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1、换热器原理与设计1教学大纲一、课程基本信息课程名称换热器原理与设计Principle and Design of Heat Exchanger课程编码CNE211821021开课院部石大山能新能源学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时34讲授30实验4上机0实践0课外学时30适用专业能源与动力工程授课语言中文先修课程工程热力学、工程流体力学、传热学课程简介 （限选）换热器是化工、动力、能源等各种工程领域中普遍使用的基本设备，换热器原理与设计是能源与动力工程专业的专业选修课程。课程主要讲述管壳式换热器的类型、特点、用途和结构和设计方法，各种高效间壁式换热器的原理及设计计算，冷水塔分类、工作原
2、理、设计方法及选型设计，喷射式换热器工作原理、设计计算，并对换热器的实验研究、强化传热等内容给予概括性的介绍。通过本课程的学习，学生应掌握各种常见换热器的类型、结构、特点、用途，掌握各种换热器的原理，学会换热器的设计计算和校核 计算方法，了解换热器的实验研究方法。最终，使学生具有从事换热器设计和运行的能力，并且能根据换热器的运行状况提出节能改进措 施。The heat exchangers are very important devices which are now widely used in chemical industry, power and energy fields. Hea
3、t exchanger principle and design is an elective course for Energy and Power Engineering.The course elaborates the fundamental principle, construction features, thermal design, and resistance calculation of heat exchangers, the types of which are shell and tube heat exchanger, spiral plate heat excha
4、nger, plate-fin heat exchanger, flat plate heat exchanger, heat-pipe heat exchanger, cooling tower, and so on.Through learning this course, students should obtain the structures, working principle, thermal calculation and resistance calculation of all heat exchangers. Students should know heat excha
5、nger experiment and the state of art about heat exchangers. Students should have the ability of design and selection of heat exchangers.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握各类换热器的结构计算、热力计算、阻力计算的详细过程和关键参数的选取原则。能够 应用热力及阻力计算的相关理论，分析计算换热器结构参数与运行参加之间的关系，解决换热器设 计及技术改造等复杂工程问题。是2. 12M2目标2 ： 了解各类
6、换热器热的相关技术标准，理解企业的HSE管理体系，掌握各类换热器的工作原 理、结构组成等。是6.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章绪论本章重点难点：换热器的用途、换热器的分类方法、换热器设 计计算内容。/ /21. 11.1研究换热器的 重要性换热器定义，为什么研究换热器，换热器与传热学关系。M20.5讲授/31.21.2换热器的分类按用途分类，按材料分类，按温度状况分类，按流体向分类， 按传热方式分类。M21讲授/41.31. 3换热器设计计 算的内容热计算，结构计算，流动阻力计算，强度计算。M20.5讲授2复习5第2
7、章第2章换热器热 计算的基本原理本章重点难点：换热器热计算基本方程式、换热器热计算方法 原理。/62. 12.1热计算基本方 程式热计算分类，传热方程式，热平衡方程式。Ml0.5讲授/72.22. 2平均温差顺逆流平均温差，其他流动方式平均温差，积分平均温差。Ml1.5讲授/82.32. 3传热有效度传热有效度，顺逆流传热有效度，其他方式有效度，热计算方 法比较。Ml1讲授2作业，复 习9第3章第3章管壳式换 热器本章重点难点：管壳式换热器组成部件、管壳换热器热计算方 法原理。/103. 13. 1管壳式换热器 的类型、标准与结类型和标准，管子在管板上排列，管板，分程隔板，折流板， 挡管，防冲
8、板。M22讲授，看 录像/构113.23. 2管壳式换热器 的结构计算管程流通面积计算，壳体直径的确定，壳程流通面积计算，接 管直径计算。Ml1讲授/123.33. 3管壳式换热器 的传热计算传热系数的确定，换热系数的计算，璧温的计算。Ml2讲授/133.43. 4管壳式换热器 的流动阻力计算管程阻力计算，壳程阻力计算。Ml1讲授/143.53. 5管壳式换热器 的合理设计流体流动空间的选择，流体温度和终温的确定，管子直径的选 择，流体流动速度的选择。Ml1.5讲授，讨 论6作业，复 习15第4章第4章高效间壁 式换热器本章重点难点：螺旋体的绘制、板式换热器的流程通道、板翅 式换热器的热计算、
