复旦环境工程基础课程教学大纲.docVIP

环境工程基础课程教学大纲 （The Foundations of Environmental Engineering） 学分数 4 周学时 4 课程性质：环境科学与工程学专业必修课程。 预修课程：普通物理、高等数学、大学化学等前期课程作为基础。 一、历史沿革 本课程包含“化工原理”、“化学反应工程学”、“水力学”、“生物工程”等内容，2000年以前环境科学与工程系（以下简称环境系）的学生选化学系开设的“化工原理”课，2000年改为“环境工程基础”，2000-2003年返聘环境系已经退休的学化学工程的周祖铭教授担任此门课的主讲老师，周老师主要用清华大学林汉光教授编写的《化学反应工程学》为主要教学用书。环境工程专业毕业的课程负责人刘燕教授2003年离开香港大学应聘到复旦大学后，于2004年9月担任此课的教学，在教学过程中发现由于复旦大学总的教学时数的限制（160学时以内），远小于一般工科院校环境工程系的学生总的教学时数（200学时左右）。环境系又是环境科学（理科）、环境工程（工科）、环境生态（理科）、环境管理（文科）的综合交叉学科，不能分很多学时数给环境工程方向，故“化工原理”、“水力学”、“生物工程”等其它工科院校环境工程系学生学的课程既没有学，也没有学时数学，而《化学反应工程学》中的有些内容，如精馏等在环境工程中应用非常少，没有学习的必要，故选取的“化工原理”、“化学反应工程学”、“水力学”、“生物工程”中在环境工程中经常需要应该的知识点和在环境工程中的应用于2006年自行编写了教材“环境工程基础”，并主要根据此书的内容进行教学。 二、教学目的与要求： 教学目的：通过本课程的教学，使学生掌握进一步学习环境工程学所需的基础知识，包括流体的流动和输送，环境工程单元操作、设备、化学反应工程学、微生物反应工程学的基本原理及计算等，以及这些基础知识在环境工程中的简单应用。学生在学习环境工程学基础的过程中，既可以培养学生逻辑、思辩和推演等理性思维的能力，又可以培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。让学生熟悉并掌握工程技术常用的基本观点和方法，如合理简化的观点、最优化观点、量纲分析法、衡算的方法、数学模型的方法等。也可提高学生的产业化意识，了解科研成果产业化过程中可能遇到的问题和解决方法等。 基本要求：学生应按本大纲具体要求，掌握流体流动、热量传递、吸收、反应动力学及反应器、非理想流动反应器的基本概念、基本理论和基本方法。并应用它们解决实际的问题的计算和设计，以及它们在环境工程中的实际应用。 三、教学内容： 主要包括流体流动、热量传递、吸收、反应动力学及反应器、非理想流动反应器的基本概念、基本理论和基本方法，以及它们在环境工程中的应用。具体内容如下： 第一章 绪论 (2 学时) 1.1 概述 1.2 质量衡算与热力学第一定律 1.3 平衡与速率 1.4 物理量的单位和单位制 第二章 流体流动(18 学时) 2.1 概述 2.1.1 流体流动的考察方法 2.1.2 流体流动的基本概念 2.1.3 流体流动的内摩擦力 2.1.4 流体流动的类型及其判断 2.1.5 流动边界层 2.2 流体流动时的阻力损失 2.2.1 影响阻力损失的因素 2.2.2 沿程阻力损失 2.2.3 局部阻力损失 2.3 管流系统的衡算方程及应用 2.3.1 质量衡算方程 2.3.2 能量衡算方程 2.3.3 管路计算 2.4 明渠均匀流和薄壁堰 2.4.1 明渠均匀流形成条件和特点 2.4.2 明渠均匀流计算 2.4.3 薄壁堰 2.5 常见测量仪器 2.5.1 文丘里流量计 2.5.2乌氏粘度计 2.6 两相流动 2.6.1 球形颗粒在流体中运动阻力与阻力系数 2.6.2 重力沉降 2.7 流体输送设备 2.7.1 离心泵 2.7.2 离心压缩机 2.7.3 往复压缩机和往复泵 2.7.4 其它常用流体输送设备 第三章 热量传递 (12 学时) 3.1 概述 3.1.1 热量传递的基本方式 3.1.2 环境工程领域中的传热问题 3.2 热传导 3.2.1 傅立叶定律 3.2.2 导热系数 3.2.3 平壁稳定热传导 3.2.4 圆筒壁热传导 3.3 对流传热 3.3.1 对流传热机理 3.3.2 对流传热速率 3.3.3 对流传热系数的经验式 3.3.4 保温层的临界直径 3.4 传热过程的计算 3.4.1 热量衡算 3.4.2 总传热速率方程 3.4.3 总传热系数 3.4.4 传热的平均温差 3.4.5 传热计算举例 3.5 辐射传热 3.5.1 基本概念与定律 3.5.2 物体间的辐射传热 3.5.3 气体的辐射传热 3.5.4 对流和辐射联合传