利用；主要内容为热质交换设备分析的基本方法和基本原理，具体包括：基本原理、计算及相关设备等。

英文：

This is a basic course for majors of Constructional Environment and Equipment Engineering, aiming at the students’ mastery of the basic concepts and theories of Principle and Equipment of Heat-Mass Exchanging, thus laying a solid foundation for their study of follow-up courses such as refrigeration, HVAC, and heat pump. The study of this course develops the students’ ability to analyze and solve practical problems, to analyze the Equipment of Heat-Mass Exchanging, and to understand and use the information involved in process ofHeat-Mass Exchanging. The main contents of this course are the basic approaches and principles of analyzing the process ofHeat-Mass Exchanging, including the basic theory, calculation, thermodynamic process of the equipment of heat-mass exchanging.

三、课程内容

（一） 课程教学目标

《热质交换原理和设备》是建筑环境与能源应用工程专业的专业基础必修课之一。它的任务是：a）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；b）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。c）掌握传输过程的基本理论及三种传输过程的类比；d）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。通过本课程的学习，使学生掌握本专业涉及的热质交换基础理论知识，为学习后续的专业课打下坚实的基础。

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。

本课程主要用于提高学生的热质交换相关基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。为学生今后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的理论联系实际的能力。此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使得学生得到一定的训练。

（二） 基本教学内容

工程热力学的主要内容大致可以分为两个方面，即：基本理论部分和基本理论的应用部分。基本理论部分包括传质的理论基础、传热传质的分析和计算等内容；基本理论的应用部分主要是将热质交换基本理论应用于各种热工装置，并对空气的热湿处理、吸附和吸收处理空气的原理、混合式热质交换设备的热工性能、复合式热质交换设备的热工性能等进行分析和计算，探讨影响热质交换效果的因素以及提高热质交换性能的途径和方法等。本课程要求学生理解基本概念及研究方法、特点、并能正确运用它们，能对热质交换现象进行分析计算，具有进行建立热质交换模型的能力；掌握热质交换的基本原理，并能正确应用这些规律进行热质交换过程的分析和计算，能够运用图表进行分析和计算。

第一章、绪论

教学目的与要求：了解课程目的，了解热量、质量、动量交换的相似性

教学重点：热质交换原理与设备对于本专业的重要性与必要性

教学难点：适当的工程实例选取

教学内容：热质交换现象及其设备分类；地位与作用；主要研究内容与方法

学时分配：2学时

第二章、传质的理论基础

教学目的与要求：掌握传质理论，掌握计算与分析方法

教学重点：传质的基本原理与计算

教学难点：传质的不同类型及计算

教学内容：传质概论；扩散传质；对流传质；相际间的对流传质模型

学时分配：9学时

第三章、传热传质的分析和计算

教学目的与要求：掌握工程中传质计算的基本原理与方法

教学重点：传质的工程计算

教学难点：传质与传热的类比性

教学内容：动量、热量和质量传递类比；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

学时分配：6学时

第四章、空气的热湿处理

教学目的与要求：掌握湿空气的基本处理方式、原理及焓湿图分析计算

教学重点：湿空气处理热湿交换的焓湿图分析计算，及相关设备原理

教学难点：湿空气处理过程中热湿交换的机理

教学内容：空气的热湿处理途径；空气与固体表面之间的热湿交换；空气与水直接接触的热湿交换

学时分配：8学时

第五章、吸附和吸收处理空气的原理与方法

教学目的与要求：掌握吸附和吸收处理空气的原理与分析计算

教学重点：吸收处理空气的过程分析计算，及相关设备原理

教学难点：吸收处理空气的热湿交换机理

教学内容：吸附材料处理空气的原理和方法；吸收剂处理空气的原理和方法

学时分配：5学时

第六章、间壁式热质交换设备的热工计算

教学目的与要求：掌握间壁式热质交换设备原理及相关热工计算

教学重点：间壁式热质交换过程分析及计算

教学难点：间壁式热质交换过程特点与机理

教学内容：间壁式热质交换设备的形式与结构；间壁两侧流体传热过程分析；总传热系数与总传热热阻；常用计算方法；表面式冷却器的热工计算；其它设备计算。

学时分配：6学时

第七章、混合式热质交换设备的热工计算

教学目的与要求：掌握混合式热质交换设备原理及相关热工计算

教学重点：混合式热质交换过程分析及计算

教学难点：混合式热质交换过程特点与机理

教学内容：混合式换热器的型式与结构；影响混合式设备热质交换效果的主要因素；混合式设备发生热质交换的特点；喷淋室的热工计算；冷却塔的热工计算；其它混合式热质交换设备的热工计算

学时分配：6学时

第八章、复合式热质交换设备的热工计算

教学目的与要求：掌握复合式热质交换设备原理及相关热工计算

教学重点：复合式热质交换过程分析及计算

教学难点：复合式热质交换过程特点与机理

教学内容：影响复合式设备热质交换效果的主要因素；蒸发冷却式空调系统的热工计算；温湿度独立调节空调系统

学时分配：6学时

实验上机教学

教学重点：空调用表冷器及喷淋室设计

教学难点：表冷器及喷淋室热湿交换原理

教学内容：焓湿图软件使用原理；空调用表冷器设计计算；空调用喷淋室设计计算

学时分配：6学时

四、考核方式

采用平时成绩与期末考试成绩相结合的方式，分别占期末总成绩的30%和70%，期末考试采用笔试，百分制。考试内容覆盖全部教学内容，课程重点内容约占80%，基本理论和基本概念约占50%，计算及分析部分约占考试内容的50%。

五、教材及参考书

教材：

连之伟编著.热质交换原理与设备（第三版），中国建筑工业出版社，2011年

参考书：

(美)J.R.威尔特, C.E.威克斯, R.E.威尔逊, G.L.罗勒. 动量、热量和质量传递原理（第四版）, 化学工业出版社, 2005

六、授课手段

利用多媒体教学的优势，使内容深入浅出，加强学生对学习内容的理解与认识。在讲授中应选择有代表性的内容讲解，做到举一反三，提倡互动启发式教学，着重培养学生的能力。在课外安排学生听有关专业知识的学术报告，加深学生对专业知识的理解和扩展学生的专业面。