9、热管的热阻。/164. 14.1螺旋板式换热 器基本构造和工作原理，分类，结构计算，传热计算，流动阻力 计算。Ml, M22讲授，看 录像/174.2虫2板式换热器构造和工作原理，分类，流程组合，传热压降计算。Ml, M21.5讲授，看 录像/184.34. 3板翅式换热器构造工作原理，分类，结构计算，传热计算，流动阻力计算。Ml, M21.5讲授，看 录像/194.44. 4热管换热器热管的组成与工作特性，各传热环节热阻，流动阻力计算，工 作安全校验。Ml, M22.5讲授，讨 论6作业，复 习20第5章第5章混合式换 热器本章重点难点：冷水塔的工作原理、迈克尔培差法原理、喷射 式换热器的工
10、作极限、喷射式换热器的特性方程。/215. 15. 1冷水塔冷水塔的类型和构造，工作原理，热力计算，通风阻力计算， 冷却数，特性数。Ml, M22讲授/225.25. 2喷射式换热器喷射式换热器，组成部件，工作原理，特性方程，工作极限， 结构设计。Ml, M21.5讲授，讨 论4作业，复 习23第6章第6章蓄热式换 热器本章重点难点：蓄热式换热器工作原理、蓄热式换热器设计思 路。/246. 16.1结构和工作原 理构造，分类，工作原理，应用场合。Ml, M21讲授/256.26. 2蓄热式换热器 与间壁式换热器的 比较温度变化特点，传热计算，热平衡计算，设计过程。Ml, M21.5讲授，讨 论
11、2复习26第7章第7章换热器试 验与强化传热本章重点难点：试验的设计、强化传热途径。/277. 17.1换热器试验设计的思路，传热系数的测定，换热系数的测定，数据整理。M21.5讲授/287.27. 2强化传热定义，基本途径，增强传热的方法。M21.5讲授，讨 论2复习四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、涉及计算的章节布置作业，平均章2道题以上题目。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对换热器设计计算内容的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。20%2课堂讨论1、本课程不定期组织课堂讨论或回答问题，每人参与至少
12、1次以上。2、成绩采用白分制，根据发言踊跃程度、论述正确是否合理情况评分。3、围绕锅炉的节能、计算等内容设定题目，考察学生能否根据用户需求确定设计目标，从技术角度优选解决方案获得 有效结论，也就是考核学生对换热器重点知识的应用能力。20%3期末报告1 .本课程要求两种类型的换热器作为研究对象，利用Mat lab或Excel等计算工具编写出解决换热器流动与传热问题的 求解程序，给出具体问题的求解结果。2 .根据模型建立情况、程序编写的准确性和综合报告写作规范性评分。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业30%A-独立思考，解题思路清晰、答案准确。B-独立思考，解题思
13、路比较清晰、答案准确。C-独立思考、按 时完成，有一定步骤、答案基本正确。D-作业抄袭，未能按时完成解题思路混乱。2Ml课堂讨论10%A-主动参与3次以上讨论，讨论问题明确、观点视角新颖。B-主动参与2次讨论，讨论问题较好、有自己 的主观判断。C-主动参与1次讨论，讨论重复他人观点。D-精神状态较差，被动参与讨论。3Ml期末报告60%A-建立研究对象的模型正确，编写的求解程序能满足要求，给出的求解结果符合换热规律，撰写的报告规 范。B-建立研究对象的模型正确，编写的求解程序能满足模型求解要求，给出的求解结果较为符合换热规 律，撰写的报告较为规范。C-建立研究对象的模型基本正确，编写的求解程序基
14、本能满足模型求解要求， 给出的求解结果较为符合换热规律，撰写的报告较为规范。D-建立研究对象的模型不止确，编写的求解程 序不能满足模型求解要求，给出的求解结果不符合换热规律，撰写的报告不规范。4M2课堂讨论40%A-主动参与3次以上讨论，讨论问题明确、观点视角新颖。B-主动参与2次讨论，讨论问题较好、有自己 的主观判断。C-主动参与1次讨论，讨论重复他人观点。D-精神状态较差，被动参与讨论。5M2期末报告60%A-建立研究对象的模型正确，编写的求解程序能满足要求，给出的求解结果符合换热规律，撰写的报告规 范。B一建立研究对象的模型正确，编写的求解程序能满足模型求解要求，给出的求解结果较为符合换
15、热规 律，撰写的报告较为规范。C-建立研究对象的模型基本正确，编写的求解程序基本能满足模型求解要求， 给出的求解结果较为符合换热规律，撰写的报告较为规范。D-建立研究对象的模型不止确，编写的求解程 序不能满足模型求解要求，给出的求解结果不符合换热规律，撰写的报告不规范。评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59;六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1热交换器原理与设计，史美中，东南大学出版社，2014, TSBN:978-7-5641-1683-5. （*主教材）2图书1换热器原理与计算，张利，中国电力出版社，2017, ISBN:978-7-5198-0862-4.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1套管换热器性能实验22专业必做综合性否2高效间壁式换热器性能实验22专业必做综合性否